JPH1126360A - マスクパターンの作成方法およびマスクパターン作成装置並びにマスク作成装置 - Google Patents
マスクパターンの作成方法およびマスクパターン作成装置並びにマスク作成装置Info
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- JPH1126360A JPH1126360A JP18414697A JP18414697A JPH1126360A JP H1126360 A JPH1126360 A JP H1126360A JP 18414697 A JP18414697 A JP 18414697A JP 18414697 A JP18414697 A JP 18414697A JP H1126360 A JPH1126360 A JP H1126360A
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- Electron Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 描画パターンの寸法補正によるパターン面積
密度の変化に応じて露光量の補正を行い、露光寸法余裕
度を拡大できると共に同時に近接効果補正も満足させる
ことができ、高精度なパターン補正が可能になるマスク
パターンの作成方法およびマスクパターン作成装置並び
にマスク作成装置を提供する。 【解決手段】 オフセット手段100によって、設計パ
ターンデータに基づく描画パターンに寸法補正が行われ
パターンサイズが変更される(オフセット工程)。これ
により電子線露光の際の露光寸法余裕度が向上する。次
いで、近接効果補正手段200により寸法補正に伴う実
質的なパターン面積密度の変化に応じて、寸法補正が行
われた描画パターンへの近接効果補正が行われる(近接
効果補正工程)。その後、描画手段300により近接効
果補正された描画パターンがマスク基板上に描画される
(描画工程)。
密度の変化に応じて露光量の補正を行い、露光寸法余裕
度を拡大できると共に同時に近接効果補正も満足させる
ことができ、高精度なパターン補正が可能になるマスク
パターンの作成方法およびマスクパターン作成装置並び
にマスク作成装置を提供する。 【解決手段】 オフセット手段100によって、設計パ
ターンデータに基づく描画パターンに寸法補正が行われ
パターンサイズが変更される(オフセット工程)。これ
により電子線露光の際の露光寸法余裕度が向上する。次
いで、近接効果補正手段200により寸法補正に伴う実
質的なパターン面積密度の変化に応じて、寸法補正が行
われた描画パターンへの近接効果補正が行われる(近接
効果補正工程)。その後、描画手段300により近接効
果補正された描画パターンがマスク基板上に描画される
(描画工程)。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造のリソ
グラフィ工程において設計パターンデータに基づいて電
子線露光用の描画パターンを作成するマスクパターンの
作成方法およびマスクパターン作成装置並びにマスク作
成装置に関する。
グラフィ工程において設計パターンデータに基づいて電
子線露光用の描画パターンを作成するマスクパターンの
作成方法およびマスクパターン作成装置並びにマスク作
成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体製造のリソグラフィ工程におい
て、電子線露光により半導体設計パターン(描画パター
ン)を基板上に形成されたレジスト膜に描画する場合、
電子線がレジスト膜を透過して基板へ入射すると、その
電子が基板で大きく散乱する、所謂後方散乱が発生する
ことがあり、この場合には設計通りの描画パターンを形
成することができない。そこで、電子線の散乱状況を予
測して、描画パターンの粗密およびサイズによって、設
計パターンに寸法補正(オフセット)を加え、描画パタ
ーンサイズを変更することにより露光寸法余裕度を向上
させる手法が広く知られ用いられている。
て、電子線露光により半導体設計パターン(描画パター
ン)を基板上に形成されたレジスト膜に描画する場合、
電子線がレジスト膜を透過して基板へ入射すると、その
電子が基板で大きく散乱する、所謂後方散乱が発生する
ことがあり、この場合には設計通りの描画パターンを形
成することができない。そこで、電子線の散乱状況を予
測して、描画パターンの粗密およびサイズによって、設
計パターンに寸法補正(オフセット)を加え、描画パタ
ーンサイズを変更することにより露光寸法余裕度を向上
させる手法が広く知られ用いられている。
【0003】図6は近接効果を十分に無視できる孤立し
た微細なホールパターンをポジ形レジストを用いて電子
線により露光した際の、露光量とパターン寸法との関係
を表したものである。図中、曲線61および曲線62
は、設計サイズをそれぞれLμm□(一辺がLμmの正
方形),(LーΔL)μm□(一辺が(LーΔL)μm
の正方形)とした場合の結果を示している。電子線露光
によるパターン寸法(幅)の変動は、Changらのモ
デルであるガウス分布に従っており、どちらの曲線も、
露光量が多くなるほど微分係数、すなわち露光量の変化
に対するパターン寸法変動量が小さくなることが分か
る。曲線61においてパターン寸法がLμmとなる最適
露光量をD1 (μC/cm2 )、曲線62においてパタ
ーン寸法がLμmとなる最適露光量をD3 (μC/cm
2 )とすると、(D1 ,L)における微分係数は
(D3 ,L)における微分係数よりも大きい。このこと
からも分かるように、設計サイズLμm□のパターンを
露光する場合には、パターンサイズをΔLμmだけ小さ
くした(L−ΔL)μm□として、かつ露光量を最適露
光量より多くして露光する方が設計サイズからのずれが
少なく露光寸法余裕度(露光マージン)が向上する。
た微細なホールパターンをポジ形レジストを用いて電子
線により露光した際の、露光量とパターン寸法との関係
を表したものである。図中、曲線61および曲線62
は、設計サイズをそれぞれLμm□(一辺がLμmの正
方形),(LーΔL)μm□(一辺が(LーΔL)μm
の正方形)とした場合の結果を示している。電子線露光
によるパターン寸法(幅)の変動は、Changらのモ
デルであるガウス分布に従っており、どちらの曲線も、
露光量が多くなるほど微分係数、すなわち露光量の変化
に対するパターン寸法変動量が小さくなることが分か
る。曲線61においてパターン寸法がLμmとなる最適
