JPS6157697B2 - - Google Patents
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- JPS6157697B2 JPS6157697B2 JP53106187A JP10618778A JPS6157697B2 JP S6157697 B2 JPS6157697 B2 JP S6157697B2 JP 53106187 A JP53106187 A JP 53106187A JP 10618778 A JP10618778 A JP 10618778A JP S6157697 B2 JPS6157697 B2 JP S6157697B2
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- JP
- Japan
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- pattern
- amount
- charge
- correction
- electron beam
- Prior art date
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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)
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- 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】
この発明は半導体装置や集積回路装置の製造方
法に関し、特に電子ビーム等の荷電ビームによる
露光装置を使用してフオトレジストに露光パター
ンを形成する方法に関するものである。
法に関し、特に電子ビーム等の荷電ビームによる
露光装置を使用してフオトレジストに露光パター
ンを形成する方法に関するものである。
一般に、半導体装置や集積回路装置を製作する
際には、まず拡散位置パターンを決定するための
マスクおよび電極配線位置パターンを決定するた
めのマスクを製作する。従来、このようなパター
ンをマスク基板上に塗布したフオトレジストに焼
付けするため、さらにこれによつて得られたマス
クを用いて半導体基板上に塗布したフオトレジス
トに焼付けするために、光学的に露光する方法が
用いられるのが普通であつた。しかしながら、こ
のような光でフオトレジストを露光する方法で
は、光の波長や回折などにより、得られるフオト
レジスト露光パターン寸法に限界が生じ、微細な
フオトレジスト露光パターンを得るには不向きで
あるという欠点がある。
際には、まず拡散位置パターンを決定するための
マスクおよび電極配線位置パターンを決定するた
めのマスクを製作する。従来、このようなパター
ンをマスク基板上に塗布したフオトレジストに焼
付けするため、さらにこれによつて得られたマス
クを用いて半導体基板上に塗布したフオトレジス
トに焼付けするために、光学的に露光する方法が
用いられるのが普通であつた。しかしながら、こ
のような光でフオトレジストを露光する方法で
は、光の波長や回折などにより、得られるフオト
レジスト露光パターン寸法に限界が生じ、微細な
フオトレジスト露光パターンを得るには不向きで
あるという欠点がある。
この欠点を除去するため、最近では、光の代り
に波長のはるかに短い電子ビームを用いた電子ビ
ーム露光装置を使用する方法が用いられている。
この方法では、マスク基板上あるいは半導体基板
上に塗布したフオトレジストの露光すべき位置に
対応するパターンデータをCAD（自動化システ
ム）装置を使用して作成し、電子ビーム駆動用デ
ータに変換し、このデータを用いてマスク基板上
や半導体基板上のフオトレジストに露光パターン
を形成する。
に波長のはるかに短い電子ビームを用いた電子ビ
ーム露光装置を使用する方法が用いられている。
この方法では、マスク基板上あるいは半導体基板
上に塗布したフオトレジストの露光すべき位置に
対応するパターンデータをCAD（自動化システ
ム）装置を使用して作成し、電子ビーム駆動用デ
ータに変換し、このデータを用いてマスク基板上
や半導体基板上のフオトレジストに露光パターン
を形成する。
しかしながら、電子ビーム露光装置は円形のビ
ームを出力するのが普通である。このような円形
の電子ビームがフオトレジスト上の一点に照射さ
れた時にレジスト内に蓄積される電荷分布が次式
に示すようにガウス分布関数であらわされること
はよく知られている。
ームを出力するのが普通である。このような円形
の電子ビームがフオトレジスト上の一点に照射さ
れた時にレジスト内に蓄積される電荷分布が次式
に示すようにガウス分布関数であらわされること
はよく知られている。
