JPS628015B2 - - Google Patents
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- JPS628015B2 JPS628015B2 JP55100786A JP10078680A JPS628015B2 JP S628015 B2 JPS628015 B2 JP S628015B2 JP 55100786 A JP55100786 A JP 55100786A JP 10078680 A JP10078680 A JP 10078680A JP S628015 B2 JPS628015 B2 JP S628015B2
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- patterns
- scattering intensity
- intensity distribution
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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)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
〔概要〕
近接効果を補正するために、パターン内部、お
よび隣接パターン間の電子散乱の影響を検知する
被測定用描画パターンを用いて、電子散乱強度分
布式の各パラメータを少ない測定点で簡単に求め
る方法を提起する。 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子ビームリソグラフイにおける近接
効果を補正するための電子散乱強度分布の測定方
法に関する。 〔従来の技術〕 電子ビーム露光において、レジスト中に照射さ
れた電子は、レジスト中で前方散乱と基板からの
反射による後方散乱を生じ、電子が照射された領
域より広い範囲にわたつて散乱する。 このため、複数個の描画パターンが描画の際の
電子の散乱距離よりも近接している場合は、とな
りのパターンの散乱電子の影響を受け、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。 従つて、微細パターンを高密度に電子ビームで
露光する場合、目的とするパターン精度を得るた
めに前記近接効果を補正する露光方法が必要であ
る。 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、およびパターンの近接度を考
慮して各パターンに最適な電子ビームの照射量を
あたえることによつて行われている。 従つて、近接効果の補正を行うために、レジス
ト中の電子散乱強度分布をあらわす式をあらかじ
め求めて置く必要がある。 この電子散乱強度分布式として、下記(1)式が一
般に知られている。 ｆ（Ｒ）＝exp〔−（Ｒ／Ｃf）２〕＋η exp〔−（Ｒ／Ｃb）２〕． (1) ここで、Ｒは電子ビームの中心からの距離、Ｃ
fは前方散乱係数、Ｃbは後方散乱係数、ηは前方
散乱強度と後方散乱強度の比である。 さらに、電子散乱強度分布は使用するレジスト
材料、現像条件、基板材料、電子ビームの加速電
圧等に依存する。従つて、これらの条件のいずれ
か１つが異なる場合はその都度(1)式のパラメータ
Ｃf，Ｃb，ηを求め直すことが必要となる。 従来、上記の電子散乱強度分布式はつぎの手順
で求められていた。 すなわち、ポジ、あるいはネガレジスト層に対
して、微小な円形形状の電子ビームをその照射時
間を変えることにより種々の照射量Ｑiで露光
し、一定条件で現像後、形成されたレジストパタ
ーンの中心を通つて切断し、パターン断面の基板
との境界における直径2Riを測定する。 第１図１，２はそれぞれポジレジストパターン
とネガレジストパターンの現像後の断面を示し、
１は基板、２はポジレジスト層、３はネガレジス
ト層、２Ｒは測定するパターン幅である。 一方、電子ビームの照射量Ｑと電子散乱強度分
布式ｆ（Ｒ）の関係は下記(2)式であらわされる。 Ｑ・ｆ（Ｒ）＝E. (2) ここで、Ｅはレジスト内に照射されたエネルギ
をあらわす。 いま、照射量Ｑiに対して形成されたパターン
幅が2Riのとき(2)式は Ｑi・ｆ（Ｒi）＝Ｅp． (3) であらわされ、Ｅpは現像処理においてレジスト
が現像されるしきい値エネルギ（現像レベルエネ
ルギ）である。 種々の照射量Ｑiに対して、形成さたパターン
の幅2Riの1/2、すなわちパターンの中心から縁部
までの距離Ｒiをプロツトして第２図に示すよう
な電子散乱強度分布曲線ｆ（Ｒ）を描き、かつこ
れらの測定点４から最小自乗法等により、仮定し