露光量をD1 (μC/cm2 )、曲線62においてパタ
ーン寸法がLμmとなる最適露光量をD3 (μC/cm
2 )とすると、(D1 ,L)における微分係数は
(D3 ,L)における微分係数よりも大きい。このこと
からも分かるように、設計サイズLμm□のパターンを
露光する場合には、パターンサイズをΔLμmだけ小さ
くした(L−ΔL)μm□として、かつ露光量を最適露
光量より多くして露光する方が設計サイズからのずれが
少なく露光寸法余裕度(露光マージン)が向上する。
【0004】しかしながら、描画するパターンが近接す
る場合には、電子線露光においては特に顕著な現象であ
る近接効果が発生し、描画パターンの密度が高いほど、
基板から再入射する電子による後方散乱の影響が大き
く、孤立した半導体パターンに比べて露光量が増加す
る。特に、近年、LSI(Large Scale Integrated cir
cuit) パターンの微細化とともに、電子線の加速電圧は
従来の20〜30kVに代わり50kVを使用すること
が多くなってきた。高加速電圧を使用した描画では、後
方散乱の範囲が大きくなり、後方散乱半径は10μm以
上となる。従って、ロジック系デバイスやメモリーデバ
イスの周辺回路などのように描画パターンの密度が種々
混在する設計データを電子線露光により描画する場合、
近接効果補正を行うことは必須であり、一般にも広く行
われている。後方散乱半径が10μm以下の範囲では、
後方散乱に起因する蓄積エネルギーは、図形パターンに
依らず、単位区画内の描画パターンのパターン面積密度
に基づいて均一化されるので、次式(2)のように表す
ことができる。なお、パターン面積密度をα、基板から
レジストへの反射係数をη、露光量がDのときの後方散
乱による蓄積エネルギーをEbackとする。反射係数η
は、加速電圧、レジスト膜および下地となる基板の種類
によって決まる固有の値である。
る場合には、電子線露光においては特に顕著な現象であ
る近接効果が発生し、描画パターンの密度が高いほど、
基板から再入射する電子による後方散乱の影響が大き
く、孤立した半導体パターンに比べて露光量が増加す
る。特に、近年、LSI(Large Scale Integrated cir
cuit) パターンの微細化とともに、電子線の加速電圧は
従来の20〜30kVに代わり50kVを使用すること
が多くなってきた。高加速電圧を使用した描画では、後
方散乱の範囲が大きくなり、後方散乱半径は10μm以
上となる。従って、ロジック系デバイスやメモリーデバ
イスの周辺回路などのように描画パターンの密度が種々
混在する設計データを電子線露光により描画する場合、
近接効果補正を行うことは必須であり、一般にも広く行
われている。後方散乱半径が10μm以下の範囲では、
後方散乱に起因する蓄積エネルギーは、図形パターンに
依らず、単位区画内の描画パターンのパターン面積密度
に基づいて均一化されるので、次式(2)のように表す
ことができる。なお、パターン面積密度をα、基板から
レジストへの反射係数をη、露光量がDのときの後方散
乱による蓄積エネルギーをEbackとする。反射係数η
は、加速電圧、レジスト膜および下地となる基板の種類
によって決まる固有の値である。
【0005】
【数2】
【0006】従って、パターン面積密度に応じて露光量
を変化させることにより近接効果補正を行うことができ
る。いま、50%のパターン面積密度(α=0.5)に
おける適正露光量をD50とすると、補正露光量Dcor は
次式(3)で表すことができ、近接効果補正を行うこと
ができる。
を変化させることにより近接効果補正を行うことができ
る。いま、50%のパターン面積密度(α=0.5)に
おける適正露光量をD50とすると、補正露光量Dcor は
次式(3)で表すことができ、近接効果補正を行うこと
ができる。
【0007】
【数3】
【0008】図7は、設計サイズがLμm□で、面積密
度がα1 ,α2 ,α3 の順に大きく近接効果が生じる程
度に密な描画パターンを電子線により露光した場合の、
露光量とパターン寸法との関係を表したものである。図
中、曲線71はパターン面積密度がα1 、曲線72はパ
ターン面積密度がα2 、曲線73はパターン面積密度が
α3 の場合(α1 <α2 <α3 )の特性をそれぞれ示し
ている。ここでは、近接効果補正を行うことによりパタ
ーン面積密度に応じて露光量を変化させているので、見
掛け上はどの曲線においても同一露光量D(μC/cm
2 )で設計サイズどおりの描画パターンが得られる。
度がα1 ,α2 ,α3 の順に大きく近接効果が生じる程
度に密な描画パターンを電子線により露光した場合の、
露光量とパターン寸法との関係を表したものである。図
中、曲線71はパターン面積密度がα1 、曲線72はパ
ターン面積密度がα2 、曲線73はパターン面積密度が
α3 の場合(α1 <α2 <α3 )の特性をそれぞれ示し
ている。ここでは、近接効果補正を行うことによりパタ
ーン面積密度に応じて露光量を変化させているので、見
掛け上はどの曲線においても同一露光量D(μC/cm
2 )で設計サイズどおりの描画パターンが得られる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように露光寸法余裕度を向上させるために描画パターン
サイズを変更した場合、パターン面積密度そのものが変
わり、補正露光量の値も変化する。特に、描画パターン
サイズを小さくする場合には、適性露光量も変わるため
補正露光量は大きく変化する。そのため、描画パターン
サイズを変更したときには、従来のパターン面積密度を
用いた近接効果補正法を直接に適用することができない
という問題があった。
ように露光寸法余裕度を向上させるために描画パターン
サイズを変更した場合、パターン面積密度そのものが変
わり、補正露光量の値も変化する。特に、描画パターン
サイズを小さくする場合には、適性露光量も変わるため
補正露光量は大きく変化する。そのため、描画パターン
サイズを変更したときには、従来のパターン面積密度を
用いた近接効果補正法を直接に適用することができない
という問題があった。
【0010】例えば図8は図7と同様の半導体パターン
について、△Lμmだけ小さい半導体パターンサイズ
((L−ΔL)μm□)に補正したのち露光を行った場
合の露光量とパターン寸法との関係を表したものであ
る。図中、曲線81はパターン面積密度をα1 、曲線8
2はパターン面積密度をα2 、曲線83はパターン面積
密度をα3 (α1 <α2 <α3 )とした場合の特性をそ
