專利名稱：電子束曝光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造半導(dǎo)體器件的電子束曝光方法，特別涉及適用于修正多次重復(fù)圖形等的鄰近效應(yīng)的電子束曝光方法。
近年來，在半導(dǎo)體器件的制造工藝中，已經(jīng)采用電子束曝光法來形成圖形。但是在用這些電子束曝光法形成圖形時(shí)，由于電子束的散射，會發(fā)生鄰近效應(yīng)，因此，造成圖形的中間部分和端部的圖形尺寸不同。
到目前為止，在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)提出了多種鄰近效應(yīng)修正方法，以便通過抑制由于鄰近效應(yīng)造成的圖形尺寸偏差而獲得預(yù)定圖形尺寸。在這些鄰近效應(yīng)修正方法中，有利用曝光補(bǔ)償?shù)泥徑?yīng)修正法、GHOST法或?qū)⑾喾瓷{(diào)的圖形散焦到反向散射直徑的范圍的掩模偏置法等。
這些鄰近效應(yīng)修正法中，GHOST法是一種可應(yīng)用于大面積轉(zhuǎn)印(transfer)曝光系統(tǒng)的方法。圖8是展示單元陣列的排列的示意圖，圖9是展示用常規(guī)GHOST法修正鄰近效應(yīng)的圖形的示意圖。如圖8所示，在用GHOST法修正多次重復(fù)圖形100的鄰近效應(yīng)時(shí)，利用產(chǎn)生相反色調(diào)圖形102的掩模，如圖9所示，并應(yīng)用散焦到反向散射直徑范圍的束，來修正鄰近效應(yīng)。此外，圖8和9中的虛線都表示電子曝光轟擊的邊界101。
然而，在多次重復(fù)圖形100的常規(guī)大面積轉(zhuǎn)印曝光系統(tǒng)中，如果利用整個(gè)相反色調(diào)圖形102以GHOST法進(jìn)行鄰近效應(yīng)修正，則整個(gè)相反色調(diào)圖形102要形成于修正掩模中。因此，修正掩模的孔面積變大。具體說，如果采用在電子束要通過的位置形成孔的模版掩模，則存在著掩模強(qiáng)度隨孔間隙變大而下降的問題。此外，由于模版掩模中不可能形成具有封閉圖形的孔，所以，由于不可能把未曝光圖形形成為被曝光區(qū)包圍的整個(gè)環(huán)形外圍，還存在著難以精確地形成輔助曝光圖形的問題。
此外，在只有利用曝光的鄰近效應(yīng)修正應(yīng)用于大面積轉(zhuǎn)印時(shí)，由于在具有大圖形面密度的圖形的情況下，例如單元陣列部分，與反向散射直徑相比，射束尺寸相當(dāng)大，兩圖形間的修正誤差變大，所以還存在著不可能修正由反向散射引起的鄰近效應(yīng)(中心部分和端部間圖形尺寸不同)的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種電子束曝光方法，即使轉(zhuǎn)印面積大，也能夠以高精度修正多次重復(fù)圖形的鄰近效應(yīng)。
用于半導(dǎo)體器件制造的本發(fā)明電子束曝光方法包括以下步驟選出需要修正的繪制圖形；選出包括所選繪制圖形的多個(gè)曝光轟擊區(qū)；修正中心部分，以確定適于繪制圖形的中心部分的電子束曝光量；修正端部以形成輔助曝光圖形，該輔助曝光圖形用于修正繪制圖形端部圖形尺寸的偏差。
參考以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細(xì)介紹，本發(fā)明的上述和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚，其中

圖1是展示利用本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電子束曝光法形成的半導(dǎo)體電路圖形的示意圖；圖2是通過數(shù)據(jù)處理選出的單元陣列圖形的示意圖；圖3A是展示每條線和空間之間的間隔較小的圖形修正前，曝光強(qiáng)度分布的曲線圖，曝光強(qiáng)度為縱軸，位置為橫軸，圖3B是展示修正后曝光強(qiáng)度分布的曲線圖；圖4A是展示每條線和空間之間的間隔較大的圖形修正前，曝光強(qiáng)度分布的曲線圖，曝光強(qiáng)度為縱軸，位置為橫軸，圖4B是展示修正后曝光強(qiáng)度分布的曲線圖；圖5是展示具有輔助曝光圖形的單陣列圖形的示意圖；圖6是展示單元陣列部分附近的曝光強(qiáng)度分布和輔助曝光強(qiáng)度分布的曲線圖，曝光強(qiáng)度為縱軸，位置為橫軸；圖7是展示單元陣列部分附近的曝光強(qiáng)度分布和輔助曝光強(qiáng)度分布的曲線圖，曝光強(qiáng)度為縱軸，位置為橫軸；圖8是展示單元陣列的排列的示意圖；圖9是展示利用常規(guī)GHOST法來修正鄰近效應(yīng)的圖形的示意圖。
