JPH0727856B2 - Electronic beam drawing method - Google Patents
Electronic beam drawing methodInfo
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- JPH0727856B2 JPH0727856B2 JP60125707A JP12570785A JPH0727856B2 JP H0727856 B2 JPH0727856 B2 JP H0727856B2 JP 60125707 A JP60125707 A JP 60125707A JP 12570785 A JP12570785 A JP 12570785A JP H0727856 B2 JPH0727856 B2 JP H0727856B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、集積回路等において電子ビームを用いて微細
なパターンを形成する電子ビーム描画技術、特にこのよ
うな電子ビーム描画における近接効果を補正して高精度
なパターンを形成する電子ビーム描画方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an electron beam drawing technique for forming a fine pattern using an electron beam in an integrated circuit or the like, and particularly for correcting a proximity effect in such electron beam drawing. And an electron beam drawing method for forming a highly accurate pattern.
［発明の技術的背景およびその問題点］ 電子ビームを用いたパターンを形成する方法において
は、被加工材である基板の上にレジストを塗布し、これ
に所望のパターンを形成するように選択的に電子ビーム
を照射し、これを現像してレジストパターンを形成して
いる。そして、更にこのように形成されたレジストパタ
ーンをマスクとしてエッチング、イオン打ち込み等によ
る基板の加工が行なわれている。[Technical Background of the Invention and Problems Thereof] In a method of forming a pattern using an electron beam, a resist is coated on a substrate which is a material to be processed, and a desired pattern is selectively formed on the substrate. The resist pattern is formed by irradiating the surface with an electron beam and developing it. Further, using the resist pattern thus formed as a mask, the substrate is processed by etching, ion implantation or the like.
電子ビーム描画においては、照射した電子ビームがレジ
スト内での前方散乱、基板からレジスト内への後方散乱
を繰り返すことによって、照射した領域以外の周辺にも
エネルギが蓄積され、現像後、照射領域周辺でパターン
歪となって現れる現象がある。このような現象を総称し
て近接効果と呼んでいる。また、近接効果が生ずる過程
から、近接して置かれた他のパターンからの影響によっ
て生ずる歪をパターン間近接効果と呼び、自分自身のパ
ターン描画で生ずる歪をパターン内近接効果と呼んで区
別しているが、各々のパターンに対してその寸法と配置
に応じた適正照射量を求めることにより近接効果の補正
は可能である。In electron beam writing, the irradiated electron beam repeats forward scattering in the resist and backscattering from the substrate into the resist, so that energy is accumulated in the periphery other than the irradiated region. There is a phenomenon that appears as pattern distortion. Such a phenomenon is generically called a proximity effect. Also, from the process of the proximity effect, the distortion caused by the influence of other patterns placed close to each other is called the inter-pattern proximity effect, and the distortion caused by drawing the pattern of oneself is called the intra-pattern proximity effect to distinguish them. However, the proximity effect can be corrected by obtaining an appropriate dose for each pattern depending on its size and arrangement.
近接効果補正には基本式として、従来、一点に電子ビー
ムを照射したとき周辺に蓄積されるエネルギ分布の近似
式Ｆ（ｒ）が用いられている。As a basic formula for the proximity effect correction, an approximate formula F (r) of the energy distribution accumulated in the periphery when an electron beam is irradiated to one point is conventionally used.
Ｆ（ｒ）＝exp（-r2／βf2） ＋η（βf2／βb2） exp（-r2／βb2） ……（１） この式において、ｒは照射点からの距離、βｆは前方散
乱係数、βｂは後方散乱係数、ηは前方散乱による照射
強度Dfと後方散乱による照射強度Dbとの比を表す係数で
ある。なお、この（１）式は、r2＝x2＋y2の関係を用い
て直交座標で表すこともできる。F (r) = exp (-r 2 / βf 2 ) + η (βf 2 / βb 2 ) exp (-r 2 / βb 2 ) ... (1) In this equation, r is the distance from the irradiation point and βf is The forward scattering coefficient, βb is the back scattering coefficient, and η is a coefficient representing the ratio of the irradiation intensity Df by the forward scattering and the irradiation intensity Db by the back scattering. The equation (1) can also be expressed in Cartesian coordinates by using the relationship of r 2 = x 2 + y 2 .