れぞれ示している。この場合、電子ビームサイズの補正
をパターン面積密度の変動を考慮することなく行った場
合には、設計パターン上のパターン面積密度に対して実
際のパターン面積密度が小さくなるため、全般に露光量
が不足する。更に、描画パターンサイズもパターン面積
密度によって異なってしまうため、近接効果補正が機能
しない。そのため、この図ではパターン寸法がLμmと
なる露光エネルギー強度が曲線毎によって異なってい
る。
について、△Lμmだけ小さい半導体パターンサイズ
((L−ΔL)μm□)に補正したのち露光を行った場
合の露光量とパターン寸法との関係を表したものであ
る。図中、曲線81はパターン面積密度をα1 、曲線8
2はパターン面積密度をα2 、曲線83はパターン面積
密度をα3 (α1 <α2 <α3 )とした場合の特性をそ
れぞれ示している。この場合、電子ビームサイズの補正
をパターン面積密度の変動を考慮することなく行った場
合には、設計パターン上のパターン面積密度に対して実
際のパターン面積密度が小さくなるため、全般に露光量
が不足する。更に、描画パターンサイズもパターン面積
密度によって異なってしまうため、近接効果補正が機能
しない。そのため、この図ではパターン寸法がLμmと
なる露光エネルギー強度が曲線毎によって異なってい
る。
【0011】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第1の目的は、描画パターンの寸法補正によ
るパターン面積密度の変化に応じて露光量の補正を行
い、露光寸法余裕度を拡大できると共に同時に近接効果
補正も満足させることができ、高精度なパターン補正が
可能になるマスクパターンの作成方法を提供することに
ある。
ので、その第1の目的は、描画パターンの寸法補正によ
るパターン面積密度の変化に応じて露光量の補正を行
い、露光寸法余裕度を拡大できると共に同時に近接効果
補正も満足させることができ、高精度なパターン補正が
可能になるマスクパターンの作成方法を提供することに
ある。
【0012】本発明の第2の目的は、本発明のマスクパ
ターンの作成方法を適用して高精度のパターン補正を行
うことができるマスクパターン作成装置を提供すること
にある。
ターンの作成方法を適用して高精度のパターン補正を行
うことができるマスクパターン作成装置を提供すること
にある。
【0013】本発明の第3の目的は、本発明のマスクパ
ターン作成装置を備えることにより、設計パターンデー
タに基づいた描画パターンをマスク基板上に描画するこ
とができ、製造歩留りの向上したマスク作成装置を提供
することにある。
ターン作成装置を備えることにより、設計パターンデー
タに基づいた描画パターンをマスク基板上に描画するこ
とができ、製造歩留りの向上したマスク作成装置を提供
することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明によるマスクパタ
ーンの作成方法は、設計パターンデータに基づく描画パ
ターンの寸法補正を行うことにより露光寸法余裕度を向
上させるオフセット工程と、描画パターンの寸法補正に
伴う実質的なパターン面積密度の変化に応じて寸法補正
された描画パターンへの近接効果補正を行う近接効果補
正工程とを含むものである。
ーンの作成方法は、設計パターンデータに基づく描画パ
ターンの寸法補正を行うことにより露光寸法余裕度を向
上させるオフセット工程と、描画パターンの寸法補正に
伴う実質的なパターン面積密度の変化に応じて寸法補正
された描画パターンへの近接効果補正を行う近接効果補
正工程とを含むものである。
【0015】本発明によるマスクパターン作成装置は、
設計パターンデータに基づく描画パターンの寸法補正を
行うことにより露光寸法余裕度を向上させるオフセット
手段と、描画パターンの寸法補正に伴う実質的なパター
ン面積密度の変化に応じて寸法補正された描画パターン
への近接効果補正を行う近接効果補正手段とを備えてい
る。
設計パターンデータに基づく描画パターンの寸法補正を
行うことにより露光寸法余裕度を向上させるオフセット
手段と、描画パターンの寸法補正に伴う実質的なパター
ン面積密度の変化に応じて寸法補正された描画パターン
への近接効果補正を行う近接効果補正手段とを備えてい
る。
【0016】本発明によるマスク作成装置は、設計パタ
ーンデータに基づく描画パターンの寸法補正を行うこと
により露光寸法余裕度を向上させるオフセット手段と、
描画パターンの寸法補正に伴う実質的なパターン面積密
度の変化に応じて寸法補正された描画パターンへの近接
効果補正を行う近接効果補正手段と、この近接効果補正
手段により補正された描画パターンをマスク基板上に描
画する描画手段とを備えている。
ーンデータに基づく描画パターンの寸法補正を行うこと
により露光寸法余裕度を向上させるオフセット手段と、
描画パターンの寸法補正に伴う実質的なパターン面積密
度の変化に応じて寸法補正された描画パターンへの近接
効果補正を行う近接効果補正手段と、この近接効果補正
手段により補正された描画パターンをマスク基板上に描
画する描画手段とを備えている。
【0017】本発明によるマスクパターンの作成方法お
よびマスク作成装置では、設計パターンデータに基づく
描画パターンの寸法補正を行うことにより露光寸法余裕
度が向上すると共に、描画パターンの寸法補正に伴う実
質的なパターン面積密度の変化に応じて寸法補正された
描画パターンへの近接効果補正が行われる。
よびマスク作成装置では、設計パターンデータに基づく
描画パターンの寸法補正を行うことにより露光寸法余裕
度が向上すると共に、描画パターンの寸法補正に伴う実
質的なパターン面積密度の変化に応じて寸法補正された
描画パターンへの近接効果補正が行われる。
【0018】本発明によるマスク作成装置では、本発明
によるマスクパターンの作成装置により、寸法補正およ
び近接効果補正がなされた描画パターンがマスク基板上
に描画される。
によるマスクパターンの作成装置により、寸法補正およ
び近接効果補正がなされた描画パターンがマスク基板上
に描画される。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【0020】図1は本発明の一実施の形態に係るマスク
作成装置(電子線露光機)の概念的な構成を表すもので
ある。このマスク作成装置は、本発明のマスクパターン
の作成方法およびマスクパターン作成装置を適用したも
のである。このマスク作成装置1は、設計パターンデー
タに基づく描画パターンの寸法補正を行うことにより露
