TW589673B - Pattern writing method - Google Patents

Description

玖、發聰說麵:Γ 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於光罩及半導體基板等的圖案描畫方法，尤 其是關於使用可變成形向量掃描方式的電子束描畫裝置的 圖案描畫方法。 【先前技術】 圖12(A)〜圖12(C)爲說明使用可變成形向量掃描方式 的電子束描畫裝置的習知圖案描畫方法用的模式圖。在欲 描畫圖1 2 (A)所示圖案F的情況，首先，藉由第1次的照 像拍攝描畫長方形的區域F1(圖12(B))，其次，藉由第2 次的照像拍攝描畫鄰接區域F 1的長方形的區域F2 (圖 12(C))。藉此，作爲2個長方形圖案的組合，而獲得圖12(A) 所示圖案F。尙，描畫區域F 1用的電子束的照射時間（以 下稱爲「照像拍攝時間」）及描畫區域F 2用的照像拍攝時 間相等。 【發明內容】 (發明所欲解決之問題） 但是，如此在藉由多次照像拍攝進行1個圖案的描畫的 情況，相對於圖案的設計尺寸而有於精加工尺寸上產生誤 差的問題。尤其是，如圖12(C)所示，在伴隨著描畫相關 於Y方向的照像拍攝尺寸W小的區域F2的步驟的情況’ 確認到圖案F的精加工尺寸較設計尺寸極爲增大。這可以 認爲是所照射的電子束的光束輪廓在區域F 1及區域F2相 互差異，及每一照像拍攝尺寸的電流密度具有差異等的原 6 326\專利說明書(補件)\92-06\921〇5345 589673 因。fp]，圖1 2中，規疋紙面的上下方向及左右方向分別爲 「X方向」及「Y方向」。 但是’作爲校正起因於照像拍攝尺寸的精加工尺寸的誤 差的方法’眾知有照像拍攝等級校正的方法。照像拍攝等 級校正係爲按照照像拍攝尺寸而使照像拍攝時間（即，放射 量）變化進行描畫’藉以校正誤差的方法。圖1 3 (A)及圖 1 3 ( B )爲|兌明照像拍攝等級校正用的圖。參照圖1 3 ( A )，假 定孤立圖案的描畫，將相關於γ方向的電子束的尺寸定義 爲照像拍攝尺寸S。圖13(B)的曲線圖的橫軸爲照像拍攝尺 寸S，縱軸爲誤差G (即，相關於γ方向，從圖案的精加工 尺寸減去設計尺寸的値）。參照圖i 3 (B)，在照像拍攝尺寸 S小的特定的範圍’可知精加工尺寸較設計尺寸變小。這 是受到近接效應的影響。據此，在照像拍攝尺寸S爲例如 S2的情況以標準的放射量（特性Q1)進行描畫時，產生-G1 的誤差。該情況，藉由利用較標準高的放射量（特性Q 2 )以 進行描畫的方式來校正，即可消除誤差-G 1。尙，每一照 像拍攝尺寸S的放射量的校正量，藉由實驗可求取。 如此之照像拍攝等級校正，係爲在圖案的精加工尺寸較 設計尺寸小的情況，藉由較標準高的放射量進行描畫，校 正精加工尺寸的誤差者。相對於此，在如圖1 2所示習知的 圖案描畫方法中，如上述，圖案F的精加工尺寸較設計尺 寸大。據此，無法藉由照像拍攝等級校正來校正根據習知 \ 的圖案描畫方法的精加工尺寸的誤差。 本發明係爲了解決習知的圖案描畫方法中的上述問題 326\專利說明書(補件)\92-06\92105345 589673 點而完成者，其目的在於，在藉由多次照像拍攝來描畫一 個圖案的情況，獲得可適宜校正精加工尺寸的相對於設計 尺寸的誤差的圖案描畫方法。 (解決問題之手段） 本發明中，申請專利範圍第1項記載之圖案描畫方法， 具備如下的步驟，（a)藉由將電子束第1時間照射於描畫對 象的第1區域，以描畫具有沿第1方向延伸的第1邊及沿 第2方向延伸的第2邊的第1圖案的步驟；（b)作爲與步驟 (a)不同的步驟予以執行，藉由於描畫對象的第2區域照射 較第1時間短的第2時間電子束，以描畫具有重疊於第1 圖案之第1邊的第1邊及沿第2方向延伸的第2邊，且該 第2邊的尺寸在指定的臨限値以下的第2圖案的步驟。 此外，本發明中，申請專利範圍第2項記載之圖案描畫 方法，係於申請專利範圍第1項記載之圖案描畫方法，其 特徵爲·臨限値爲〇 . 3 // m。 【實施方式】 圖1爲顯示本發明之實施形態之圖案描畫裝置的整體結 構的槪略方塊圖。本實施形態之圖案描畫裝置具備可變成 形向量掃描方式的電子束描畫裝置1、資料處理部2及記 億部3。 圖2(A)、圖2(B)〜圖4爲說明被記憶於記憶部3的資料 用的圖。如上述，在藉由多次照像拍攝進行1個圖案的描 畫的情況，根據照像拍攝尺寸，圖案的精加工尺寸較設計 尺寸極爲增大。在此，首先，劃分出影響波及精加工尺寸 8 326\專利說明書(補件)\92-〇6\921〇5345 589673 的照像拍攝尺寸的範圍。圖2 ( A)顯示相關於γ方向的設計 尺寸爲一定値的圖案Κ。在圖2(A)的例子中，相關於γ方 向的設計尺寸等於最大照像拍攝尺寸（例如爲2 . 〇 # nl)。藉 由2次照像拍攝描畫該圖案κ。具體而言，藉由第1次照 像拍攝描畫圖案Κ 1，藉由第2次照像拍攝描畫圖案κ 2。 然後’使照像拍攝尺寸S作各式各樣的變化，於每一照像 拍攝尺寸S測定相關於γ方向的圖案κ的精加工尺寸。在 此’照像拍攝尺寸S係規定爲第2次照像拍攝的相關於Y 方向的尺寸，等於圖案K2的設計尺寸。此外，描畫圖案 Κ 1、K2時的照像拍攝時間τ，均爲標準的照像拍攝時間 T1。 其次’基於上述實驗的結果，製成圖2 ( B )所示曲線圖。 上述橫軸爲照像拍攝尺寸S ( // m)，縱軸爲誤差G( # m)。 誤差G係爲相關於Y方向，作爲從圖案κ的精加工尺寸減 去設計尺寸（本例爲2 · 0 // m)的値所獲得。參照圖2 (B )，在 照像拍攝尺寸S爲0 · 3 // m以下的範圍，可知照像拍攝尺 寸S越小則誤差G越爲增大。也就是說，瞭解到影響波及 精加工尺寸的照像拍攝尺寸S範圍，在〇 · 3 // m以下。其 結果，將校正所必須的照像拍攝尺寸的臨限値S 0設定在 0 · 3 μ m 〇 再者，藉由階段性縮短描畫圖案K 2時的照像拍攝時間τ 進行與上述相同的實驗，於每一照像拍攝尺寸S求得取消 誤差G所獲的照像拍攝時間的校正量。在此，描畫圖案 K 1時的照像拍攝時間T，就爲標準的照像拍攝時間τ 1。 9 326\專利說明書(補件)\92-06\92105345 參照圖3，特性U1係爲以標準照像拍攝時間T 1照射電子 束的情況獲得的特性，特性U2、U3係爲以較標準照像拍 攝時間Τ 1短的照像拍攝時間Τ2、Τ3照射電子束的情況所 獲得的特性。根據圖3，可知在照像拍攝尺寸S爲S2( # m)的情況，藉由以對應於特性U2的照像拍攝時間T2照射 電子束，可以消除誤差G 1。此外，可知在照像拍攝尺寸S 爲S3 (// m)的情況，藉由以照像拍攝時間T3照射電子束， 可以消除誤差G2。 再者，根據圖3所示曲線圖，製成圖4所示校正表格4。 