従来提案されている近接効果補正方法を第１図を用いて
説明する。The conventionally proposed proximity effect correction method will be described with reference to FIG.
第１図において、A1〜Anは描画パターンの領域を示し、
この場合においてはｎ個のパターンが存在することが示
されている。Q1〜Qnは各パターンに与えられる照射量を
示し、またrijは領域Ai内の一点と領域Ai内の一点との
間の距離を示す。ここで、領域Aiが領域Ajから受ける影
響量εijは、領域Aiの面積をSiとして（１）式を用いて
以下のように表される。In FIG. 1, A1 to An represent drawing pattern areas,
In this case, it is shown that there are n patterns. Q1 to Qn indicate the irradiation dose given to each pattern, and rij indicates the distance between one point in the area Ai and one point in the area Ai. Here, the influence amount εij that the region Ai receives from the region Aj is expressed as follows using the equation (1), where the area Ai is Si.
この計算式に基づき、各パターンに対する照射量を１と
して影響量εijを求め、下記のマトリックスを解いて照
射量Q1〜Qnを算出して近接効果を補正している。 Based on this calculation formula, the influence amount εij is calculated with the irradiation amount for each pattern being 1, and the following matrix is solved to calculate the irradiation amounts Q1 to Qn to correct the proximity effect.
なお、この式においてｋは所定の定数である。 In this equation, k is a predetermined constant.
ところが、実際の集積回路のパターンにおいては、パタ
ーン数ｎは数万乃至数百万に達する程多く存在するもの
であるため、上述した影響量εijを計算するのに（２）
式に示した積分をｎの自乗回行なった後、（３）式のｎ
元の連立方程式を解くのは、現在の大型計算機を用いた
としても不可能に近い。このため、集積パターンを適当
な領域で分割し、パターン数ｎを数百から数千に減少し
て各分割領域毎に（２）式および（３）式の計算を繰り
返す方法が通常行なわれているが、この方法はやはり膨
大な計算時間を要するという欠点がある。また、比較的
大きな寸法（数μｍ以上）の描画パターンが比較的狭い
間隔（１μｍ以下）で配置される場合には適切な補正が
行えない欠点もある。However, in an actual integrated circuit pattern, the number n of patterns is so large that it reaches tens of thousands to several millions. Therefore, it is necessary to calculate the above-described influence amount εij (2).
After the integral shown in the equation is squared n times, n of the equation (3) is calculated.
Solving the original system of equations is almost impossible even with today's large computers. For this reason, a method of dividing the integrated pattern into appropriate regions, reducing the number of patterns n from several hundreds to several thousands, and repeating the calculation of the formulas (2) and (3) for each divided region is usually performed. However, this method still has the drawback of requiring a huge amount of calculation time. In addition, there is also a drawback that proper correction cannot be performed when drawing patterns of relatively large dimensions (several μm or more) are arranged at relatively narrow intervals (1 μm or less).
後者の欠点を補うために、描画パターンのエッジ上や描
画パターン外にサンプル点を設け、サンプル点における
エネルギ強度を一定にするように照射量を決める方法が
提案されているが、この方法はサンプル点が一意に定ま
らないという欠点に加えて、上述した方法と同様に膨大
な計算時間を要するという欠点がある。To compensate for the latter drawback, a method has been proposed in which sample points are provided on the edges of the drawing pattern or outside the drawing pattern, and the irradiation amount is determined so that the energy intensity at the sample points is constant. In addition to the drawback that the points are not uniquely determined, there is a drawback that a huge amount of calculation time is required as in the method described above.
［発明の目的］ この発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、電子ビームによる微細なパターンを高精
度に形成できるように近接効果によるパターン歪を簡単
に補正し得る電子ビーム描画方法を提供することにあ
る。[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to easily correct pattern distortion due to proximity effect so that a fine pattern by an electron beam can be formed with high accuracy. An object is to provide an electron beam drawing method.
