JPS5810825A - 電子ビ−ム散乱強度分布測定方法 - Google Patents
電子ビ−ム散乱強度分布測定方法Info
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- JPS5810825A JPS5810825A JP56107772A JP10777281A JPS5810825A JP S5810825 A JPS5810825 A JP S5810825A JP 56107772 A JP56107772 A JP 56107772A JP 10777281 A JP10777281 A JP 10777281A JP S5810825 A JPS5810825 A JP S5810825A
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- Japan
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- pattern
- electron beam
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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
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- 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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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電子ビーム霧光方法にかかわり、特にレジス
ト中での電子ビーム散乱強度分布を容易に導出する方法
に間するものである。電子ビーム露光に於いては、レジ
スト中に胛射された電子は、レジスト中で前方散乱と、
基板からの後方散乱を生じ、電子が照射された領域より
広い範囲にわたって電子が散乱する。このため複数個の
パターンが、特に２μｍより近くに接近している場合、
隣りのパターンの散乱電子の１智を受け、目的とするパ
ターン寸法が得られなくなるという問題があり、このこ
とは近接効果として知られている。また、一般にレジス
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 ％式％（ で表わされ、第１項は前方散乱、第２項は後方散乱によ
りて寿えられるこきが知られている。
ト中での電子ビーム散乱強度分布を容易に導出する方法
に間するものである。電子ビーム露光に於いては、レジ
スト中に胛射された電子は、レジスト中で前方散乱と、
基板からの後方散乱を生じ、電子が照射された領域より
広い範囲にわたって電子が散乱する。このため複数個の
パターンが、特に２μｍより近くに接近している場合、
隣りのパターンの散乱電子の１智を受け、目的とするパ
ターン寸法が得られなくなるという問題があり、このこ
とは近接効果として知られている。また、一般にレジス
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 ％式％（ で表わされ、第１項は前方散乱、第２項は後方散乱によ
りて寿えられるこきが知られている。
従りて微細パターンを高精度に電子ビームで霧光する場
合、目的とするパターン寸法を得るためには、前記近接
効果を補正する必要があり、一般に近接効果の補正は、
電子散乱強度分布とパターン形状及びパターンの近接度
を考慮して、各図形に最適な電子ビームの照射量を与え
ることによってなされている。そして、上述のような近
接効果補正を行なうには電子のレジスト中での散乱強度
分布式をあらかじめ求めておく必要がある。そして、こ
の散乱強度分布は、使用するレジスト材料、レジスト現
俸条件、基板材料、電子ビーム加速電圧等に依存肱これ
らにより前記（１）式中の各定数Ａ１Ｂ、 Ｏが定めら
れる。従って、これらの条件のいずれか一つが異なる場
合には、その都度、散乱強度分布式を求め直す必要があ
る。
合、目的とするパターン寸法を得るためには、前記近接
効果を補正する必要があり、一般に近接効果の補正は、
電子散乱強度分布とパターン形状及びパターンの近接度
を考慮して、各図形に最適な電子ビームの照射量を与え
ることによってなされている。そして、上述のような近
接効果補正を行なうには電子のレジスト中での散乱強度
分布式をあらかじめ求めておく必要がある。そして、こ
の散乱強度分布は、使用するレジスト材料、レジスト現
俸条件、基板材料、電子ビーム加速電圧等に依存肱これ
らにより前記（１）式中の各定数Ａ１Ｂ、 Ｏが定めら
れる。従って、これらの条件のいずれか一つが異なる場
合には、その都度、散乱強度分布式を求め直す必要があ
る。
従来、上記散乱強度分布式は、次の様な手順で求められ
ていた。即ち、ポジ形、あるいはネガ形レジスト層に対
して、等しい幅を有するラインパターンを種々の電子ビ
