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JP2001307976A - Adjusting method of threshold in transcription by exposure of charged-particle-beam, transcriptional method of the exposure, and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Adjusting method of threshold in transcription by exposure of charged-particle-beam, transcriptional method of the exposure, and manufacturing method of semiconductor device

Info

Publication number
JP2001307976A
JP2001307976A JP2000082636A JP2000082636A JP2001307976A JP 2001307976 A JP2001307976 A JP 2001307976A JP 2000082636 A JP2000082636 A JP 2000082636A JP 2000082636 A JP2000082636 A JP 2000082636A JP 2001307976 A JP2001307976 A JP 2001307976A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pattern
charged particle
particle beam
resist
threshold value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000082636A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Kamijo
康一 上條
Kazuya Okamoto
和也 岡本
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2000082636A priority Critical patent/JP2001307976A/en
Publication of JP2001307976A publication Critical patent/JP2001307976A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a selective method of an exposure threshold whereto the correspondent line-width variation of a formed pattern is made small even when the blooming quantity of the formed pattern is varied during its exposure operation. SOLUTION: With respect to a pattern (1) or a pattern (2) generated when the variation of the blooming of an optical system is ±10 nm, the relation between the exposure threshold and the line-width variation of each pattern is represented by such lines (1) or lines (2) as shown in the figure. It is understood from an intersection A of both the corresponding lines (1), (2) that the allowable exposure threshold for making small the line-width variations of both the patterns (1), (2) is set to 0.423. The line-width variation corresponding to the intersection A is 2.1 nm. Since the blooming variation is ±10 nm, the ratio of this line-width variation to the blooming variation is about 1/5. When an allowable value of the line-width variation corresponding to the blooming variation of 10 nm is set to 1/3, there is brought a scope θ of the exposure threshold into 0.381<=θ<=0.464, by taking the maximum and minimum among the points whereat four auxiliary lines intersect the line of a line-width variation equal to 10/3 nm=3.33 nm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子線を用い
て、マスク又はレチクル上のパターンを感応基板面上に
転写する方式の露光転写装置における閾値の調整方法、
露光方法、さらにはこの露光方法を用いた半導体デバイ
スの製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of adjusting a threshold value in an exposure and transfer apparatus of a type in which a pattern on a mask or a reticle is transferred onto a sensitive substrate surface using a charged particle beam.
The present invention relates to an exposure method and a method for manufacturing a semiconductor device using the exposure method.

【0002】[0002]

【従来の技術】荷電粒子線を用いてマスクまたはレチク
ルに形成されたパターンをウェハ等の感応基板に露光す
る荷電粒子線露光装置においては、基板からの反射荷電
粒子によって、実際の露光量が近傍のパターン分布に従
い変化する近接効果が存在する。
2. Description of the Related Art In a charged particle beam exposure apparatus for exposing a pattern formed on a mask or a reticle to a sensitive substrate such as a wafer using a charged particle beam, an actual exposure amount is close to the exposure amount due to charged particles reflected from the substrate. There is a proximity effect that changes according to the pattern distribution.

【0003】近接効果は、感応基板面中に入射した荷電
粒子が微小な角度で散乱しながら広がり、所定位置に蓄
積されるエネルギーを減少させたり、露光部分に入射し
た荷電粒子が大きく散乱されて周囲の未露光部にエネル
ギーを与えることにより起こる。
In the proximity effect, charged particles incident on the surface of the sensitive substrate spread while being scattered at a small angle, thereby reducing the energy stored at a predetermined position or causing the charged particles incident on the exposed portion to be largely scattered. It is caused by applying energy to the surrounding unexposed area.

【0004】これを解決する方法としては、感応基板に
おけるエネルギー蓄積量が望ましくなるように、照射量
を調整する方法(特開平11−31658号公報)や、マ
スク、またはレチクル形成するパターン形状を変化させ
る方法(Jpn. J. Appl. Phys.Vol.37(1998) pp.6774-677
8 Part I, No.12B . December 1998)などが知られてい
る。
As a method for solving this problem, a method of adjusting the irradiation amount (Japanese Patent Laid-Open No. 11-31658) or changing a pattern shape for forming a mask or a reticle so that the amount of energy stored in the sensitive substrate becomes desirable. Method (Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 37 (1998) pp.6774-677
8 Part I, No.12B. December 1998).

【0005】一方、 荷電粒子転写光学系にはボケが存
在する。ボケは、通常の光同様に存在する球面収差など
の幾何収差や、荷電粒子がビーム内でクーロン相互作用
により反発し合うことなどによって生じる。
On the other hand, the charged particle transfer optical system has blur. Blurring is caused by geometrical aberrations such as spherical aberration that exist as in the case of ordinary light, and repulsion of charged particles in a beam due to Coulomb interaction.

【0006】幾何収差に起因するボケは、一般に感応基
板面上におけるシステム軸からの距離が大きくなるほど
大きくなる。レチクルの一部を一括して投影露光する分
割投影転写方式の露光装置においては、1回の転写露光
単位であるサブフィールドの中心がシステム軸から離れ
るほどボケが大きくなる。また、サブフィールドの中心
よりも端の方がボケが大きくなる傾向が一般にある。
In general, blur caused by geometric aberration increases as the distance from the system axis on the sensitive substrate surface increases. In an exposure apparatus of a divisional projection transfer system for projecting and exposing a part of a reticle at a time, the blur increases as the center of a subfield, which is a unit of one transfer exposure, is farther from a system axis. Also, there is a general tendency that the blur is greater at the end than at the center of the subfield.

【0007】一方、クーロン相互作用に起因するボケ
は、パターン面積が増大して電流量が大きくなるに従っ
て大きくなる傾向がある。ボケは、感応基板面の意図さ
れた位置に入射する荷電粒子量を減少させ、感応基板内
での散乱によりおきる近接効果と同様の効果をもたらす
ので、その結果、意図せぬ線幅の増減が発生し問題とな
る。
On the other hand, the blur due to the Coulomb interaction tends to increase as the pattern area increases and the amount of current increases. Blur reduces the amount of charged particles incident on the intended position on the sensitive substrate surface, and has an effect similar to the proximity effect caused by scattering in the sensitive substrate, so that an unintended increase or decrease in line width is caused. This is a problem.

【0008】そこで従来の技術では、サブフィールド中
心とシステム軸との間の距離、すなわち偏向量とサブフ
ィールドのパターン開口面積に応じて焦点補正を行うこ
とでサブフィールド同士でボケに差異が出ないようにし
ていた。より大きなボケを伴うサブフィールドがある場
合には、これと同様のボケとなるまで、小さなボケを伴
うサブフィールドに焦点補正レンズで意図的にボケを付
加していた。このようにすれば、感応基板においては散
乱係数と、ボケの大きさが一様となる。よって、これら
の散乱係数とボケの大きさを勘案してレチクルパターン
の形状を変化させれば、近接効果及びボケの効果を補正
することができるので、目的とする形状のパターンを感
応基板上に得ることができる。
In the prior art, focus correction is performed in accordance with the distance between the center of the subfield and the system axis, that is, the amount of deflection and the pattern opening area of the subfield, so that there is no difference in blur between the subfields. Was like that. If there is a subfield with a larger blur, a blur is intentionally added to the subfield with a smaller blur by a focus correction lens until a similar blur is obtained. By doing so, the scattering coefficient and the magnitude of blur become uniform on the sensitive substrate. Therefore, if the shape of the reticle pattern is changed in consideration of the scattering coefficient and the size of the blur, the proximity effect and the blur effect can be corrected. Obtainable.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、サブフィール
ドの中心と端とでボケの大きさが異なる場合、両者間の
ボケの格差は、両者が一度に露光されるために、上記方
法で解消することはできない。その結果、ボケによる意
図しないパターンサイズの変動が、サブフィールドのい
ずれかの領域で生じざるを得ない。
However, if the size of the blur differs between the center and the edge of the subfield, the difference between the blurs between the two is eliminated by the above method because both are exposed at once. It is not possible. As a result, unintended variations in pattern size due to blurring must occur in any region of the subfield.