［発明の概要］ 上記目的を達成するために、電子ビームを照射して基板
上に塗布したレジストにパターンを形成する方法におい
て、該パターン群を１つ以上の領域に分割し、各分割領
域内におけるパターンの描画面積率から電子ビームの後
方散乱電子による照射オフセット量を求め、該照射オフ
セット量に応じて電子ビームの照射量を、一点に電子ビ
ームを照射したとき、照射点からの距離ｒ、前方散乱係
数βｆ、後方散乱係数βｂおよび前方散乱強度と後方散
乱強度との比ηを用いて表される蓄積エネルギ分布Ｆ
（ｒ）の次に示すモデル式、 Ｆ（ｒ）＝exp（-r2／βf2）＋η（βf2／βb2）exp（-
r2／βb2） のηと、前記分割領域内の描画面積率αと、前記レジス
トに基準照射量を与えたときの充分に広いパターン中心
部での照射強度Dsと、該レジストが解像するレベルをγ
Dsとするときの係数γとを用いて、該分割領域内の照射
オフセット量Doを次式 Do＝λβ／（γ＋β）・Ds （但し、β＝αη／（１＋αη）） で求め、該分割領域内の各パターンの照射量の算出に当
って、Doを加えた孤立パターンとみなして算出すること
を要旨とする。[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, in a method of forming a pattern on a resist coated on a substrate by irradiating an electron beam, the pattern group is divided into one or more regions and The irradiation offset amount by the backscattered electrons of the electron beam is obtained from the drawing area ratio of the pattern in, the irradiation amount of the electron beam according to the irradiation offset amount, when the electron beam is irradiated to one point, the distance r from the irradiation point, Stored energy distribution F represented by using the forward scattering coefficient βf, the backscattering coefficient βb, and the ratio η between the forward scattering intensity and the backscattering intensity.
Next to the model formula shown in (r), F (r) = exp (-r 2 / βf 2) + η (βf 2 / βb 2) exp (-
r 2 / βb 2 ), the drawing area ratio α in the divided area, the irradiation intensity Ds at the center of the pattern that is sufficiently wide when the reference irradiation amount is applied to the resist, and the resist is resolved. Γ level
The irradiation offset amount Do in the divided area is obtained by the following formula Do = λβ / (γ + β) · Ds (where β = αη / (1 + αη)) using the coefficient γ when Ds The gist of the calculation of the dose of each pattern is to consider it as an isolated pattern with Do added.
［発明の実施例］ 以下、この発明の電子ビーム描画方法について詳細に説
明する。[Embodiment of the Invention] The electron beam writing method of the present invention will be described in detail below.
照射量Qcのスポットビームで幅Ｗ、長さＬの孤立パター
ンを描画したときの孤立パターン内の点（x,y）におけ
る照射強度分布Ｄ（x,y）は式（１）を用いて次式で表
される。The irradiation intensity distribution D (x, y) at a point (x, y) in the isolated pattern when an isolated pattern having a width W and a length L is drawn with a spot beam having an irradiation amount Qc is calculated using the formula (1) as follows. It is represented by a formula.
第２図（ａ）は、幅Ｗ、長さＬの孤立パターンをスポッ
トビームで描画したときの幅方向（ｘ方向）の照射強度
分布を示しており、該パターンの中心を原点（0,0）と
して、ｙは０である該パターンの長さ方向中心における
−Ｗ＜ｘ＜Ｗの範囲の照射強度分布を示している。ここ
で、充分広い領域を照射量Qsのスポットビームで描画し
た場合の照射強度は、上記（４）式において、Ｌ＝∞、
Ｗ＝∞として求められ、中心部の照射強度Ds＝Ｄ（0,
0）は次式のようになる。 FIG. 2A shows an irradiation intensity distribution in the width direction (x direction) when an isolated pattern having a width W and a length L is drawn by a spot beam, and the center of the pattern is the origin (0,0). ) Indicates the irradiation intensity distribution in the range of -W <x <W at the center of the pattern in the longitudinal direction where y is 0. Here, the irradiation intensity when a sufficiently wide region is drawn with a spot beam having the irradiation amount Qs is L = ∞ in the above formula (4),
It is calculated as W = ∞, and the irradiation intensity of the central part is Ds = D (0,
0) is given by the following equation.
