JPH0336292B2 - - Google Patents
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- JPH0336292B2 JPH0336292B2 JP56141556A JP14155681A JPH0336292B2 JP H0336292 B2 JPH0336292 B2 JP H0336292B2 JP 56141556 A JP56141556 A JP 56141556A JP 14155681 A JP14155681 A JP 14155681A JP H0336292 B2 JPH0336292 B2 JP H0336292B2
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- Japan
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- electron beam
- patterns
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- corrected
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電子ビーム露光方法に関し、特に所謂
近接効果を補正して高精度の電子ビーム露光パタ
ーンを形成する方法に関するものである。
近接効果を補正して高精度の電子ビーム露光パタ
ーンを形成する方法に関するものである。
電子ビーム露光によるパターン形成技術におい
ては、パターン精度の向上のためには所謂近接効
果の補正が不可欠である。良く知られているよう
に、近接効果は被露光物に塗布形成されたレジス
ト層中での電子ビーム散乱(前方散乱)及び被露
光物である基板からの電子ビーム散乱(後方散
乱)によつて、描画後のレジストパターンが電子
ビーム照射パターンより大きく拡がるという現像
であり、特にパターン間の間隔が2μm以下になる
と結果的にパターン形状の著しい歪をもたらし、
精度を低下させる悪影響が顕著になる。
ては、パターン精度の向上のためには所謂近接効
果の補正が不可欠である。良く知られているよう
に、近接効果は被露光物に塗布形成されたレジス
ト層中での電子ビーム散乱(前方散乱)及び被露
光物である基板からの電子ビーム散乱(後方散
乱)によつて、描画後のレジストパターンが電子
ビーム照射パターンより大きく拡がるという現像
であり、特にパターン間の間隔が2μm以下になる
と結果的にパターン形状の著しい歪をもたらし、
精度を低下させる悪影響が顕著になる。
この散乱によるレジスト中での電子ビーム散乱
強度分布は外部から照射するビーム中心からの距
離rの関数として次式 f(r)=e-(r/A)2+B・e-(r/C)2 (1) で表わされ、第1項目は前方散乱、第2項目は後
方散乱によつて与えられるものであることが知ら
れている。なお、(1)式中A,B,Cはそれぞれレ
ジストの厚みや基板材料等の条件によつて定まる
定数である。
強度分布は外部から照射するビーム中心からの距
離rの関数として次式 f(r)=e-(r/A)2+B・e-(r/C)2 (1) で表わされ、第1項目は前方散乱、第2項目は後
方散乱によつて与えられるものであることが知ら
れている。なお、(1)式中A,B,Cはそれぞれレ
ジストの厚みや基板材料等の条件によつて定まる
定数である。
従来、近接効果を補正するための最も一般的な
方法は、各パターン毎に電子ビーム散乱強度分布
とパターン形状及び隣接パターンからの距離を考
慮して、最適な電子ビーム照射密度をあらかじめ
各パターン毎に設定したり、あるいは描画パター
ンを変形しておいたりする方法である。いずれ
も、あらかじめパターンデータ作成の時点で補正
量を決定しなければならない。電子ビームをウエ
ハーに直接描画してパターンを形成する(直接露
光)場合、加工プロセス上レジスト残膜厚を厚く
保つ必要がある。
方法は、各パターン毎に電子ビーム散乱強度分布
とパターン形状及び隣接パターンからの距離を考
慮して、最適な電子ビーム照射密度をあらかじめ
各パターン毎に設定したり、あるいは描画パター
ンを変形しておいたりする方法である。いずれ
も、あらかじめパターンデータ作成の時点で補正
量を決定しなければならない。電子ビームをウエ
ハーに直接描画してパターンを形成する(直接露
光)場合、加工プロセス上レジスト残膜厚を厚く
保つ必要がある。
しかるに、ネガレジストの場合、照射量(照射
密度)を少なくすると残膜厚が薄くなるので、照
射量補正による近接効果補正により所定のパター
ン寸法間隔を満足しようとすると、パターン形
状、間隔に応じて残膜厚に差がでる。
密度)を少なくすると残膜厚が薄くなるので、照
射量補正による近接効果補正により所定のパター
ン寸法間隔を満足しようとすると、パターン形