ｆ（ｘ）＝C1exp｛−（ｘ／βｆ）２｝
＋C2exp｛−（ｘ／βｂ）２｝ (1)
上式のｘが照射位置からの距離をあらわし、
C1，C2，βｆ，βｂは定数である。第１図は電
子ビームが一点に照射されたときに周辺に蓄積さ
れる電荷量の分布すなわち前述した(1)式を示した
図で、ガウス分布をなす前方散乱及び後方散乱の
和としてあらわされる。０点に照射した時に０点
の位置から約３μｍ程度離れた位置にも影響を与
えることを示している。
C1，C2，βｆ，βｂは定数である。第１図は電
子ビームが一点に照射されたときに周辺に蓄積さ
れる電荷量の分布すなわち前述した(1)式を示した
図で、ガウス分布をなす前方散乱及び後方散乱の
和としてあらわされる。０点に照射した時に０点
の位置から約３μｍ程度離れた位置にも影響を与
えることを示している。
このような円形ビームによつて例えば矩形パタ
ーンを走査すると矩形露光パターンの４隅の位置
が丸みをおびるという性質がある。このような露
光パターンの隅に丸みをおびた形としてあらわれ
るだれは、矩形露光パターンを得ようとする場合
のみならず、その他の180度より小さい角度をな
す隅を有する露光パターンを得ようとする場合に
も、同様にあらわれる。従つて、ただ単に形成す
べきパターンに対応したフオトレジスト上の位置
だけを電子ビーム走査する従来の電子ビーム露光
方法では、フオトレジストに高精度の隅を有する
露光パターンを形成することは不可能である。
ーンを走査すると矩形露光パターンの４隅の位置
が丸みをおびるという性質がある。このような露
光パターンの隅に丸みをおびた形としてあらわれ
るだれは、矩形露光パターンを得ようとする場合
のみならず、その他の180度より小さい角度をな
す隅を有する露光パターンを得ようとする場合に
も、同様にあらわれる。従つて、ただ単に形成す
べきパターンに対応したフオトレジスト上の位置
だけを電子ビーム走査する従来の電子ビーム露光
方法では、フオトレジストに高精度の隅を有する
露光パターンを形成することは不可能である。
この発明の目的は、電子ビーム等の荷電ビーム
による露光装置を用いて、フオトレジストに、
180度より小さい角度をなす隅を有する露光パタ
ーンを形成する方法において、露光パターンの隅
に丸みをおびた形としてあらわられるだれを補正
し得る高精度露光パターンを形成する方法を提供
することにある。
による露光装置を用いて、フオトレジストに、
180度より小さい角度をなす隅を有する露光パタ
ーンを形成する方法において、露光パターンの隅
に丸みをおびた形としてあらわられるだれを補正
し得る高精度露光パターンを形成する方法を提供
することにある。
本発明は、荷電ビーム露光装置を用いてフオト
レジストに、180度より小さい角度をなす隅を有
する露光パターンを形成する方法において、形成
すべき上記パターンに対応した上記フオトレジス
ト上の位置に、その位置に於ける電荷蓄積量が所
定の現像液に所定の反応を示し得る許容電荷量に
達するように、荷電ビームを照射するばかりでな
く、形成すべき上記パターンの外部の上記の部分
に近接する位置に対応した上記フオトレジスト上
の位置にも、補正用として補正用荷電ビームを照
射し、該補正用荷電ビームの照射位置および照射
量を上記隅の部分における電荷量が上記許容電荷
量に達しかつ補正用電子ビームの照射位置におけ
る電荷蓄積量が上記許容電荷量未満となるように
制御することを特徴としている。
レジストに、180度より小さい角度をなす隅を有
する露光パターンを形成する方法において、形成
すべき上記パターンに対応した上記フオトレジス
ト上の位置に、その位置に於ける電荷蓄積量が所
定の現像液に所定の反応を示し得る許容電荷量に
達するように、荷電ビームを照射するばかりでな
く、形成すべき上記パターンの外部の上記の部分
に近接する位置に対応した上記フオトレジスト上
の位置にも、補正用として補正用荷電ビームを照
射し、該補正用荷電ビームの照射位置および照射
量を上記隅の部分における電荷量が上記許容電荷
量に達しかつ補正用電子ビームの照射位置におけ
る電荷蓄積量が上記許容電荷量未満となるように
制御することを特徴としている。
本発明では、上述したようなフオトレジスト上
の一点に照射された荷電ビームは照射点の周辺部
分にも電荷が蓄積されるという現象を利用し、形
成すべき露光パターンのシヤープネスが満がされ
ない隅の部分に、形成すべき露光パターンの外部
より意識的に電荷を与える。それによつて形成す
べき露光パターンの隅の部分にもポジテイブ型レ
ジストの場合には現像液に可溶になる許容電荷量
（レジスト剥離の許容電荷量）が、ネガテイブ型
レジストの場合には現像液に下溶になる許容電荷
量が得られる様にする。また補正用にパターンの
外部にビーム照射した部分の電荷蓄積量が、ポジ
