JP2002353101A - 荷電粒子ビーム露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で、一括露光による出来上がりパタ
ーンの寸法のばらつきをより低減する。 【解決手段】（Ｓ１２）繰り返し利用され一括露光され
るブロックパターンに含まれる最小幅のパターンに関し
前方散乱強度分布の、ピーク値の３０〜７０％の範囲内
の値であるスライスレベルでの幅が、設計幅に等しくな
るようにパターン幅を調整したときの該スライスレベル
を、基準前方散乱強度ε_pと決定し、（Ｓ１５）該ブロ
ックパターンの各パターンについて、前方散乱強度分布
のε_pでの幅が設計幅に等しくなるようにパターン幅を
調整する。さらに、補正露光量ＱcpをＱcp（ε_p＋α_p'
η）＝Ｅthが成立するように決定する。ここにＥthはパ
ターン現像の閾値、ηは後方散乱係数、α_p'は実効パタ
ーン面積密度である。電子投影法の場合には、ε_p＋
α_p'η＝Ｅthにおいて、Ｅthを決定し、次いでα_p'を求
め、設計幅とパターン幅の関数ε_pからパターン幅を求
める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子ビーム露
光装置用露光データの作成において、出来上がりパター
ン寸法精度向上のために近接効果補正を行う荷電粒子ビ
ーム露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】荷電粒子ビーム、例えば電子線ビーム
を、基板上レジスト膜に照射して回路パターンを描画す
る場合、レジスト膜に入射した電子ビームの一部が前方
散乱され、レジスト膜を透過した電子ビームの一部が後
方散乱されて再びレジスト膜に入射する。このため、電
子線ビームをレジスト膜上の一点に入射させてもその影
響が拡がり、いわゆる近接効果が生ずる原因となる。

【０００３】レジスト膜上のＸ＝０、Ｙ＝０の点に電子
ビームが入射した時のレジスト膜のエネルギー強度分布
（Energy Intensity Distribution: EID)関数ｆ（Ｘ，
Ｙ）は、前方散乱の項と後方散乱の項とをそれぞれガウ
ス関数で近似した次式で表されれる。

【０００４】

【数１】

【０００５】ここに、ηは後方散乱係数、β_fは前方散
乱半径、β_bは後方散乱半径である。これらの値は、電
子ビームのエネルギー、レジスト膜の膜厚及び基板の材
料などに依存し、実験により定められる。電子ビームの
加速電圧が高くなるほど、β_fは小さくなり、β_bは大き
くなる。

【０００６】従来の近接効果補正方法では、露光すべき
各パターンのエッジ中央点や角に固定サンプル点を設定
し、パターンを露光した時の各固定サンプル点での露光
強度を、式（１）を用いて計算し、その目標値との差の
平方和が最小になるように露光量（ドーズ）を決定して
いた。

【０００７】しかし、ＬＳＩの高集積化に伴いパターン
数が急激に増大して計算時間が長くなり過ぎる。

【０００８】そこで、計算時間を短縮でき、かつ、現像
されたパターン（出来上がりパターン）の寸法誤差を許
容範囲内にすることができる近接効果補正方法が要望さ
れていた。

【０００９】このような方法の一つとして、ＬＳＩ露光
パターン配置面をメッシュで分割し、メッシュの各升目
でのパターン面積密度を計算し、式（１）の後方散乱項
に基いて周辺の升目から着目升目への影響を考慮するこ
とで、着目升目散乱露光強度を近似的に計算する方法が
例えば、特許第２５０２４１８号，及び、Journal ofVa
cuum Science Technology Vol.B10, No.6, pp.3072-307
6, 1992に開示されている。この方法では、前方散乱強
度のピークの半値と後方散乱露光強度との和が一定にな
るように露光量が決定される。

【００１０】この方法によれば、簡易なアルゴリズム
で、後方散乱の影響による大域的な出来上がりパターン
寸法変動を防止することが可能である。

【００１１】しかし、前方散乱による吸収エネルギー分
布の拡がりが考慮されていないので、出来上がりパター
ン寸法が、設計幅に等しくなる保証がない。即ち、パタ
ーンが微細化するほど半値強度での吸収エネルギー分布
の拡がりが無視できなくなり、前方散乱により出来上が
りパターン寸法が設計幅よりも大きくなる。

【００１２】そこで、次のような近接効果補正方法が特
願平１１−１５１３３０で提案されている。

【００１３】（Ａ）エネルギー強度分布関数の前方散乱
項を着目パターンについて面積分して得られる前方散乱
強度分布の半値幅が設計幅になるようにパターン幅を調
整し、該半値幅を与える前方散乱強度ε_pを基準前方散
乱強度として求め、（Ｂ）該エネルギー強度分布関数の
後方散乱項による露光強度α_p・ηをパターン面積密度
マップ法を用いて求め、（Ｃ）（ε_p＋α_p・η）のＱcp
倍がパターン現像の閾値Ｅthに等しくなるように補正露
光量（補正された露光量）Ｑcpを決定する。

【００１４】例えば、図３２（Ａ）に波線で示すように
太幅パターンと細幅パターンのＸ方向設計幅がそれぞれ
（Ｘ２−Ｘ１）及び（Ｘ４−Ｘ３）であった場合、上記
（Ａ）の処理で図３２（Ａ）に実線で示すようにパター
ン幅が狭くされる。太幅パターンは、ε_p＝１／２、α_p
＝１となる幅を有し、このような値を有するパターンを
基準パターンと称している。この太幅及び細幅パターン
の補正露光量ＱcpをそれぞれＱ₁及びＱ₂で表すと、上記
（Ｃ）では、（１／２＋η）Ｑ₁＝（ε_p＋α_p・η）Ｑ₂
が成立し、Ｑ₁＜Ｑ₂である。

【００１５】マスク１０上の実線で示す矩形透過孔１１
及び１２に対し、それぞれ点線で示す矩形領域１３及び
１４に露光量Ｑ₁及びＱ₂の電子ビームを照射すると、ホ
トレジストが塗布されたウェーハ上の露光強度分布は図
３２（Ｂ）に示す如くなる。

【００１６】この方法によれば、パターンの露光強度分
布の閾値Ｅthでの傾きが急であるので、露光条件のばら
つきに対するパターン幅のばらつきが小さくなり、高精
度のパターンを得ることができる。また、補正露光量を
比較的短時間で求めることができる。

【００１７】しかし、上記方法は各パターン毎に補正露
光量Ｑcpを求めるので、ステンシルマスク上の例えば
４．５×４．５μｍ²の小領域内ブロック露光パターン
を選択して部分一括露光する場合には、適用できない。

【００１８】そこで、特願平１２−１６６４６５では、
ブロック露光パターン内の各パターンの補正露光量の最
小値をこのブロック露光パターンの補正露光量Ｑcpと決
定し、次いでブロック内の露光強度不足領域に対して補
助露光を行っている。

【００１９】例えば、図３２（Ａ）の矩形透過孔１１及
び１２に対し、図３３（Ａ）に点線で示す矩形領域１５
に露光量Ｑ₁の電子ビームを照射すると、ホトレジスト
が塗布されたウェーハ上の露光強度分布は図３３（Ｂ）
に示す如くなる。この状態では、細いラインパターンは
露光不足で現像できない。次に補助露光用の不図示の矩
形透過孔に電子ビームを照射して、図３４に一点鎖線で
示す露光強度分布の補助露光（ゴースト露光）を行うこ
とにより、幅（Ｘ４−Ｘ３）の細いラインパターンが現
像可能になる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３４
を図３２（Ｂ）と比較すれば明らかなように、細いライ
ンパターンのパターンエッジでの露光強度の傾斜が緩や
かであるので、露光条件のばらつきに対する出来上がり
パターン像の幅のばらつきが大きくなり、パターン精度
が低下する原因となる。

【００２１】また、上記方法は、パターン毎に補正露光
量を計算するのを基本とし、例えば４．５×４．５μｍ
²のブロック露光でも上記問題が生ずるので、ウェーハ
上の例えば２５０×２５０μｍ²の大領域を一括露光す
る電子投影リソグラフィー（Electron Projection Lith
ography：ＥＰＬ）に適用することができない。

【００２２】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、簡単
な構成で、小領域一括露光による出来上がりパターンの
寸法のばらつきをより低減することができる近接効果補
正方法を用いた荷電粒子ビーム露光方法を提供すること
にある。