光寸法余裕度を向上させるオフセット手段100と、描
画パターンの寸法補正に伴う実質的なパターン面積密度
の変化に応じて寸法補正された描画パターンへの近接効
果補正を行う近接効果補正手段200と、この近接効果
補正手段200により補正された描画パターンをマスク
基板上に描画する描画手段300とを備えた構成を有し
ている。以上のうちオフセット手段100と近接効果補
正手段200とにより本発明のマスクパターン作成装置
2が構成されており、これらオフセット手段100およ
び近接効果補正手段200は所定のプログラムに基づい
て動作するコンピュータ(電子計算機)等により実現す
ることができる。このプログラムの供給は予めコンピュ
ータ等の装置に内蔵されているものであってもよく、あ
るいは外部から各種記録媒体または通信手段を介して供
給されるものであってもよい。
作成装置(電子線露光機)の概念的な構成を表すもので
ある。このマスク作成装置は、本発明のマスクパターン
の作成方法およびマスクパターン作成装置を適用したも
のである。このマスク作成装置1は、設計パターンデー
タに基づく描画パターンの寸法補正を行うことにより露
光寸法余裕度を向上させるオフセット手段100と、描
画パターンの寸法補正に伴う実質的なパターン面積密度
の変化に応じて寸法補正された描画パターンへの近接効
果補正を行う近接効果補正手段200と、この近接効果
補正手段200により補正された描画パターンをマスク
基板上に描画する描画手段300とを備えた構成を有し
ている。以上のうちオフセット手段100と近接効果補
正手段200とにより本発明のマスクパターン作成装置
2が構成されており、これらオフセット手段100およ
び近接効果補正手段200は所定のプログラムに基づい
て動作するコンピュータ(電子計算機)等により実現す
ることができる。このプログラムの供給は予めコンピュ
ータ等の装置に内蔵されているものであってもよく、あ
るいは外部から各種記録媒体または通信手段を介して供
給されるものであってもよい。
【0021】次に、このマスク作成装置1の作用につい
て図1〜図3を参照して詳細に説明する。このマスク作
成装置1では、図2の流れ図に示したように、オフセッ
ト手段100によって、設計パターンデータに基づく描
画パターンの寸法補正(マイナスのオフセット)が行わ
れパターンサイズが変更される(ステップS100;オ
フセット工程)。これにより電子線露光の際の露光寸法
余裕度が向上する。次いで、近接効果補正手段200に
より、描画パターンの寸法補正に伴う実質的なパターン
面積密度の変化に応じて寸法補正された描画パターンへ
の近接効果補正が行われ(ステップS200;近接効果
補正工程)、その後、描画手段300により近接効果補
正された描画パターンがマスク基板上に描画される(ス
テップS300;描画工程)。
て図1〜図3を参照して詳細に説明する。このマスク作
成装置1では、図2の流れ図に示したように、オフセッ
ト手段100によって、設計パターンデータに基づく描
画パターンの寸法補正(マイナスのオフセット)が行わ
れパターンサイズが変更される(ステップS100;オ
フセット工程)。これにより電子線露光の際の露光寸法
余裕度が向上する。次いで、近接効果補正手段200に
より、描画パターンの寸法補正に伴う実質的なパターン
面積密度の変化に応じて寸法補正された描画パターンへ
の近接効果補正が行われ(ステップS200;近接効果
補正工程)、その後、描画手段300により近接効果補
正された描画パターンがマスク基板上に描画される(ス
テップS300;描画工程)。
【0022】〔面積密度マップ法による近接効果補正〕
図3はこのマスク作成装置1に適用される面積密度マッ
プ法による近接効果補正の手順を説明するための流れ図
である。この面積密度マップ法では、まず、(A)オフ
セット工程で寸法補正がなされた描画パターンを所定の
単位区画(メッシュ)に分割し、各単位区画をあるグリ
ッドサイズのビットマップに展開する(ステップS20
1)。(B)次いで、このビットマップを用いて、寸法
補正がなされた描画パターンの単位区画当りのパターン
面積密度(α’)を算出する(ステップS202)。こ
のパターン面積密度(α’)は後述のように設計サイズ
の描画パターンにおけるパターン面積密度(α)と寸法
補正に伴うパターン面積密度の変化率との積により求め
ることができる。なお、パターン面積密度(α)も設計
サイズの描画パターンを上記と同様にビットマップに展
開することにより容易に求めることができる。(C)次
に、このパターン面積密度(α’)に基づいて各単位区
画における補正露光量D’cor を算出する(ステップS
203)。この補正露光量Dcor は後述の式(14)か
ら求めることができる。その後、各単位区画に対して各
露光ショット(矩形形状)の補正露光量D’cor を割り
付けて補正露光量テーブルを作成する(ステップS20
4)。
図3はこのマスク作成装置1に適用される面積密度マッ
プ法による近接効果補正の手順を説明するための流れ図
である。この面積密度マップ法では、まず、(A)オフ
セット工程で寸法補正がなされた描画パターンを所定の
単位区画(メッシュ)に分割し、各単位区画をあるグリ
ッドサイズのビットマップに展開する(ステップS20
1)。(B)次いで、このビットマップを用いて、寸法
補正がなされた描画パターンの単位区画当りのパターン
面積密度(α’)を算出する(ステップS202)。こ
のパターン面積密度(α’)は後述のように設計サイズ
の描画パターンにおけるパターン面積密度(α)と寸法
補正に伴うパターン面積密度の変化率との積により求め
ることができる。なお、パターン面積密度(α)も設計
サイズの描画パターンを上記と同様にビットマップに展
開することにより容易に求めることができる。(C)次
に、このパターン面積密度(α’)に基づいて各単位区
画における補正露光量D’cor を算出する(ステップS
203)。この補正露光量Dcor は後述の式(14)か
ら求めることができる。その後、各単位区画に対して各
露光ショット(矩形形状)の補正露光量D’cor を割り
付けて補正露光量テーブルを作成する(ステップS20
4)。
【0023】なお、算出されたパターン面積密度
(α’)に対して平均化処理(平滑化処理,スムージン
グ処理)を施すことが望ましい。この平均化処理は着目
した単位区画の近傍の単位区画におけるパターン面積密
度を単純平均化する操作を複数回行う、あるいは、後方
散乱半径の3倍程度の領域について、着目した単位区画
に対する後方散乱に及ぼす度合いの大きさに基づいて重