テイブ型レジストの場合には上記レジスト剥離の
許容電荷量に、ネガテイブ型レジストの場合には
現像液によつて不溶になる許容電荷量に満たない
ようにして、補正用して照射した位置が現像の際
ポジテイブ型レジストの場合にはレジスト剥離さ
れないように、ネガテイブ型レジストの場合には
現像液に不溶にならないようにする。
の一点に照射された荷電ビームは照射点の周辺部
分にも電荷が蓄積されるという現象を利用し、形
成すべき露光パターンのシヤープネスが満がされ
ない隅の部分に、形成すべき露光パターンの外部
より意識的に電荷を与える。それによつて形成す
べき露光パターンの隅の部分にもポジテイブ型レ
ジストの場合には現像液に可溶になる許容電荷量
（レジスト剥離の許容電荷量）が、ネガテイブ型
レジストの場合には現像液に下溶になる許容電荷
量が得られる様にする。また補正用にパターンの
外部にビーム照射した部分の電荷蓄積量が、ポジ
テイブ型レジストの場合には上記レジスト剥離の
許容電荷量に、ネガテイブ型レジストの場合には
現像液によつて不溶になる許容電荷量に満たない
ようにして、補正用して照射した位置が現像の際
ポジテイブ型レジストの場合にはレジスト剥離さ
れないように、ネガテイブ型レジストの場合には
現像液に不溶にならないようにする。
以下、本発明の実施例を矩形露光パターンの形
成に用いた場合について詳細に説明する。
成に用いた場合について詳細に説明する。
第２図は本発明の実施例による高精度矩形露光
パターン形成方法を説明するための図である。形
成すべき矩形パターンａに対応したフオトレジス
ト上の位置に電子ビームを照射した際に実際に形
成される露光パターン形状を同図ｂに示す。矩形
パターンの４隅が照射不足となる。そこで補正用
電子ビームを同図ｃのP1〜P4に照射するとｄに示
す様な露光パターンが最終的に得られ、形成した
いパターンに近い形状に描画できる。
パターン形成方法を説明するための図である。形
成すべき矩形パターンａに対応したフオトレジス
ト上の位置に電子ビームを照射した際に実際に形
成される露光パターン形状を同図ｂに示す。矩形
パターンの４隅が照射不足となる。そこで補正用
電子ビームを同図ｃのP1〜P4に照射するとｄに示
す様な露光パターンが最終的に得られ、形成した
いパターンに近い形状に描画できる。
第３図は補正用電子ビームの照射位置P1〜P4と
実際に描かれるパターン形状を示した図である。
同図ａは形成すべきパターンの４隅に補正電子ビ
ームを照射した時の図で、照射点以外のパターン
外周部に悪影響を与えている。なお第３図ａにお
いて１０は補正前のパターン、２０は補正後のパ
ターンを示す。また第３図ｂは４隅から離れた位
置にそれぞれｎ回補正用電子ビームを照射した例
で、期待するパターンは出来にくい。なお第３図
ｂにおいて３０は形成すべきパターン、４０は補
正後のパターンを示す。このように補正用の電子
ビームの照射位置が形成すべきパターンに接近し
すぎたり、離れすぎたりすると、パターンの他の
周辺部の鮮明度がくずれる。したがつて、高精度
なパターン形成には、形成するパターンの外部に
補正用電子ビームを適正な位置に照射しなければ
ならない。
実際に描かれるパターン形状を示した図である。
同図ａは形成すべきパターンの４隅に補正電子ビ
ームを照射した時の図で、照射点以外のパターン
外周部に悪影響を与えている。なお第３図ａにお
いて１０は補正前のパターン、２０は補正後のパ
ターンを示す。また第３図ｂは４隅から離れた位
置にそれぞれｎ回補正用電子ビームを照射した例
で、期待するパターンは出来にくい。なお第３図
ｂにおいて３０は形成すべきパターン、４０は補
正後のパターンを示す。このように補正用の電子
ビームの照射位置が形成すべきパターンに接近し
すぎたり、離れすぎたりすると、パターンの他の
周辺部の鮮明度がくずれる。したがつて、高精度
なパターン形成には、形成するパターンの外部に
補正用電子ビームを適正な位置に照射しなければ
ならない。
次に、補正用電子ビームの照射位置及び照射量
を決定する方法について説明する。まず、形成し
ようとするパターンの隅における電荷蓄積量の総
計は形成すべきパターンの内部に照射した電子ビ
ームの影響により受ける電荷蓄積量と補正用に照
射した補正用電子ビームからの影響によるものと
の和によつて次式のごとくあらわされる。
を決定する方法について説明する。まず、形成し
ようとするパターンの隅における電荷蓄積量の総
計は形成すべきパターンの内部に照射した電子ビ
ームの影響により受ける電荷蓄積量と補正用に照
射した補正用電子ビームからの影響によるものと
の和によつて次式のごとくあらわされる。
Ｔdpes＝nf（ｒ）
＋∫∫Aｆ（｜ｘp−ｙ｜）d2y (2)
Ｔdpesは隅の部分における蓄積電荷の総量、第
１項は隅の位置からｒ離れた点にｎ回のビーム照