【００２３】本発明の他の目的は、簡単な構成で、荷電
粒子投影法により大領域を一括露光する場合においても
出来上がりパターンの寸法のばらつきをより低減するこ
とができる近接効果補正方法を用いた荷電粒子ビーム露
光方法を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段及びその作用効果】本発明
の一態様では、繰り返し利用され一括露光されるブロッ
クパターンを含むマスクに形成されるパターンの幅を調
整し且つ補正露光量を算出することにより近接効果補正
を行う荷電粒子ビーム露光方法において、（ａ）該ブロ
ックパターンに含まれる最小幅のパターンの前方散乱強
度分布に基づいて基準前方散乱強度を決定し、（ｂ）該
ブロックパターンの各パターンについて、前方散乱強度
分布の該基準前方散乱強度での幅が設計幅に等しくなる
ようにパターン幅を調整し、（ｃ）該基準前方散乱強度
とその位置の後方散乱強度との和の補正露光量倍が各パ
ターンについて略同一値になるように該補正露光量を決
定するという近接効果補正を行う。

【００２５】この構成によれば、ブロックパターンに含
まれる最小幅のパターンの前方散乱強度分布に基づいて
基準前方散乱強度が決定されるので、細幅パターンの露
光強度分布の閾値Ｅthでの傾きを急にすることができ、
これにより露光条件のばらつきに対する出来上がりパタ
ーン像の幅のばらつきが小さくなり、高精度の細幅パタ
ーンを得ることができる。太幅パターンについては、そ
の前方散乱強度分布に基づいて基準前方散乱強度を決定
する場合よりも、設計幅を与える露光強度での傾斜が緩
やかになるが、太幅であることにより寸法精度の低下は
小さい。したがって、パターン全体として出来上がりパ
ターン像の寸法精度が従来よりも向上する。

【００２６】また、近接効果補正のアルゴリズムが比較
的簡単である。

【００２７】上記ステップ（ａ）においては例えば、ブ
ロックパターンに含まれる最小幅のパターンに関し前方
散乱強度分布の、ピーク値の所定パーセント、例えば３
０〜７０％の範囲内の値であるスライスレベルでの幅
が、設計幅に等しくなるようにパターン幅を調整したと
きの該スライスレベルを、上記基準前方散乱強度と決定
する。３０％より低いと接近したパターンの露光強度分
布の重なりの影響により、７０％より高いとその位置で
の前方散乱強度分布の傾きが緩やかであることにより、
寸法変動マージンが小さくなるので、３０〜７０％の範
囲内の値にすれば本発明の効果が得られる。

【００２８】上記ステップ（ｃ）では例えば、上記補正
露光量Ｑcpを、Ｑcp（ε_p＋α_p'・η）＝Ｅthが成立す
るように決定し、ここにε_pは上記基準前方散乱強度、
Ｅthはパターン現像の閾値、ηは後方散乱係数、α_p'は
この基準前方散乱強度の位置を含む領域での実効パター
ン面積密度である。

【００２９】上記ステップ（ｂ）は例えば、上記ブロッ
クパターンの各パターンについて各辺の中点に固定サン
プル点を設定し、各固定サンプル点について、前方散乱
強度分布の該固定サンプル点での強度が上記基準前方散
乱強度になるように、該固定サンプル点に対応した辺を
その直角方向にシフトさせて、上記パターン幅の調整を
行うステップを有する。

【００３０】パターンが微細になると、パターン間距離
が短くなり、これが実効前方散乱半径β_f'程度になる
と、付近のパターンからの前方散乱の影響が生ずるが、
この構成によれば、パターンの辺毎に付近のパターンか
らの前方散乱の影響が考慮されるので、出来上がりパタ
ーン像の精度を向上させることができる。

【００３１】上記ステップ（ｂ）は例えば、上記ブロッ
クパターン内の少なくとも１つのパターンについて、該
パターンを複数の矩形に分割し、分割された矩形のうち
該パターンの境界に接する各辺の中点に固定サンプル点
を設定し、各固定サンプル点について、前方散乱強度分
布の該固定サンプル点での強度が上記基準前方散乱強度
になるように、該固定サンプル点に対応した辺をその直
角方向にシフトさせて、上記パターン幅の調整を行うス
テップを有する。

【００３２】この構成によれば、分割された矩形を設計
パターンとみなすことになり、分割された矩形の単位で
パターン幅が調整されるので、分割前のパターンの出来
上がり寸法精度が向上する。

【００３３】本発明の他の態様では、荷電粒子投影法に
より一括転写される複数パターンを含むマスクのパター
ン幅を調整することにより近接効果補正を行う荷電粒子
ビーム露光方法において、（ａ）該複数パターンの代表
パターンを選択しこのパターンに基づいて基準露光強度
Ｅthを決定し、（ｂ）該複数パターンの後方散乱強度分
布Ｆ_bを求め、（ｃ）各パターンについて、前方散乱強
度分布のスライスレベル（Ｅth−Ｆ_b）での幅が設計幅
Ｗ0iになるようにパターン幅Ｗを調整し、必要な場合に
はさらに、（ｄ）露光強度が不足する領域について、該
不足を補うための補助露光量を求める。

【００３４】この構成によれば、精度を向上させたいパ
ターンを代表パターンとすることにより、パターン全体
として出来上がりパターン像の寸法精度を従来よりも向
上させることができる。

【００３５】上記ステップ（ａ）では例えば、上記複数
パターンのうち最小設計幅Ｗ0の孤立矩形パターンを代
表パターンとして選択し、このパターンの前方散乱強度
分布のスライスレベルでの幅が設計幅Ｗ0になるように
該スライスレベルを調整して該スライスレベルを上記基
準露光強度Ｅthと決定する。

【００３６】孤立パターンは、後方散乱の影響がないの
で、ステップ（ｂ）〜（ｄ）の処理によってスライスレ
ベル＝基準露光強度（現像閾値）の関係は影響されな
い。特にこの孤立パターンが最小幅のパターンであれ
ば、細幅パターンの露光条件のばらつきに対する出来上
がりパターン像の幅のばらつきが小さくなり、パターン
全体として出来上がりパターン像の寸法精度を従来より
も向上させることができる。

【００３７】本発明のさらに他の態様では、荷電粒子投
影法により複数のパターンを一括露光する荷電粒子ビー
ム露光方法において、（ａ）該複数のパターンが形成さ
れた主露光マスクに荷電粒子ビームを照射して感応基板
上を一括露光し、（ｂ）該一括露光のみでは露光強度が
不足している領域に補助露光するためのパターンが形成
され補助露光マスクに荷電粒子ビームを照射して該感応
基板上を一括露光する。

【００３８】この構成によれば、主露光マスクと同様に
大領域を一括して補助露光することができるので、露光
のスループットが向上する。

【００３９】本発明の他の目的、構成及び効果は以下の
説明から明らかになる。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００４１】最初に、クーロン効果などによる電子ビー
ムのぼけδを考慮した公知のエネルギー強度分布関数を
説明する。

【００４２】上式（１）のエネルギー強度分布関数ｆ
（Ｘ，Ｙ）は、電子ビームが一点に入射する場合のもの
であるが、実際には拡がりがある。電子ビーム露光装置
において、電子銃から放射された電子ビームが露光対象
物に到るまでにクロスオーバーし、その位置で電子同士
がクーロン斥力を受けて電子ビームが拡がる（クーロン
効果）。また、電子ビームのエネルギー分布に基づく収
差によっても、電子ビームが拡がる。拡がりを持った電
子ビーム入射点での電流密度分布は、ガウス関数Ｓ
（Ｘ，Ｙ）で近似され、その指数部は−（Ｘ²＋Ｙ²）／
δ²で表される。また、ぼけδは、電子ビーム電流Ｉ_b並
びに定数ａ及びｂを用いて、 δ＝ａＩ_b＋ｂ と近似することができる。例えば、ａ＝０．０３μｍ／
Ａ、ｂ＝０．０５μｍである。電子ビーム電流Ｉ_bは、
マスク上に照射される電子ビームの電流密度Ｊと、マス
ク上の電子ビーム照射部の開口面積Ｓ（選択されたブロ
ック露光パターン又は可変矩形の開口面積）との積で表
されるので、この式は、 δ＝ａＪＳ＋ｂ （２） と表される。通常、電流密度Ｊは一定であるので、開口
面積Ｓからぼけδを容易に求めることができる。

【００４３】ビームぼけδを考慮したエネルギー強度分
布関数Ｆ（Ｘ，Ｙ）は、次式で表される。

【００４４】

【数３】

【００４５】実効前方散乱半径β_f'＝（β_f ²＋δ²）^1/2
及び 実効後方散乱半径β_b'＝（β_b ²＋δ²）^1/2 を用いれば、この式（３）は、上式（１）においてβ_f
及びβ_bをそれぞれβ_f'及びβ_b'で置換したものと同じ
になる。

