JPH02298019A - 電子ビーム描画装置 - 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、半導体集積回路、光集積回路、ジッセフソン
素子などの製造において、微細かつ高精度パタン措置を
行う電子ビーム描画装置に関するものである。

（従来の技術） 半導体集積回路の高密度化と微細化の傾向は著しく、今
後もこの傾向が続くと考えられる。高精度に微細ビーム
を制御できる電子ビーム措置は、半導体集積回路のよう
なパタンを形成する方法の有力な１手段である。

電子ビーム描画では、電子レンズや偏閏器を用いて電子
ビームを収束、偏向し、これに感応するレジスト上の所
望の位置に照射し、現像することにより基板上にレジス
トパタンを形成する。

所望のパタンを形成するには、潜像すなわち蓄積エネル
ギーの分布形状が所望のパタン形状に等しく、そのエネ
ルギー量がパタン形成領域内で一定に分布していること
が必要である・シカルニ・パタン形成領域内に電子ビー
ムを照射すると、基板、レジストにおける電子ビームの
散乱のため、照射領域内で不均一な蓄積エネルギー分布
が形成されたり、この照射領域を越えて電子エネルギー
が蓄積されたりする。このため、矩形パタンの角が丸く
なったり、隣接するパタン同士がつながったりする、い
わゆる近接効果が生じる。

この問題を解決するため、描画パタンを適当な輪郭幅で
輪郭部パタン（周辺部パタン）と内部パタンとに分割し
、輪郭部パタンの照射量に比べて内部パタンの照射量を
小さくして近接効果を補正し、できるだけ設計パタン寸
法に近いパタンを得ようとする輪郭分解描画方法および
装置が提案されている（特願昭５８−８２６１５号）、
第５図は、その装置構成を示している０図において、１
は描画パタンを記憶するメモリー、２はこのメモリーの
単連寸法を基準値と比較して基準値を越えるパタンを分
割すべきと判定する輪郭分解判定回路、３は分割条件に
基づいてパタンを輪郭部パタンと内部パタンに分割する
とともに、内部パタンの照射量を輪郭部パタンの照射量
に比べて小さくするように照射量の指定を行う分割実行
回路、４は分割されたパタンをさらにショット可能な領
域に分解するシヲット分解回路、５は分解回路の指示に
基づいてビームを偏向制御してパタン描画を実行する制
御回路である。

電子ビームの散乱に起因する近接効果は、当然、描画パ
タンの分布、形状（寸法０面積等）に応じて近接効果の
状況が異なる。一般に、パタン面積。

パタン寸法が大きくなる程、パタンの描画率あるいはパ
タン密度が高くなる程、近接効果の影響が強まりパタン
寸法精度が低下する。ここで、パタン描画率は、基準面
積内に含まれるパタンの面積の和と基準面積との比であ
る。

従って、描画パタンの形状、描画率に応じて、輪郭分解
条件を最適化する必要がある。輪郭幅および輪郭部と内
部の照射量比（但し、内部の照射量を１とする）をパラ
メータとしてパタンの寸法誤差を測定した実験例を第６
図に示す、（（１）は描画に使用したテストパタン（ギ
ャップパタン）を示す、（ｂ）は実測した中央スーペス
の寸法誤差（設計寸法：０．５ｎ）を示す。この例では
、輪郭幅１〕が０．１５ｎ、照射量比ｋが０．２の時寸
法誤差が０となり、これが最適な輪郭分解条件となる。

この場合、従来の発明例と異なり、内部パタンの照射量
に比べて輪郭部パタンの照射量を小さくして近接効果を
補正している。

（発明が解決しようとする課題） 従来の装置では、あらかじめ、輪郭分解基準値。

輪郭幅を入力しておき、基準値とパタンの短辺寸法とを
比較し、基準値を満たしたものを分割要と判定して、パ
タン分布、形状にかかわらず、一定の輪郭幅で描画を行
っていた。このため、さまざまな形状のパタンか分布し
ているＬＳＩパタンにおいて一部のパタンを除いて最適
な輪郭分解条件で描画できないという問題が生じ、輪郭
分解機能による近接効果の補正効果を十分発揮させるこ
とができなかった。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明はｔｉ画パタンを適
当な輪郭幅で輪郭部パタンと内部パタンとに分割し、輪
郭部パタンと内部パタンとを適当な照射量比で描画する
電子ビーム描画装置において、パタン形状、または、描
画率に対応して、あるいは、その両方に対して輪郭幅、
照射量比を可変とする手段と描画パタンの寸法を細らせ
る手段とを有していることを特徴とする電子ビーム描画
装置を発明の要旨とするものである。