み付け平均を得ることにより行うことができる。この平
均化処理を行うことによって、広い範囲にわたる後方散
乱による相互近接効果を露光量の補正に反映させること
ができる。以上のパターン面積密度の算出、平均化処理
および補正露光量D’cor の算出はいずれも算術的な計
算であるため、コンピュータによって極めて短い時間で
行うことができる。
(α’)に対して平均化処理(平滑化処理,スムージン
グ処理)を施すことが望ましい。この平均化処理は着目
した単位区画の近傍の単位区画におけるパターン面積密
度を単純平均化する操作を複数回行う、あるいは、後方
散乱半径の3倍程度の領域について、着目した単位区画
に対する後方散乱に及ぼす度合いの大きさに基づいて重
み付け平均を得ることにより行うことができる。この平
均化処理を行うことによって、広い範囲にわたる後方散
乱による相互近接効果を露光量の補正に反映させること
ができる。以上のパターン面積密度の算出、平均化処理
および補正露光量D’cor の算出はいずれも算術的な計
算であるため、コンピュータによって極めて短い時間で
行うことができる。
【0024】〔補正露光量Dcor の算出手順〕以下、本
実施の形態における補正露光量D’cor の算出手順につ
いて具体的に説明する。本実施の形態では、露光寸法余
裕度を向上させるために設計サイズLμm□の正方形の
描画パターンに対して例えば△Lμmだけ寸法補正(マ
イナスのオフセット)を行いパターンサイズを小さくし
て描画する場合((L−ΔL)μm□)についての近接
効果補正を行うものとする。ここで、図4(a)は設計
サイズLμm□の正方形の描画パターンに対して露光を
行った場合の露光エネルギーの強度分布、図4(b)は
(L−ΔL)μm□の正方形の描画パターンに対して露
光を行った場合の露光エネルギーの強度分布をそれぞれ
表している。なお、前方散乱および後方散乱による蓄積
エネルギー強度はガウス分布により近似可能であり、こ
の蓄積エネルギー強度分布の2分の1に閾値(スレッシ
ョルドレベル)を設定し、このレベルより高い蓄積量を
持つ領域では描画パターンが形成され、それより低い部
分においては描画パターンが形成されないものとする。
実施の形態における補正露光量D’cor の算出手順につ
いて具体的に説明する。本実施の形態では、露光寸法余
裕度を向上させるために設計サイズLμm□の正方形の
描画パターンに対して例えば△Lμmだけ寸法補正(マ
イナスのオフセット)を行いパターンサイズを小さくし
て描画する場合((L−ΔL)μm□)についての近接
効果補正を行うものとする。ここで、図4(a)は設計
サイズLμm□の正方形の描画パターンに対して露光を
行った場合の露光エネルギーの強度分布、図4(b)は
(L−ΔL)μm□の正方形の描画パターンに対して露
光を行った場合の露光エネルギーの強度分布をそれぞれ
表している。なお、前方散乱および後方散乱による蓄積
エネルギー強度はガウス分布により近似可能であり、こ
の蓄積エネルギー強度分布の2分の1に閾値(スレッシ
ョルドレベル)を設定し、このレベルより高い蓄積量を
持つ領域では描画パターンが形成され、それより低い部
分においては描画パターンが形成されないものとする。
【0025】(a)まず、設計サイズがLμm□の描画
パターンに対してΔLμmだけ寸法補正を行い、(L−
ΔL)μm□のパターンサイズで描画する場合の後方散
乱に起因する蓄積エネルギー(E’back)を求める。こ
の描画パターンの寸法補正によるパターン面積密度の変
化率は((L−ΔL)/L)2 である。従って、寸法補
正後のパターン面積密度(α’)は次式(4)に示した
ように、このパターン面積密度の変化率と設計上のパタ
ーン面積率(α)との積により表される。この寸法補正
後のパターン面積密度(α’)を式(2)のパターン面
積密度(α)に代入することにより次式(5)に示した
ように寸法補正を行った場合の蓄積エネルギー(E’
back)が求まる。
パターンに対してΔLμmだけ寸法補正を行い、(L−
ΔL)μm□のパターンサイズで描画する場合の後方散
乱に起因する蓄積エネルギー(E’back)を求める。こ
の描画パターンの寸法補正によるパターン面積密度の変
化率は((L−ΔL)/L)2 である。従って、寸法補
正後のパターン面積密度(α’)は次式(4)に示した
ように、このパターン面積密度の変化率と設計上のパタ
ーン面積率(α)との積により表される。この寸法補正
後のパターン面積密度(α’)を式(2)のパターン面
積密度(α)に代入することにより次式(5)に示した
ように寸法補正を行った場合の蓄積エネルギー(E’
back)が求まる。
【0026】
【数4】
【0027】
【数5】
【0028】ここで、ΔLμmだけ寸法補正した場合の
スライスレベルをI’th、基板からレジストへの反射係
数をηとする。スライスレベルは前方散乱による電子ビ
ーム強度に対する比率であり、電子ビーム強度にこのス
ライスレベルを乗じた値が閾値(スレッショルドレベ
ル)となる。設計サイズを与える前方散乱による電子ビ
ーム強度に対するスライスレベルをIth(0<Ith<
1)とすると、このIthは設計サイズ通りの描画を行う
場合には0.5であり、これに対して寸法補正を行った
場合のスライスレベルI’thの値は図4に示したように
0.5よりも小さい値となる。
スライスレベルをI’th、基板からレジストへの反射係
数をηとする。スライスレベルは前方散乱による電子ビ
ーム強度に対する比率であり、電子ビーム強度にこのス
ライスレベルを乗じた値が閾値(スレッショルドレベ
ル)となる。設計サイズを与える前方散乱による電子ビ
ーム強度に対するスライスレベルをIth(0<Ith<
1)とすると、このIthは設計サイズ通りの描画を行う
場合には0.5であり、これに対して寸法補正を行った
場合のスライスレベルI’thの値は図4に示したように
0.5よりも小さい値となる。
【0029】(b)次に、寸法補正された描画パターン
(L−ΔL)μm□を近接効果を十分に無視できる程度
に疎な孤立系で描画する場合の最適露光量をD’iso-op
とし、このときのパターンエッジ露光エネルギー強度
E’edge-isoを次式(6)により求める。
(L−ΔL)μm□を近接効果を十分に無視できる程度
に疎な孤立系で描画する場合の最適露光量をD’iso-op
とし、このときのパターンエッジ露光エネルギー強度
E’edge-isoを次式(6)により求める。
【0030】
【数6】
【0031】また、設計サイズの描画パターンを基準の
パターン面積密度例えば50%(α=0.5)のパター