【００４６】また、例えばβ_b＝１１．４３μｍ、Ｉ_b＜
１．５μＡでδ＜０．１μｍであるので、β_b'＝β_bと
みなすことができる。

【００４７】これらのことから、上式（３）は次式で表
される。

【００４８】

【数４】

【００４９】以上のことから、近接効果補正計算におい
てクーロン効果などを考慮するには、ショット毎に、開
口面積Ｓに依存した実効散乱計数β_f'を計算し、その値
を用いればよい。

【００５０】上述のように例えばβ_f＝０．０２８μ
ｍ、δ＜０．１μｍであり、β_f'がパターン間隔に比べ
短い場合には、前方散乱の影響のみ考えるとき、着目パ
ターンのみ考慮すればよく、着目パターンに対するその
周囲パターンの影響は無視できる。簡単化のために、以
下では実効散乱計数をβ_fで表す。

【００５１】以下の各実施形態において、マスクパター
ン幅調整は設計幅の変更とみなすこともできるが、繰り
返し行われるパターン幅調整で設計幅が用いられ、ま
た、設計幅は目標とするパターン像幅に比例（計算にお
いては、比例係数は１）しているので、パターン幅が調
整されても設計幅は変更されないと考える。設計幅はパ
ターン幅の初期値でもある。

【００５２】［第１実施形態］次に、本発明の第１実施
形態の近接効果補正方法を用いた電子ビーム露光方法を
説明する。

【００５３】この近接効果補正は、露光データに対する
処理であり、繰り返し利用され一括露光されるブロック
パターンを含むマスクに形成されるパターンの幅を調整
し且つ補正露光量（補正された露光量）を算出すること
により行われる。露光データに含まれるマスク上のパタ
ーンデータは、各パターンの位置、設計寸法、パターン
がブロックパターンに属するか否か、ブロックパターン
のサイズなどを含む。

【００５４】図１は、この近接効果補正方法の手順を示
すジェネラルフローチャートである。

【００５５】この方法は、３つの大ステップを有し、前
方散乱項（ビームぼけに関するクーロン効果などの影響
を含む）のみかつ着目パターンのみ考慮する自己補正
（パターン幅調整）のステップＳ１０と、前方散乱項と
後方散乱項を考慮して露光量を補正するステップＳ２０
と、ブロック露光パターン内の複数パターンの補正露光
量の最小値をこのブロック露光パターンの補正露光量Ｑ
cpとして求めるとともに、ブロック内の露光強度不足領
域に対する補助露光量Ｑauxを求め、Ｑaux又はＱaux／
Ｑcpが所定値以上の領域に補助露光ショットを発生する
ステップＳ３０とからなる。本第１実施形態の特徴はス
テップＳ１０の処理であり、ステップＳ２０及びＳ３０
の処理は、上記特願平１２−１６６４６５のそれらと同
一である。ただし、ステップＳ２０において、ブロック
露光パターン毎の基準前方散乱強度を用いる点で本実施
形態は特願平１２−１６６４６５と相違する。

【００５６】以下、ブロック露光パターンについて説明
する。個別パターンに対する処理は、１個のパターンの
み有するブロック露光パターンに対する処理と同一であ
る。

【００５７】図２は、図１のステップＳ１０の、１つの
ブロック露光パターンに対する処理を示す詳細フローチ
ャートである。

【００５８】ステップＳ１０の自己補正では、各ブロッ
ク露光パターンについて、上式（４）の前方散乱項に基
づき、ブロック内各パターンの前方散乱強度分布の基準
前方散乱強度ε_pでの幅Ｗが設計幅Ｗ0に等しくなるよう
にパターン幅を調整する。基準前方散乱強度ε_pは、ブ
ロック露光パターン毎に決定される。

【００５９】（Ｓ１１）ブロック内の開口面積の総和Ｓ
を上式（２）に代入してビームぼけδを求める。

【００６０】（Ｓ１２）ブロック内の最小幅の矩形パタ
ーンを選出し、このパターンの前方散乱強度分布の半値
幅が設計幅になるようにしたときの半値強度をブロック
露光の基準前方散乱強度ε_pと決定する。ε_pは、次のよ
うにして求められる。

【００６１】図３（Ａ）は、Ｘ−Ｙ直交座標系における
Ｘ方向及びＹ方向の寸法がそれぞれＷ及びＨの矩形パタ
ーンを示す。このパターンの前方散乱強度分布Ｆ
_f（ｘ，ｙ；Ｗ，Ｈ）は、次式

【００６２】

【数５】

【００６３】で表され、ここに、関数Ｇは

【００６４】

【数６】

【００６５】で定義され、誤差関数ｅｒｆは次式

【００６６】

【数７】

【００６７】で定義される。図３（Ｂ）は、ｘ軸上の前
方散乱強度分布Ｆ_f（ｘ，０；Ｗ，Ｈ）を示す。ブロッ
ク内の最小幅の設計寸法Ｗ0×Ｈ0のパターンについて、
Ｘ軸及びＹ軸に沿った前方散乱強度分布の半値幅がそれ
ぞれ設計幅Ｗ0及びＨ0に等しくなるように、Ｗ及びＨを
決定する。Ｗ及びＨは、次の２元連立方程式 Ｆ_f（Ｗ0／２，０；Ｗ，Ｈ）＝Ｆ_f（０，０；Ｗ，Ｈ）／２ （８） Ｆ_f（０，Ｈ0／２；Ｗ，Ｈ）＝Ｆ_f（０，０；Ｗ，Ｈ）／２ （９） の解である。基準前方散乱強度ε_pは、この解Ｗ及びＨ
を用いて次式 ε_p＝Ｆ_f（Ｗ0／２，０；Ｗ，Ｈ）／２ （１０） で表される。

【００６８】図４は、Ｈ＝∞、実効前方散乱半径β_f＝
０．０４μｍの場合の設計幅Ｗ0に対する式（８）の数
値解Ｗを示す。パターン幅Ｗが狭すぎると出来上がりパ
ターン像精度が悪くなるので、実験に基づき許容最小パ
ターン幅Ｄmを定める。例えばＤm＝０．０４μｍであ
る。Ｗ＜Ｄmとなった場合又は解が存在しない場合には
Ｗ＝Ｄmとし、これを式（８）に代入してＨを求め、式
（１０）に基づき基準前方散乱強度ε_pを決定する。

【００６９】（Ｓ１３）リトライフラグＲＦをリセット
し、ブロック内パターン識別番号ｉに１を代入する。

【００７０】（Ｓ１４）ｉ≦ｎであればステップＳ１５
へ進み、そうでなければステップＳ１Ａへ進む。ここに
ｎは着目ブロック内のパターン数である。

【００７１】（Ｓ１５）ブロック内の設計寸法Ｗi0×Ｈ
i0のパターンについて、前方散乱強度分布Ｆ_fの基準前
方散乱強度ε_pでの幅が設計幅に等しくなるようにパタ
ーン幅Ｗi及びＨiを定める。すなわち、次の２元連立方
程式 Ｆ_f（Ｗi0／２，０；Ｗi，Ｈi）＝ε_p （１１） Ｆ_f（０，Ｈi0／２；Ｗi，Ｈi）＝ε_p （１２） の解Ｗi及びＨiを求める。

【００７２】（Ｓ１６）Ｗi又はＨiがそれぞれ前回値Ｗ
ib又はＨibからずれていれば、ステップＳ１１のδが変
化して関数Ｆ_fのパラメータが変化するので、ブロック
内全パターンについてステップＳ１５の計算を再度行う
必要がある。そこで、Ｗi及びＨiが収束していなけれ
ば、すなわち｜Ｗi−Ｗib｜又は｜Ｈi−Ｈib｜が所定値
より大きければ、ステップＳ１７へ進み、そうでなけれ
ばステップＳ１９へ進む。前回値Ｗib又はＨibの初期値
はそれぞれ設計幅Ｗi0及びＨi0である。