【0010】また、上記のようなボケの位置依存性のほ
か、例えば温度上昇によって露光中の光学系の状態の変
化して起きるボケの時間依存的な変化にも、従来の技術
では対応することができない。
[0010] In addition to the above-described positional dependence of blur, the conventional technique also copes with time-dependent variations in blur caused by a change in the state of the optical system during exposure due to, for example, a rise in temperature. Can not.

【0011】従来は光学系のボケの変化に対してパター
ン境界位置がどのように変動するか指針がなかったた
め、意図したパターンの寸法を得るため、例えば照射量
を変動させて最適な値を求めるなどの実験を行う必要が
あった。また、所望のパターンが得られた後、光学系の
ボケが変動した場合、どれだけのパターン境界位置の移
動があるかを調べるにはさらに膨大なパラメータを振る
必要があり、パターン分布と適切な閾値との関係が明ら
かになっていなかった。
Conventionally, there has been no guideline on how the pattern boundary position changes in response to a change in blur of the optical system. Therefore, in order to obtain an intended pattern size, for example, the irradiation amount is changed to obtain an optimum value. It was necessary to carry out such experiments. Also, if the blur of the optical system fluctuates after the desired pattern has been obtained, it is necessary to assign an even greater number of parameters in order to find out how much the pattern boundary position has moved. The relationship with the threshold was not clear.

【0012】仮に最適な閾値が得られた場合でも次のよ
うな問題が存在する。できるだけ明確なパターン形状を
得るにはγ値の高いレジストが望ましい。しかし、一般
にγ値の高いレジストは、必要なエネルギーの閾値が高
い傾向がある。無理にエネルギーの閾値が低くなるよう
感光特性をシフトさせた場合、レジストのγ値は低くな
る。低いエネルギー閾値を必要とする場合、γ値の高い
レジストを使用するには、照射量を上げてやる必要があ
る。照射量を上げるには荷電粒子ビームの強度を上げる
か照射時間を長くするかの2通りの方法が考えられる。
しかしながら、、前者は光学系のボケを増加させ、実現
しうる最小線幅を押し上げるため望ましくない。また後
者は、スループットが減少するため望ましくない。
Even if an optimum threshold value is obtained, the following problem exists. In order to obtain a pattern shape as clear as possible, a resist having a high γ value is desirable. However, generally, a resist having a high γ value tends to have a high required energy threshold. When the photosensitive characteristics are forcibly shifted to lower the energy threshold, the γ value of the resist becomes lower. When a low energy threshold is required, it is necessary to increase the irradiation dose in order to use a resist having a high γ value. In order to increase the irradiation amount, there are two methods of increasing the intensity of the charged particle beam and increasing the irradiation time.
However, the former is not desirable because it increases the blur of the optical system and increases the minimum line width that can be realized. The latter is not desirable because the throughput is reduced.

【0013】本発明はこのような問題に鑑み、荷電粒子
線露光装置の光学系のボケの変動に対するパターン境界
の位置変動を低減することができる荷電粒子線露光転写
における閾値の調整方法と露光転写方法、高γレジスト
において低い閾値を実現することができる露光転写方
法、及びそれらを利用した半導体デバイスの製造方法を
提供することを課題とする。
In view of the above problems, the present invention provides a method of adjusting a threshold value in a charged particle beam exposure transfer, which can reduce a change in the position of a pattern boundary with respect to a change in blur of an optical system of the charged particle beam exposure apparatus. It is an object to provide a method, an exposure transfer method capable of realizing a low threshold value in a high γ resist, and a method for manufacturing a semiconductor device using the same.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第1の手段は、マスク又はレチクル上のパターンを感
応基板面上に転写する方式の荷電粒子線露光装置を使用
して露光転写を行なう際に、光学系のボケの変動に対し
て、感応基板に実現されるパターンの境界位置の変動が
所定範囲内に収まるように閾値を定めることを特徴とす
る荷電粒子線露光転写における閾値の調整方法(請求項
1)である。
A first means for solving the above-mentioned problem is to perform exposure transfer by using a charged particle beam exposure apparatus of a system for transferring a pattern on a mask or a reticle onto a sensitive substrate surface. When performing, for the fluctuation of the blur of the optical system, the threshold value in the charged particle beam exposure transfer characterized in that the threshold value is determined so that the fluctuation of the boundary position of the pattern realized on the sensitive substrate falls within a predetermined range. This is an adjustment method (claim 1).

【0015】本明細書において「閾値」とは、特に断ら
ない限り、「レジストがパターンを形成するエネルギー
値を、露光に際してレジストに蓄積されうるエネルギー
の最大値で割って規格化したもの」をいう。すなわち、
一般に閾値といわれているものは、レジストがパターン
を形成するエネルギー値、すなわち、レジストを現像し
たとき、レジストを消失させたり(ポジ型レジストの場
合)、残したり(ネガ型レジストの場合)するために必
要な蓄積エネルギー値をいうのであるが、本明細書にお
いては、この値を、露光の際にレジストに与えられる最
大エネルギー値、すなわち、基板内における散乱半径
や、光学系のボケよりも充分大きいパターン(例えばサ
ブフィールド全部が一つのパターンとなっている場合の
ようなパターン)を露光したときに当該露光部分中央に
与えられる蓄積エネルギー値で割って規格化したものを
閾値と呼んでいる。また、この閾値は、レジストがパタ
ーンを形成するエネルギー値を、(照射電流密度)×(照
射時間)×(レジストに入射したエネルギーに対するレジ
ストへ蓄積されたエネルギーの割合)で割ったものと考
えることもできる。
In this specification, the term "threshold" means "a value obtained by dividing an energy value for forming a pattern by a resist by a maximum value of energy that can be accumulated in the resist upon exposure" unless otherwise specified. . That is,
What is generally referred to as a threshold value is an energy value at which the resist forms a pattern, that is, when the resist is developed, the resist disappears (in the case of a positive resist) or remains (in the case of a negative resist). In this specification, this value is defined as the maximum energy value given to the resist at the time of exposure, that is, a scattering radius within the substrate, or a blurring of the optical system that is sufficiently large. When a large pattern (for example, a pattern in which all the subfields are one pattern) is exposed, the value is normalized by dividing by a stored energy value applied to the center of the exposed portion, and is referred to as a threshold. Also, consider that this threshold is obtained by dividing the energy value at which the resist forms a pattern by (irradiation current density) x (irradiation time) x (the ratio of the energy stored in the resist to the energy incident on the resist). Can also.