ン面積密度で描画を行った場合の最適露光量をD50-op
とすると、描画パターンの寸法補正を行った場合のパタ
ーンエッジ露光エネルギー強度E’edge-isoは次式
(7)で表される。
パターン面積密度例えば50%(α=0.5)のパター
ン面積密度で描画を行った場合の最適露光量をD50-op
とすると、描画パターンの寸法補正を行った場合のパタ
ーンエッジ露光エネルギー強度E’edge-isoは次式
(7)で表される。
【0032】
【数7】
【0033】(c)次いで、寸法補正された描画パター
ン((L−ΔL)μm□)を近接効果を無視できない密
な系で描画を行った場合のパターンエッジ露光エネルギ
ー強度E’edgeを算出する。パターンエッジ露光エネル
ギー強度E’edgeは、前方散乱による蓄積エネルギー
E’forward と寸法補正された描画パターン((L−Δ
L)μm□)のスライスレベルI’thとの積と、(a)
の手順で求めた後方散乱による蓄積エネルギーE’back
との和であり、次式(8)のようになる。
ン((L−ΔL)μm□)を近接効果を無視できない密
な系で描画を行った場合のパターンエッジ露光エネルギ
ー強度E’edgeを算出する。パターンエッジ露光エネル
ギー強度E’edgeは、前方散乱による蓄積エネルギー
E’forward と寸法補正された描画パターン((L−Δ
L)μm□)のスライスレベルI’thとの積と、(a)
の手順で求めた後方散乱による蓄積エネルギーE’back
との和であり、次式(8)のようになる。
【0034】
【数8】
【0035】前方散乱による蓄積エネルギー強度E’
forward は、反射係数ηおよび補正露光量をD’cor を
用いて次式(9)で表される。
forward は、反射係数ηおよび補正露光量をD’cor を
用いて次式(9)で表される。
【0036】
【数9】
【0037】また、寸法補正された描画パターンの後方
散乱による蓄積エネルギーE’backは、寸法補正された
描画パターンのパターン面積密度α’および補正露光量
D’cor を用いると次式(10)で表される。
散乱による蓄積エネルギーE’backは、寸法補正された
描画パターンのパターン面積密度α’および補正露光量
D’cor を用いると次式(10)で表される。
【0038】
【数10】
【0039】式(9),(10)より、近接効果を無視
できない系で描画パターンの寸法補正を行った場合のパ
ターンエッジ露光エネルギー強度E’edgeは、次式(1
1)で表すことができる。
できない系で描画パターンの寸法補正を行った場合のパ
ターンエッジ露光エネルギー強度E’edgeは、次式(1
1)で表すことができる。
【0040】
【数11】
【0041】(d)次に、(c)の手順で求めたパター
ンエッジ露光エネルギー強度E’edgeが、(b)の手順
で求めた設計サイズの孤立パターンを50%のパターン
面積密度で描画を行うときのパターンエッジ露光エネル
ギー強度E’edge-iso(すなわち最適露光量D50-op の
2分の1)(式7参照)と等しくなるように補正露光量
をD’cor を設定することにより、描画パターンの寸法
補正を行いパターン面積密度が変化した場合の近接効果
補正が可能となる。従って、上式(11)の右辺を最適
露光量D50-op の2分の1として補正露光量をD’cor
について解くと、次式(12)が得られる。
ンエッジ露光エネルギー強度E’edgeが、(b)の手順
で求めた設計サイズの孤立パターンを50%のパターン
面積密度で描画を行うときのパターンエッジ露光エネル
ギー強度E’edge-iso(すなわち最適露光量D50-op の
2分の1)(式7参照)と等しくなるように補正露光量
をD’cor を設定することにより、描画パターンの寸法
補正を行いパターン面積密度が変化した場合の近接効果
補正が可能となる。従って、上式(11)の右辺を最適
露光量D50-op の2分の1として補正露光量をD’cor
について解くと、次式(12)が得られる。
【0042】
【数12】
【0043】ここで、式(6)および式(7)より次式
(13)が成り立つので、式(12)は式(14)のよ
うに変形できる。
(13)が成り立つので、式(12)は式(14)のよ
うに変形できる。
【数13】
【0044】
【数14】
【0045】なお、孤立パターンにおける最適露光量D
50-op およびサイズ補正を行った場合の最適露光量D’
iso-op並びに反射係数ηは、予め描画実験を行うことに
より実験的に容易に決定することができる。また、完全
なラインおよびスペース系のパターンでは、パターンサ
イズの補正は一次元的に行われるので、補正式は次式
(15)となり、同様に補正が可能になる。
50-op およびサイズ補正を行った場合の最適露光量D’
iso-op並びに反射係数ηは、予め描画実験を行うことに
より実験的に容易に決定することができる。また、完全
なラインおよびスペース系のパターンでは、パターンサ
イズの補正は一次元的に行われるので、補正式は次式
(15)となり、同様に補正が可能になる。
【数15】
【0046】このように本実施の形態では、設計パター
ンデータに基づく描画パターンに寸法補正が行われパタ
ーンサイズが変更されることにより露光寸法余裕度が向
上すると共に、近接効果補正を行うための補正式にパタ
ーン面積密度の変化が反映されている。従って、設計サ
イズデータの変更を行うことなく、描画パターンの描画
時のパターン寸法を変更するだけで適切な近接効果補正
を行うことができる。すなわち、描画パターンの寸法補
正に伴う実質的なパターン面積密度の変化に応じて寸法
補正された描画パターンへの近接効果補正が行われ、寸
法補正による露光寸法余裕度の向上と精度の良い近接効
果補正を同時に実現することができる。よって、この近
接効果補正がなされた描画パターンをマスク基板上に描
画することにより、設計パターンと同じマスクを作成す
ることができる。
ンデータに基づく描画パターンに寸法補正が行われパタ
ーンサイズが変更されることにより露光寸法余裕度が向
上すると共に、近接効果補正を行うための補正式にパタ
ーン面積密度の変化が反映されている。従って、設計サ
イズデータの変更を行うことなく、描画パターンの描画
時のパターン寸法を変更するだけで適切な近接効果補正
を行うことができる。すなわち、描画パターンの寸法補
正に伴う実質的なパターン面積密度の変化に応じて寸法
補正された描画パターンへの近接効果補正が行われ、寸
法補正による露光寸法余裕度の向上と精度の良い近接効
果補正を同時に実現することができる。よって、この近