Ds＝πβf2(1＋η）Qs ……（５） なお、第２図（ａ）において、パターンが充分広い場合
には中心（０）における照射強度は（５）式のDsになる
が、実際には幅Ｗ、長さＬが有限であるために中心
（０）の照射強度はDsよりも小さくなっている。Ds = πβf 2 (1 + η) Qs (5) In Fig. 2 (a), when the pattern is sufficiently wide, the irradiation intensity at the center (0) is Ds in equation (5), but Since the width W and the length L are finite, the irradiation intensity at the center (0) is smaller than Ds.
このとき、照射量Qsは一定のスレッショールドレベルγ
Ds（γ≦１であり、通常はγ＝0.5である）で充分広い
パターンが解像するように設定される。従って、γDs＝
Ｄ（0,L/2）またはγDs＝Ｄ（W/2,0）を満たす照射量Qc
が、長さL,幅Ｗのパターンを描画する場合の求める照射
量である。At this time, the dose Qs is a constant threshold level γ
Ds (γ ≦ 1 and usually γ = 0.5) is set so that a sufficiently wide pattern is resolved. Therefore, γDs =
Dose Qc that satisfies D (0, L / 2) or γDs = D (W / 2,0)
Is the amount of irradiation required when drawing a pattern of length L and width W.
この時の照射量Qsを基準照射量と呼び、照射補正量Ｐ
（％）は次式で与えられる。The irradiation dose Qs at this time is called the reference irradiation dose, and the irradiation correction amount P
(%) Is given by the following equation.
ｐ＝100（Qc/Qs−１） ……（６） 第２図（ｂ）は、幅Ｗと長さＬを変えた異なる寸法の孤
立パターンにおける照射補正量Ｐを求めた結果の一例を
示す曲線である。p = 100 (Qc / Qs-1) (6) FIG. 2 (b) shows an example of the result of obtaining the irradiation correction amount P in isolated patterns of different sizes with different widths W and lengths L. It is a curve.
ところで、周辺に他のパターンが存在する場合には、第
２図（ａ）の照射強度分布は周辺パターンの後方散乱電
子の影響を受けて、第２図（ｃ）のように照射オフセッ
ト量が加えられた形になる。従って、照射オフセット量
をDoとすると、 γDs＝Ｄ（0,L/2）＋Do ……（７） または γDs＝Ｄ（W/2,0）＋Do ……（８） を満す照射量QCが求める照射量である。第２図（ｄ）
は、照射オフセット量を考慮した照射強度分布の一例を
示すものである。また、第２図（ｅ）は照射オフセット
量を考慮した寸法の異なる孤立パターンの照射量補正曲
線の一例を示す図である。By the way, when another pattern exists in the periphery, the irradiation intensity distribution of FIG. 2 (a) is affected by the backscattered electrons of the peripheral pattern, and the irradiation offset amount is changed as shown in FIG. 2 (c). It becomes the added shape. Therefore, if the irradiation offset amount is Do, the irradiation amount QC that satisfies γDs = D (0, L / 2) + Do (7) or γDs = D (W / 2,0) + Do (8) The amount of irradiation required. Fig. 2 (d)
FIG. 4 shows an example of the irradiation intensity distribution in consideration of the irradiation offset amount. Further, FIG. 2E is a diagram showing an example of a dose correction curve of isolated patterns having different dimensions in consideration of the dose offset amount.
照射オフセット量Doは、描画面積率α（≦１）の関数で
表すことができるが、これを第１図および第３図により
説明する。The irradiation offset amount Do can be expressed by a function of the drawing area ratio α (≦ 1), which will be described with reference to FIGS. 1 and 3.