【0016】発明者等の検討結果によれば、ボケの変動
によって感応基板に形成されるパターンの境界位置は、
閾値によって変動を受ける。よって、感応基板に実現さ
れるパターンの境界位置の変動が所定範囲内となるよう
な閾値を選定することにより、露光中にボケの量が変動
した場合にも、感応基板に形成されるパターンの形状の
変動を小さく抑えることができる。
According to the study results of the inventors, the boundary position of the pattern formed on the sensitive substrate due to the fluctuation of the blur is
Subject to fluctuations by threshold. Therefore, by selecting a threshold value such that the variation of the boundary position of the pattern realized on the sensitive substrate is within a predetermined range, even if the amount of blur changes during exposure, the pattern formed on the sensitive substrate can be changed. Variations in shape can be kept small.

【0017】前記課題を解決するための第2の手段は、
前記第1の手段であって、計算に用いられる光学系のボ
ケの変動が、露光されるパターンの分布に応じて求めら
れたものであることを特徴とするもの(請求項2)であ
る。
A second means for solving the above-mentioned problems is as follows:
The first means, wherein the fluctuation of the blur of the optical system used for the calculation is obtained in accordance with the distribution of the pattern to be exposed (claim 2).

【0018】ボケの量の変動と感応基板に形成されるパ
ターンの境界変動の関係は、閾値ばかりでなく、露光さ
れるパターン分布の影響も受ける。本手段においては、
閾値を決定する際の計算に、露光されるパターン分布を
考慮しているので、感応基板に形成されるパターンの形
状の変動をさらに小さく抑えることができる。
The relationship between the variation in the amount of blur and the variation in the boundary of the pattern formed on the sensitive substrate is affected not only by the threshold value but also by the distribution of the pattern to be exposed. In this means,
Since the calculation for determining the threshold value takes into account the pattern distribution to be exposed, the variation in the shape of the pattern formed on the sensitive substrate can be further reduced.

【0019】前記課題を解決するための第3の手段は、
前記第1の手段又は第2の手段であって、与えられた荷
電粒子線の照射強度と照射時間に対して、パターン形成
が起きるエネルギー値が適切なレジストを選定すること
を特徴とするもの(請求項3)である。
A third means for solving the above-mentioned problem is:
The first means or the second means, wherein a resist having an appropriate energy value for forming a pattern is selected for a given irradiation intensity and irradiation time of a charged particle beam ( Claim 3).

【0020】本手段においては、許容されるクーロン効
果とスループットから、荷電粒子線の照射強度と照射時
間とを先に決めておき、その上で所定の閾値が得られる
ようなレジストを選定している。よって、クーロン効果
とスループットを所定の値に保ちながら、前記第1の手
段又は第2の手段の作用効果を発揮することができる。
In this means, the irradiation intensity and irradiation time of the charged particle beam are determined in advance from the permissible Coulomb effect and throughput, and a resist is selected such that a predetermined threshold can be obtained. I have. Therefore, the effects of the first means or the second means can be exerted while keeping the Coulomb effect and the throughput at predetermined values.

【0021】前記課題を解決するための第4の手段は、
前記第1の手段又は第2の手段であって、与えられた荷
電粒子線の照射強度と、パターン形成が起きるレジスト
のエネルギー値から、適切な照射時間を選定することを
特徴とするもの(請求項4)である。
A fourth means for solving the above problem is as follows.
The first means or the second means, wherein an appropriate irradiation time is selected from an irradiation intensity of a given charged particle beam and an energy value of a resist at which pattern formation occurs (claim). Item 4).

【0022】実際の露光転写プロセスにおいては、他の
制限条件からレジストの種類を決定せざるを得ない場合
があり、また、前記第3の手段によりレジストの種類を
選定しようとしても、パターン形成が起きるレジストの
エネルギー値が正確に目的とする値に一致しない場合が
生じる。このような場合には、レジストの種類を先に決
定し、クーロン効果から許容される照射強度により露光
転写を行なうことにし、照射時間を変えることによって
目的とする閾値を得るようにする。
In the actual exposure / transfer process, the type of resist must be determined from other restrictive conditions. In addition, even if an attempt is made to select the type of resist by the third means, pattern formation is not possible. In some cases, the resulting resist energy value does not exactly match the desired value. In such a case, the type of the resist is determined first, exposure and transfer are performed based on the irradiation intensity allowed from the Coulomb effect, and the desired threshold value is obtained by changing the irradiation time.

【0023】前記課題を解決するための第5の手段は、
前記第1の手段又は第2の手段であって、与えられた荷
電粒子線の照射時間と、パターン形成が起きるレジスト
のエネルギー値から、適切な照射強度を選定することを
特徴とするもの(請求項5)である。
A fifth means for solving the above problem is as follows.
The first means or the second means, wherein an appropriate irradiation intensity is selected from an irradiation time of a given charged particle beam and an energy value of a resist at which pattern formation occurs (claim). Item 5).

【0024】本手段は、前記第4の手段と同じ理由によ
りレジストの種類を先に決定するが、クーロン効果を勘
案した場合に、照射強度を変化させる余裕がある場合に
適用するものであり、スループットを優先させ、照射時
間を決定した上で、レジストの種類と照射時間に対応し
て、照射強度を変えることにより目的とする閾値を得る
ようにする。
This means determines the type of resist first for the same reason as the fourth means, but is applied when there is a margin for changing the irradiation intensity in consideration of the Coulomb effect. After giving priority to the throughput and determining the irradiation time, the target threshold value is obtained by changing the irradiation intensity according to the type of the resist and the irradiation time.

【0025】前記課題を解決するための第6の手段は、
前記第1の手段から第5の手段のいずれかを使用して閾
値の調整を行い、マスクまたはレチクルに形成された回
路パターンを感応基板に転写する工程を有してなること
を特徴とする露光転写方法(請求項6)である。
A sixth means for solving the above-mentioned problem is:
Exposing a circuit pattern formed on a mask or a reticle to a sensitive substrate by adjusting a threshold value using any one of the first to fifth means. This is a transfer method (claim 6).

【0026】本手段においては、露光中にボケが変動し
ても、感応基板に形成されるパターンの形状の変化を少
なくすることができる。
According to this means, even if the blur changes during exposure, the change in the shape of the pattern formed on the sensitive substrate can be reduced.

【0027】前記課題を解決するための第7の手段は、
マスク又はレチクル上のパターンを感応基板面上に転写
する方式の荷電粒子線露光装置を使用し、露光転写に用
いる露光とは別に、パターンによらない露光を感応基板
に均一に施す工程を有してなることを特徴とする露光転
写方法(請求項7)である。
[0027] A seventh means for solving the above problem is as follows.
Using a charged particle beam exposure system that transfers the pattern on the mask or reticle onto the sensitive substrate surface, apart from the exposure used for the exposure transfer, has a process of uniformly exposing the photosensitive substrate to a pattern-independent exposure An exposure and transfer method (claim 7).