校正表格4記述照像拍攝尺寸S及在採用該照像拍攝尺寸 S的情況取消誤差G所獲得的照像拍攝時間T的對應關 係。圖1所示記憶部3記憶著上述校正表格4相關的資料。 圖5及圖6(A)〜圖6(D)爲說明本實施形態之圖案描畫方 法用的流程圖及模式圖。以下，參照圖1、5、6 (A)〜圖 6(D)，按步驟順序說明本實施形態之圖案描畫方法。尙， 圖4所示校正表格4已被記憶在記憶部3。 首先，在步驟SP1，資料處理部2係從外部輸入欲描畫 之圖案（以下稱爲「描畫圖案」）的形狀資料。圖6(A)顯示 描畫圖案P的一例。在步驟S P 1，將上述照像拍攝尺寸之 臨限値S 0相關之資料及描畫圖案之位置相關之資料一倂 輸入資料處理部2。此外，除此等資料外，也可輸入標準 照像拍攝時間T 1相關的資料。 其次’在步驟SP2，資料處理部2係基於描畫圖案之資 料來決定描畫的照像拍攝區域。在此，「照像拍攝區域」係 10 326\專利說明書(補件)\92-〇6\92105345 589673 意味著以一次照像拍攝所插畫的區域。此時，即使在最大 照像拍攝尺寸以下也無法以一次照像拍攝描畫的描畫圖 案’係被分割爲連續的多個照像拍攝區域。參照圖6 (B)， 描晝圖案P被分割爲連續的照像拍攝區域Η 1、H2。照像 拍攝區域Η 1、Η 2係以互異的照像拍攝進行描畫。 再者’在步驟S Ρ 3，資料處理部2係從多個照像拍攝區 域中抽出照像拍攝時間的校正所必要的照像拍攝區域。在 此，「校正」係意味著在起因於將一個圖案分割爲連續的多 鲁 個照像拍攝區域而使得圖案的精加工尺寸變爲較設計尺寸 大的情況，用以縮短照像拍攝時間的校正。以下，稱如此 之校正爲「起因於照像拍攝分割的校正」。資料處理部2 係基於照像拍攝尺寸之臨限値s 〇，抽出γ方向相關之照像 拍攝尺寸爲0 · 3 // m以下的照像拍攝區域。因爲照像拍攝 區域Η 2的照像拍攝尺寸S 2較〇 · 3 # m還要小，因此，如 圖6(C)所示，照像拍攝區域H2係作爲起因於照像拍攝分 割的校正所必要的照像拍攝區域而被抽出。 · 具體而言，資料處理部2係將同時滿足照像拍攝區域的 任意一邊的照像拍攝尺寸在臨限値S 〇以下（條件R〗）以及 上述任意的一邊和與其對向的邊以外的邊繫接於其他的照 像拍攝區域（條件R 2)的2個條件的照像拍攝區域，作爲起 因於照像拍攝分割的校正所必要的照像拍攝區域而予以抽 - 出。 圖7〜圖9爲顯示照像拍攝區域的抽出例的模式圖。圖 7係對應孤立圖案而顯示關於Y方向之照像拍攝尺寸爲〇 . 3 11 專利說明書(補件)\92-06\92105345 589673 β m以下的照像拍攝區域η 3。圖8顯示X方向及Y方向 相關之照像拍攝尺寸均較〇. 3 // m大的照像拍攝區域Η 4， 及和照像拍攝區域Η 4分開，且Υ方向相關之照像拍攝尺 寸在0.3 // m以下的照像拍攝區域Η 5。圖9顯示X方向及 Υ方向相關之照像拍攝尺寸均較〇 · 3 // m大的照像拍攝區 域Η 6，及和照像拍攝區域η 6連續，且X方向相關之照像 拍攝尺寸在0.3 // m以下的照像拍攝區域Η 7。因爲照像拍 攝區域Η 4、Η 6未滿足上述條件R 1，因而未被作爲起因於 0 照像拍攝分割的校正所必要的照像拍攝區域抽出。此外， 因爲照像拍攝區域Η 3、Η 5、Η 7未滿足上述條件R2，因而 未被作爲起因於.