第１図においては、パターン群は破線１で囲まれた領域
で分割され、その１つの領域のみが示されている。この
分割領域１の中には複数の描画パターン領域A1〜Anが示
されている。今、分割領域１に対する描画パターン領域
A1〜Anが占める面積率をαとすると、前方散乱強度Dfは
次式のようになる。In FIG. 1, the pattern group is divided by a region surrounded by a broken line 1, and only one region is shown. In the divided area 1, a plurality of drawing pattern areas A1 to An are shown. Now, the drawing pattern area for divided area 1
The forward scattering intensity Df is given by the following equation, where α is the area ratio occupied by A1 to An.
Df＝πβf2（Q1＋Q2＋…＋Qn） ……（９） これに対して描画パターン領域A1〜Anが受ける後方散乱
強度Dbは分割領域１内で均一に分布するとして、次式の
ようになる。Df = πβf 2 (Q1 + Q2 + ... + Qn) (9) On the other hand, the backscattering intensity Db received by the drawing pattern areas A1 to An is uniformly distributed in the divided area 1 and is as follows.
Db＝αηπβf2（Q1＋Q2＋…＋Qn） ……（10） 従って、描画に占める後方散乱強度の割合β（≦１）
は、上式（９），（10）から次式のようになる。Db = αηπβf 2 (Q1 + Q2 + ... + Qn) (10) Therefore, the ratio of the backscattering intensity in drawing β (≦ 1)
From the above equations (9) and (10) is as follows.
β＝αη／（１＋αη） ……（11） 更に、現像によってレジストが解像するレベルはγDsで
あるので、このγとβとを用いて分割領域１内の各パタ
ーンの照射強度の、そのパターンを孤立パターンとみな
したときの照射強度に対する割合δを次に求める。ま
ず、第３図に示す関係から次のように決めることができ
る。β = αη / (1 + αη) (11) Furthermore, since the level at which the resist is resolved by development is γDs, using γ and β, the irradiation intensity of each pattern in the divided region 1 Next, the ratio δ with respect to the irradiation intensity when is regarded as an isolated pattern is obtained. First, it can be determined as follows from the relationship shown in FIG.
γDs＝δγDs＋δβDs ……（12） この結果、上記割合δは次式のようになる。γDs = δγDs + δβDs (12) As a result, the above ratio δ is expressed by the following equation.
δ＝γ／（γ＋β） ……（13） 従って、求める照射オフセット量Doは次式のようにな
る。δ = γ / (γ + β) (13) Therefore, the irradiation offset amount Do to be calculated is given by the following equation.
D0＝γβ／（γ＋β）・Ds ……（14） 以上のようにして、描画面積率αから照射オフセット量
Doを求め、これを（７）または（８）式に適用して照射
量Qcを求め、これを更に（６）式に適用して照射補正量
Ｐを決定することができる。D0 = γβ / (γ + β) · Ds (14) As described above, the drawing area ratio α to the irradiation offset amount
It is possible to obtain Do, apply it to the equation (7) or (8) to obtain the dose Qc, and further apply this to the formula (6) to determine the dose correction amount P.
なお、分割領域１は、パターン全体としてもよいし、パ
ターン密度に応じて分割して与えてもよい。また、予め
領域の大きさを与えて自動的に分類することもできる。The divided area 1 may be the entire pattern or may be divided and given according to the pattern density. It is also possible to give the size of the area in advance and automatically classify.