状、間隔に応じて残膜厚に差がでる。
従つて、直接露光の場合、ネガレジストの残膜
厚を厚く保ち、かつパターン寸法を満足するに
は、描画パターンを変形しておく寸法補正と同時
に、さらに照射量を増して所定の残膜厚を保つ様
な照射量補正を行なう必要がある。一方、露光パ
ターンの微細化、複雑化につれて、近接効果の確
実な補正を行なうため各補正量を定量的に決定す
る必要があり、そのためには各パターン毎に辺上
にサンプル点を設定し、他の全パターンからの影
響分を前記(1)式によつて求め、各サンプル点での
露光強度が一定になる様に、連立方程式により寸
法及び照射量の両方に対する補正量を求める方法
が考えられる。
厚を厚く保ち、かつパターン寸法を満足するに
は、描画パターンを変形しておく寸法補正と同時
に、さらに照射量を増して所定の残膜厚を保つ様
な照射量補正を行なう必要がある。一方、露光パ
ターンの微細化、複雑化につれて、近接効果の確
実な補正を行なうため各補正量を定量的に決定す
る必要があり、そのためには各パターン毎に辺上
にサンプル点を設定し、他の全パターンからの影
響分を前記(1)式によつて求め、各サンプル点での
露光強度が一定になる様に、連立方程式により寸
法及び照射量の両方に対する補正量を求める方法
が考えられる。
しかしながら、連立方程式により解を求める方
法ではパターン数が105〜106オーダーになつた場
合算出に膨大な工数を要し、現状の大型計算機を
用いても処理時間は数時間であり、高集積パター
ンの近接効果補正量の決定を迅速に行なうことは
困難である。
法ではパターン数が105〜106オーダーになつた場
合算出に膨大な工数を要し、現状の大型計算機を
用いても処理時間は数時間であり、高集積パター
ンの近接効果補正量の決定を迅速に行なうことは
困難である。
そこで描画パターンの照射量補正を容易に行な
えるようにするため、パターン自体に制限を設定
し、周囲のパターンの影響を考慮せずに単位パタ
ーンの大きさにより照射密度を算出し決定できる
ようにすることが提案されている。しかしながら
この方法では、パターン幅、パターン間隔に制限
を設定しているため微細パターン及びパターン間
隔の小さい場合は適用できない欠点をもつてい
る。
えるようにするため、パターン自体に制限を設定
し、周囲のパターンの影響を考慮せずに単位パタ
ーンの大きさにより照射密度を算出し決定できる
ようにすることが提案されている。しかしながら
この方法では、パターン幅、パターン間隔に制限
を設定しているため微細パターン及びパターン間
隔の小さい場合は適用できない欠点をもつてい
る。
本発明の目的は、かかる問題点に鑑み、近似的
方法ではあるが、比較的簡便に寸法及び電子ビー
ム照射密度の両方に対する補正量を求めることが
でき、しかも高精度パターンを得ることのできる
電子ビーム露光方法を提供することにある。
方法ではあるが、比較的簡便に寸法及び電子ビー
ム照射密度の両方に対する補正量を求めることが
でき、しかも高精度パターンを得ることのできる
電子ビーム露光方法を提供することにある。
即ち、本発明の特徴とするところは、電子ビー
ムを試料上に照射し、多数の独立したパターンを
描画する電子ビーム露光方法において、各独立し
たパターンを一定の電子ビーム照射密度で描画し
たときの電子ビーム散乱によるパターン間の影響
を考慮して作成すべきパターン寸法に対して縮小
補正した描画パターン寸法を求めるに当たり、各
独立したパターンを矩形パターンとし、各矩形パ
ターン毎に該矩形パターンの一辺に影響を及ぼす
周囲の複数の矩形パターンを、該一辺に対する近
接効果の影響が最も大なる唯一の矩形パターンで
代表させて各辺毎に縮小補正したパターン寸法を
求め、次いで各独立したパターン毎に縮小補正し
たパターン寸法の大きさに応じて要求残膜厚が得
られる様に各独立パターンを描画する際の電子ビ
ーム照射密度を決定し、前記縮小補正したパター
ン寸法及び電子ビーム照射密度でパターンを描画
することで補正量の算出を簡便にすることにあ
る。
ムを試料上に照射し、多数の独立したパターンを
描画する電子ビーム露光方法において、各独立し
たパターンを一定の電子ビーム照射密度で描画し
たときの電子ビーム散乱によるパターン間の影響
を考慮して作成すべきパターン寸法に対して縮小
補正した描画パターン寸法を求めるに当たり、各
独立したパターンを矩形パターンとし、各矩形パ
ターン毎に該矩形パターンの一辺に影響を及ぼす
周囲の複数の矩形パターンを、該一辺に対する近
接効果の影響が最も大なる唯一の矩形パターンで
代表させて各辺毎に縮小補正したパターン寸法を
求め、次いで各独立したパターン毎に縮小補正し
たパターン寸法の大きさに応じて要求残膜厚が得
られる様に各独立パターンを描画する際の電子ビ
ーム照射密度を決定し、前記縮小補正したパター
ン寸法及び電子ビーム照射密度でパターンを描画