【0028】たとえば前記第3の手段を採用した場合、
パターン形成が起きるエネルギー値が低いレジストが必
要となる場合がある。しかしながら、一般に、パターン
形成が起きるエネルギー値が低いレジストはγ値が低
く、明確なパターン形状を形成することが困難となる。
本手段においては、露光転写に用いる露光とは別に、感
応基板に一様な露光を与えることにより、パターン形成
が起きるエネルギー値がく、γ値が高いレジストを使用
した場合でも、ボケの変動が感応基板の線幅に与える変
動を、パターン形成が起きるエネルギー値が低いレジス
トを使用した場合と同様にすることができる。
For example, when the third means is adopted,
In some cases, a resist having a low energy value at which pattern formation occurs is required. However, in general, a resist having a low energy value at which pattern formation occurs has a low γ value, and it is difficult to form a clear pattern shape.
In this means, apart from the exposure used for the exposure transfer, uniform exposure is applied to the sensitive substrate, so that even when a resist having a low energy value for pattern formation and a high γ value is used, fluctuation of blur is sensitive. The variation in the line width of the substrate can be made the same as when a resist having a low energy value at which pattern formation occurs is used.

【0029】前記課題を解決するための第8の手段は、
前記第6の手段又は第7の手段を、その工程中に含むこ
とを特徴とする半導体デバイスの製造方法(請求項8)
である。
Eighth means for solving the above-mentioned problems is as follows:
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the sixth means or the seventh means in its process (Claim 8)
It is.

【0030】本手段においては、露光中にボケが変動し
た場合でも感応基板に形成されるパターンの形状の変化
を小さくしながら、露光を行うことができるので、明確
なパターン形状を形成することができる。よって、微細
なパターンを有する半導体デバイスを歩留良く製造する
ことができる。また、前記第7の手段を利用した場合に
は、γ値の高いレジストを使用することが可能となるの
で、微細なパターンを有する半導体デバイスを歩留良く
製造することができる。
According to the present invention, even when the blur is changed during the exposure, the exposure can be performed while the change in the shape of the pattern formed on the sensitive substrate is small, so that a clear pattern shape can be formed. it can. Therefore, a semiconductor device having a fine pattern can be manufactured with high yield. Further, when the seventh means is used, a resist having a high γ value can be used, so that a semiconductor device having a fine pattern can be manufactured with good yield.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】本実施の形態においては、光学系
のボケに対して感応基板に形成されるパターンの線幅が
変動しないような閾値の選定を行なうのであるが、ま
ず、その原理について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present embodiment, a threshold value is selected so that the line width of a pattern formed on a sensitive substrate does not fluctuate with respect to blurring of an optical system. explain.

【0032】荷電粒子ビームがレチクルを通過した直後
のエネルギープロファイルは、次のように表すことがで
きる。尚、簡単の為、1次元で計算を行う。すなわち、
位置をx方向のみにとり、y方向にはこれと同じパター
ンが広がっているものと考える。 DR(x)=1.0 (xがレチクルの透過範囲である時) DR(x)=0.0 (xがレチクルの非透過範囲である時) 但し、エネルギープロファイルDR(x)の値は、レチクル
を照らす荷電粒子線の電流密度により規格化してある。
すなわち、基板内における散乱半径や、光学系のボケよ
りも充分大きいパターンを露光したときに当該露光部分
中央に与えられる蓄積エネルギー値を1としてある。
The energy profile immediately after the charged particle beam has passed through the reticle can be expressed as follows. For simplicity, the calculation is performed in one dimension. That is,
It is assumed that the position is taken only in the x direction and the same pattern is spread in the y direction. DR (x) = 1.0 (when x is the reticle transmission range) DR (x) = 0.0 (when x is the reticle non-transmission range) However, the value of the energy profile DR (x) illuminates the reticle It is normalized by the current density of the charged particle beam.
That is, the value of the stored energy given to the center of the exposed portion when a pattern that is sufficiently larger than the scattering radius in the substrate or the blur of the optical system is exposed is set to 1.

【0033】感応基板面に入射する直前では、エネルギ
ープロファイルは光学系のボケにより鈍る。光学系のボ
ケにより感応基板面に入射する直前の鈍ったエネルギー
プロファイルDW(x)は、次の式により表される。
Immediately before the light enters the sensitive substrate surface, the energy profile becomes dull due to blurring of the optical system. The dull energy profile DW (x) immediately before the light enters the sensitive substrate surface due to blurring of the optical system is expressed by the following equation.

【0034】[0034]

【数1】 (Equation 1)

【0035】ここでβはその光学系のボケをガウス分布
で表す場合に適切に定められる標準偏差である。感応基
板に入射した荷電粒子は中で散乱を起こし近接効果を引
き起こす。散乱後に感応基板に蓄積されるエネルギー量
E(x)は次のような式で表される。 E(x)=Eb(x)+Ef(x) …(2)
Here, β is a standard deviation appropriately determined when the blur of the optical system is represented by a Gaussian distribution. Charged particles incident on the sensitive substrate are scattered therein and cause a proximity effect. Energy stored on sensitive substrate after scattering
E (x) is represented by the following equation. E (x) = E b (x) + E f (x)… (2)

【0036】[0036]

【数2】 (Equation 2)

【0037】ここでηは後方散乱係数、σbは後方散乱
径、σfは前方散乱径である。また、簡単化のために、
レジストに入射したエネルギーは全てレジストに蓄積さ
れるとした。
Here, η is the back scattering coefficient, σ b is the back scattering diameter, and σ f is the forward scattering diameter. Also, for simplicity,
It was assumed that all the energy incident on the resist was accumulated in the resist.

【0038】まず、与えられた閾値に対して、パターン
が意図する寸法どおりに形成されるようなレチクルパタ
ーンの変形を行う。簡単化のために露光転写倍率が1:
1の場合を考えると、始めに感応基板に転写するパター
ンと同じパターンを有するレチクルパターンを考え、そ
れによりDR(x)を決定する。そして、(1)〜(4)式を使用
してレジストへの蓄積エネルギーを求め、その蓄積エネ
ルギーが閾値を超える部分を感応基板上にパターンが形
成される部分とする。
First, the reticle pattern is deformed such that the pattern is formed to the intended dimensions for the given threshold value. Exposure transfer magnification is 1:
Considering the case of 1, the reticle pattern having the same pattern as the pattern to be transferred to the sensitive substrate is first considered, and DR (x) is determined accordingly. Then, the energy stored in the resist is obtained by using the equations (1) to (4), and a portion where the stored energy exceeds a threshold value is defined as a portion where a pattern is formed on the sensitive substrate.

【0039】そして、そのパターンと目的とするパター
ンの差を求め、その差を小さくする方向にレチクルパタ
ーンを変更して新しいDR(x)を求めて再び(1)〜(4)式を
使用してレジストへの蓄積エネルギーを求め、その蓄積
エネルギーが閾値を超える部分を感応基板上にパターン
が形成される部分とする。これを繰り返すことにより、
目的とするパターンを感応基板上に形成するためのレチ
クルパターンが求まる。
Then, the difference between the pattern and the target pattern is obtained, the reticle pattern is changed in a direction to reduce the difference, a new DR (x) is obtained, and the equations (1) to (4) are used again. Then, the energy stored in the resist is obtained, and a portion where the stored energy exceeds a threshold is defined as a portion where a pattern is formed on the sensitive substrate. By repeating this,
A reticle pattern for forming a target pattern on a sensitive substrate is determined.