【００７３】（Ｓ１７）Ｗi及びＨiをそれぞれＷib及び
Ｈibとして記憶する。

【００７４】（Ｓ１８）リトライフラグＲＦをセットす
る。

【００７５】（Ｓ１９）ｉを１だけインクリメントし、
ステップＳ１４へ戻る。

【００７６】（Ｓ１Ａ）ＲＦ＝１であればステップＳ１
１へ戻り、そうでなければ図２の処理を終了する。

【００７７】例えば、図６に波線で示すように個別露光
の太幅孤立パターン及び細幅孤立パターンとブロック露
光の太幅パターン及び細幅パターンのＸ方向設計幅がそ
れぞれ（Ｘ２−Ｘ１）、（Ｘ４−Ｘ３）、（Ｘ６−Ｘ
５）及び（Ｘ８−Ｘ７）であった場合、ステップＳ１０
の処理により実線で示すようにパターン幅が狭くされ
る。マスク１０Ａ上の実線で示す矩形透過孔１１、１
２、１１Ａ及び１２Ａに対し、それぞれ点線で示す矩形
領域１３〜１５に電子ビームを照射すると、ホトレジス
トが塗布されたウェーハ上の前方散乱強度分布の概略は
図７（Ａ）に示す如くなる。図７（Ａ）では、無限に大
きな矩形パターンの前方散乱強度分布の最大値が１にな
るように規格化されている。個別露光の前方散乱強度分
布は、上記特願平１２−１６６４６５の場合と同じであ
り、前方散乱強度分布の半値幅が設計幅になるようにパ
ターン幅がシフトされる。設計幅に等しくなる前方散乱
強度は、個別露光の太幅パターン及び細幅パターンの場
合それぞれ１／２及びε_pであり、ブロック露光の太幅
パターン及び細幅パターンの場合いずれもほぼε_pであ
り、ε_p＜１／２である。図６において、太幅パターン
１１Ａは、個別露光の太幅パターン１１よりも狭くな
る。これによりビームぼけδが図３３（Ａ）の場合より
も小さくなるので、細幅パターンの幅は図３３（Ａ）の
それと少し異なる。

【００７８】次に、図７（Ｂ）及び図８を参照して、露
光強度分布に対する前方散乱及び後方散乱の寄与を視覚
的に説明する。

【００７９】図７（Ｂ）は図７（Ａ）の前方散乱強度分
布に後方散乱露光強度分布を加算した露光強度分布を示
す概略線図である。露光量は一定であり、補正されてい
ない。

【００８０】この場合、パターン面積密度α_p（α_p≦
１）の後方散乱成分はα_p・ηであり、設計幅に等しく
なる露光強度はいずれのパターンもε_p＋α_p・ηで表さ
れる。太幅孤立パターンは、ε_p＝１、α_p＝１である。
後方散乱の影響は広範囲にわたるものの、面積積分しな
ければその値は比較的小さいので、細幅孤立パターンの
α_p・ηは無視することができる。

【００８１】なお、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）におい
て、上式（４）から明らかなように、露光強度は実際に
は定数１／（１＋η）を掛けた値になるが、この定数は
省略されている。

【００８２】次に、ステップＳ２０の露光量補正処理を
概説する。

【００８３】図８は、図７（Ｂ）の露光強度分布に対し
補正を行った後の露光強度分布を示す概略線図である。

【００８４】図８に示す如く、各パターンについて、設
計幅に等しくなる露光強度（ε_p＋α_p・η）の補正露光
量Ｑcp倍が現像される閾値Ｅthに等しくなるように、す
なわち、 （ε_p＋α_p・η）Ｑcp＝Ｅth （１３） を満たすように補正露光量Ｑcpが決定される。図８中、
Ｑ₁〜Ｑ₃はそれぞれ個別露光の孤立太幅パターン及び孤
立細幅パターン並びにブロック露光パターンの補正露光
量Ｑcpであり、 （１／２＋η）Ｑ₁＝ε_pＱ₂＝（ε_p＋α_p・η）Ｑ₃＝Ｅ
th となるようにＱ₁〜Ｑ₃が決定される。

【００８５】以上では、簡単化のためにパターン面積密
度α_pを用いたが、実際にはα_pは後述の実効パターン面
積密度α_p'である。

【００８６】次に、ステップＳ２０のの露光量補正処理
を詳説する。

【００８７】（Ｓ２１）露光すべきパターンが配置され
る面をサイズＡ×Ａのメッシュに分割し、第ｉ行第ｊ列
の升目ーンの面積密度αi,j、 αi,j＝（第ｉ行第ｊ列のメッシュ内のパターンの面
積）／Ａ² を計算する。ただし、このパターンは、ステップＳ１０
で調整された幅を有する。例えば、ブロックショットサ
イズは一辺が４．５μｍの正方形であり、升目は一辺が
１．５μｍの正方形である。パターン幅変更はステップ
Ｓ２０及びＳ３０で行わないので、１回のみ計算すれば
よい。

【００８８】（Ｓ２２）後述する実効パターン面積密度
α'i,jを計算する。

【００８９】図５において、メッシュで分割された第
（ｉ＋ｌ）行第（ｊ＋ｍ）列の矩形領域全面を露光した
とき、その後方散乱による第ｉ行第ｊ列の升目中央点の
露光強度ａl,mは、上式（４）の後方散乱項を第（ｉ＋
ｌ）行第（ｊ＋ｍ）列のメッシュ内で面積分することに
より得られ、次式で表される。

【００９０】

【数１４】

【００９１】ａl,mは、上式（４）の後方散乱項を全範
囲で面積分した値が１になるように、すなわち、ａl,m
の全てのｌ及びｍの値についての総和Σａl,mが１にな
るように規格化されている。

【００９２】第（ｉ＋ｌ）行第（ｊ＋ｍ）列の升目内の
面積密度αi+l,j+mのパターンを補正露光量Ｑi+l,j+mで
露光したとき、その後方散乱による第ｉ行第ｊ列の升目
内の露光強度を、η×ａl,m×αi+l,j+mＱi+l,j+mで近
似する。ある点への後方散乱の影響は、この点を中心と
する半径２β_b内と考えれば計算精度上充分である。し
たがって、実効パターン面積密度α'i,jを次式で定義す
ると、後方散乱による第ｉ行第ｊ列の升目内の露光強度
は、ηα'i,jＱcpと近似される。

【００９３】

【数１５】

【００９４】ここに、整数ｌ及びｍの範囲はいずれも、
−int(２β_b／Ａ)〜int(２β_b／Ａ)であり、int(ｘ)は
ｘの小数点以下を切り上げて整数化する関数である。上
式（１５）の計算を、スムージング処理と称す。

【００９５】ここで、ブロックパターンの補正露光量Ｑ
cpと補助露光量Ｑauxの関係について説明する。簡単化
のために、メッシュの升目を単位として補助露光を行う
場合を考える。したがって、補助露光ショットサイズは
Ａ×Ａである。ブロック露光領域に第１〜９メッシュが
含まれ、第ｋメッシュの補助露光量Ｑaux及び実効パタ
ーン面積密度をそれぞれＱaux.k及びα'kと表記し、ｋ
＝ｍでブロック内の実効パターン面積密度が最大値にな
るとする。

【００９６】各メッシュｋについて、（ε_p＋ α'k・
η）Ｑcpと補助露光量 Ｑaux.kとの和が、Ｅthに等しく
なるように定められる。すなわち、次式 （ε_p＋ α'k・η）Ｑcp＋ Ｑaux.k＝Ｅth （１６） ｋ＝ｍのとき Ｑaux.k＝０となるようにＱcpを定める
と、式（１６）から次式が導出される。

【００９７】 （ε_p＋α'm・η）Ｑcp＝Ｅth （１７） 上式（１６）と（１７）とから、次式が導かれる。

【００９８】 Ｑaux.k＝（α'm−α'k)ηＱcp.i （１８） Ｑaux.k＝０となる領域には補助ショットを発生しな
い。なお、 Ｑaux.k＞Δ・Ｑcp.i、すなわち、 （α'm− α'k）η > Δ （１９） を補助露光発生条件としてもよい。ここにΔは、要求さ
れる出来上がりパターン寸法精度により決定され、例え
ば０．０５又は０．０１などであり、それぞれ省略され
る補助露光量は補正露光量の５％又は１％より小さいこ
とを意味している。

【００９９】（Ｓ２３）上式（１７）に基づいて補正露
光量Ｑcpを計算する。上式式（１７）はブロック露光に
関するものであるが、複数の升目別露光パターンについ
ても適用される。ステップＳ２０での処理は、式（１
７）中のε_pがブロック露光パターン毎に異なる点での
み、上記特願平１２−１６６４６５と異なる。

【０１００】次に補助露光ショットを発生するステップ
Ｓ３０について説明する。この処理は、上記特願平１２
−１６６４６５と同一である。

【０１０１】（Ｓ３１）上式（１７）に基づいて補助露
光量Ｑaux.kを計算する。上式（１８）はブロック露光
に関するものであるが、複数の升目別露光パターンにつ
いても適用される。