することで補正量の算出を簡便にすることにあ
る。
以下これを図面に基づいて詳細に説明する。先
ず寸法補正を行なうに当り、既述の如く簡便化の
ため、特定の単位矩形パターンの寸法補正に対し
他の全パターンの影響を考慮するのではなく、各
辺毎に周囲パターンのうち最も影響の大なるパタ
ーンの影響分を求めるのであるが、最も影響の大
なるパターンとしては、補正量を求めるべき単位
矩形パターンの辺に最も近いパターンを選定す
る。例えば第1図に示すように、矩形パターン
P0の辺Xについて寸法補正量x′を考える場合、こ
の辺Xに近接して対向している他の矩形パターン
P1,P2,P3のうち、最短距離にあるパターンP2
を抽出し、代表とする。最小間隔のパターンを抽
出し、代表とする理由は、前述の(1)式で表わされ
る電子ビーム散乱強度分布はビーム中心からの距
離の増加に対して指数関数的に減少し、より近い
位置にあるパターンが決定的な影響を及ぼすから
である。また辺Xより同一距離に2個以上のパタ
ーンがある場合は、それらのパターンの大きさを
比較し、より大きいパターンを代表として抽出す
る。更に2個以上の周囲パターンの影響を考慮す
べき場合、例えば辺Xからほぼ同一距離に同等の
大きさの2個のパターンが存在するような場合
は、より近接したパターンをやや拡大したパター
ンを想定して、これを代表としてもよい。このよ
うに、特定矩形パターンの1つの辺に対し、寸法
補正量を定めるのに考慮すべき周囲パターンを唯
一の矩形パターンで代表させるのは以下に説明す
る簡便な寸法補正量決定の手法を利用するためで
ある。
ず寸法補正を行なうに当り、既述の如く簡便化の
ため、特定の単位矩形パターンの寸法補正に対し
他の全パターンの影響を考慮するのではなく、各
辺毎に周囲パターンのうち最も影響の大なるパタ
ーンの影響分を求めるのであるが、最も影響の大
なるパターンとしては、補正量を求めるべき単位
矩形パターンの辺に最も近いパターンを選定す
る。例えば第1図に示すように、矩形パターン
P0の辺Xについて寸法補正量x′を考える場合、こ
の辺Xに近接して対向している他の矩形パターン
P1,P2,P3のうち、最短距離にあるパターンP2
を抽出し、代表とする。最小間隔のパターンを抽
出し、代表とする理由は、前述の(1)式で表わされ
る電子ビーム散乱強度分布はビーム中心からの距
離の増加に対して指数関数的に減少し、より近い
位置にあるパターンが決定的な影響を及ぼすから
である。また辺Xより同一距離に2個以上のパタ
ーンがある場合は、それらのパターンの大きさを
比較し、より大きいパターンを代表として抽出す
る。更に2個以上の周囲パターンの影響を考慮す
べき場合、例えば辺Xからほぼ同一距離に同等の
大きさの2個のパターンが存在するような場合
は、より近接したパターンをやや拡大したパター
ンを想定して、これを代表としてもよい。このよ
うに、特定矩形パターンの1つの辺に対し、寸法
補正量を定めるのに考慮すべき周囲パターンを唯
一の矩形パターンで代表させるのは以下に説明す
る簡便な寸法補正量決定の手法を利用するためで
ある。
この寸法補正量決定のための手法の骨子とする
ところは、例えば第2図に示すような補正すべき
パターンP0及び隣接パターンP1を考えたときは、
パターン中心線上の露光強度分布10を考え、パ
ターンの縁部の露光強度の差(図のa′,b′点の勾
配)に着目すると、近接効果の影響のある場合
(第2図a)は、勾配は急であり、影響の少ない
場合(第2図b)は、勾配は小さく、平らになる
ことに着目し、勾配をパラメータにして勾配を閾
値以下にするにはどの程度、寸法補正(縮小)す
る必要があるかということにより、寸法補正量を
求めることにある。
ところは、例えば第2図に示すような補正すべき
パターンP0及び隣接パターンP1を考えたときは、
パターン中心線上の露光強度分布10を考え、パ
ターンの縁部の露光強度の差(図のa′,b′点の勾
配)に着目すると、近接効果の影響のある場合
(第2図a)は、勾配は急であり、影響の少ない
場合(第2図b)は、勾配は小さく、平らになる
ことに着目し、勾配をパラメータにして勾配を閾
値以下にするにはどの程度、寸法補正(縮小)す
る必要があるかということにより、寸法補正量を
求めることにある。
第3図はこれを説明するためのパターンを示し
ており、図のa点,b点での露光強度は以下の式
で求められる。
ており、図のa点,b点での露光強度は以下の式
で求められる。
Fa=F(γ1)+F(γ3)
Fb=F(γ2)+F(γ4) (2)
ここで、γi(i=1〜4)は各パターンの中心
からa点,b点までの距離を表わしており、また
F(γi)は(1)式を積分した次式で得られ、Sは微
小ビーム F(γi)=s(γ)ds (3) が照射された面積である。
からa点,b点までの距離を表わしており、また