射を与えたときの補正用電子ビーム照射による隅
における電荷蓄積量、第２項は形成すべきパター
ン内部への電子ビーム照射によつて隅に得られる
電荷蓄積量である。また、第２項において、Ａは
形成すべきパターンの面積、ｘpは隅の位置を、
ｙは電子ビームが照射される位置を示す。
１項は隅の位置からｒ離れた点にｎ回のビーム照
射を与えたときの補正用電子ビーム照射による隅
における電荷蓄積量、第２項は形成すべきパター
ン内部への電子ビーム照射によつて隅に得られる
電荷蓄積量である。また、第２項において、Ａは
形成すべきパターンの面積、ｘpは隅の位置を、
ｙは電子ビームが照射される位置を示す。
一方、補正用電子ビームを照射した部分の電荷
蓄積量は、nf（ｏ）＋∫∫Aｆ（｜ｘs−ｙ｜）d2y
であらわされる。ここで、ｘsは補正用電子ビー
ムの照射位置である。上記隅の部分における電荷
蓄積量が上記許容電荷量に達しかつ補正用電子ビ
ームの照射位置における電荷蓄積量が上記許容電
荷量未満となる条件は次のような関係になる。
蓄積量は、nf（ｏ）＋∫∫Aｆ（｜ｘs−ｙ｜）d2y
であらわされる。ここで、ｘsは補正用電子ビー
ムの照射位置である。上記隅の部分における電荷
蓄積量が上記許容電荷量に達しかつ補正用電子ビ
ームの照射位置における電荷蓄積量が上記許容電
荷量未満となる条件は次のような関係になる。
Ｔdpes≧ε＞nf（ｏ）
＋∫∫Aｆ（｜ｘs−ｙ｜）d2y (3)
ここで、εはポジテイブ型レジストのレジスト
剥離の許容電荷量またはネガテイブ型レジストの
現像液によつて不溶になる許容電荷量である。と
ころで、形成すべきパターンに含まれるｙに対し
て｜ｘs−ｙ｜は｜ｘp−ｙ｜よりはるかに大きい
値をとるから、∫∫f（｜ｘs−ｙ｜）d2yは∫∫f
（｜ｘp−ｙ｜d2yに比べ、きわめて小さい値をと
ると考えられる。したがつて、(3)式の条件は Ｔdpes≧ε＞ｎ（C1＋C2） となり、この条件を満足する様に補正用電子ビー
ム照射位置及び照射量を決定する。
剥離の許容電荷量またはネガテイブ型レジストの
現像液によつて不溶になる許容電荷量である。と
ころで、形成すべきパターンに含まれるｙに対し
て｜ｘs−ｙ｜は｜ｘp−ｙ｜よりはるかに大きい
値をとるから、∫∫f（｜ｘs−ｙ｜）d2yは∫∫f
（｜ｘp−ｙ｜d2yに比べ、きわめて小さい値をと
ると考えられる。したがつて、(3)式の条件は Ｔdpes≧ε＞ｎ（C1＋C2） となり、この条件を満足する様に補正用電子ビー
ム照射位置及び照射量を決定する。
第４図は照射ビーム位置を決定する方法につい
て述べた図で、補正用電子ビームを４隅からd1，
d2離れた点に照射した時の形成すべきパターンの
隅０における電荷蓄積量をそれぞれε１＋εb，
ε２＋εbとしてあらわす。ここでεbは補正前の
状態での電荷蓄積量である。隅上に補正用電子ビ
ームを照射した時の隅での電荷蓄積量をε０＋ε
bとし、ポジテイブ型レジストにおけるレジスト
剥離の許容電荷量あるいはネガテイブ型レジスト
における現像液によつて不溶になる許容電荷量を
εとしたとき、ε〓ε２＋εbとなる位置、即ち
d2の点に補正用電子ビームを照射すればよいこと
になる。
て述べた図で、補正用電子ビームを４隅からd1，
d2離れた点に照射した時の形成すべきパターンの
隅０における電荷蓄積量をそれぞれε１＋εb，
ε２＋εbとしてあらわす。ここでεbは補正前の
状態での電荷蓄積量である。隅上に補正用電子ビ
ームを照射した時の隅での電荷蓄積量をε０＋ε
bとし、ポジテイブ型レジストにおけるレジスト
剥離の許容電荷量あるいはネガテイブ型レジスト
における現像液によつて不溶になる許容電荷量を
εとしたとき、ε〓ε２＋εbとなる位置、即ち
d2の点に補正用電子ビームを照射すればよいこと
になる。
以上説明したように本発明によれば、荷電ビー
ム露光装置を使用してフオトレジスト180度より
小さい角度をなす隅を有する露光パターンを高精
度に形成することが可能となる。さらに、サブミ
クロンパターンも忠実に描けるようになり、集積
回路の性能の飛躍的向上に役立つばかりでなく、
信頼性の向上にも大きく貢献するものである。
ム露光装置を使用してフオトレジスト180度より
小さい角度をなす隅を有する露光パターンを高精
度に形成することが可能となる。さらに、サブミ
クロンパターンも忠実に描けるようになり、集積
回路の性能の飛躍的向上に役立つばかりでなく、
信頼性の向上にも大きく貢献するものである。
なお、上述した実施例では電子ビームを照射す
る手段を用いたが、イオンビームを照射する手段
を用いても同様の効果が得られることはもちろん
である。
る手段を用いたが、イオンビームを照射する手段
を用いても同様の効果が得られることはもちろん
である。
第１図は一点に電子ビームを照射した時に周辺