【0040】変形後のレチクルパターンを用いて、光学
系のボケを変化させて式(1)〜(4)による計算を再び行
い、レジストへの蓄積エネルギープロファイルを求め
る。求められた蓄積エネルギープロファイルを所定の閾
値で切った場合のパターンを求める。このパターンと本
来意図されたパターンとの境界位置の差がその閾値にお
ける『ボケ変動に対するパターンサイズ変動』となる。
Using the deformed reticle pattern, the blur of the optical system is changed, and the calculations according to the equations (1) to (4) are performed again to obtain the energy profile stored in the resist. A pattern is obtained when the obtained stored energy profile is cut by a predetermined threshold. The difference between the boundary position of this pattern and the originally intended pattern is the “pattern size variation with respect to blur variation” at the threshold.

【0041】あるレチクルパターンが与えられたとき、
『ボケ変動に対するパターンサイズ変動』を閾値を変化
させながら調べてゆけば、『ボケ変動に対するパターン
サイズ変動』を小さくできる好ましい閾値の範囲を定め
ることができる。尚、本実施の形態ではレチクルパター
ンを変形したものを例に挙げて説明したが、必ずしもパ
ターン変形を行う必要はなく、変形を行わずに好ましい
閾値の範囲を求めても良い。
When a certain reticle pattern is given,
By examining “pattern size variation with respect to blur variation” while changing the threshold value, it is possible to determine a preferable threshold range in which “pattern size variation with respect to blur variation” can be reduced. In the present embodiment, a modified reticle pattern has been described as an example. However, it is not always necessary to perform pattern deformation, and a preferable threshold range may be obtained without performing deformation.

【0042】ここで、与えるレチクルパターンが密なも
の、例えば、後方散乱半径程度の大きさを持つパターン
が多く存在するものである場合と、装置の最小形成可能
線幅のラインが散在するものである場合とでは、好まし
い閾値の範囲が異なることが想定される。
Here, a reticle pattern to be provided is dense, for example, when there are many patterns having a size of about the backscattering radius, and when there are scattered lines of the minimum formable line width of the apparatus. In some cases, it is assumed that the preferred threshold range is different.

【0043】そこで、両者について好ましい閾値の範囲
を求め、その中庸をとることにより、どのようなレチク
ルパターンに対しても『ボケ変動に対するパターンサイ
ズ変動』を抑制できる閾値を求めることができる。
Therefore, a preferable threshold value range is obtained for both of them, and by taking a moderate value, a threshold value capable of suppressing “pattern size fluctuation due to blur fluctuation” can be obtained for any reticle pattern.

【0044】求めた閾値を具体的に得るには、閾値が、 レジストがパターンを形成するエネルギー値 照射電流密度 照射時間 の関数であることから、3種類の方法が考えられる。In order to specifically obtain the obtained threshold value, three methods are conceivable because the threshold value is a function of the energy value for forming a pattern in the resist, the irradiation current density, and the irradiation time.

【0045】1つめは、定められた照射電流密度、照射
時間に対して、適切なパターンを形成するエネルギー値
を持つレジストを選定する方法、2つめは、定められた
レジスト、照射電流密度に対して、適切な照射時間を選
ぶ方法、3つめは、定められたレジスト、照射時間に対
して、適切な照射電流密度を選ぶ方法である。
The first is a method of selecting a resist having an energy value for forming an appropriate pattern for a predetermined irradiation current density and irradiation time, and the second is a method for selecting a resist having a predetermined resist and irradiation current density. A third method is to select an appropriate irradiation time, and a third method is to select an appropriate irradiation current density for a predetermined resist and irradiation time.

【0046】以下、本発明の実施の形態の例について図
を用いて説明する。この実施の形態においては、使用す
る荷電粒子を加速電圧100keVの電子とし、光学系のボケ
を70nm、後方散乱径σb=31.2μm, 後方散乱係数η=0.
4、前方散乱径σf=7nmとして計算を行っている。なお、
本明細書においてはボケはガウス分布をするものとし
て、ボケの量をblurで示している。blurと(1)式の関係
は、β≒0.6*blurである。これに対して与えられた閾値
で意図するパターンが焼けるようなレチクルパターンの
変形を行った。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the charged particles used are electrons having an acceleration voltage of 100 keV, the blur of the optical system is 70 nm, the back scattering diameter σ b = 31.2 μm, and the back scattering coefficient η = 0.
4. The calculation is performed with the forward scattering diameter σ f = 7 nm. In addition,
In the present specification, blur is assumed to have a Gaussian distribution, and the amount of blur is indicated by blur. The relationship between blur and equation (1) is β ≒ 0.6 * blur. On the other hand, the reticle pattern was deformed such that the intended pattern was burned at a given threshold value.

【0047】図1は、感応基板に形成することを意図す
るパターンを示した図である。後方散乱の被りの程度を
見るために次の3種類のパターンを用いる。
FIG. 1 is a diagram showing a pattern intended to be formed on a sensitive substrate. The following three types of patterns are used to check the degree of backscattering.

【0048】線幅100nmの孤立ライン 100nmのスペースを間に空けて50μmの大パターンに片
側だけ隣接された100nmのライン 100nmのスペースを間に空けて50μmの大パターンに両
側から隣接された100nmのライン 図2にのパターンを形成するための、変形後のレチク
ルパターンの一例を示す。後方散乱による被りの効果を
低減するために、のライン、大パターンともに縮小リ
サイズが施されている。
An isolated line having a line width of 100 nm, a large pattern of 50 μm with a space of 100 nm in between, and a 100 nm line adjacent only on one side to a large pattern of 100 μm, with a space of 100 nm in between, and a large pattern of 50 μm on both sides Line An example of a deformed reticle pattern for forming the pattern in FIG. 2 is shown. In order to reduce the effect of fogging due to backscattering, both lines and large patterns are reduced in size.

【0049】同様の変形をそれぞれのパターンについて
意図したパターン寸法が得られるように行った。種々の
閾値における、、、のパターンに含まれる100nm
のラインのレチクルにおける変形後の線幅を表1に示
す。
Similar modifications were made so that the intended pattern dimensions could be obtained for each pattern. 100nm included in the pattern at various thresholds
Table 1 shows the line width after deformation of the reticle of the line No.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】変形後のパターンに対して70nmを中心とし
て±40nmまでボケを変動させ、この時の、100nmになる
よう意図されたラインの線幅の増減を調べた。表2にこ
れを示す。
With respect to the pattern after the deformation, the blur was varied up to ± 40 nm around 70 nm, and at this time, the increase / decrease of the line width intended to be 100 nm was examined. Table 2 shows this.

【0052】[0052]

【表2】 [Table 2]

【0053】光学系のボケが±10nmの変動した場合の
、の両方のパターンについて、閾値と線幅変動の関
係を図3に示す。
FIG. 3 shows the relationship between the threshold value and the line width fluctuation for both patterns when the blur of the optical system fluctuates by ± 10 nm.

【0054】両方のパターンで線幅変動を小さくするに
は、図3のとに対応する線の交点Aから、閾値を0.
423とすればよいことがわかる。このときの、線幅変動
は2.1nmである。ボケの変動が±10nmなのでその比率は
約1/5である。今、ボケの変動に対する線幅変動を1/3ま
で許容することにすると、線幅変動=10/3=3.33nmと図
3の4本の補助線の交点の最大、最小をとって、閾値の
範囲θは、0.381≦θ≦0.464となる。同様にして、と
のパターンに対してボケの変動に対する線幅変動を1/
3にできる閾値θの範囲を表3に示す。
In order to reduce the line width variation in both patterns, the threshold value is set to 0.0 from the intersection point A of the line corresponding to FIG.
It is understood that 423 should be set. At this time, the line width variation is 2.1 nm. Since the fluctuation of the blur is ± 10 nm, the ratio is about 1/5. Now, assuming that the line width fluctuation with respect to the fluctuation of blur is allowed up to 1/3, the maximum and minimum of the intersection of the line width fluctuation = 10/3 = 3.33 nm and the four auxiliary lines in FIG. Is 0.381 ≦ θ ≦ 0.464. Similarly, the line width fluctuation with respect to the fluctuation of the blur is 1 /
Table 3 shows the range of the threshold value θ that can be set to 3.