F(γi)は(1)式を積分した次式で得られ、Sは微
小ビーム F(γi)=s(γ)ds (3) が照射された面積である。
第4図に、たて軸に勾配Fb/Faを、横軸に寸
法補正量lをとり、プロツトした関係を示す。第
4図より閾値εに対応する寸法補正量l0を容易に
見い出すことができる。
法補正量lをとり、プロツトした関係を示す。第
4図より閾値εに対応する寸法補正量l0を容易に
見い出すことができる。
以上の手法により各辺毎に寸法補正量を決定す
る操作を繰り返し、これを各単位矩形パターンに
対して行ない、寸法補正を完了する。寸法補正さ
れた各単位パターンはそれぞれ孤立パターンと見
なすことができ、周囲のパターンの影響を考慮す
ることなく、そのパターンの補正された大きさに
応じて要求残膜厚を得るのに必要な照射量を求め
ることができる。この電子ビーム照射密度Qiは各
単位パターン毎に次式に基づいて決定する。
る操作を繰り返し、これを各単位矩形パターンに
対して行ない、寸法補正を完了する。寸法補正さ
れた各単位パターンはそれぞれ孤立パターンと見
なすことができ、周囲のパターンの影響を考慮す
ることなく、そのパターンの補正された大きさに
応じて要求残膜厚を得るのに必要な照射量を求め
ることができる。この電子ビーム照射密度Qiは各
単位パターン毎に次式に基づいて決定する。
QiF(γi)=E (4)
ここでEは実験によつて得られる現像エネルギ
ーであり、またF(γi)は(3)式で与えられる。
ーであり、またF(γi)は(3)式で与えられる。
以上の方法によつて寸法及び電子ビーム照射密
度に対する補正量をパターンデータ作成時に決定
してしまい、そのデータは第5図の如き装置なら
電子計算機6に格納された電子計算機6によつて
XY偏向器4を駆動しビームスポツトを歩進させ
所定のパターンを塗り潰すように照射して描画を
行なう。第5図は典型的な電子ビーム露光装置の
基本構成の概念図である。電子ビーム露光装置本
体1は電子銃2収束電子レンズ系3、XY偏向器
4を有し細く絞られた電子ビームをレジストが塗
布された基板、試料5に照射するものでその試料
5上の電子ビームスポツトの位置は電子計算機6
からのパターンデータでDA変換器7、増幅器8
を介して、XY偏向器4を駆動することによつて
制御される。電子ビームは計算機6からの信号に
応じて、ブランキング装置により照射及びブラン
ク制御される。電子ビーム照射密度の制御は上記
の如き装置ならビームスポツトの歩進速度やブラ
ンキング時間の制御で達成され得ることは周知の
通りである。
度に対する補正量をパターンデータ作成時に決定
してしまい、そのデータは第5図の如き装置なら
電子計算機6に格納された電子計算機6によつて
XY偏向器4を駆動しビームスポツトを歩進させ
所定のパターンを塗り潰すように照射して描画を
行なう。第5図は典型的な電子ビーム露光装置の
基本構成の概念図である。電子ビーム露光装置本
体1は電子銃2収束電子レンズ系3、XY偏向器
4を有し細く絞られた電子ビームをレジストが塗
布された基板、試料5に照射するものでその試料
5上の電子ビームスポツトの位置は電子計算機6
からのパターンデータでDA変換器7、増幅器8
を介して、XY偏向器4を駆動することによつて
制御される。電子ビームは計算機6からの信号に
応じて、ブランキング装置により照射及びブラン
ク制御される。電子ビーム照射密度の制御は上記
の如き装置ならビームスポツトの歩進速度やブラ
ンキング時間の制御で達成され得ることは周知の
通りである。
以上の様に影響を及ぼすパターンを1つのパタ
ンで代表させることにより寸法補正を行ない、引
き続いてパターンの大きさに応じて照射量(密
度)を求めることにより処理の簡便化、高速化が
達成される。
ンで代表させることにより寸法補正を行ない、引
き続いてパターンの大きさに応じて照射量(密
度)を求めることにより処理の簡便化、高速化が
達成される。
なお、上記実施例ではネガレジストの場合につ
いて述べたが、ポジレジストの場合に対しても本
発明による手法を適用することにより、高精度の
パターンを得ることができるのは勿論である。
いて述べたが、ポジレジストの場合に対しても本
発明による手法を適用することにより、高精度の
パターンを得ることができるのは勿論である。
以上の様に、本発明によれば短時間で寸法補正
及び照射量補正を行なうことができ、パターン数
が105〜106オーダーの大規模データに対しても適
用可能となる。しかも寸法補正と照射量補正を同
時に行なうことにより、高精度のパターンを得る
ことができる。特にネガレジストの場合は所定の
残膜厚を保てるので著しい実用効果が得られるこ
とは勿論である。
及び照射量補正を行なうことができ、パターン数
が105〜106オーダーの大規模データに対しても適
用可能となる。しかも寸法補正と照射量補正を同
時に行なうことにより、高精度のパターンを得る