た電子散乱強度分布式(1)の各パラメータＣf，Ｃ
b，ηを求めていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来方法においては、測定点を数多くとる必要
があり、また微細パターンの中心部での切断と、
その測長が必要であり、そのために試料作りと測
定に時間がかかつた。 〔問題点を解決するための手段〕 第３図１〜４は本発明を説明する被測定用の描
画パターン図である。 上記問題点の解決は、異なる寸法を有する２種
類の単独パターン（パターンと）と、パター
ンの両側に単数または複数の隣接パターンを有す
る２種類のパターン群（パターンと）とより
なる被測定用の描画パターンによりレジストパタ
ーンを形成し、該レジストパターンの寸法を測定
して求める電子散乱強度分布の測定方法によつて
達成される。 すなわち、上記の描画パターンを用いると電子
散乱強度分布式の各パラメータを少ない測定点で
簡単に求めることができる。 〔作用〕 本発明の被測定用描画パターンを用いると、パ
ターンとによりパターン内部での散乱効果の
影響を、隣接パターンよりなるパターンとに
よりパターン相互間の近接効果の影響を同時に抽
出できるため、電子散乱強度分布式の各パラメー
タを少ない測定点で簡単に求めることができる。 〔実施例〕 本発明の一実施例を、第３図に示す被測定用の
描画パターン図、第４図に示す上記描画パターン
を露光現像した後のレジストパターンの断面図、
および第５図に示す電子散乱強度説明用の平面図
を用いて説明する。 第３図に示すように被測定用の描画パターンは
つぎのとおりである。 パターンは例えば、 幅Ｗ＝１μｍ、長さＨ＝１mmの矩形パターン５
よりなる単独パターンである。 パターンは例えば、 幅W′＝２μｍ、長さＨ＝１mmの矩形パターン
６よりなる単独パターンである。 パターンは矩形パターン５と同形の矩形パタ
ーン７と、その両側に間隔Ｗを隔てて配置された
同形の矩形パターン８，９とよりなるパターン群
である。 パターンは矩形パターン５と同形の矩形パタ
ーン１０と、各が間隔Ｗを隔ててその両側に各２
個ずつ配置された同形の矩形パターン１１，１
２，１３，１４とよりなるパターン群である。 上記のパターンとは幅が異なり、パターン
内部での散乱効果の影響を特徴づけるパターンで
あり、パターンとは同一幅を有する複数のパ
ターンが等間隔に配置されたパターン群で、パタ
ーン相互間の近接効果の影響を特徴づけるパター
ンである。 つぎに、この被測定用の描画パターンにより基
板上に塗布したレジスト層を露光して形成したレ
ジストパターンを用いて電子散乱強度分布式の各
パラメータを求める。 まず、製造工程に使用する基板と同じ基板上
に、製造工程に使用するレジスト、例えばポジレ
ジスト層を塗布し、前記被測定用の描画パターン
の５，６，７，１０については照射量ｑで、隣接
パターン８，９，１１，１２，１３，１４につい
ては照射量Ｑで描画する。 ついで、このレジスト層を製造工程と同じ条件
で現像し、各パターンの長さ方向に直角に切断し
てパターン断面を露出させる。 第４図１〜４はそれぞれ第３図１〜４に対応す
るパターン〜の断面図である。 図において、幅の広い単独パターン６はパター
ン内部での散乱効果により幅の狭い単独パターン
５に比べ拡がつて形成され、また同一幅を有する
パターン群において隣接パターンをもつものはパ
ターン相互間の近接効果により幅広く形成される
ことが分かる。 つぎに、このように露出したパターン断面につ
いて、第３図の各パターン５，６，７，１０の中
心Ｏからパターン縁部X1，X2，X3，X4までの距
離r1，r2，r3，r4を測定し、 またX3，X4の点では隣接パターンの近接効果
の影響を受けるので、これらの点と隣接パターン
の中心との距離 r5＝2W−r3、r6＝2W＋r3、 r7＝2W−r4、r8＝4W−r4、 r9＝2W＋r4、r10＝4W＋r4、 は計算で求める。 ところで、第５図のような幅2a、長さ2bの矩
形パターン内を電子ビームスポツトが走査する
際、この矩形パターンの中心Ｏからｒ離れた点Ｐ
の電子散乱強度は前記(1)式を積分して下記(4)式で
あたえられる。 Ｆ（ｒ）＝∫ｂ −ｂ∫ａ −ａｆ（Ｒ）dxdy、 (4) ここで R2＝（ｒ cosθ−ｘ）２＋（ｒ sinθ−ｙ）2. である。 (4)式に パターンに対して、 ｒ＝r1、2a＝Ｗ、2b＝Ｈ、θ＝O. パターンに対して、 ｒ＝r2、2a＝W′、2b＝Ｈ、θ＝O. パターンに対して、 中央パターン７にｒ＝r3、 両側のパターン８，９にｒ＝r5、ｒ＝r6、 ３個の全パターンに2a＝Ｗ、2b＝Ｈ、θ＝O. パターンに対して、 中央パターン１０にｒ＝r4、 両側のパターン１１，１２，１３，１４に ｒ＝r7、ｒ＝r8、ｒ＝r9、ｒ＝r10、 ５個の全パターンに2a＝Ｗ、2b＝Ｈ、θ＝O. をあたえる。 これらの計算によりパターン縁部のX1，X2，
