JPS61191027A - 電子ビ−ム露光方法 - Google Patents

電子ビ−ム露光方法

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JPS61191027A
JPS61191027A JP60031942A JP3194285A JPS61191027A JP S61191027 A JPS61191027 A JP S61191027A JP 60031942 A JP60031942 A JP 60031942A JP 3194285 A JP3194285 A JP 3194285A JP S61191027 A JPS61191027 A JP S61191027A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
electron beam
resist
irradiation
spread
Prior art date
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Pending
Application number
JP60031942A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhide Machida
町田 泰秀
Noriaki Nakayama
中山 範明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61191027A publication Critical patent/JPS61191027A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P95/00Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

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】 〔発明の概要〕 電子ビーム露光の際に、電子ビーム散乱によるパターン
の拡がシと共に、発熱によるパターンの拡がりを、それ
ぞれ電子ビーム散乱強度分布傘及びレジスト底面でのパ
ターン・エッジの温度とパターンの拡がりの関係を用い
て補正する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は電子ビーム露光方法に係り、特にマスク基板に
適用した場合に、′近接効果”及び1発熱”Kよってパ
ターンの拡がシが生ずることを補正して、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
〔従来の技術〕
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、l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)によって、描画後のレジスト・パターンが、電子
ビーム照射量(ターンより大きく拡がるという現象であ
る。との近接効果は、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
、)くター/精度を低下させるという悪影響を顕著に与
えることになる。
この散乱によるレジスト中の電子ビーム露光強度分布は
、外部から照射するビーム中心からの距離Tの関数とし
て次式で表わされる。
(11式の第1項目の は塗布形成されたレジスト中での電子ビーム散乱;前方
散乱によって与えられるものであり、(11式の第2項 は被露光物である基板からの電子ビーム散乱;後方散乱
によって与えられるものである。
なお、(1)式中のイ、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って定まる定数である。
また、電子ビームの散乱にもとづく上述の近接効果の他
に、放熱性の悪い基板を用いた場合に、レジスト中に熱
が蓄積し、パターンが拡がるという問題がある。これは
特にパターン寸法が大2例えば5ハ角以上のパターンに
対して顕著になる。
第6図は、ガラス基板上〈クロムを蒸着したクロム・マ
スク基板上にレジストを塗布し、電子ビーム描画により
パターンを形成する場合について、横軸にパターン幅、
縦軸に照射量をと9、照射量に対するパターン幅の拡が
シの関係を調べているもので、実線が電子ビームの散乱
だけを考慮した計算値であシ、一方丸印が実測値である
。図から明らかなように、パターンが大きくなるにつれ
て、計算値と実測値が合わなくなっている。その結果か
ら、5μm角以上のパターンでは、照射量に対するパタ
ーンの拡がシを(11式を描画パターンについて積分し
て得られるパターンの散乱露光強度分布で近似できない
ことがわかる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、従来の電子ビーム露光方法の場合には、前述
の近接効果の補正を行なうと共に、レジスト中の熱の蓄
積による影響をも補正することはできない。そのため、
従来においては、特にガラス基板上にクロムを蒸着した
クロム・マスク基板上にレジストを塗布し、電子ビーム
描画によりパターンを形成する場合等に、ガラス基板は
熱伝導が悪いためレジスト中に熱が蓄積し、パターンが