ーム照射量Ｑｉで露光し、一定の条件で現像後、レジス
トパターン試料をラインパターンの長さ方向に対して直
角に切断し、パターン断面の基板との境界に於ける幅２
ｒｉ を測定する。第１図（ａ）及び（ｂ）はポジ及
びネガレジストパターン試料の現像後に於ける断面を示
したもので、図中１は基板、２はポジレジスト層、３は
ネガレジスト層を示し、２γは測定パターン幅を表わす
。そして上記のように種々の照射量Ｑ１に対して形成さ
れたパターン幅２γ量の７．即ちパターンの中心から縁
部までの距離γｉをプロットして、第２図に示すような
電子散乱強度分布曲線ｆを求め、第２図の測定点から最
小二乗法等により、仮定した電子散乱強度分布式（１）
のパラメータＡ１Ｂ、 Ｏを求めていた。
ていた。即ち、ポジ形、あるいはネガ形レジスト層に対
して、等しい幅を有するラインパターンを種々の電子ビ
ーム照射量Ｑｉで露光し、一定の条件で現像後、レジス
トパターン試料をラインパターンの長さ方向に対して直
角に切断し、パターン断面の基板との境界に於ける幅２
ｒｉ を測定する。第１図（ａ）及び（ｂ）はポジ及
びネガレジストパターン試料の現像後に於ける断面を示
したもので、図中１は基板、２はポジレジスト層、３は
ネガレジスト層を示し、２γは測定パターン幅を表わす
。そして上記のように種々の照射量Ｑ１に対して形成さ
れたパターン幅２γ量の７．即ちパターンの中心から縁
部までの距離γｉをプロットして、第２図に示すような
電子散乱強度分布曲線ｆを求め、第２図の測定点から最
小二乗法等により、仮定した電子散乱強度分布式（１）
のパラメータＡ１Ｂ、 Ｏを求めていた。
なお、第２図においてＱは電子ビーム照射量、γはパタ
ーン中心からパターン縁部までの距離、４は測定点を表
わし、曲線ｆ中ｆ′部は前方散乱分布、１１部は後方散
乱分布により与えられるものである。
ーン中心からパターン縁部までの距離、４は測定点を表
わし、曲線ｆ中ｆ′部は前方散乱分布、１１部は後方散
乱分布により与えられるものである。
しかしながらこの方法では、必要とされる寸法測定箇所
が、レジスト族２と基板Ｉとの境界であり、そして第１
図（ａ）に見られる様にポジ形レジストの場合、レジス
トパターンの寸法は上面より下面が大になり、断面形状
は台形となるので上面からのみ測定したのでは、正確に
は寸法γｉを把握できない。
が、レジスト族２と基板Ｉとの境界であり、そして第１
図（ａ）に見られる様にポジ形レジストの場合、レジス
トパターンの寸法は上面より下面が大になり、断面形状
は台形となるので上面からのみ測定したのでは、正確に
は寸法γｉを把握できない。
従って、底部幅２γｉを求めるには少なくとも、レジス
ト膜２の切断が必要である。才た、寸法測定は、サブン
クロン領域となるため、電子顕微鏡で行なわなければな
らない。このように、電子ビームの散乱強度分布を求め
るのは多大の時間と労力を必要とする作業であり、露光
条件の変化に迅速に対処することができない。そのため
、以下の様な方法が提案された。一般に、パターンの中
心に於ける照射量Ｑを与えたとき、レジスト溶解エネル
ギーＥは、次式で与えられることが知られている。
ト膜２の切断が必要である。才た、寸法測定は、サブン
クロン領域となるため、電子顕微鏡で行なわなければな
らない。このように、電子ビームの散乱強度分布を求め
るのは多大の時間と労力を必要とする作業であり、露光
条件の変化に迅速に対処することができない。そのため
、以下の様な方法が提案された。一般に、パターンの中
心に於ける照射量Ｑを与えたとき、レジスト溶解エネル
ギーＥは、次式で与えられることが知られている。
ｗ−Ｑｒｓｔ＜γ） ｄ ！Ｉ ・・−・・・−（２）
ここで、ｆ（γ）は（１）式で表わされる散乱強度分布
で、Ｓは微小ビームが照射された面積である。そこで、
少ない測定点で、（１）、（２）式に於ける未知数Ａ、
Ｂ。
ここで、ｆ（γ）は（１）式で表わされる散乱強度分布
で、Ｓは微小ビームが照射された面積である。そこで、
少ない測定点で、（１）、（２）式に於ける未知数Ａ、
Ｂ。
０、Ｅを求めるため、未知数の数のパターンを観測によ
りそれぞれのパターンの照射ｆＱと現像後のパターン幅
を得たとすると以下の式が成り立つ。
りそれぞれのパターンの照射ｆＱと現像後のパターン幅
を得たとすると以下の式が成り立つ。
Ｂ−Ｑ４ Ｉ ｆ（ｒ）ｄｓ
４
連立方程式（３）を解くことにより、パラメータＡ１Ｂ
、 Ｏ，Ｅが求められるが、（３）式は非線型であるた
め、未知数が求まらない場合が多い。
、 Ｏ，Ｅが求められるが、（３）式は非線型であるた
め、未知数が求まらない場合が多い。
本発明の目的は、以上の問題点に鑑み、レジスト膜の断
面形状が、第１図（ａ）に見られるような状態であって
も、上面からの観測で、レジスト膜と基板との境界面に
於けるパターン寸法が容易に判別できるパターンを形成
し、このパターン形成条件を用いて、迅速かつ容易に散
乱強度分布を求める方法及びパターンを提供することに
ある。
面形状が、第１図（ａ）に見られるような状態であって
も、上面からの観測で、レジスト膜と基板との境界面に