下面將結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明實(shí)施例的電子束曝光方法。
該實(shí)施例中，如圖1所示，半導(dǎo)體電路圖形具有一個(gè)圖形多次重復(fù)的單元陣列部分1，和從該單元陣列部分1延伸出的引線2。首先，在該單元陣列1中，通過數(shù)據(jù)處理選出希望尺寸高度精確的單元陣列圖形3，如圖2所示。該步中，如果存在多個(gè)單元陣列圖形，則分別選出多個(gè)單元陣列圖形中的每一個(gè)。
為了繪制被選出單元陣列圖形，需要多個(gè)曝光轟擊區(qū)(曝光轟擊區(qū)用一個(gè)曝光射束所曝光的區(qū))，如圖2所示。下一步，選出為繪制被選出單元陣列圖形所需要的曝光轟擊區(qū)。此時(shí)，在各曝光轟擊區(qū)之間存在電子束曝光轟擊邊界5。
然后，將鄰近效應(yīng)最大的對單元陣列圖形3的中心部分的曝光量，確定為曝光繪制被選出單元陣列圖形所需要的多個(gè)曝光轟擊區(qū)的曝光量。利用第一掩模，以所確定的該曝光進(jìn)行被選出的多個(gè)曝光轟擊區(qū)的圖形繪制。
如果有多個(gè)單元陣列圖形，在某些情況下，各單元陣列圖形的圖形尺寸各不相同。本發(fā)明中，由于為每個(gè)單元陣列圖形選出了曝光轟擊區(qū)，可以以合適的曝光量，曝光每個(gè)單元陣列圖形的曝光轟擊區(qū)。于是，如圖3A和4A所示，由線和空間構(gòu)成的圖形精細(xì)的情況與圖形粗的兩種情況之間，由于反向散射造成的曝光強(qiáng)度差r也是不同的，因此，兩種情況下的最佳曝光量也不同。
根據(jù)本發(fā)明，如圖3B和4B所示，可以根據(jù)每個(gè)單元陣列圖形，將曝光控制在與鄰近效應(yīng)最大的單元陣列部分1的中部圖形線寬相對應(yīng)的曝光。
然而，只用該方法，不可能修正由單元陣列部分1中鄰近效應(yīng)引起的整個(gè)尺寸偏差。
為此，本發(fā)明還具有進(jìn)行端部尺寸修正的步驟。如圖5所示，形成另一輔助曝光掩模，其中在單元陣列圖形3的外圍上，形成具有預(yù)定寬度的孔的輔助曝光圖形4。繪制后，通過在單元陣列圖形3上對準(zhǔn)該輔助曝光掩模，與GHOST法類似，利用散焦到反向散射直徑范圍的電子束，進(jìn)行輔助曝光。利用該曝光方法。如圖6所示，通過利用進(jìn)行輔助曝光圖形4的曝光的電子束的反向散射引起的曝光強(qiáng)度分布(能量分布)的底部即區(qū)D進(jìn)行修正，可以修正該鄰近效應(yīng)，使曝光強(qiáng)度分布變?yōu)檫B續(xù)線示出的曝光強(qiáng)度分布，抬高了虛線表示的、被單元陣列部分1的端部處鄰近效應(yīng)改變的曝光強(qiáng)度分布。
另外，關(guān)于這種端部的尺寸修正，如果有多個(gè)單元陣列圖形，則可以通過在每個(gè)單元陣列圖形的外圍上設(shè)置一個(gè)區(qū)域D，來修正尺寸。
本實(shí)施例中，即使面積較大，圖形多次重復(fù)，也可以根據(jù)圖形密度來修正單元陣列部分1的中心部分和端部間圖形尺寸的偏差。因此，可以精確地修正尺寸精度要求特別高的單元陣列部分1中的鄰近效應(yīng)。
此外，本實(shí)施例中，由于用于修正鄰近效應(yīng)的輔助曝光孔只形成在單元陣列部分1的外圍上，由未曝光區(qū)包圍的整個(gè)環(huán)形外圍的圖形變得比繪制整個(gè)曝光區(qū)中的相反圖形的常規(guī)GHOST法少。因此，容易制作輔助曝光掩模。另外，由于由未曝光區(qū)包圍的整個(gè)環(huán)形外圍的圖形變得很少，所以，即便使用模版掩模，也不存在掩模強(qiáng)度變得不夠強(qiáng)的問題。
另外，本實(shí)施例中，通過將該孔的寬度確定為取決于單元陣列部分1的圖形密度的值，并改變該值，可以調(diào)節(jié)輔助圖形4的曝光強(qiáng)度。此外，在鄰近效應(yīng)幾乎不產(chǎn)生作用的例如邏輯圖形等圖形中，可以通過曝光修正鄰近效應(yīng)。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明的另一實(shí)施例。此外，圖7中，相同的標(biāo)號表示與圖1-6所示實(shí)施例中相同的部件，所以省略了對它們的介紹。
與第一實(shí)施例相比，該實(shí)施例在輔助曝光圖形4的排列這一點(diǎn)上與第一實(shí)施例不同，如圖5中的單元陣列圖形3周圍的陰影線所示，該圖形建立在同一掩模上，可以在利用主曝光繪制單元陣列圖形3的同時(shí)，類似地利用不散焦的電子束對該輔助曝光圖形4進(jìn)行曝光。其它與第一實(shí)施例相同。