X3，X4の各点の受けるエネルギを求める。 これらのエネルギは現像レベルエネルギＥpに
等しいから、下記(5)式の連立方程式が誘導され
る。
よび隣接パターン間の電子散乱の影響を検知する
被測定用描画パターンを用いて、電子散乱強度分
布式の各パラメータを少ない測定点で簡単に求め
る方法を提起する。 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子ビームリソグラフイにおける近接
効果を補正するための電子散乱強度分布の測定方
法に関する。 〔従来の技術〕 電子ビーム露光において、レジスト中に照射さ
れた電子は、レジスト中で前方散乱と基板からの
反射による後方散乱を生じ、電子が照射された領
域より広い範囲にわたつて散乱する。 このため、複数個の描画パターンが描画の際の
電子の散乱距離よりも近接している場合は、とな
りのパターンの散乱電子の影響を受け、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。 従つて、微細パターンを高密度に電子ビームで
露光する場合、目的とするパターン精度を得るた
めに前記近接効果を補正する露光方法が必要であ
る。 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、およびパターンの近接度を考
慮して各パターンに最適な電子ビームの照射量を
あたえることによつて行われている。 従つて、近接効果の補正を行うために、レジス
ト中の電子散乱強度分布をあらわす式をあらかじ
め求めて置く必要がある。 この電子散乱強度分布式として、下記(1)式が一
般に知られている。 ｆ（Ｒ）＝exp〔−（Ｒ／Ｃf）２〕＋η exp〔−（Ｒ／Ｃb）２〕． (1) ここで、Ｒは電子ビームの中心からの距離、Ｃ
fは前方散乱係数、Ｃbは後方散乱係数、ηは前方
散乱強度と後方散乱強度の比である。 さらに、電子散乱強度分布は使用するレジスト
材料、現像条件、基板材料、電子ビームの加速電
圧等に依存する。従つて、これらの条件のいずれ
か１つが異なる場合はその都度(1)式のパラメータ
Ｃf，Ｃb，ηを求め直すことが必要となる。 従来、上記の電子散乱強度分布式はつぎの手順
で求められていた。 すなわち、ポジ、あるいはネガレジスト層に対
して、微小な円形形状の電子ビームをその照射時
間を変えることにより種々の照射量Ｑiで露光
し、一定条件で現像後、形成されたレジストパタ
ーンの中心を通つて切断し、パターン断面の基板
との境界における直径2Riを測定する。 第１図１，２はそれぞれポジレジストパターン
とネガレジストパターンの現像後の断面を示し、
１は基板、２はポジレジスト層、３はネガレジス
ト層、２Ｒは測定するパターン幅である。 一方、電子ビームの照射量Ｑと電子散乱強度分
布式ｆ（Ｒ）の関係は下記(2)式であらわされる。 Ｑ・ｆ（Ｒ）＝E. (2) ここで、Ｅはレジスト内に照射されたエネルギ
をあらわす。 いま、照射量Ｑiに対して形成されたパターン
幅が2Riのとき(2)式は Ｑi・ｆ（Ｒi）＝Ｅp． (3) であらわされ、Ｅpは現像処理においてレジスト
が現像されるしきい値エネルギ（現像レベルエネ
ルギ）である。 種々の照射量Ｑiに対して、形成さたパターン
の幅2Riの1/2、すなわちパターンの中心から縁部
までの距離Ｒiをプロツトして第２図に示すよう
な電子散乱強度分布曲線ｆ（Ｒ）を描き、かつこ
れらの測定点４から最小自乗法等により、仮定し
た電子散乱強度分布式(1)の各パラメータＣf，Ｃ
b，ηを求めていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来方法においては、測定点を数多くとる必要
があり、また微細パターンの中心部での切断と、
その測長が必要であり、そのために試料作りと測
定に時間がかかつた。 〔問題点を解決するための手段〕 第３図１〜４は本発明を説明する被測定用の描
画パターン図である。 上記問題点の解決は、異なる寸法を有する２種
類の単独パターン（パターンと）と、パター
ンの両側に単数または複数の隣接パターンを有す
る２種類のパターン群（パターンと）とより
なる被測定用の描画パターンによりレジストパタ
ーンを形成し、該レジストパターンの寸法を測定
して求める電子散乱強度分布の測定方法によつて
達成される。 すなわち、上記の描画パターンを用いると電子
散乱強度分布式の各パラメータを少ない測定点で
簡単に求めることができる。 〔作用〕 本発明の被測定用描画パターンを用いると、パ