【０１０２】（Ｓ３２）上述のように、例えば上式（１
９）の条件を満たす升目に対し、補助露光を行うと決定
する、すなわち補助露光ショットを発生する。補助露光
ショットは、ブロック露光のショットに重ねて行う。補
助ショットでは、矩形電子ビームサイズをＡ×Ａに一致
させ、焦点を合わせて露光する。

【０１０３】（Ｓ３３）各補正露光量Ｑcp及び補助露光
量Ｑaux.kが収束していなければ、ステップＳ２２へ戻
る。

【０１０４】なお、ステップＳ２２では、補助露光量も
考慮する。また、各補正露光量Ｑcpの初期値は例えば孤
立太幅パターンの補正露光量とする。

【０１０５】本第１実施形態では、繰り返し利用される
一括露光領域（ブロック）内の最小幅の矩形パターンを
選出し、このパターンの前方散乱強度分布に基づいて基
準前方散乱強度ε_pと決定し、ブロック内の各パターン
の前方散乱強度分布の基準前方散乱強度ε_pでの幅が設
計幅に等しくなるようにパターン幅を調整するので、図
８に示す如く、ブロック内細幅パターンの露光強度分布
の閾値Ｅthでの傾きが急になり、露光条件のばらつきに
対する出来上がりパターン像の幅のばらつきが小さくな
り、高精度の細幅パターンを得ることができる。太幅パ
ターンについては、上記特願平１２−１６６４６５の場
合よりも該傾斜が緩やかになるが、太幅であることによ
り寸法精度の低下は小さい。したがって、パターン全体
として出来上がりパターン像の寸法精度が従来よりも向
上する。

【０１０６】また、上記特願平１２−１６６４６５と同
様に、補正露光量を比較的短時間で求めることができ
る。

【０１０７】なお、前方散乱強度分布の傾きは半値強度
付近で比較的大きいので、ステップＳ１２において、必
ずしもブロック内最小幅のパターンの半値幅を設計幅に
等しくにする必要は無く、前方散乱強度分布Ｆ_fのピー
クがＦmaxであるとき、Ｆ_f＝κＦmax、κ＝３０〜７０
％の範囲内の値での幅を設計幅に等しくすれば、出来上
がりパターンの寸法精度が従来より向上する。この範囲
制限の理由は、３０％より低いと接近したパターンの露
光強度分布の重なりの影響により、７０％より高いとそ
の位置での前方散乱強度分布の傾きが緩やかであること
により、寸法変動マージンが小さくなるためである。

【０１０８】また、ステップＳ１２において、基準前方
散乱強度ε_pを、一括描画領域内で最小の設計幅を持つ
パターンの前方散乱強度分布のスライスレベルでの幅が
設計幅に等しくなるようにスライスレベルを調整したと
きの該スライスレベルにしてもよい。すなわち、ブロッ
ク内最小幅の設計寸法Ｗ0×Ｈ0のパターンについて、基
準前方散乱強度ε_pを、ε_p＝Ｆ_f（Ｗ0／２，０；Ｗ0，
Ｈ0）と決定してもよい。一括描画する領域内のパター
ン寸法が極端に異なる場合に、微細パターンの前方散乱
強度分布の半値強度に合わせて大きなパターンを図形変
更すると、前方散乱強度分布の裾付近での幅が設計幅に
等しくなるため、大きなパターンの露光マージンが低下
するが、この様に、最小寸法のパターンを図形変更しな
いで比較的高い強度に基準前方散乱強度ε_pを設定する
ことで、大きなパターンの露光マージンの低下を低減す
ることができる。

【０１０９】さらに、ステップＳ１５において、一括描
画する領域内のパターンに対する寸法シフトを、短辺方
向に対しては上述のように前方散乱強度分布の基準前方
散乱強度ε_pにおける幅が設計幅に等しくなるように行
い、長辺方向に対しては前方散乱強度分布のＦ_f＝κＦm
axにおける幅が設計幅に等しくなるように行ってもよ
い。一般に、パターンを大きく細らせるとコーナー部分
の露光強度が低くなって丸くなりやすいが、長辺方向に
対してこのようにすることで、パターンの接続部分にお
ける前方散乱強度がピーク強度の２κ倍（κ＝０．５な
らピーク強度と同じ強度）になり、接続部における露光
強度の低下を低減することができる。

【０１１０】［第２実施形態］次に、図９〜図１１を参
照して、本発明の第２実施形態の近接効果補正方法を用
いた電子ビーム露光方法を説明する。

【０１１１】パターンが微細になると、パターン間距離
が短くなり、これが実効前方散乱半径β_f程度になる
と、付近のパターンからの前方散乱の影響が生ずる。こ
の第２実施形態においては、図２のステップＳ１５の前
方散乱強度計算において、付近のパターンからの前方散
乱の影響をパターンの辺毎に考慮する点が、第１実施形
態と異なる。

【０１１２】図９（Ａ）は、一括露光領域内のブロック
パターンを示す。図９（Ｂ）に示すように、矩形でない
パターンを矩形に分割し、各矩形の辺の中点に、黒点で
示す固定サンプル点を設定する。パターンＢとＣが接す
る辺には固定サンプル点を設定しない。次に、付近のパ
ターンからの前方散乱の影響の取り込むために、各パタ
ーンに設定した固定サンプル点での前方散乱強度を計算
する。図１０（Ａ）は、固定サンプル点Ｐ２における付
近のパターンからの前方散乱の影響を示す。前方散乱強
度計算の積分範囲は各固定サンプル点を中心として、例
えばＸ方向及びＹ方向のそれぞれに±２β_fの範囲であ
る。各固定サンプル点について、前方散乱強度が基準前
方散乱強度になるように、該固定サンプル点に対応した
辺をその直角方向にシフトさせて、パターン幅の調整を
行う。

【０１１３】この様にして付近のパターンからの前方散
乱の影響を取り込んだ場合、一般にシフト量が向い合う
辺で異なる。そこで、図１０（Ｂ）に示すように、パタ
ーンの左下角の座標を（Ｘ１，Ｙ１）、右上角の座標を
（Ｘ２，Ｙ２）とすると、上式（５）に相当する前方散
乱強度分布関数Ｆ_fは、次式 Ｆ_f（Ｘ，Ｙ；Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２）＝Ｇ（Ｘ；Ｘ１，Ｘ２，β_f） ・Ｇ（Ｙ；Ｙ１，Ｙ２，β_f） （２０） で定義される。この場合、設計寸法Ｗ0×Ｈ0のパターン
について、前方散乱強度分布の基準前方散乱強度ε_pで
の幅が設計幅に等しくなるようにするために、４つの固
定サンプル点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３及びＰ４の各々における
前方散乱強度が基準前方散乱強度ε_pに等しくなるよう
な上記座標（Ｘ1，Ｙ1）及び（Ｘ２，Ｙ２）を計算で求
める。すなわち、点Ｐ１〜Ｐ４についての次の４元連立
方程式 （Ｐ１） Ｆ_f（−Ｗ0／２，０；Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２）＋ε1＝ε_p （Ｐ２） Ｆ_f（Ｗ0／２，０；Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２）＋ε2＝ε_p （Ｐ３） Ｆ_f（０，−Ｈ0／２；Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２）＋ε3＝ε_p （Ｐ４） Ｆ_f（０，Ｈ0／２；Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２）＋ε4＝ε_p を解く。ここにε1〜ε4はそれぞれパターンＡの固定サ
ンプル点Ｐ１〜Ｐ４におけるパターンＡを除く付近のパ
ターンからの前方散乱強度である。

【０１１４】他の点は、上記第１実施形態と同一であ
る。

【０１１５】本第２実施形態によれば、付近のパターン
からの前方散乱の影響がパターンの辺毎に考慮されるの
で、出来上がりパターン像の精度を向上させることがで
きる。

【０１１６】なお、前方散乱の影響を考慮して寸法シフ
トをより正確に行うために、図１１（Ａ）に示すように
図１０（Ａ）のパターンＡが計算上３つの分割パターン
Ａ１〜Ａ３で構成されていると考え、分割パターンＡ１
〜Ａ３のうちパターンＡの境界に接する各辺の中点に固
定サンプル点を設定し、各固定サンプル点について、上
記同様にして対応する辺をその直角方向へシフトするこ
とによりパターンＡの各部の幅を調整する。これによ
り、例えば図１１（Ｃ）に示すようなより正確に調整さ
れたパターンが得られる。

【０１１７】［第３実施形態］以上は、ステンシルマス
ク上の例えば４．５×４．５μｍ²の小領域ブロックパ
ターンをウェーハ上の複数箇所に繰り返し露光する場合
の実施形態であるが、本発明は、マスク上の例えば１×
１ｍｍ²のサブフィールドをウェーハ上に一括転写して
２５０×２５０μｍ²のサブフィールド像を得るＥＰＬ
にも適用可能である。