拡がるという問題がある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明においては、以上のようなことから、マスク基板
に対する電子ビーム描画による高精度パターン形成のた
めには、電子ビーム散乱によるノくターンの拡がりと、
発熱によるパターンの拡がりの両方に対して補正する必
要があることに鑑み、近接効果及び発熱によるパターン
の拡がりを補正して高精度の電子ビーム露光パターンを
形成する方法を提供するものである。
そのため本発明においては、電子ビームを試料上に照射
し、多数のパターンを描画する電子ビーム露光方法にお
いて、 電子ビーム散乱強度分布を用いて、各パターンのパター
ン・エッジの露光強度がレジストの現像エネルギ強度に
なる様に照射量と寸法補正量とを求め、 次に、該補正パターン寸法と照射量で描画した際の、レ
ジスト底面でのパターン・エッジの温度とパターンの拡
がシの関係を用いて、目的のパターン寸法になる照射量
と寸法補正量を算出し、該算出された照射量と寸法補正
量とに基づいて、電子ビーム描画を行なう。
〔作 用〕
本発明の方法によれば、各パターン・エッジの露光強度
がレジストの現像エネルギ強度になる様な照射量と寸法
補正量によシ、′近接効果”の補正をなし、次に該補正
パターン寸法と照射量で描画した際の、レジスト底面で
のパターン・エッジの温度とパターンの拡がりの関係を
用いて、目的のパターン寸法になる照射量と寸法補正量
を算出することによシ1近接効果”と共にぎ発熱による
拡がり“をも補正できるものである。
〔実施例〕
第2図は、本発明の詳細な説明するためのパターンを示
している。
まず、第2図の各パターン(1)〜(3)の各辺の中点
(図の黒丸)にサンプル点を設定する。
パターン(1)の0点についてみると、0点の露光エネ
ルギ強度Eは次のようになる。
QrFC”+ )+QtF(rt ) +(hFcf”
s ) =E     −・・(2)ここで、(h〜Q
3は各パターン(])〜(3)の照射量であ’) 、’
I−rMは各パターンの中心からサンプル点■までの距
離であり、またF(rl)〜F(?’りは各パターンの
0点に及ぼす影響強度である。なお、これは他の各サン
プル点においても同様に成り立つ。
(2)式において、F(r6)(i = 1 =3 )
は散乱強度分布式(1)を描画パターンについて積分す
ることにより得られる。これを模式的に第3図に示して
おシ、第2図のパターン(1)を描画した時の0点に関
する’(r+ ) =J”、ff(r)ds  を図解
するものである。
そして、各サンプル点でのエネルギ強度が現像エネルギ
強度EDに等しくなるように補正量〔照射量Qi(i=
1〜3)と寸法補正量Sj (jは各パターンの各辺に
ついてのサフィックス;1〜12)〕を求める。
パターン(1)の0点についてみると、(2)式の第2
項及び第3項、すなわち、パターン(2)及びパターン
(3)の照射による影響があるから、第2図のようなパ
ターン(1)に設定された通りの照射を行なうと(α)
点は現像エネルギ強度以上になり、その外側に現像エネ
ルギ強度の線が拡がって、得られるパターンが拡がって
しまう。そこで、上述のように照射fQ+と寸法補正量
S、とを求めてサンプル点((Z)点でのエネルギ強度
が現像エネルギ強度E0に等しくなるようにすれば良い
。すなわち、E=E0となるQ、とS、を求めてやる。
なお、これらのことがすべてのサンプル点で成立するよ
うにする。そして、その結果に基づき、第2図破線で示
すところの縮少した面積のパターンに照射することによ
シ、各サンプル点でのエネルギ強度がちょうど現像エネ
ルギ強度に等しくでき、近接した他のパターンからの散
乱による効果、すなわち近接効果を排除することができ
る。
なお、各サンプル点についての式(2)のEがE。とな
る様なQ+ 、 Qt 、Qs  と各サンプル点につ
いての縮小照射幅Sj(本実施例では各パターンの各辺
の中点について求めるので、1パターンについて4個。
各パターンfll〜(3)合計で12個)は、各サンプ
ル点について成立つ(2)式のEをEDとする連立方程
式を解くことにより求めることができる。
実際には、パターン(1)、 (21、(3)それぞれ
に当初、照射量Ch r (h + Qs Tが設計上
設定されているから、上記各連立方程式にこれらを用い
て連立方程式の解を求めれば良い。
次に、該補正パターン寸法と照射量で描画した際の、レ
ジスト底面でのパターン・エッジの温度とパターンの拡
がシの関係を用いて、目的のパターン寸法になる照射量
と寸法補正量とを算出する。
第4図G4)に、ガラス基板1にクロム2を0.1μm
蒸着したクロム・マスクにレジスト(PMMI)5を1
μmの厚さに塗布し、幅3μmのパターンを描画する場
合を表わし、図(B)にその場合のレジスト底面での温
度分布を示している。なお、電子ビームの照射量は4X
10  C(クーロン)/ffi”  となしており、
第4図(3)はシュミレーションで求めて偽る。
この温度分布を用いて、パターンのエツジの温度がレジ
ストを変質させる温度t0以下になる様に寸法補正S0
を行なう。すなわち、第2図で3μm幅のパターンのエ
ツジ(ビームの中心カラ2=1.5μm)では、レジス
トを変質させる温度°t0以上の温度になっており、 z=1.5+50(μrlL) において、ちょうどレジストを変質させる臨界温度t0
になっている。したがって、電子ビームの照射幅を3μ