ターンとによりパターン内部での散乱効果の
影響を、隣接パターンよりなるパターンとに
よりパターン相互間の近接効果の影響を同時に抽
出できるため、電子散乱強度分布式の各パラメー
タを少ない測定点で簡単に求めることができる。 〔実施例〕 本発明の一実施例を、第３図に示す被測定用の
描画パターン図、第４図に示す上記描画パターン
を露光現像した後のレジストパターンの断面図、
および第５図に示す電子散乱強度説明用の平面図
を用いて説明する。 第３図に示すように被測定用の描画パターンは
つぎのとおりである。 パターンは例えば、 幅Ｗ＝１μｍ、長さＨ＝１mmの矩形パターン５
よりなる単独パターンである。 パターンは例えば、 幅W′＝２μｍ、長さＨ＝１mmの矩形パターン
６よりなる単独パターンである。 パターンは矩形パターン５と同形の矩形パタ
ーン７と、その両側に間隔Ｗを隔てて配置された
同形の矩形パターン８，９とよりなるパターン群
である。 パターンは矩形パターン５と同形の矩形パタ
ーン１０と、各が間隔Ｗを隔ててその両側に各２
個ずつ配置された同形の矩形パターン１１，１
２，１３，１４とよりなるパターン群である。 上記のパターンとは幅が異なり、パターン
内部での散乱効果の影響を特徴づけるパターンで
あり、パターンとは同一幅を有する複数のパ
ターンが等間隔に配置されたパターン群で、パタ
ーン相互間の近接効果の影響を特徴づけるパター
ンである。 つぎに、この被測定用の描画パターンにより基
板上に塗布したレジスト層を露光して形成したレ
ジストパターンを用いて電子散乱強度分布式の各
パラメータを求める。 まず、製造工程に使用する基板と同じ基板上
に、製造工程に使用するレジスト、例えばポジレ
ジスト層を塗布し、前記被測定用の描画パターン
の５，６，７，１０については照射量ｑで、隣接
パターン８，９，１１，１２，１３，１４につい
ては照射量Ｑで描画する。 ついで、このレジスト層を製造工程と同じ条件
で現像し、各パターンの長さ方向に直角に切断し
てパターン断面を露出させる。 第４図１〜４はそれぞれ第３図１〜４に対応す
るパターン〜の断面図である。 図において、幅の広い単独パターン６はパター
ン内部での散乱効果により幅の狭い単独パターン
５に比べ拡がつて形成され、また同一幅を有する
パターン群において隣接パターンをもつものはパ
ターン相互間の近接効果により幅広く形成される
ことが分かる。 つぎに、このように露出したパターン断面につ
いて、第３図の各パターン５，６，７，１０の中
心Ｏからパターン縁部X1，X2，X3，X4までの距
離r1，r2，r3，r4を測定し、 またX3，X4の点では隣接パターンの近接効果
の影響を受けるので、これらの点と隣接パターン
の中心との距離 r5＝2W−r3、r6＝2W＋r3、 r7＝2W−r4、r8＝4W−r4、 r9＝2W＋r4、r10＝4W＋r4、 は計算で求める。 ところで、第５図のような幅2a、長さ2bの矩
形パターン内を電子ビームスポツトが走査する
際、この矩形パターンの中心Ｏからｒ離れた点Ｐ
の電子散乱強度は前記(1)式を積分して下記(4)式で
あたえられる。 Ｆ（ｒ）＝∫ｂ −ｂ∫ａ −ａｆ（Ｒ）dxdy、 (4) ここで R2＝（ｒ cosθ−ｘ）２＋（ｒ sinθ−ｙ）2. である。 (4)式に パターンに対して、 ｒ＝r1、2a＝Ｗ、2b＝Ｈ、θ＝O. パターンに対して、 ｒ＝r2、2a＝W′、2b＝Ｈ、θ＝O. パターンに対して、 中央パターン７にｒ＝r3、 両側のパターン８，９にｒ＝r5、ｒ＝r6、 ３個の全パターンに2a＝Ｗ、2b＝Ｈ、θ＝O. パターンに対して、 中央パターン１０にｒ＝r4、 両側のパターン１１，１２，１３，１４に ｒ＝r7、ｒ＝r8、ｒ＝r9、ｒ＝r10、 ５個の全パターンに2a＝Ｗ、2b＝Ｈ、θ＝O. をあたえる。 これらの計算によりパターン縁部のX1，X2，
X3，X4の各点の受けるエネルギを求める。 これらのエネルギは現像レベルエネルギＥpに
等しいから、下記(5)式の連立方程式が誘導され
る。
以上詳細に説明したように本発明によれば、極
めて少ない測定点で、短時間に実際の製造工程に
おける電子散乱強度分布を知ることができる。す
なわち、近接効果補正のための電子散乱強度分布
式を得ることができる。 従つて、高密度の微細パターンを高精度に、か
つ高能率で形成でき、LSIの性能、製造歩留、製
造効率等の向上が期待できる。
めて少ない測定点で、短時間に実際の製造工程に
おける電子散乱強度分布を知ることができる。す
なわち、近接効果補正のための電子散乱強度分布
式を得ることができる。 従つて、高密度の微細パターンを高精度に、か
つ高能率で形成でき、LSIの性能、製造歩留、製
造効率等の向上が期待できる。