於けるパターン寸法が容易に判別できるパターンを形成
し、このパターン形成条件を用いて、迅速かつ容易に散
乱強度分布を求める方法及びパターンを提供することに
ある。
本発明の基本とするところは、第２図に示した電子ビー
ム中心からの距離が、電子ビーム散乱距離以上（〉３μ
ｍ）ある場合は、後方散乱分布のみが寄与し、ビーム中
心に近い部分では、前方散乱と後方散乱分布が、共に寄
与している事実に鑑み、パターン間距離の異なるパター
ンを用いることにより、後方散乱分布と前方散乱分布を
分離することができ、これによって容易そして確実に散
乱強度分布が、求められるようにしたことにある。
ム中心からの距離が、電子ビーム散乱距離以上（〉３μ
ｍ）ある場合は、後方散乱分布のみが寄与し、ビーム中
心に近い部分では、前方散乱と後方散乱分布が、共に寄
与している事実に鑑み、パターン間距離の異なるパター
ンを用いることにより、後方散乱分布と前方散乱分布を
分離することができ、これによって容易そして確実に散
乱強度分布が、求められるようにしたことにある。
以下でこれを実施例で詳細に説明する。導出バターンと
して第３図の様なラインアンドスペースのパターンを用
いる。第３図のパターンで、スペース幅が、パターン幅
より広い場合は、第２図のビーム中心からの距離γの長
い領域に相当し、この領域では、彼方散乱分布のみが寄
与する。
して第３図の様なラインアンドスペースのパターンを用
いる。第３図のパターンで、スペース幅が、パターン幅
より広い場合は、第２図のビーム中心からの距離γの長
い領域に相当し、この領域では、彼方散乱分布のみが寄
与する。
実施例では、パターン幅（３，２μｍ）、スペーｘｌｉ
（３，２μｍ以上）を用いた。この領域では、（１）式
（＋） ｍ ｚ ｇ に相当し、０）式は以下の式１（
１）−Ｂ、 （ｆ） ｔ ＋・＋＋ （４゜となり、
前方散乱分布を彼方散乱分布から分離できる。（４）よ
り（２）式は Ｂ−ＢＱＪｅ（モー） ” ｄ ｍ −−−・（５）と
なり、２種のパターンの照射量と、その時のパターン幅
を観測することにより Ｅ−ＢＱ、（ｅ（−でコー） ｄｓＳ鵞 （６）式が成り立ち、パラメータＯが算出できる。
（３，２μｍ以上）を用いた。この領域では、（１）式
（＋） ｍ ｚ ｇ に相当し、０）式は以下の式１（
１）−Ｂ、 （ｆ） ｔ ＋・＋＋ （４゜となり、
前方散乱分布を彼方散乱分布から分離できる。（４）よ
り（２）式は Ｂ−ＢＱＪｅ（モー） ” ｄ ｍ −−−・（５）と
なり、２種のパターンの照射量と、その時のパターン幅
を観測することにより Ｅ−ＢＱ、（ｅ（−でコー） ｄｓＳ鵞 （６）式が成り立ち、パラメータＯが算出できる。
次に第３図のパターンでスペースＷがパターン幅より狭
い場合は（実施例ではパターン幅３．２μｍスペース幅
１μｍ前後）前方散乱と後方散乱が共に寄与する。この
領域で、先に求めたＣの値を（１）式に代入し、パラメ
ータを求めた方法と同様にして、３種のパターンの照射
量とその時のパターン幅を観測することによりパラメー
タＡ、Ｂを算出することができる。
い場合は（実施例ではパターン幅３．２μｍスペース幅
１μｍ前後）前方散乱と後方散乱が共に寄与する。この
領域で、先に求めたＣの値を（１）式に代入し、パラメ
ータを求めた方法と同様にして、３種のパターンの照射
量とその時のパターン幅を観測することによりパラメー
タＡ、Ｂを算出することができる。
次に照射量とその時のパターン幅を得る方法について述
べる。第３図のパターンで、照射量をｑｌＱｔ 、Ｑｓ
（Ｑ＋ ＜Ｑｓ ＜Ｑｓ ）と変えて露光し、一定の
条件で現像した後のパターンのレジストの断面形状は、
第４図に示すようになる。図にて斜線部が残っているレ
ジストを表わしている。照射量をＱ、からＱ、に増すに
つれて、パターン幅は広カリ、ポジレジストの場合（第
４図（ａ））は照射量Ｑ、の状態ではパターン間のレジ
ストが残っているが照射量Ｑｔの状態では消滅■゛る。
べる。第３図のパターンで、照射量をｑｌＱｔ 、Ｑｓ
（Ｑ＋ ＜Ｑｓ ＜Ｑｓ ）と変えて露光し、一定の
条件で現像した後のパターンのレジストの断面形状は、
第４図に示すようになる。図にて斜線部が残っているレ
ジストを表わしている。照射量をＱ、からＱ、に増すに
つれて、パターン幅は広カリ、ポジレジストの場合（第
４図（ａ））は照射量Ｑ、の状態ではパターン間のレジ
ストが残っているが照射量Ｑｔの状態では消滅■゛る。
又、ネガレジストの場合（第４図（ｂ））は照射−Ｊｔ
Ｑ、の状態ではパターンとパターンが接触していないが
、照射量Ｑ！の状態で始めて接触する。この２の状態を
光学顕微鏡で見て、照射ｉ１Ｑ、とその時のパターン幅
ｔを得ることができる。
Ｑ、の状態ではパターンとパターンが接触していないが
、照射量Ｑ！の状態で始めて接触する。この２の状態を
光学顕微鏡で見て、照射ｉ１Ｑ、とその時のパターン幅
ｔを得ることができる。
以上の様にスペースの異なるパターンを用いることによ
り、前方散乱分布と後方散乱分布を分離でき、確笑かつ
容易に散乱強度分布が求められ、断面測定による散乱強
度分布とほぼ同一の強度分布が得られた。