【０１１８】次に、図１２〜図１５を参照して，本発明
の第３実施形態の近接効果補正方法を用いた電子ビーム
露光方法を説明する。

【０１１９】この方法は、パターン幅調整を行うステッ
プＳ４０と、補助露光発生のステップＳ５０からなる。
一括露光であるので、Ｑcp＝１である。

【０１２０】簡単化のために、Ｙ軸方向に無限大の長さ
を有するパターンについて概説する。上式（１３）にお
いてＱcp＝１とした次式 ε_p＋α_p'・η＝Ｅth （２１） において、α_p'・η＝０と近似できる孤立した設計幅Ｗ
0のパターンの前方散乱強度ε_pを計算することにより、
基準露光強度（閾値）Ｅth＝ε_pを求める。すなわち、
設計幅Ｗ0のパターンの前方散乱強度分布のスライスレ
ベルでの幅が設計幅Ｗ0になるようにスライスレベルを
調整し、このスライスレベルを基準露光強度Ｅthと決定
する。具体的には、 Ｅth＝０．５ｅｒｆ（Ｗ0／β_f） （２２） を計算する。設計幅Ｗ0として最小幅を選択すれば、上
記第１実施形態で述べた理由により、露光条件のばらつ
きに対する出来上がりパターン像の幅のばらつきが小さ
くなり、パターン全体として出来上がりパターン像の寸
法精度が従来よりも向上する。

【０１２１】次いで上述のパターン面積密度マップ法に
より実効パターン面積密度α_p'を計算する。

【０１２２】これにより、式（２１）から各パターンの
前方散乱強度分布のスライスレベルε_p＝Ｅth−α_p'・
ηが定まる。一方、前方散乱強度分布はパターン幅Ｗで
定まる。そこで、前方散乱強度分布のスライスレベルで
の幅が設計幅Ｗ0iになるようにパターン幅Ｗを調整す
る。具体的には、 ε_p＝〔ｅｒｆ｛（Ｗ−Ｗ0i）／２β_f｝ ＋ｅｒｆ｛（Ｗ＋Ｗ0i）／２β_f｝〕／２ （２３） の解Ｗを求める。詳細には、実効パターン面積密度α_p'
の計算においてパターンを複数のパターンに分割し、さ
らに図１１（Ａ）のように固定サンプル点を設定して分
割パターンの各辺毎にその辺をその垂直方向へシフトさ
せてパターン幅Ｗを調整する。また、上式（１８）にお
いてＱcp.i＝１とした式 Ｑaux.k＝（α'm−α'k)η （２４） によりブロック露光の場合と同様に補助露光を行うの
で、ステップＳ５０の処理が必要になる。

【０１２３】本第３実施形態によれば、以上のようなア
ルゴリズムにより比較的簡単に近接効果補正計算を行う
ことができる。

【０１２４】図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は本発明の
概念的説明図である。

【０１２５】図１５（Ａ）は、一括転写用のマスク１０
Ｂの一部を示す。実線は設計寸法のパターンであり、点
線はステップＳ４０の処理により幅が調整されたパター
ンである。パターン１６はステップＳ４１で選択された
最小設計幅の矩形パターンであり、この幅は調整されな
い。

【０１２６】図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のマスクで
一括露光した場合の露光強度分布を示す。実線及び点線
はそれぞれ設計寸法及び幅調整後のパターンを用いた場
合である。図１５（Ｂ）では、補助露光が含まれていな
い。

【０１２７】次に、図１２の処理を詳説する。

【０１２８】（Ｓ４１）孤立した最小幅の矩形パターン
を選出し、図３（Ａ）のようにＸ−Ｙ座標系を定め、露
光強度分布のスライスレベルでのＸ軸方向及びＹ軸方向
の幅がそれぞれ設計幅Ｗ0及びＨ0に等しくなるようにス
ライスレベルを調整したときの該スライスレベルを基準
露光強度Ｅthとして求める。Ｅthは、次式で計算され
る。

【０１２９】 Ｅth＝Ｆ（Ｗ／２，０；Ｗ，Ｈ） （２５） ここにＦは、次式で定義される。

【０１３０】 Ｆ（Ｘ，Ｙ；Ｗ，Ｈ）＝Ｆ_f（Ｘ，Ｙ；Ｗ，Ｈ）＋ηＦ_b（Ｘ，Ｙ；Ｗ，Ｈ） （２６） Ｆ_f（Ｘ，Ｙ；Ｗ，Ｈ）＝Ｇ（Ｘ；−Ｗ／２，Ｗ／２，β_f） ・Ｇ（Ｘ；−Ｈ／２，Ｈ／２，β_f） （２７） Ｆ_b（Ｘ，Ｙ；Ｗ，Ｈ）＝Ｇ（Ｘ；−Ｗ／２，Ｗ／２，β_b） ・Ｇ（Ｘ；−Ｈ／２，Ｈ／２，β_b） （２８） 孤立パターンは、後方散乱の影響がないので、以下の処
理によってスライスレベル＝基準露光強度（現像閾値）
の関係は影響されない。特にこの孤立パターンが最小幅
のパターンであれば、細幅パターンの露光条件のばらつ
きに対する出来上がりパターン像の幅のばらつきが小さ
くなり、パターン全体として出来上がりパターン像の寸
法精度が従来よりも向上する。

【０１３１】（Ｓ４２）パターン（露光データ）を寸法
シフトの単位としての矩形パターンに均等分割する。分
割されたパターン（分割パターン）のサイズは、例えば
（β _b／１０）×（β_b／１０）程度であり、分割パター
ンの各エツジ上での隣りの分割パターンからの影響が均
一であるとみなせる程度にする。

【０１３２】図１３（Ａ）、図１３（Ｃ）及び図１３
（Ｅ）は、実線で示す１つの矩形パターンを、点線で示
すように分割した場合の説明図であり、図１３（Ｂ）、
図１３（Ｄ）及び図１３（Ｆ）はそれぞれ、図１３
（Ａ）、図１３（Ｃ）及び図１３（Ｅ）で分割されたパ
ターンを明瞭にするために互いに分離して示す。

【０１３３】図１３（Ａ）は左下角から単純に、指定し
たサイズで分割した場合であり、パターン寸法が指定し
たサイズで割り切れない場合には、右及び上に徹小なパ
ターンが発生する。この場合、寸法シフトの時にパター
ンが消失したりパターン幅がマイナスになったりするの
で不適当である。

【０１３４】図１３（Ｃ）は、矩形パターンの縦及び横
を指定したサイズで均等に分割した場合であり、均等分
割することで、図１３（Ａ）のような微小パターンの発
生を防ぐことができる。しかし、後述する図形変更（パ
ターン幅調整）においては、エッジが元のパターンと一
致する辺のみしか図形変更を行わないため、細かくパタ
ーンを分割するのは、パターン数が無用に増えて複雑に
なるだけであり、有効でない。そこで、図１３（Ｅ）の
ように、図１３（Ｃ）と同じように均等分割するが、元
のパターンの周囲に沿った領域のみ同一サイズの矩形に
分割し、各分割パターンが元のパターンの境界に接する
辺を有するようにする。これにより、分割された矩形パ
ターン数の無用な増加を防ぐことができる。図１３
（Ｆ）中の黒点は、図１１（Ａ）と同じ固定サンプル点
である。

【０１３５】以下において、分割パターンに対する処理
である場合、サイズが小さいため又は孤立しているため
に分割されなかったパターンも分割パターンと称す。ま
た、例えば、設計寸法１×３μｍ²のパターンが３分割
されて１×１μｍ²になった場合、この１×１μｍ²も設
計寸法と称する。