該實(shí)施例中，輔助曝光圖形4利用與單元陣列圖形3相同的曝光射束多次繪制。因此，輔助曝光圖形4的曝光與繪制單元陣列圖形3的主曝光的曝光相同，通過改變輔助曝光圖形4的孔寬度，來調(diào)節(jié)反向散射的曝光強(qiáng)度。于是，如圖7所示，通過利用由進(jìn)行該輔助圖形4曝光所用的電子束反向散射引起的曝光強(qiáng)度分布(能量分布)的底部，即區(qū)D，進(jìn)行修正，可以使虛線所示的、具有單元陣列部分1的端部中的鄰近效應(yīng)引起的偏差的曝光強(qiáng)度分布，變?yōu)檫B續(xù)線所示的曝光強(qiáng)度分布。
此外，本實(shí)施例中，通過在形成單元陣列圖形3的掩模中建立輔助曝光圖形4，不必進(jìn)行輔助曝光時(shí)所必須的電子束散焦。因此，可以同時(shí)進(jìn)行繪制單元陣列圖形3的主曝光和修正鄰近效應(yīng)的輔助曝光，因此，可以以短處理時(shí)間來修正鄰近效應(yīng)。
如以上的詳細(xì)介紹所公開的，在本發(fā)明中，通過調(diào)節(jié)曝光，來修正圖形中心部分由于繪制圖形間密度差造成的圖形尺寸偏差，并利用輔助曝光圖形，來修正圖形端部中由于繪制圖形間密度差造成的圖形尺寸偏差，可以通過使中心部分和端部彼此分隔，來修正圖形尺寸的各種偏差。因此，即使面積較大，圖形多次重復(fù)，也可以高精度修正鄰近效應(yīng)。
盡管結(jié)合特定實(shí)施例介紹了本發(fā)明，但該介紹并不意味著構(gòu)成限制。參考本發(fā)明的介紹，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解所公開實(shí)施例的各種改進(jìn)。因此，意在由所附權(quán)利要求書覆蓋落入本發(fā)明范圍內(nèi)的任何改進(jìn)和實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種用于制造半導(dǎo)體器件的電子束曝光方法，包括以下步驟選出需要修正的繪制圖形；選出包括所選繪制圖形的多個(gè)曝光轟擊區(qū)；修正中心部分，以確定適于所述繪制圖形的中心部分的電子束曝光量；修正端部，以形成輔助曝光圖形，該輔助曝光圖形用于修正所述繪制圖形端部的圖形尺寸偏差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電子束曝光方法，還包括以下步驟在修正中心部分的步驟后，用第一掩模進(jìn)行第一次曝光；在對準(zhǔn)具有對應(yīng)于修正端部步驟的圖形的第二掩模的條件下，進(jìn)行第二次曝光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電子束曝光方法，還包括以下步驟在修正中心部分的步驟后，用具有對應(yīng)于修正端部步驟的圖形的單個(gè)掩模，進(jìn)行曝光。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電子束曝光方法，其中所說單個(gè)掩模具有繪制圖形，所說輔助圖形圍繞所說繪制圖形形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電子束曝光方法，還包括以下步驟在修正端部的步驟后，在將所用電子束散焦到其反向散射直徑的條件下進(jìn)行曝光。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電子束曝光方法，其中所說輔助曝光圖形是在繪制圖形的外圍上提供孔的圖形。
7.一種用于制造半導(dǎo)體器件的電子束曝光方法，包括以下步驟選出需要修正的繪制圖形；選出包括所選繪制圖形的多個(gè)曝光轟擊區(qū)；修正中心部分，以確定適于所說繪制圖形的中心部分的電子束曝光量；修正端部，用于構(gòu)成在所說繪制圖形的外圍上提供孔的圖形，以及以在修正所說中心部分步驟中確定的曝光量進(jìn)行曝光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電子束曝光方法，還包括以下步驟進(jìn)行曝光步驟后，通過利用對應(yīng)于在修正所說端部的步驟中形成的圖形的掩模，在將電子束散焦到其反向散射直徑的條件下，進(jìn)行第二次曝光。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明用于制造半導(dǎo)體器件的電子束曝光方法包括以下步驟:選出需要修正的繪制圖形;選出包括所選繪制圖形的多個(gè)曝光轟擊區(qū);修正中心部分,以確定適于繪制圖形的中心部分的電子束曝光量;修正端部以形成輔助曝光圖形,該輔助曝光圖形用于修正繪制圖形端部圖形尺寸的偏差。
文檔編號H01L21/027GK1274870SQ0010763
公開日2000年11月29日 申請日期2000年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月25日
發(fā)明者小日向秀夫 申請人:日本電氣株式會社