mより SOだけ狭くしてやれば、ちょうど予定のパタ
ーン・エッジのz=i、sμmで臨界温度t0になり、
発熱の温度によるパターンの拡がシを排除できる。これ
はパターン・エッジ近傍(1,5−5゜くz≦1.5+
50Cμm〕)で温度分布が直線近似できることに基づ
く。
実際の補正にあたっては、この発熱によるパターンの拡
がりを補正する寸法補正量S。jcj”1〜12;各パ
ターンの各辺のサンプル点く対応スルサツイツクス)を
各種パターンについて、第2図と同様な温度分布計測結
果を用いて算出する。その温度分布計測は、あらかじめ
、当該マスク基板に種々の幅及び照射量の電子ビームを
照射した場谷について、実測又はシュミレーションで求
めておき、これを用いる。
または、以上のように照射の面積を縮小する代りに、照
射量の方を少なくすることによシ、パターンのエツジの
温度がレジストを変質させる温度t0以下になる様にす
ることも可能である。
なお、レジストを変質させる温度t0は、レジストの種
類により異なるが、これは実験によシ求める。
以上のようにして、各種パターンについて温度分布ヲシ
ュミレーションし、発熱によるパターンの拡がシを補正
する寸法補正量S。jを算出する。
第1図に先に示した第2図のパターンについて、電子ビ
ームの散乱による拡がシの補正(照射量Qiv寸法補正
S、)に加えて発熱による拡がりを補正し寸法50j縮
小した例を表わしている。図の例では、パターン(1)
は面積が大であり発熱による拡がりの補正(Sos)が
なされるが、パターン(2)、パターン(3)は面積が
小であって、発熱による拡がシの補正が必要でない場合
を表わしている。
第5図に、本発明の実施に用いる装置構成例を表わして
いる。図において、電子ビーム露光装置の本体11は、
電子銃12、収束電子レンズ系3、xy偏向器14を有
し、細く絞られた電子ビーム20をレジストが塗布され
た試料(基板)15に照射するもので、それ自体既知の
ものである。試料15上の電子ビーム20のスポット位
置妊、電子計算(1116カラのパターン・データで、
DA変換器17゜増幅器18を介して、XY偏向器14
を駆動することによって制御される。電子ビーム20は
電子計算機16からの信号に応じてブランキング装置に
よって試料5へ照射される。
本発明において、実際上、第5図のごとき装置を用いる
場合、上記照射量と寸法補正量とは、パターン・データ
作成時に上述のごとき計算により決定してしまい、その
補正データを電子計算機16に格納しておく。そして、
試料15の露光に際し、電子計算機16によって、XY
偏向器14を駆動し、ヒーム・スポットを歩進させ、所
定のパターンを塗シ潰すように照射して描画を行なう。
〔発明の効果〕
以上に説明したように、本発明によれば、近接効果及び
発熱によるパターンの拡がりの両方を補正することがで
きるから、マスク基板に対する電子ビーム描画に際し、
高精度の電子ビーム露光パターンを形成することが可能
になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例のパターン図、第2図及び第3
図は本発明の実施例のパターンについての説明図、 第4図(2)及びω)はパターン・エッジの温度とパタ
ーンの拡がりの関係を示すためのマスク基板断面図及び
温度分布を示す線図、 第5図は本発明を実施するための装置例の概要図、 第6図はパターン幅と照射量を示す図である。 11・・・露光装置の本体 12・・・電子銃 13・・・収束電子レンズ系 14・・・XY偏向器 15・・・試料 16・・・電子計算機 17・・・DA変換器 18・・・増幅器 20・・・電子ビーム

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  電子ビームをレジストを塗布した試料上に照射して、
    複数のパターンを描画する電子ビーム露光方法において
    、 各パターンのエッジにサンプル点を設定し、該各サンプ
    ル点の露光強度が所定の現像エネルギ強度になるように
    照射量と寸法補正量を電子ビーム散乱強度分布を用いて
    求め、 次に、該照射量と寸法補正量に基づいて描画する場合の
    レジスト底面でのパターン・エッジの温度とパターンの
    拡がりの関係を用いて、目的のパターン寸法になる照射
    量と寸法補正量を算出し、該算出された照射量と寸法補
    正量に基づいて電子ビーム描画を行なうことを特徴とす
    る電子ビーム露光方法。
JP60031942A 1985-02-20 1985-02-20 電子ビ−ム露光方法 Pending JPS61191027A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04307723A (ja) * 1991-01-24 1992-10-29 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 電子ビーム・リソグラフィの近接効果補正方法
JP2017092467A (ja) * 2015-11-04 2017-05-25 ディー・ツー・エス・インコーポレイテッドD2S, Inc. 温度効果を含む成形ビームリソグラフィを使用してパターンを形成するための方法及びシステム

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