（作用） 本発明は、描画率、パタン形状に応じて、輪郭幅、照射
量比を可変とする手段と細らせ処理回路とを備えている
ので、寸法誤差を最小にする輪郭分解条件の選択範囲が
広がる利点を有すると共に、描画条件の変動によるパタ
ン寸法の変動を小さくできるものである。

（実施例） 次に本発明の実施例について説明する。なお、実施例は
一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で
、種々の変更あるいは改良を行いうることは言うまでも
ない。

第１図は本発明の描画装置の一実施例を示す。

図において、６はシステムの制御、描画パタンデータの
転送等を行う計算機、１は描画パタンを記憶するメモリ
ー、８は輪郭分解しようとするパタンの描画率、形状に
対応して、指定された輪郭幅。

照射量比の演算を行う輪郭分解条件算出回路である。９
は分解条件に基づいてパタンを輪郭部パタンと内部パタ
ンに分解する輪郭分解回路、４は輪郭分解されたパタン
をさらにショット可能な領域に分解するショット分解回
路、５はショット分解回路の指示に基づいてビームを偏
向制御してパタン描画を実行する制御回路である。７は
輪郭幅を算出する係数と輪郭部の照射量補正係数及び他
の描画パラメータ（ビーム電流、ビームピッチ、基準照
射量Ｑ等）等を記憶するメモリである。なお、基準照射
量とは使用レジストの適正感度に相当する。１０は照射
量補正係数に基づいて描画パタンを制御する照射量制御
回路を示す。

本発明に使用するパタンのデータは、パタンの描画率ｒ
、輪郭分解描画しない時の照射量補正係数ｑ、ｘ、ｙ方
向の寸法Ｗ、　Ｈ，ｘ、　　ｙ方向の位置等のデータで
構成されている。パタンの描画率データは、ソフトウェ
アで求める。全描画領域を一定の小領域に細分し、各領
域内に属するパタンの面積の和を求めて各領域ごとの描
画率を夏出し、各領域内に属するパタンに付与する。