照像拍攝分割的校正所必要的照像拍攝區 域抽出。 接續步驟S Ρ 3，在步驟s Ρ 4，資料處理部2分別決定各 照像拍攝區域的照像拍攝時間。具體而言，資料處理部2 係藉由參照被記憶於記憶部3的校正表格4，使與各照像 拍攝區域的照像拍攝尺寸S對應，來分別決定照像拍攝區 鲁 域Τ。如圖6(D)所示，將照像拍攝尺寸爲S1的照像拍攝 區域Η 1的照像拍攝時間設定爲標準的照像拍攝時間Τ 1， 將照像拍攝尺寸爲S 2的照像拍攝區域Η2的照像拍攝時間 設定爲照像拍攝時間Τ2。照像拍攝區域與照像拍攝時間的 關係，是作爲資料而從資料處理部2輸入記憶部3，被記 億於記憶部3。 此外，參照圖1，資料D係從資料處理部2被輸入電子 束描畫裝置1。電子束描畫裝置1係基於輸入的資料D， 12 326\專利說明書(補件)\92-06\92105345 589673 執行圖案的描畫。圖l 〇爲顯示藉由電子束描畫裝置i執行 圖案描畫的狀況的立體圖。光罩基板等的描畫對象丨〇係載 置於未圖示的載台上，描畫對象1 〇上照射著電子束i J。 圖11(A)及圖11(B)與圖6對應，爲顯示於描畫對象1〇 上描畫圖案的步驟的模式圖。參照圖1 1 (A )，首先，在對 應於圖6 ( B )所示照像拍攝區域Η 1的描畫對象1 0內的區域 (以下稱爲「第1區域」），以標準的照像拍攝時間Τ 1照射 電子束11。藉此’在描畫對象10的第〗區域描畫圖案Ml。 圖案Μ 1具有沿著X方向延伸的邊L1及沿著γ方向延伸 的邊L2。 再者，參照圖1 1 (Β )，在對應於圖6 ( C )所示照像拍攝區 域Η2的描畫對象1〇內的區域（以下稱爲「第2區域」）， 以照像拍攝時間Τ2照射電子束1 1。在此，第2區域被規 定爲鄰接圖案Ml的邊L1的區域。藉此，在描畫對象1〇 的第2區域描畫圖案M2。圖案M2具有沿著X方向延伸的 邊L3及沿著Y方向延伸的邊L4。圖案M2的邊L3係重疊 於圖案Μ 1的邊L 1。藉由校正照像拍攝時間的效果，使得 Υ方向相關之圖案Μ 2的精加工尺寸與設計尺寸（亦即，Υ 方向相關之照像拍攝區域Η2的照像拍攝尺寸S2)成爲相 等。 尙，在以上的說明中，針對描畫圖案Μ 1後再描畫圖案 M2的情況的例子做了敘述，但是，相反地’也可在描畫 圖案M2後再描畫圖案Ml。 在半導體裝置之製程之一的光微影步驟中，使用藉由電 13 326\專利說明書(補件)\92-06\92105345 589673 子束描畫裝置1所製作的光罩，使用如KrF激勵雷射光作 爲曝露光，對於形成於半導體基板上的光阻進行縮小投影 曝光。但是，也可不使用光罩而藉由電子束直接將圖案描 畫於半導體基板上。該情況，圖1 0所示描畫對象1 〇形成 半導體基板。 根據如此之本實施形態之圖案描畫方法，在將一個圖案 分割爲連續的多個照像拍攝區域，藉由多次照像拍攝以描 畫一個圖案的情況，關於照像拍攝尺寸在指定的臨限値以 φ 下的照像拍攝區域，按照其照像拍攝尺寸縮短校正照像拍 攝時間。藉此，可減低精加工尺寸對於圖案的設計尺寸的 誤差。 尙，圖4所示校正表格4最好按照光阻的種類及光罩的 遮光膜的種類等準備多個。該情況，在如圖5所示流程的 步驟S P4中，資料處理部2從多個校正表格4中選擇按照 所採用的光阻的種類等的合適的校正表格4。 此外，資料處理部2也可不僅考慮起因於照像拍攝分割 鲁 的校正，還考慮近接效應校正及糢糊化（F 〇 g g i n g)校正等的 其他的校正’來決定各照像拍攝區域的照像拍攝時間。 