【０１３６】（Ｓ４３）パターン面積密度αi,jを各ｉ
及びｊについて計算する。

【０１３７】（Ｓ４４）上式（１４）においてＱi,j＝
１及びＱi+l,j+m＝１とした実効パターン面積密度α'i,
jを各ｉ及びｊについて計算する。

【０１３８】（Ｓ４５）ステップＳ４２で分割されたパ
ターンについて付近のパターンからの前方散乱の影響を
取り込むために、図１３（Ｆ）に示すように固定サンプ
ル点を設定し、上記第２実施形態と同様に各固定サンプ
ル点での隣接パターンからの前方散乱強度ε1〜ε4を計
算する。次いで、設計寸法Ｗ0×Ｈ0の分割パターンにつ
いて、露光強度分布のスライスレベル＝基準露光強度Ｅ
thでの幅が設計幅に等しくなるように、図１０（Ｂ）と
同様に一対の対角点（Ｘ１，Ｙ１）及び（Ｘ２，Ｙ２）
を、点Ｐ１〜Ｐ４についての次の４元連立方程式 （Ｐ１） Ｆ_f（−Ｗ0／２，０；Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２）＋ε1＋α'i,j・η ＝Ｅth （Ｐ２） Ｆ_f（Ｗ0／２，０；Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２）＋ε2＋α'i,j・η＝ Ｅth （Ｐ３） Ｆ_f（０，−Ｈ0／２；Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２）＋ε3＋α'i,j・η ＝Ｅth （Ｐ４） Ｆ_f（０，Ｈ0／２；Ｘ１，Ｘ２，Ｙ１，Ｙ２）＋ε4＋α'i,j・η＝ Ｅth を解いて求める。ただし、図１３（Ｆ）に示す×印を付
した辺のように、元のパターンのエッジと一致しない辺
については移動させない。

【０１３９】このように分割パターンを設計パターンと
みなして分割パターン単位でパターン幅を調整すること
により、分割前のパターンの出来上がり寸法精度が向上
する。

【０１４０】（Ｓ５１〜Ｓ５３）上述した図１のステッ
プＳ３１〜Ｓ３３と同様の処理を行う。升目単位で補助
露光を行うかどうかが決定されるので、補助ショットを
行わなければ、複数の升目にまたがるパターンに部分的
な露光強度不足が生ずる場合がある。また、寸法シフト
時にパターンの座標が露光装置の最小寸法単位に丸めら
れることにより露光強度不足が生ずる場合がある。この
ような露光強度不足は、升目サイズの補助露光ショット
を発生させることにより解消される。ステップＳ４３で
は補助露光のパターン面積密度も考慮する。寸法シフト
又は補助露光ショット発生により実効パターン面積密度
が変化すると、収束しないと判定されてステップＳ４３
へ戻る。

【０１４１】図１４は、波線で示す２つの設計パターン
がステップＳ４２で分割され、ステップＳ４４で周囲の
辺がシフトされたことを示す。

【０１４２】なお、ステップＳ４１では、図２のステッ
プＳ１２での処理又はその変形例と同様にして基準露光
強度Ｅth＝ε_pを決定してもよい。すなわち、ステップ
Ｓ４１ではパターン幅を調整してもよい。例えば、最小
設計幅Ｗ0の孤立矩形パターンを選択し、このパターン
に関し前方散乱強度分布の、ピーク値の３０〜７０％の
範囲内の値であるスライスレベルでの幅が、設計幅に等
しくなるようにパターン幅を調整したときの該スライス
レベルを、基準露光強度Ｅthと決定してもよい。

【０１４３】また、設計幅の代表値、例えば最小値Ｗ0
と、基準露光強度Ｅthとの関係を計算により又は経験的
にテーブル化しておき、ステップＳ４１では、Ｗ0でこ
のテーブルを参照して基準露光強度Ｅthを決定するよう
にしてもよい。

【０１４４】ステップＳ４１では基準露光強度Ｅthを定
めればよいので、このパターンは孤立パターンでなくて
もよく、この場合、このパターンはステップＳ４３〜Ｓ
５３の処理によりパターン幅が決定される。

【０１４５】また、エネルギー強度分布関数中のビーム
ぼけδは、露光装置のレンズの収差やクーロン効果の影
響により、一括照射する面積、一括照射領域内の位置、
一括照射領域内の部分的な開口面積及び電流密度に依存
することが知られている。そこで、より高精度な補正の
ために、これらがビームぼけδに及ぼす影響をあらかじ
め実験により測定し、フィッティングにより得られた関
数を用いてビームぼけδを求め、又は計算時間短縮のた
めに実験結果をテーブル化し、そのテーブルからぼけδ
を求める。

【０１４６】例えば図１６に概念的に示すように、一括
照射領域２５０×２５０μｍ²内を１０×１０の領域に
分割し、×印を付した各領域中心でビームぼけδ［μ
ｍ］を測定し、これを図１７に示すようにテーブル化す
る。図１５及び図１６中の０〜９はＸ方向及びＹ方向の
各領域の中心位置を示す。一括照射内の任意の点におけ
るビームぼけδは、このテーブルを２次元補間して求め
ることができる。

【０１４７】或いは、ビームぼけδの、一括照射する面
積、一括照射領域内の位置、一括照射領域内の部分的な
開口面積及び電流密度に対する依存性を、電子ビーム装
置毎の光学系を考慮したシミュレーションによって導出
し、その関係式からビームぼけδを求めることができ
る。

【０１４８】また例えば、ビームぼけδの一括照射領域
内の位置依存性については実験で求め、照射面積依存性
についてはシミュレーションで求めるというように、両
者を併用してビームぼけδを求めることもできる。

【０１４９】［第４実施形態］次に、図１８〜図２３を
参照して、本発明の第４実施形態の近接効果補正方法を
用いた電子ビーム露光方法を説明する。

【０１５０】上記第１〜第３実施形態においては、露光
強度の不足する補正エリアに補助露光量を調節した補助
露光ショットを発生するが、補助露光ショット数が多く
なるので、露光時間が膨大になる。そこで、本発明の第
４の実施形態では、補助露光マスクを作成し、主露光と
同様に大領域を一括して補助露光する。

【０１５１】図１８〜図２０は露光データをイメージで
示す説明図である。上記第１〜第３のいずれかの実施形
態において、露光量を調節しかつ補助露光ショットを発
生させた後の露光データを作成する（図１８）。次に、
この露光データから、主露光データと補助露光データと
を分離し（図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ））、最後に、
補助露光データを、補助露光ショットの露光量と同等の
面積密度のパターンに置き換え（図２０）、これを補助
露光マスクのデータとする。

【０１５２】次に、補助露光データを露光量Ｑauxの補
助露光ショットと同等の露光強度を持つ面積密度αのパ
ターン群に置き換える方法について説明する。

【０１５３】大パターンの中心での露光強度を１とす
る。このパターンを細かく分割して、面積密度αのパタ
ーン群に分けたときの中心での露光強度はαである。そ
こで、露光量Ｑ0で描画して、露光量Ｑauxの補助露光シ
ョットの効果を得るために、補助露光ショットを面積密
度α＝Ｑaux／Ｑ0のパターン群に分割する。

【０１５４】マスクに作成できるパターン寸法やスペー
スの限界により、十分細かく分割したパターン群を作成
することは難しい。図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）はそ
れぞれ、パターン群がメッシュ状及び短冊状（いずれも
格子状）である場合を示し、それぞれ比較的小さな面積
密度及び比較的大きな面積密度のパターン群を得るのに
使用する。

【０１５５】図２２は、短冊パターンの前方散乱強度分
布を模式的に示した図であり、パターンが在るところで
露光強度が高くなり，パターンが無いところで露光強度
が低くなる。この前方散乱強度の極大値Ｅmaxと極小値
Ｅminの差がほぼ０とみなせることが重要となる。後方
散乱強度分布の凹凸は無視できる。

【０１５６】図２３は、各面積密度について、図２１
（Ｂ）の短冊パターン（ラインアンドスペースパター
ン）のスペース幅（単位は前方散乱長β_f）とＥmax−Ｅ
min（単位は任意）との関係を示す図である。例えばＥm
ax−Ｅmin≦１／６３のときＥmax−Ｅminがをほぼ０で
あるとみなせる場合、面積密度５０％の短冊パターンを
作成するには、図２３から、パターン幅及びスペース幅
を共に０・７５β_f以下にしなければならない。

【０１５７】しかし、本実施形態では、補助露光のみを
マスクに作成するため、電子ビームをある程度大きくぼ
かしてもパターン精度上問題なく、これにより実効前方
散乱長を大きくすることが可能であり、前方散乱長の
０．７５倍という短い寸法が要求されても実現可能であ
る。

【０１５８】本第４実施形態によれば、主露光マスクと
同様に大領域を一括して補助露光することができるの
で、露光のスループットが向上する。

【０１５９】［第５実施形態］次に、図２４〜図２８を
参照して、本発明の第５実施形態の近接効果補正方法を
用いた電子ビーム露光方法を説明する。

【０１６０】例えば、実効前方散乱長３０ｎｍ、実効後
方散乱長３０μｍ、後方散乱係数０．６という条件下
で、図２４（Ａ）に示すように幅Ｗ及びＨが共に５０μ
ｍ以上の矩形パターンが接近して形成されると、図２４
（Ｂ）に示すように、パターン間のスペース部の後方散
乱強度が基準露光強度Ｅthを超えてしまうため、図１２
のステップＳ４５でパターン幅を調整しても、露光強度
分布の基準露光強度Ｅthにおける幅を設計幅に一致させ
ることができない。