次に、本発明の動作について説明する。

輪郭幅を算出する係数ａｌｌｌａＦとあらかじめ作成し
た輪郭部の照射量補正係数ＣＩ＋ｄｋのテーブル（第１
表、第２表）をメモリ７に入力しておく。

第１表 第２表 ここで、Ｃｉはパタンの描画率ｒ％ｄ、はパタン寸法Ｗ
、Ｈに依存した照射量補正係数である。

他の描画パラメータも、あらかじめメモリ７に入力して
おく。

計算機６は、描画パタンデータをメモリ７に転送する０
輪郭分解条件算出回路８は、メモリ１゜メモリ７から描
画データおよび描画パラメータを読みだして、輪郭幅２
輪郭部の照射量の補正係数を求めるｅＸ、ｙ方向のパタ
ン寸法Ｗ、Ｈに基づいてＸ方間の輪郭幅ｗｍ３．ＸＷ、
ｙ方向の輪郭幅ｈ＝ａ、ＸＨを算出する。ここで、１≧
ａｌｌｌａ、である１次に、照射量補正係数のテーブル
からパタンの描画率に対応する補正係数Ｃ４ｓパタン寸
法Ｗに対応する補正係数ｄｋ、パタン寸法Ｈに対応する
補正係数ｄ　＊＊＊を選択する。これらの係数とパタン
データに付与された照射量補正係数ｑを乗算して照射量
補正係数を算出する。Ｘ方向の輪郭部パタン（輪郭分解
後、Ｘ方向の寸法がＷ、ｙ方向の寸法がｈ）の照射量補
正係数に、はｑ×Ｃｉ　Ｘ　ｄ　ｋ＋Ｂである。ここで
、ｎは任意の整数、ｙ方向の輪郭部パタン（輪郭分解後
、Ｘ方向の寸法がｗ、ｙ方向の寸法がＨ−２ｈ）の照射
量補正係数に、はｑＸｃムＸｄ、である、求めたＸ＋　
　１方向の輪郭幅ｗ、ｈ、照射量補正係数に、、に、を
それぞれ輪郭分解回路９．照射量制御回路ｌＯに転送す
る０次に、輪郭分解回路９は、前の工程で求めた輪郭幅
に基づいて、元のパタンＰを第２図に示すように２個の
Ｘ方間と２個の゛ｙ方向の輪郭部パタンと１個の内部パ
タンに分解してシッット分解回路４にパタンデータを転
送する。一方、照射量制御回路ｌＯは、Ｘ方向の輪郭部
パタンの照射ＩＱ、。

−ｋｘ　ＸＱ、Ｘ方向の輪郭部パタンの照射ＩＱ、。

−に、ＸＱ、内部パタンの照射量Ｑｔ＝ｑＸＱを与える
ように照射時間あるいはビーム走査速度を決定する。シ
ョット分解回路４は輪郭分解されたパタンをさらにショ
ット可能な領域に分解する。

偏向制御回路５は、Ｘ方向、Ｘ方向の輪郭部パタンと内
部パタンに対応した各々の照射時間あるいはビーム走査
速度で電子ビームを偏向してパタン描画する。

上記実施例ではパタン寸法に応じて輪郭幅を可変として
いるが、これに限定されるものではなく描画率に応じて
輪郭幅を可変とすることも可能である。同様に、パタン
面積に応じて、輪郭幅、照射量比を可変とするも可能で
ある。

次に本発明の第２の実施例について述べる。

簡便な近接効果補正方法の一つとして、細らせ処理が知
られている。この処理は、近接効果のためパタン寸法が
設計値よりも大きくなる描画パタンに対し、あらかじめ
設計値よりも細らせて描画することにより、パタン寸法
の太り分を補正する方法である。この細らせ処理と輪郭
分解描画を併用すると、パタンのエツジ近傍における蓄
積エネルギー分布の傾斜を急峻にすることが可能となり
、照射量や現像条件の変動によるパタン寸法の変動を小
さくできる利点がある。第３図は、２つの１０ｎＸ２ｏ
ｎのパタンか０．５ｎのギャップ間隔で対置している場
合について照射量の強度分布を計算機シミュレータぢン
で求めた結果を示す、１２は輪郭幅が０．１５ｎ、照射
量比０．２４で輪郭分解描画した例である。　１３は輪
郭分解描画と細らせ処理を併用した例であり、輪郭幅が
０．１５ｎ、照射量比が１．８、パタンの細らせ量が０
．１５μ■である。いずれもの場合、設計寸法のギャッ
プ幅０．５ｊ！ｍを得ることが可能である。

本発明の第２の実施例は前の実施例にこの細らせ処理の
実行回路を新たに付加した点に特徴がある。

第４図は本発明の第２の実施例を示す０図において、６
はシステムの制ａ、ｔｉ画パタンデータの転送等を行う
計算機、１は描画パタンを記憶するメモリー、８は輪郭
分解しようとするパタンの措真率、形状に対応して、指
定された輪郭幅、照射量比の演算を行う輪郭分解条件算
出回路である。

９は分解条件に基づいてパタンを輪郭部パタンと内部パ
タンに分解する輪郭分解回路、４は輪郭分解されたパタ
ンをさらにショット可能な領域に分解するショット分解
回路、５はショット分解回路の指示に基づいてビームを
偏向制御してパタン描画を実行する制御回路である。７
は輪郭幅を算出する係数と輪郭部の照射量補正係数及び
他の描画パラメータ（ビーム電流、ビームピッチ、基準
照射量Ｑ等）等を記憶するメモリである。なお、基準照
射量とは使用レジストの適正感度に相当する。