また、上記の実施例ではスポットビームにより照射オフ
セット量の説明を行っているが、矩形ビームはスポット
ビームの重ね合わせと考えることができるから、本願発
明は矩形ビームの場合にも同様に適用することができ
る。Further, although the irradiation offset amount is described by the spot beam in the above embodiment, the rectangular beam can be considered as superposition of the spot beams, and thus the present invention can be similarly applied to the case of the rectangular beam. You can
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、パターン群を分
割した各領域内における描画面積率から後方散乱電子に
よる照射オフセット量を求め、該照射オフセット量に応
じて照射補正を行なった照射量を決定しているので、処
理手順が簡単であり、例えば従来の外部近接効果補正法
に比較して約1/100という短時間で補正量を得ることが
できる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the irradiation offset amount due to backscattered electrons is obtained from the drawing area ratio in each region obtained by dividing the pattern group, and the irradiation correction is performed according to the irradiation offset amount. Since the amount of irradiation performed is determined, the processing procedure is simple and, for example, the correction amount can be obtained in a short time of about 1/100 as compared with the conventional external proximity effect correction method.
第１図は描画パターンの一例を示す図、第２図は本発明
の原理を説明するためのパターン幅に対する照射強度お
よび寸法を変えた場合の補正照射量を示す図、第３図は
本発明における照射補正量の決め方を示す説明図であ
る。 １……分割領域、A1〜An……描画パターン領域。FIG. 1 is a diagram showing an example of a drawing pattern, FIG. 2 is a diagram showing an irradiation intensity with respect to a pattern width for explaining the principle of the present invention, and a correction dose when the size is changed, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing how to determine an irradiation correction amount in FIG. 1 ... divided area, A1 to An ... drawing pattern area.
Claims (1)
ジストにパターンを形成する方法において、該パターン
群を１つ以上の領域に分割し、各分割領域内におけるパ
ターンの描画面積率から電子ビームの後方散乱電子によ
る照射オフセット量を求め、該照射オフセット量に応じ
て電子ビームの照射量を算出するときに、一点に電子ビ
ームを照射したとき、照射点からの距離ｒ、前方散乱係
数βｆ、後方散乱係数βｂおよび前方散乱強度と後方散
乱強度との比ηを用いて表される蓄積エネルギ分布Ｆ
（ｒ）の次に示すモデル式、 Ｆ（ｒ）＝exp（-r2／βf2）＋η（βf2／βb2）exp（-
r2／βb2） のηと、前記分割領域内の描画面積率αと、前記レジス
トに基準照射量を与えたときの充分に広いパターン中心
部での照射強度Dsと、該レジストが解像するレベルをγ
Dsとするときの係数γとを用いて、該分割領域内の照射
オフセット量Doを次式 Do＝λβ／（γ＋β）・Ds （但し、β＝αη／（１＋αη）） で求め、該分割領域内の各パターンの照射量の算出に当
って、Doを加えた孤立パターンとみなすことを特徴とす
る電子ビーム描画方法。1. A method of forming a pattern on a resist coated on a substrate by irradiating an electron beam, dividing the pattern group into one or more regions, and calculating an electron based on a drawing area ratio of the pattern in each divided region. When the irradiation offset amount of the backscattered electrons of the beam is calculated and the irradiation amount of the electron beam is calculated according to the irradiation offset amount, when the electron beam is irradiated to one point, the distance r from the irradiation point and the forward scattering coefficient βf , The backscattering coefficient βb and the stored energy distribution F expressed using the ratio η between the forward and backscattering intensities.
Next to the model formula shown in (r), F (r) = exp (-r 2 / βf 2) + η (βf 2 / βb 2) exp (-
r 2 / βb 2 ), the drawing area ratio α in the divided area, the irradiation intensity Ds at the center of the pattern that is sufficiently wide when the reference irradiation amount is applied to the resist, and the resist is resolved. Γ level
The irradiation offset amount Do in the divided area is obtained by the following formula Do = λβ / (γ + β) · Ds (where β = αη / (1 + αη)) using the coefficient γ when Ds An electron beam drawing method, characterized in that when calculating the irradiation dose of each pattern, it is regarded as an isolated pattern with Do added.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125707A JPH0727856B2 (en) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | Electronic beam drawing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60125707A JPH0727856B2 (en) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | Electronic beam drawing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61284921A JPS61284921A (en) | 1986-12-15 |
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-
1985
- 1985-06-10 JP JP60125707A patent/JPH0727856B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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