に蓄積される電荷量のひろがりを示す図である。
第２図は本発明の実施例において補正用電子ビー
ムを形成すべきパターンの外部に照射することを
説明するための図、同図中ａは形成すべき露光パ
ターン、ｂは補正前の描画露光パターン、ｃは補
正用電子ビーム照射位置を示し、ｄは補正した後
の露光パターン形状を示す。第３図ａは補正用電
子ビーム照射を形成すべき露光パターンの隅にし
た場合のパターン形状、第３図ｂは形成すべき露
光パターン外部にｎ回照射した場合のパターン形
状を示す図である。第４図は補正用電子ビームの
照射位置を決定する方法について説明するための
図である。 P1，P2，P3，P4……補正用電子ビーム照射位
置、１０……補正前の露光パターン、２０……補
正後の露光パターン、３０……形成すべき露光パ
ターン。
に蓄積される電荷量のひろがりを示す図である。
第２図は本発明の実施例において補正用電子ビー
ムを形成すべきパターンの外部に照射することを
説明するための図、同図中ａは形成すべき露光パ
ターン、ｂは補正前の描画露光パターン、ｃは補
正用電子ビーム照射位置を示し、ｄは補正した後
の露光パターン形状を示す。第３図ａは補正用電
子ビーム照射を形成すべき露光パターンの隅にし
た場合のパターン形状、第３図ｂは形成すべき露
光パターン外部にｎ回照射した場合のパターン形
状を示す図である。第４図は補正用電子ビームの
照射位置を決定する方法について説明するための
図である。 P1，P2，P3，P4……補正用電子ビーム照射位
置、１０……補正前の露光パターン、２０……補
正後の露光パターン、３０……形成すべき露光パ
ターン。
Claims (1)
- １ 荷電ビームを照射する手段を用いてフオトレ
ジストに180度より小さい角度をなす隅を有する
露光パターンを形成する方法において、形成すべ
き上記パターンに対応した上記フオトレジスト上
の位置にその位置に於ける電荷蓄積量が所定の現
像液に所定の反応を示し得る許容電荷量に達する
ように荷電ビームを照射するばかりでなく、形成
すべき上記パターンの外部の上記隅の部分に近接
する位置に対応した上記フオトレジスト上の位置
にも補正用として補正用荷電ビームを照射し、該
補正用荷電ビームの照射位置および照射量を上記
隅の部分における電荷量が上記許容電荷量に達し
かつ補正用荷電ビームの照射位置における電荷蓄
積量が上記許容電荷量未満となるように制御する
ことを特徴とするパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10618778A JPS5534413A (en) | 1978-09-01 | 1978-09-01 | Pattern forming method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10618778A JPS5534413A (en) | 1978-09-01 | 1978-09-01 | Pattern forming method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5534413A JPS5534413A (en) | 1980-03-11 |
| JPS6157697B2 true JPS6157697B2 (ja) | 1986-12-08 |
Family
ID=14427193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10618778A Granted JPS5534413A (en) | 1978-09-01 | 1978-09-01 | Pattern forming method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5534413A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0043863B1 (de) * | 1980-07-10 | 1984-05-16 | International Business Machines Corporation | Verfahren zur Kompensation des Proximity Effekts bei Elektronenstrahl-Projektionsanlagen |
-
1978
- 1978-09-01 JP JP10618778A patent/JPS5534413A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5534413A (en) | 1980-03-11 |
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