り、前方散乱分布と後方散乱分布を分離でき、確笑かつ
容易に散乱強度分布が求められ、断面測定による散乱強
度分布とほぼ同一の強度分布が得られた。
なお、上記実施例に於いては本発明を矩形パターンを用
いる場合について説明したが、本発明は上記以外の形状
を有するパターンでも勿論さしつかえなく、又、パター
ンの数、パターンの大きさ、パターン間隔も上記に限ら
ない。
いる場合について説明したが、本発明は上記以外の形状
を有するパターンでも勿論さしつかえなく、又、パター
ンの数、パターンの大きさ、パターン間隔も上記に限ら
ない。
以上説明したように本発明によれば、極めて・少ない測
定点により、短時間で、電子ビーム露光における近接効
呆福正に必要な電子散乱強度分布を容易に知ることがで
き、露光条件の変化に迅速に対処することができる。こ
の散乱強度分布式を用いて一１各図形に最適な電子ビー
ム照射量を与え、露光することにより微小でかつ、高密
度のパターンを精度よく形成することができる。従って
高密度の微細パターンを高精度にかつ高能率で形成する
ことが可能になり、ＬＳＩ等高集積度の半導体集秩回路
の性能、歩留まり、製造効率等の向上が図れる。
定点により、短時間で、電子ビーム露光における近接効
呆福正に必要な電子散乱強度分布を容易に知ることがで
き、露光条件の変化に迅速に対処することができる。こ
の散乱強度分布式を用いて一１各図形に最適な電子ビー
ム照射量を与え、露光することにより微小でかつ、高密
度のパターンを精度よく形成することができる。従って
高密度の微細パターンを高精度にかつ高能率で形成する
ことが可能になり、ＬＳＩ等高集積度の半導体集秩回路
の性能、歩留まり、製造効率等の向上が図れる。
第１図（ａ）、申）は従来方法に於けるポジ及びネガレ
ジストパターンの断面図、第２図は、電子散乱強度分布
曲紳、第３図は本発明の一実施例に於ける描画パターン
図、第４図は、同一実施例に於けるレジストパターン断
面図である。 １ 鴫 茅４Ｉ２１ θｌ ｌ ｌｚ 幻
ジストパターンの断面図、第２図は、電子散乱強度分布
曲紳、第３図は本発明の一実施例に於ける描画パターン
図、第４図は、同一実施例に於けるレジストパターン断
面図である。 １ 鴫 茅４Ｉ２１ θｌ ｌ ｌｚ 幻
Claims (1)
- 電子ビーム散乱強度分布を求めるべき試料に対し１パタ
一ン間間隔の異なるパターン複数個ヲ夫々異なる電子ビ
ーム照射量で描画し、現俸後のパターン幅を測定し、パ
ターン間間隔大の描画パターンＩこ対する電子ビーム照
射貴きパターン幅測定結果とに基づき後方散乱分布を求
め、次いでパターン間間隔がより小の描画パターンに対
する電子ビーム照射量とパターン幅測定結果に基づき前
方散乱分布を求めることを４Ｉ微とする電子ビーム散乱
強度分布測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56107772A JPS5810825A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 電子ビ−ム散乱強度分布測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56107772A JPS5810825A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 電子ビ−ム散乱強度分布測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5810825A true JPS5810825A (ja) | 1983-01-21 |
Family
ID=14467616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56107772A Pending JPS5810825A (ja) | 1981-07-10 | 1981-07-10 | 電子ビ−ム散乱強度分布測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5810825A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02220426A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-09-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子ビーム露光方法 |
-
1981
- 1981-07-10 JP JP56107772A patent/JPS5810825A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02220426A (ja) * | 1989-02-21 | 1990-09-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電子ビーム露光方法 |
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