【0055】[0055]

【表3】 [Table 3]

【0056】、、の全てのパターンを考慮する場
合も同様に、表2に示したような閾値と線幅変動の関係
をグラフ化して同じ操作を行うことにより、ボケの変動
に対して線幅変動を最小にできるような閾値θの値を求
めることができる。すなわち、、、の各パターン
に対する各線幅変動の値をW1(θ)、W2(θ)、W3(θ)とす
ると、max{W1(θ)、W2(θ)、W3(θ)}を最小にするθの
値を求めればよい。ボケの変動がある程度許容される場
合にも、W1(θ)、W2(θ)、W3(θ)がその範囲に入るθの
範囲をそれぞれ求め、全てに共通するθの範囲を求める
範囲とすればよい。ボケの変動に対する線幅変動を1/2
まで許容することにすると閾値θの範囲は表4に示され
るようになる。
Similarly, when all the patterns are considered, the relationship between the threshold value and the line width variation as shown in Table 2 is graphed, and the same operation is performed. The value of the threshold θ that can minimize the fluctuation can be obtained. That is, assuming that the value of each line width variation for each pattern is W 1 (θ), W 2 (θ), and W 3 (θ), max {W 1 (θ), W 2 (θ), W 3 The value of θ that minimizes (θ)} may be obtained. Even when fluctuation of blur is allowed to some extent, the range of θ where W 1 (θ), W 2 (θ), and W 3 (θ) fall within the range is obtained, and the range of θ common to all is obtained. What is necessary is just a range. 1/2 of line width fluctuation against blur fluctuation
Table 4 shows the range of the threshold value θ.

【0057】[0057]

【表4】 [Table 4]

【0058】のような孤立したパターンについては、
図4に示すように閾値θを小さくとった方が光学系のボ
ケに対するパターン寸法の変動が小さくてすむ。しか
し、一般にパターンの形成される領域と形成されない領
域の差を明確に実現できるγ値の高いレジストは、高い
エネルギー蓄積量を必要とする傾向がある。無理にパタ
ーンの形成されるエネルギー蓄積量が低くなるよう感光
特性をシフトさせた場合、レジストのγ値は低くなる。
For an isolated pattern such as
As shown in FIG. 4, the smaller the threshold θ is, the smaller the variation of the pattern size due to the blur of the optical system becomes. However, in general, a resist having a high γ value that can clearly realize a difference between a region where a pattern is formed and a region where a pattern is not formed tends to require a large amount of energy storage. When the photosensitive characteristic is shifted so that the energy storage amount for forming the pattern is reduced, the γ value of the resist is reduced.

【0059】図5にこの様子を図解した。図5(A)はγ
値の高いレジストのγ値及び、パターンの形成されるエ
ネルギー蓄積量の傾向を示した図である。あるエネルギ
ー値を超えると、急速にレジスト残膜量が変化するた
め、形成パターン領域と非形成パターン領域の間で高い
コントラストを得ることができる。これに対して、図5
(B)は、γ値の低いレジストのγ値及び、パターンの形
成されるエネルギー蓄積量の傾向を示した図である。
FIG. 5 illustrates this state. FIG. 5A shows γ
FIG. 7 is a diagram showing a tendency of a γ value of a resist having a high value and an energy storage amount for forming a pattern. When the energy value exceeds a certain value, the amount of the remaining resist film changes rapidly, so that a high contrast can be obtained between the formed pattern region and the non-formed pattern region. In contrast, FIG.
(B) is a diagram showing a tendency of the γ value of a resist having a low γ value and the amount of stored energy for forming a pattern.

【0060】低いエネルギー蓄積量からレジストの残膜
量の変化が始まるが、(A)と比べて傾きが緩くなる。よ
って、閾値θを小さくしようとしても、γ値との関係か
ら、パターンの境界がはっきりしなくなるという別の問
題が生じることになるので、パターンの形成される蓄積
エネルギー量が低いレジストを使用することは問題であ
る。
The change in the remaining film amount of the resist starts from a low energy storage amount, but the inclination becomes gentler than that of FIG. Therefore, even if an attempt is made to reduce the threshold value θ, another problem that the boundary of the pattern becomes unclear occurs due to the relationship with the γ value. Is a problem.

【0061】低い閾値θを必要とする場合、レジストに
入射したエネルギーに対するレジストへ蓄積されるエネ
ルギーの割合を1とすると、γ値の高いレジストを使用
するには、閾値×荷電粒子ビームの照射量=レジストの
パターンが形成される蓄積エネルギー量である関係上、
照射量を上げてやる必要がある。照射量を上げるには荷
電粒子ビームの密度を上げる方法、照射時間を増やす方
法の2通りの方法が考えられる。前者は光学系のボケを
増加させ、実現しうる最小線幅を押し上げるため望まし
くない。後者は、スループットが減少するため問題であ
る。
When a low threshold θ is required, assuming that the ratio of the energy stored in the resist to the energy incident on the resist is 1, to use a resist having a high γ value, the threshold times the irradiation amount of the charged particle beam. = The amount of stored energy at which the resist pattern is formed,
It is necessary to increase the irradiation dose. In order to increase the irradiation amount, there are two methods, a method of increasing the density of the charged particle beam and a method of increasing the irradiation time. The former is undesirable because it increases the blur of the optical system and pushes up the minimum achievable line width. The latter is problematic because of the reduced throughput.

【0062】この問題は、パターンを転写する露光と別
に均一な露光を感応基板に施すことにより実効的な閾値
を押し上げることにより解決することができる。その原
理を図6を用いて説明する。
This problem can be solved by raising the effective threshold value by performing uniform exposure on the sensitive substrate separately from the exposure for transferring the pattern. The principle will be described with reference to FIG.

【0063】図6(A)はレジストと、露光時間、荷電粒
子線ビーム密度などにより決定されるエネルギー蓄積量
(実線)と、ボケ変動に対する線幅安定性から要求され
るエネルギー蓄積量(一点鎖線)との乖離を示した図で
ある。横軸は感応基板面上における位置を表し、縦軸は
該当位置における蓄積エネルギー量を表す。すなわち、
ボケによる線幅変動を小さくするためには一点鎖線で表
されるような小さいエネルギー蓄積量が要求されるので
あるが、必要とされるγ値から要求されるエネルギー蓄
積量は実線で表されるようなものであり、両者の間には
差がある。
FIG. 6A shows the amount of energy storage (solid line) determined by the resist, the exposure time, the charged particle beam density, etc., and the amount of energy storage required by the line width stability against blur fluctuation (dashed-dotted line). FIG. The horizontal axis represents a position on the sensitive substrate surface, and the vertical axis represents the amount of stored energy at the position. That is,
In order to reduce line width fluctuation due to blurring, a small amount of energy storage as shown by a dashed line is required, but the required amount of energy storage from the required γ value is shown by a solid line There is a difference between the two.