接効果補正がなされた描画パターンをマスク基板上に描
画することにより、設計パターンと同じマスクを作成す
ることができる。
【0047】図5は、このようにして近接効果補正を行
ったのち、補正露光量D’cor (μC/cm2 )で露光
してパターンサイズ(L−ΔL)μm□のパターンを描
画した場合の露光エネルギーと描画された線幅との関係
を表すものである。図中、曲線51はパターン面積密度
をα1 、曲線52はパターン面積密度をα2 、曲線53
はパターン面積密度をα3 (α1 >α2 >α3 )とした
ときの特性をそれぞれ示している。どの曲線も線幅がL
μmとなる補正露光量はD’cor であり、描画パターン
の寸法補正によるパターン面積密度の変化に応じて露光
量の補正を行い、露光寸法余裕度を拡大できると同時に
近接効果補正も満足させることができ、高精度なパター
ン補正が可能になる。
ったのち、補正露光量D’cor (μC/cm2 )で露光
してパターンサイズ(L−ΔL)μm□のパターンを描
画した場合の露光エネルギーと描画された線幅との関係
を表すものである。図中、曲線51はパターン面積密度
をα1 、曲線52はパターン面積密度をα2 、曲線53
はパターン面積密度をα3 (α1 >α2 >α3 )とした
ときの特性をそれぞれ示している。どの曲線も線幅がL
μmとなる補正露光量はD’cor であり、描画パターン
の寸法補正によるパターン面積密度の変化に応じて露光
量の補正を行い、露光寸法余裕度を拡大できると同時に
近接効果補正も満足させることができ、高精度なパター
ン補正が可能になる。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るマスク
パターンの作成方法によれば、設計パターンデータに基
づく描画パターンの寸法補正を行うと共に、描画パター
ンの寸法補正に伴う実質的なパターン面積密度の変化に
応じて寸法補正された描画パターンへの近接効果補正を
行うようにしたので、露光寸法余裕度が向上すると同時
に適切な近接効果補正が可能になるという効果を奏す
る。
パターンの作成方法によれば、設計パターンデータに基
づく描画パターンの寸法補正を行うと共に、描画パター
ンの寸法補正に伴う実質的なパターン面積密度の変化に
応じて寸法補正された描画パターンへの近接効果補正を
行うようにしたので、露光寸法余裕度が向上すると同時
に適切な近接効果補正が可能になるという効果を奏す
る。
【0049】また、本発明のマスクパターン作成装置に
よれば、本発明のマスクパターンの作成方法を適用する
ようにしたので、露光寸法余裕度が向上すると同時に適
切な近接効果補正を行うことができ、高精度なパターン
補正が可能になる。
よれば、本発明のマスクパターンの作成方法を適用する
ようにしたので、露光寸法余裕度が向上すると同時に適
切な近接効果補正を行うことができ、高精度なパターン
補正が可能になる。
【0050】更に、本発明のマスク作成装置によれば、
本発明のマスクパターン作成装置を備えるようにしたの
で、設計パターンデータに基づいた高精度の描画パター
ンをマスク基板上に描画することができ、製造歩留りが
向上し、よって電子線を用いた直接描画による実用的な
超LSIの試作生産が可能になるという効果を奏する。
本発明のマスクパターン作成装置を備えるようにしたの
で、設計パターンデータに基づいた高精度の描画パター
ンをマスク基板上に描画することができ、製造歩留りが
向上し、よって電子線を用いた直接描画による実用的な
超LSIの試作生産が可能になるという効果を奏する。
【図1】本発明の一実施の形態に係るマスク作成装置の
概略構成を表すブロック図である。
概略構成を表すブロック図である。
【図2】図1のマスク作成装置の作用を説明するための
流れ図である。
流れ図である。
【図3】図1のマスク作成装置に適用されるパターン面
積密度を利用した近接効果補正法を説明するための流れ
図である。
積密度を利用した近接効果補正法を説明するための流れ
図である。
【図4】(a)は設計サイズLμm□の正方形の描画パ
ターンに対して露光を行った場合、(b)は設計サイズ
に寸法補正がなされた(L−ΔL)μm□の正方形の描
画パターンに対して露光を行った場合の露光エネルギー
の強度分布をそれぞれ表す図である。
ターンに対して露光を行った場合、(b)は設計サイズ
に寸法補正がなされた(L−ΔL)μm□の正方形の描
画パターンに対して露光を行った場合の露光エネルギー
の強度分布をそれぞれ表す図である。
【図5】本発明の一実施の形態に係るマスクパターンの
作成方法によりパターン面積密度を利用した近接効果補
正を行った場合の露光量−パターン幅変動を説明するた
めの図である。
作成方法によりパターン面積密度を利用した近接効果補
正を行った場合の露光量−パターン幅変動を説明するた
めの図である。
【図6】設計サイズLμm□の描画パターンと設計サイ
ズに寸法補正がなされた(L−ΔL)μm□の描画パタ
ーンに対して露光を行った場合の露光量−パターン幅変
動を説明するための図である。
ズに寸法補正がなされた(L−ΔL)μm□の描画パタ
ーンに対して露光を行った場合の露光量−パターン幅変
動を説明するための図である。
【図7】設計サイズLμm□の描画パターンに対して近
接効果補正を行った場合の露光量−パターン幅変動を説
明するための図である。
接効果補正を行った場合の露光量−パターン幅変動を説
明するための図である。
【図8】寸法補正がなされた(L−ΔL)μm□の描画
パターンに対して従来の方法により近接効果補正を行っ
た場合の露光量−パターン幅変動を説明するための図で
ある。
パターンに対して従来の方法により近接効果補正を行っ
た場合の露光量−パターン幅変動を説明するための図で
ある。
1…マスク作成装置、2…マスクパターン作成装置、1
00…オフセット手段、200…近接効果補正手段、3
00…描画手段
00…オフセット手段、200…近接効果補正手段、3
00…描画手段
Claims (6)
- 【請求項1】 設計パターンデータに基づいて電子線露
光用の描画パターンを作成するマスクパターンの作成方
法において、 設計パターンデータに基づく描画パターンの寸法補正を
行うことにより露光寸法余裕度を向上させるオフセット
工程と、 描画パターンの寸法補正に伴う実質的なパターン面積密
度の変化に応じて前記寸法補正された描画パターンへの
近接効果補正を行う近接効果補正工程とを含むことを特
徴とするマスクパターンの作成方法。 - 【請求項2】 前記近接効果補正工程は、 (A)オフセット工程において寸法補正がなされた描画