又，關於未成爲起因於照像拍攝分割的校正的對象的照 像拍攝區域中需要照像拍攝等級校正者（例如，圖7〜圖9 所示照像拍攝區域Η 3、Η 5 ' Η 7 )，也可進行照像拍攝等級 校正。 (發明效果） 根據本發明之申請專利範圍第1、2項之發明，在描畫 14 326\專利說明書(補件)\92-06\92105345 589673 第2邊的尺τ]爲指定的臨限値以下的第2圖案時，藉由縮 短電子束的照射時間，即可減低精加工尺寸對於圖案的設 計尺寸的誤差。 【圖式簡單說明】 圖1爲顯示本發明之實施形態之圖案描畫裝置的整體結 構的槪略方塊圖。 圖2(A)及圖2(B)爲說明被記憶於記憶部的資料用的圖。 圖3爲說明被記憶於記憶部的資料用的圖。 圖4爲說明被記憶於記憶部的資料用的圖。 Η 5爲δ兌明本發明之實施形態之圖案描畫方法用的流程 圖。 圖6(A)〜圖6(D)爲說明本發明之實施形態之圖案描畫 方法用的模式圖。 圖7爲顯示照像拍攝區域的抽出例的模式圖。 圖8爲顯示照像拍攝區域的抽出例的模式圖。 圖9爲顯示照像拍攝區域的抽出例的模式圖。 圖10爲顯示藉由電子束描畫裝置執行圖案描畫的狀況 的立體圖。 圖11(A)及圖11(B)爲顯示於描畫對象描畫圖案的步驟 的模式圖。 圖12(A)〜圖12(C)爲說明習知圖案描畫方法用的模式 圖。 圖1 3(A)及圖1 3(B)爲說明照像拍攝等級校正用的圖。 (元件符號說明） 15 326\專利說明書(補件)\92·06\92105345 589673 1 電子束描畫裝置 2 資料處理部 3 記憶部 4 校正表格 10 描畫對象 11 電子束 D 資料 G 誤差 G1 誤差 G2 誤差 H1 照像拍攝區域 H2 照像拍攝區域 H3 照像拍攝區域 Η 4 照像拍攝區域 Η5 照像拍攝區域 Η 6 照像拍攝區域 Η7 照像拍攝區域 Κ 圖案 Κ1 第1次照像拍攝描畫圖案 Κ2 第2次照像拍攝描畫圖案 L 1 沿著X方向延伸的邊 L2 沿著Υ方向延伸的邊 L3 沿著X方向延伸的邊 L4 沿著Υ方向延伸的邊 326\專利說明書(補件)\92-06\92105345 589673

Ml 第1區域描畫圖案 M2 第2區域描畫圖案 S 照像拍攝尺寸 so 照像拍攝尺寸之臨限値 51 照像拍攝尺寸 52 照像拍攝尺寸 T 照像拍攝時間 T 1 標準的照像拍攝時間 T2 照像拍攝時間 T3 照像拍攝時間 U1 特性 U2 特性 U3 特性 326\專利說明書(補件)\92-06\92105345

Claims (1)

1. 589673 拾、申請:專_範圍 1 · 一種圖案描畫方法，其包含有如下的步驟： (a) 藉由將電子束第1時間照射於描振對象的第1區域’ 以描畫具有沿第1方向延伸的第1邊及沿第2方向延伸的 第2邊的第1圖案的步驟；及 (b) 作爲與步驟（a)不同的步驟予以執行，藉由於上述描 畫對象的第2區域照射較上述第1時間短的第2時間的電 子束’以描畫具有重疊於上述第1圖案之上述第1邊的第 1邊及沿上述第2方向延伸的第2邊，且該第2邊的尺寸 在指定的臨限値以下的第2圖案的步驟。 2 ·如申請專利範圍第1項之圖案描畫方法，其中，上述 臨限値爲0.3 // m。 18 326\專利說明書(補件)\92-06\92105345