ことができる。特にネガレジストの場合は所定の
残膜厚を保てるので著しい実用効果が得られるこ
とは勿論である。
第1図乃至第3図は本発明による寸法補正量決
定の手順を説明するためのパターンを示す図、第
4図は同じく寸法補正量とパターン内露光強度勾
配との関係を示す図、第5図は電子ビーム露光シ
ステムの基本構成例を示す図である。
定の手順を説明するためのパターンを示す図、第
4図は同じく寸法補正量とパターン内露光強度勾
配との関係を示す図、第5図は電子ビーム露光シ
ステムの基本構成例を示す図である。
Claims (1)
- 1 電子ビームを試料上に照射し、多数の独立し
たパターンを描画する電子ビーム露光方法におい
て、各独立したパターンを一定の電子ビーム照射
密度で描画したときの電子ビーム散乱によるパタ
ーン間の影響を考慮して作成すべきパターン寸法
に対して縮小補正した描画パターン寸法を求める
に当たり、各独立したパターンを矩形パターンと
し、各矩形パターン毎に該矩形パターンの一辺に
影響を及ぼす周囲の複数の矩形パターンを、該一
辺に対する近接効果の影響が最も大なる唯一の矩
形パターンで代表させて各辺毎に縮小補正したパ
ターン寸法を求め、次いで各独立したパターン毎
に縮小補正したパターン寸法の大きさに応じて要
求残膜厚が得られる様に各独立パターンを描画す
る際の電子ビーム照射密度を決定し、前記縮小補
正したパターン寸法及び電子ビーム照射密度でパ
ターンを描画することを特徴とする電子ビーム露
光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56141556A JPS5843516A (ja) | 1981-09-08 | 1981-09-08 | 電子ビ−ム露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56141556A JPS5843516A (ja) | 1981-09-08 | 1981-09-08 | 電子ビ−ム露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5843516A JPS5843516A (ja) | 1983-03-14 |
| JPH0336292B2 true JPH0336292B2 (ja) | 1991-05-31 |
Family
ID=15294711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56141556A Granted JPS5843516A (ja) | 1981-09-08 | 1981-09-08 | 電子ビ−ム露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5843516A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6041220A (ja) * | 1983-08-17 | 1985-03-04 | Fujitsu Ltd | 露光パタ−ンの検査方法 |
| JP4013636B2 (ja) | 2002-05-09 | 2007-11-28 | スズキ株式会社 | 自動二輪車のラジエター装置 |
| JP2013207045A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Toppan Printing Co Ltd | パターン描画方法およびそれを用いるパターン描画装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5583234A (en) * | 1978-12-20 | 1980-06-23 | Sony Corp | Electron beam exposure |
| JPS55103726A (en) * | 1979-02-05 | 1980-08-08 | Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai | Electron beam line drawing device |
| JPS5683030A (en) * | 1979-12-12 | 1981-07-07 | Fujitsu Ltd | Exposing method of electronic beam |
-
1981
- 1981-09-08 JP JP56141556A patent/JPS5843516A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5843516A (ja) | 1983-03-14 |
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