【0064】そこで、この差を埋めるために、図6(B)
に示すように、両エネルギー蓄積量の差の分に相当する
エネルギー分の照射を、感応基板全面に一様に行う。そ
して、その次に通常の露光転写を行い、このとき与える
蓄積エネルギーは、ボケによる線幅変動を小さくするた
めの閾値に対応した量とする。(これらの一様露光と通
常露光はどちらを先に行ってもよい。) このようにすることにより、図6(B)に示すように、レ
ジストにより決定されるエネルギー蓄積量とボケ変動に
対する線幅安定性から要求されるエネルギー蓄積量を一
致させることができる。よって、γ値の高いレジストを
使用することができる。
Therefore, in order to fill in this difference, FIG.
As shown in (2), irradiation of energy corresponding to the difference between the two energy accumulation amounts is uniformly performed on the entire surface of the sensitive substrate. Then, normal exposure transfer is performed next, and the accumulated energy given at this time is set to an amount corresponding to a threshold value for reducing line width fluctuation due to blurring. (Either of the uniform exposure and the normal exposure may be performed first.) By doing so, as shown in FIG. 6B, the energy accumulation amount determined by the resist and the line corresponding to the blur variation The amount of energy storage required from the width stability can be matched. Therefore, a resist having a high γ value can be used.

【0065】以下、本発明に係る半導体デバイスの製造
方法の実施の形態の例を説明する。図7は、本発明の半
導体デバイス製造方法の一例を示すフローチャートであ
る。この例の製造工程は以下の各主工程を含む。 ウェハを製造するウェハ製造工程(又はウェハを準備
するウェハ準備工程) 露光に使用するマスクを製作するマスク製造工程(又
はマスクを準備するマスク準備工程) ウェハに必要な加工処理を行うウェハプロセッシング
工程 ウェハ上に形成されたチップを1個ずつ切り出し、動
作可能にならしめるチップ組立工程 できたチップを検査するチップ検査工程 なお、それぞれの工程はさらにいくつかのサブ工程から
なっている。
Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described. FIG. 7 is a flowchart showing an example of the semiconductor device manufacturing method of the present invention. The manufacturing process of this example includes the following main processes. Wafer manufacturing process for manufacturing a wafer (or wafer preparing process for preparing a wafer) Mask manufacturing process for manufacturing a mask to be used for exposure (or mask preparing process for preparing a mask) Wafer processing process for performing necessary processing on a wafer Wafer Chip assembling step of cutting out the chips formed on the chip one by one to make it operable Chip inspecting step of inspecting the resulting chips Each of the steps further includes several sub-steps.

【0066】これらの主工程の中で、半導体のデバイス
の性能に決定的な影響を及ぼす主工程がウェハプロセッ
シング工程である。この工程では、設計された回路パタ
ーンをウェハ上に順次積層し、メモリやMPUとして動
作するチップを多数形成する。このウェハプロセッシン
グ工程は以下の各工程を含む。 絶縁層となる誘電体薄膜や配線部、あるいは電極部を
形成する金属薄膜等を形成する薄膜形成工程(CVDや
スパッタリング等を用いる) この薄膜層やウェハ基板を酸化する酸化工程 薄膜層やウェハ基板等を選択的に加工するためにマス
ク(レチクル)を用いてレジストのパターンを形成する
リソグラフィー工程 レジストパターンに従って薄膜層や基板を加工するエ
ッチング工程(例えばドライエッチング技術を用いる) イオン・不純物注入拡散工程 レジスト剥離工程 さらに加工されたウェハを検査する検査工程 なお、ウェハプロセッシング工程は必要な層数だけ繰り
返し行い、設計通り動作する半導体デバイスを製造す
る。
Among these main steps, the main step that has a decisive effect on the performance of the semiconductor device is the wafer processing step. In this step, designed circuit patterns are sequentially stacked on a wafer to form a large number of chips that operate as memories and MPUs. This wafer processing step includes the following steps. A thin film forming step (using CVD, sputtering, etc.) for forming a dielectric thin film, a wiring portion, or a metal thin film for forming an electrode portion, which serves as an insulating layer. A lithography process of forming a resist pattern using a mask (reticle) in order to selectively process etc. An etching process of processing a thin film layer or a substrate according to a resist pattern (for example, using a dry etching technique) An ion / impurity implantation diffusion process Resist stripping step Inspection step of inspecting the processed wafer Further, the wafer processing step is repeated by a necessary number of layers to manufacture a semiconductor device that operates as designed.

【0067】図8は、図7のウェハプロセッシング工程
の中核をなすリソグラフィー工程を示すフローチャート
である。このリソグラフィー工程は以下の各工程を含
む。 前段の工程で回路パターンが形成されたウェハ上にレ
ジストをコートするレジスト塗布工程 レジストを露光する露光工程 露光されたレジストを現像してレジストのパターンを
得る現像工程 現像されたレジストパターンを安定化させるためのア
ニール工程 以上の半導体デバイス製造工程、ウェハプロセッシング
工程、リソグラフィー工程については、周知のものであ
り、これ以上の説明を要しないであろう。
FIG. 8 is a flowchart showing a lithography step which is the core of the wafer processing step shown in FIG. This lithography step includes the following steps. A resist coating step of coating a resist on a wafer on which a circuit pattern has been formed in the preceding step An exposing step of exposing the resist A developing step of developing the exposed resist to obtain a resist pattern Stabilizing the developed resist pattern The above-described semiconductor device manufacturing process, wafer processing process, and lithography process are well known, and will not require further explanation.

【0068】本発明におけるこれら半導体デバイスの製
造方法の実施の形態においては、レジストを露光する露
光工程に、本発明により選定荒れたレジストや、本発明
による露光方法を使用している。
In the embodiments of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the rough resist selected according to the present invention and the exposure method according to the present invention are used in the exposure step of exposing the resist.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように請求項1に係る発明
においては、露光中にボケの量が変動した場合にも、感
応基板に形成されるパターンの形状の変動を小さく抑え
ることができる。請求項2に係る発明においては、感応
基板に形成されるパターンの形状の変動をさらに小さく
抑えることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, even when the amount of blur changes during exposure, a change in the shape of the pattern formed on the sensitive substrate can be suppressed. According to the second aspect of the invention, the variation in the shape of the pattern formed on the sensitive substrate can be further reduced.

【0070】請求項3に係る発明においては、クーロン
効果とスループットを所定の値に保ちながら、露光中に
ボケの量が変動した場合にも、感応基板に形成されるパ
ターンの形状の変動を小さく抑えることができる。
According to the third aspect of the present invention, while maintaining the Coulomb effect and the throughput at predetermined values, even when the amount of blur changes during exposure, the variation in the shape of the pattern formed on the sensitive substrate is reduced. Can be suppressed.

【0071】請求項4に係る発明においては、レジスト
として所定のものを使用し、クーロン効果を所定範囲に
抑えながら、露光中にボケの量が変動した場合にも、感
応基板に形成されるパターンの形状の変動を小さく抑え
ることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, a predetermined resist is used, and while the Coulomb effect is suppressed to a predetermined range, even if the amount of blur changes during exposure, the pattern formed on the sensitive substrate can be changed. Can be suppressed to a small extent.