パターンを所定の単位区画に分割する工程と、 (B)分割された各単位区画をビットマップ展開し、こ
のビットマップを用いて寸法補正がなされた描画パター
ンの単位区画当りのパターン面積密度を算出する工程
と、 (C)算出されたパターン面積密度に基づいて各露光シ
ョットにおける補正露光量を算出する工程とを含むこと
を特徴とする請求項1記載のマスクパターンの作成方
法。 - 【請求項3】 設計サイズの描画パターンのパターン面
積密度をα、マスク基板からレジストへの反射係数を
η、描画パターンの設計サイズをL、寸法補正量(オフ
セット量)をΔL、設計サイズの描画パターンを50%
のパターン面積密度で描画を行った場合の最適露光量を
D50-op 、寸法補正を行った描画パターンを近接効果を
十分に無視できる程度に疎な孤立系で描画する場合の最
適露光量をD’iso-opとしたとき、前記補正露光量D’
cor を、次式、 【数1】 により求めることを特徴とする請求項2記載のマスクパ
ターン作成方法。 - 【請求項4】 前記近接効果補正工程における露光補正
量の算出工程が、 (a)設計パターンデータに基づく描画パターンに対し
て寸法補正を行い、この寸法補正に伴うパターン面積密
度の変化率と設計パターンデータに基づく描画パターン
のパターン面積密度との積により前記寸法補正された描
画パターンのパターン面積密度を算出し、この寸法補正
された描画パターンのパターン面積密度を基に電子線の
後方散乱に起因する蓄積エネルギーを求める手順と、 (b)前記寸法補正を行った描画パターンを近接効果を
十分に無視できる程度に疎な孤立系で描画する場合の最
適露光量を用いて寸法補正を行ったときのパターンエッ
ジ露光エネルギー強度を算出すると共に、前記パターン
エッジ露光エネルギー強度を設計サイズの描画パターン
を50%のパターン面積密度で描画を行った場合の最適
露光量を用いて表す手順と、 (c)(a)の手順で求めた後方散乱による蓄積エネル
ギーと、電子線露光に起因する前方散乱による蓄積エネ
ルギーとの和から描画パターンの寸法補正を行った場合
のパターンエッジ露光エネルギー強度を算出する手順
と、 (d)(c)の手順で求めたパターンエッジ露光エネル
ギー強度が、(b)の手順で求めたパターンエッジ露光
エネルギー強度と等しくなるように設定し、寸法補正に
伴うパターン面積密度の変化を考慮した補正露光量を
(b)の手順で求めた2種類の最適露光量を用いて算出
する手順とによりなされることを特徴とする請求項2記
載のマスクパターン作成方法。 - 【請求項5】 設計パターンデータに基づいて電子線露
光用の描画パターンを作成するためのマスクパターン作
成装置において、 設計パターンデータに基づく描画パターンの寸法補正を
行うことにより露光寸法余裕度を向上させるオフセット
手段と、 描画パターンの寸法補正に伴う実質的なパターン面積密
度の変化に応じて寸法補正された描画パターンへの近接
効果補正を行う近接効果補正手段とを備えたことを特徴
とするマスクパターン作成装置。 - 【請求項6】 設計パターンデータに基づいた描画パタ
ーンがマスク基板上に描画されてなるマスクを作成する
ためのマスク作成装置において、 設計パターンデータに基づく描画パターンの寸法補正を
行うことにより露光寸法余裕度を向上させるオフセット
手段と、 描画パターンの寸法補正に伴う実質的なパターン面積密
度の変化に応じて寸法補正された描画パターンへの近接
効果補正を行う近接効果補正手段と、 この近接効果補正手段により補正された描画パターンを
マスク基板上に描画する描画手段とを備えたことを特徴
とするマスク作成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18414697A JPH1126360A (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | マスクパターンの作成方法およびマスクパターン作成装置並びにマスク作成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18414697A JPH1126360A (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | マスクパターンの作成方法およびマスクパターン作成装置並びにマスク作成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126360A true JPH1126360A (ja) | 1999-01-29 |
Family
ID=16148180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18414697A Pending JPH1126360A (ja) | 1997-07-09 | 1997-07-09 | マスクパターンの作成方法およびマスクパターン作成装置並びにマスク作成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1126360A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6298473B1 (en) * | 1998-06-29 | 2001-10-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for inhibiting pattern distortions to correct pattern data in a semiconductor device |
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| US7346882B2 (en) | 2001-07-30 | 2008-03-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Pattern forming method, mask manufacturing method, and LSI manufacturing method |
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-
1997
- 1997-07-09 JP JP18414697A patent/JPH1126360A/ja active Pending
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