１０は照射量補正係数に基づいて描画パタンを制御する
照射量制御回路で、１１は細らせ処理回路である＊”ｘ
＋ａｙやＣ１＋ｄｌ＋のテーブルの場合と同様に、細ら
せ係数ｅｘｔｅｙをメモリ７に入力してお（、細らせ処
理回路は、メモリー１から送られた寸法Ｗ、Ｈのパタン
・デ・−夕について演算を行って、ｘ、Ｘ方向のパタン
寸法をそれぞれＷ　Ｓ。

Ｈｓに修正する。但し、Ｗ！ｌ−ｅＮｘｗ、　Ｈｓ　−
ｅ、ＸＨとする。輪郭分解条件算出回路８は、細らせ処
理回路から送られてきたｘ、Ｘ方向のパタン寸法Ｗｓ、
Ｈｓに基づいてＸ方向の輪郭幅Ｗｗａ、ＸＷｓ　、　Ｘ
方向の輪郭幅ｈ−ａ、ＸＨｓを算出する。これ以下の動
作は第１の実施例の場合と同様である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明では、描画パタンを適当な
輪郭幅で輪郭部パタンと内部パタンとに分割し、輪郭部
パタンと内部パタンとを適当な照射量比で描画する電子
ビーム描画装置において、パタン形状、または、描画率
に対応して、あるいは、その両方に対して輪郭幅、照射
量比を可変とする手段とｔｉＮパタンの寸法を細らせる
手段とを有していることにより、各パタンについて近接
効果補正に最適な輪郭幅と照射量で輪郭分解描画を実行
できるので、パタン寸法の制御性が高まり高寸法精度で
パタンの形成が可能となる。また１、＜タン寸法に応じ
て輪郭幅を可変とするため、／ＸＩタンごとに輪郭分解
を必要か否かあるいは輪郭分解可能か否かを判定する必
要がなくなり、輪郭分解判定回路を除くことができる利
点がある。また、細らせ処理回路を導入することにより
、寸法誤差を最小にする輪郭分解条件の選択範囲が広が
る利点があるとともに描画条件の変動によるパタン寸法
の変動を小さくできる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の描画装置の構成を説明する図、第２図
は輪郭分解されたパタン形状を説明する図、第３図はギ
ヤップバクンにおけるギャップ付近の照射量の強度分布
について計算機シュミレーシランした結果を示す図、第
４図は細らせ処理回路を導入した本発明の第２の実施例
の構成を説明する図、第５図は従来発明の詳細な説明す
る図、第６図は輪郭幅および輪郭部と内部の照射量比を
パラメータとした実験例を説明する図を示す。 １・・・描画パタンを記憶するメモリー２・・・輪郭分
解判定回路 ３・・・分割実行回路 ４・・・シッット分解回路 ５・・・パタン描画を実行する制御回路６・・・計算機 ７・・・輪郭幅を算出する係数と輪郭部の照射量補正係
数および描画パラメータ等を記憶するメモリ ８・・・輪郭分解条件算出回路 ９・・・分解条件に基づいてパタンを輪郭分解する輪郭
分解回路 １０・・・照射量補正係数に基づいて描画パタンを制御
する照射量制御回路 １１・・・細らせ処理回路 １２・・・輪郭分解描画における照射量の強度分布の例 １３・・・輪郭分解描画と細らせ処理を併用した場合に
おける照射量の強度分布の例 第５図 第６図 （ａ） ヒー２０μｍ← （ｂ） ０　０．２　０．４　０．６　０．８　　Ｃｏ　　Ｌ２
照壜オ豐ｒ乙　（ｋ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　描画パタンを適当な輪郭幅で輪郭部パタンと内部パタ
   ンとに分割し、輪郭部パタンと内部パタンとを適当な照
   射量比で描画する電子ビーム描画装置において、パタン
   形状、または、描画率に対応して、あるいは、その両方
   に対して輪郭幅、照射量比を可変とする手段と描画パタ
   ンの寸法を細らせる手段とを有していることを特徴とす
   る電子ビーム描画装置。