【0072】請求項5に係る発明においては、レジスト
として所定のものを使用し、スループットを所定の値に
保ちながら、露光中にボケの量が変動した場合にも、感
応基板に形成されるパターンの形状の変動を小さく抑え
ることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, a predetermined resist is used, and a pattern formed on a sensitive substrate can be formed even when the amount of blur changes during exposure while maintaining the throughput at a predetermined value. Can be suppressed to a small extent.

【0073】請求項6に係る発明においては、露光中に
ボケが変動しても、感応基板に形成されるパターンの形
状の変化を少なくすることができる。請求項7に係る発
明においては、γ値が高いレジストを使用した場合で
も、ボケの変動が感応基板の線幅に与える変動を、パタ
ーン形成が起きるエネルギー値が低いレジストを使用し
た場合と同様にすることができる。
According to the sixth aspect of the invention, even if the blur changes during exposure, the change in the shape of the pattern formed on the sensitive substrate can be reduced. In the invention according to claim 7, even when a resist having a high γ value is used, the fluctuation that the fluctuation of the blur gives to the line width of the sensitive substrate is the same as when a resist having a low energy value at which pattern formation occurs is used. can do.

【0074】請求項8に係る発明においては、よって、
微細なパターンを有する半導体デバイスを歩留良く製造
することができる。
In the invention according to claim 8,
A semiconductor device having a fine pattern can be manufactured with high yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】感応基板に形成することを意図するパターンを
示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a pattern intended to be formed on a sensitive substrate.

【図2】目的のパターンを形成するための、変形後のレ
チクルパターンの一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a reticle pattern after deformation for forming a target pattern.

【図3】2つのパターンについての、閾値と線幅変動の
関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a threshold value and a line width variation for two patterns.

【図4】孤立したパターンについての、閾値と線幅変動
の関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a threshold value and a line width variation for an isolated pattern.

【図5】レジストの閾値とγ値の関係の例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a relationship between a resist threshold and a γ value.

【図6】γ値の高いレジストを利用して、低い閾値のレ
ジストと同様の効果を得るための方法を説明する図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating a method for obtaining the same effect as a resist having a low threshold value by using a resist having a high γ value.

【図7】本発明の実施の形態であるレジストを利用し
た、または本発明の実施の形態である露光方法を利用し
た半導体デバイスの製造方法の例を示すフローチャート
である。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a method for manufacturing a semiconductor device using a resist according to an embodiment of the present invention or using an exposure method according to an embodiment of the present invention.

【図8】リソグラフィー工程を示すフローチャートであ
る。
FIG. 8 is a flowchart showing a lithography process.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスク又はレチクル上のパターンを感応
基板面上に転写する方式の荷電粒子線露光装置を使用し
て露光転写を行なう際に、光学系のボケの変動に対し
て、感応基板に実現されるパターンの境界位置の変動が
所定範囲内に収まるように閾値を定めることを特徴とす
る荷電粒子線露光転写における閾値の調整方法。
When performing exposure transfer using a charged particle beam exposure apparatus of a type that transfers a pattern on a mask or a reticle onto a surface of a sensitive substrate, the photosensitive substrate is exposed to fluctuations in blur of an optical system. A method for adjusting a threshold value in charged particle beam exposure transfer, wherein a threshold value is determined so that a variation in a boundary position of a pattern to be realized falls within a predetermined range.
【請求項2】 請求項1に記載の荷電粒子線露光転写に
おける閾値の調整方法であって、計算に用いられる光学
系のボケの変動が、露光されるパターンの分布に応じて
求められたものであることを特徴とする荷電粒子線露光
転写における閾値の調整方法。
2. A method for adjusting a threshold value in a charged particle beam exposure transfer according to claim 1, wherein a variation in blur of an optical system used for calculation is obtained according to a distribution of a pattern to be exposed. A method for adjusting a threshold value in a charged particle beam exposure transfer, characterized in that:
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の荷電粒子
線露光転写における閾値の調整方法であって、与えられ
た荷電粒子線の照射強度と照射時間に対して、パターン
形成が起きるエネルギー値が適切なレジストを選定する
ことを特徴とする荷電粒子線露光転写における閾値の調
整方法。
3. A method for adjusting a threshold value in a charged particle beam exposure transfer according to claim 1 or 2, wherein pattern formation occurs for a given irradiation intensity and irradiation time of the charged particle beam. A method for adjusting a threshold value in charged particle beam exposure transfer, wherein a resist having an appropriate value is selected.
【請求項4】請求項1又は請求項2に記載の荷電粒子線
露光転写における閾値の調整方法であって、与えられた
荷電粒子線の照射強度と、パターン形成が起きるレジス
トのエネルギー値から、適切な照射時間を選定すること
を特徴とする荷電粒子線露光転写における閾値の調整方
法。
4. The method for adjusting a threshold value in a charged particle beam exposure transfer according to claim 1 or 2, wherein the irradiation intensity of a given charged particle beam and the energy value of a resist in which pattern formation occurs occur. A method for adjusting a threshold in charged particle beam exposure transfer, which comprises selecting an appropriate irradiation time.
【請求項5】 請求項1又は請求項2に記載の荷電粒子
線露光転写における閾値の調整方法であって、与えられ
た荷電粒子線の照射時間と、パターン形成が起きるレジ
ストのエネルギー値から、適切な照射強度を選定するこ
とを特徴とする荷電粒子線露光転写における閾値の調整
方法。
5. The method for adjusting a threshold value in a charged particle beam exposure transfer according to claim 1 or 2, wherein the irradiation time of a given charged particle beam and the energy value of a resist at which pattern formation occurs are determined. A method for adjusting a threshold in charged particle beam exposure transfer, characterized by selecting an appropriate irradiation intensity.
【請求項6】 請求項1から請求項5のうちいずれか1
項に記載の荷電粒子線露光転写における閾値の調整方法
を使用して閾値の調整を行い、マスクまたはレチクルに
形成された回路パターンを感応基板に転写する工程を有
してなることを特徴とする露光転写方法。
6. One of claims 1 to 5
Adjusting the threshold value using the method for adjusting the threshold value in the charged particle beam exposure transfer described in the paragraph, and transferring a circuit pattern formed on a mask or a reticle to a sensitive substrate. Exposure transfer method.
【請求項7】 マスク又はレチクル上のパターンを感応
基板面上に転写する方式の荷電粒子線露光装置を使用
し、露光転写に用いる露光とは別に、パターンによらな
い露光を感応基板に均一に施す工程を有してなることを
特徴とする露光転写方法。
7. A method for transferring a pattern on a mask or a reticle onto a surface of a sensitive substrate by using a charged particle beam exposure apparatus, wherein exposure independent of the pattern is uniformly applied to the sensitive substrate separately from exposure used for exposure transfer. An exposure transfer method comprising a step of applying.
【請求項8】 請求項6又は請求項7に記載の露光転写
方法を、その工程中に含むことを特徴とする半導体デバ
イスの製造方法。
8. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of performing the exposure transfer method according to claim 6 or 7.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006032814A (en) * 2004-07-21 2006-02-02 Nec Electronics Corp Exposure method, method of adjusting pattern dimension, and method of obtaining defocusing amount
JP2007013030A (en) * 2005-07-04 2007-01-18 Nuflare Technology Inc Drawing method, drawing apparatus, and electron beam acceleration voltage value acquisition method in electron beam drawing

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