第１図１，２はそれぞれ従来例を説明するポジ
レジストパターンと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線を示す図、第
３図１〜４は本発明を説明する被測定用の描画パ
ターン図、第４図１〜４は第３図に対応するレジ
ストパターン断面図、第５図は電子散乱強度の説
明図である。 図において、１は基板、２はポジレジスト層、
３はネガレジスト層、４は測定点、５〜１４は被
測定用の描画パターン〜を構成する矩形パタ
ーン、ｑ，Ｑは電子ビームの照射量、Ｏは各矩形
パターンの中心、Ｗ，W′は各矩形パターンの
幅、Ｈは各矩形パターンの長さ、X1，X2，X3，
X4はパターンの縁部、r1〜r10はＯからX1〜X4ま
での距離、ｒは描画パターンの中心から描画パタ
ーン外の一点Ｐまでの距離である。
レジストパターンと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線を示す図、第
３図１〜４は本発明を説明する被測定用の描画パ
ターン図、第４図１〜４は第３図に対応するレジ
ストパターン断面図、第５図は電子散乱強度の説
明図である。 図において、１は基板、２はポジレジスト層、
３はネガレジスト層、４は測定点、５〜１４は被
測定用の描画パターン〜を構成する矩形パタ
ーン、ｑ，Ｑは電子ビームの照射量、Ｏは各矩形
パターンの中心、Ｗ，W′は各矩形パターンの
幅、Ｈは各矩形パターンの長さ、X1，X2，X3，
X4はパターンの縁部、r1〜r10はＯからX1〜X4ま
での距離、ｒは描画パターンの中心から描画パタ
ーン外の一点Ｐまでの距離である。
Claims (1)
- １ 異なる寸法を有する２種類の単独パターン
と、パターンの両側に単数または複数の隣接パタ
ーンを有する２種類のパターン群とよりなる被測
定用描画パターンを用いてレジストパターンを形
成し、該レジストパターンの寸法を測定し、該寸
法に基づいて電子散乱強度分布を求めることを特
徴とする電子散乱強度分布の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10078680A JPS5726436A (en) | 1980-07-23 | 1980-07-23 | Extraction pattern for electron scattering intensity distribution |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10078680A JPS5726436A (en) | 1980-07-23 | 1980-07-23 | Extraction pattern for electron scattering intensity distribution |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5726436A JPS5726436A (en) | 1982-02-12 |
| JPS628015B2 true JPS628015B2 (ja) | 1987-02-20 |
Family
ID=14283130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10078680A Granted JPS5726436A (en) | 1980-07-23 | 1980-07-23 | Extraction pattern for electron scattering intensity distribution |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5726436A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58210616A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-07 | Toshiba Corp | 電子ビ−ム描画方法 |
| JPS58210617A (ja) * | 1982-05-31 | 1983-12-07 | Toshiba Corp | 電子ビ−ム描画方法 |
-
1980
- 1980-07-23 JP JP10078680A patent/JPS5726436A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5726436A (en) | 1982-02-12 |
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