【０１６１】しかし、大矩形パターンの一部を梁の入っ
た又は入らない短冊パターンやメッシュパターンなどの
格子パターンに変更することで、部分的にパターン面積
密度を低減すれば、スペース部の後方散乱強度が基準露
光強度Ｅth下になり、このようなパターンも補正が可能
になる。

【０１６２】図２５は、本発明の第５実施形態の、図１
２の方法を改良した近接効果補正方法の手順を示すジェ
ネラルフローチャートである。

【０１６３】図２５は、図１２の処理にステップＳ４６
〜Ｓ４８、Ｓ６０及びＳ６１が付加されている。また、
格子パターン発生のため、図２６（Ａ）に示すようなパ
ターンに対し、ステップＳ４２Ａでは図２６（Ｂ）に実
線で示すようにパターンの全領域を、例えば（β_b／１
０）程度のサイズで均等分割する。図２６（Ｂ）中の点
線は上述のメッシュである。

【０１６４】（Ｓ４６）ステップＳ４２Ａで分割された
矩形パターンのうち、元のパターンの境界に接する分割
パターン、例えば図２６（Ｂ）のハッチングを施した領
域の分割パターンに対しては、図１２のステップＳ４５
と同じ処理を行って図２７（Ａ）に示すようにパターン
幅を調整する。ステップＳ４５の処理は、小さくて分割
されない元パターンに対しても行われる。

【０１６５】図２４（Ｂ）のハッチングを施した領域の
内側の領域のパターン、すなわち、分割パターンのうち
その４辺のいずれも他の分割パターンの辺と接している
もの（４辺隣接パターン）に対しては、ステップＳ４７
の処理を行う。このような分割パターンは、寸法精度が
要求されないが、比較的大きなパターンであるので後方
散乱強度が比較的大きい。このため、４辺隣接パターン
は、元のパターンの境界に接する分割パターンに大きな
影響を与え、出来上がり寸法にばらつきが生じ易い。

【０１６６】（Ｓ４７）該内側領域の各分割パターンを
後のステップＳ６０で例えば図２７（Ｂ）に示すような
パターン面積密度α_gpの格子パターンに変換するので、
該内側領域の各分割パターンについて、該パターン面積
密度α_gpを次式で計算する。

【０１６７】 α_gp（Ｆ_fmin＋（α_p'／α_gpb）η）＝ｋＥth （２９） ここにα_gp、Ｆ_fmin、α_p'及びα_gpbはいずれも着目分
割パターンに関するものであり、Ｆ_fminは該格子パター
ンの前方散乱強度の最小値Ｅminと平均強度（Ｅmax＋Ｅ
min）／２の比であり、１以下である。α_p'はステップ
Ｓ４３で算出された、着目分割パターンに跨る升目の実
効パターン面積密度のうち最小値である。ステップＳ４
３〜Ｓ５３の繰り返しループの２回目以降のステップＳ
４３でのパターン面積密度αi,jはステップＳ４７での
格子パターン及びステップＳ４５での寸法シフトが考慮
され、したがって該内側領域の分割パターンの、テップ
Ｓ４３のパターン実効面積密度は格子パターンに関する
値である。α_gpbはα_gpの前回値であり、その初期値は
１であり、また、ステップＳ５３で収束したと判定され
た時、α_gpb＝α_gpである。ｋは１より大きい定数であ
る。

【０１６８】収束した時、α_gp・Ｆ_fminはほぼ、パター
ン面積密度α_gpの着目分割パターンにおける前方散乱強
度の最小値（上記最小値に対応）に等しく、（α_gp／α
_gpb）α_p'・η＝α_p'・ηはパターン面積密度α_gpの着
目分割パターンにおける後方散乱強度である。つまり、
着目分割パターンにおける格子パターンの最小露光強度
がＥthのｋ倍になるように、着目分割パターンの格子パ
ターン面積密度α_gpを決定する。

【０１６９】このように該内側領域のパターン面積密度
を低減することにより、上記ばらつきの問題が解決され
る。また、基準前方散乱強度と比べて後方散乱強度が大
きかったためにパターン幅の調整だけでは補正しきれな
かったパターンについても補正が可能となる。上式（２
９）でα_gpを決定すれば、格子パターンに変換した後の
前方散乱強度の最小値でも露光不足で現像不可にならな
いことが保証される。

【０１７０】ｋの値は、１に近すぎると露光量変動など
でパターンの一部が現像されないことがあり、逆にあま
り大きいと後方散乱強度が充分低減されないので、１．
２程度が適当である。

【０１７１】また、前方散乱強度の最小値Ｆ_fminは、格
子パターンのピッチやスペース幅と前方散乱長との関係
によって異なってくる。従って、予想される最小パター
ン面積密度や、マスク作成において要求される最小スペ
ース幅などに基づき、最小値Ｆ_fminを決定するのが適当
である。

【０１７２】α_gpbにα_gpを代入する。

【０１７３】（Ｓ６０）収束後のパターン面積密度α_gp
に基づいて格子パターンを生成する。

【０１７４】例えば分割パターンが３×３μｍ²でα_gp
＝０．５である場合、これをラインアンドスペースに変
換するならば、例えば幅３０ｎｍ、長さ３μｍのライン
パターンをピッチ６０ｎｍで５０本生成し、千鳥格子パ
ターンに変換するならば、例えば３０×３０ｎｍ²の矩
形パターンを、縦方向及び横方向ともにピッチ４２．４
ｎｍで７０×７０個生成する。

【０１７５】このとき注意すべき点は、パターン幅やス
ペース幅が小さすぎるとマスク作成が困難になること
と、逆にピッチやスペース幅が前方散乱長と比べて大き
過ぎると局所的に露光強度が落ちて格子パターンとして
現像されてしまうことである。これらを避けるため、パ
ターン生成時にパターン生成の条件が必要となる。例え
ば、前方散乱長が３０ｎｍでマスクの最小開口幅が３０
ｎｍであるとき、スペース幅を３０ｎｍに固定するとい
うのは１つの条件として適当である。また、ピッチを例
えば前方散乱長の２倍に固定するというのも適当な条件
の１つである。さらに、パターン面積密度α_gpの値に応
じて千鳥格子パターンとラインアンドスペースパターン
とを使い分ける手法が、マスク作成の困難を低減するた
めに有効である。なぜならば、ピッチ一定の条件下で、
千鳥格子を用いてラインアンドスペースパターンと同じ
パターン面積密度を実現するには、よりスペースを小さ
くしなければならないので、例えばパターン面積密度α
_gpが５０％未満なら千鳥格子パターンに、５０％以上な
らラインアンドスペースパターンにすることにより、極
端に細い梁の発生が抑えられ、マスク作成の困難を低減
できる。

【０１７６】（Ｓ６１）次に、ステップＳ６０で生成さ
れたパターンを分割する。

【０１７７】図２７（Ｂ）に示すパターンは、パターン
エッジラフネス低減のためにドーナッツ形の開口を有
し、中央部が抜け落ちるので実現できない。ドーナッツ
パターンは通常２つのパターンに分割され、それぞれに
対応するマスクが作製されて、露光が２回行われる。

【０１７８】図２７（Ｂ）のパターンは、例えば図２８
（Ａ）のパターンと図２８（Ｂ）のパターンとに分割さ
れる。周辺パターンは、縦のパターンと横のパターンと
に分割され、格子パターンは均等に分割される。均等に
分割する理由は以下の２点である。第１点は、開口面積
をほぼ同じにすることにより、２回露光のうちどちらか
のクーロン効果が極端に大きくなることを防ぐためであ
る。第２点は、ピッチやスペースが小さい格子パターン
のマスクの作成は非常に困難であるが、２枚のマスクに
均等に分割すれぱ、ピッチが倍になり、マスク作成が容
易になるとともに、マスクの耐久性が向上するからであ
る。

【０１７９】なお、パターン面積密度α_gpの計算に用い
る実効パターン面積密度α_p'は、分割パターン内の最小
値でなくてもよく、最大値、平均値、パターン重心があ
る升目での値、あるいはこの分割パターンに含まれ及び
またがる升目による重み付け平均値を用いてもよい。ま
た、パターン面積密度α_gpの計算法として、 α_p'≧０．５のときα_gp＝０．５、α_p'＜０．５のとき
α_gp＝１．０ 又は、 α_p'＞０．５のときα_gp＝０．５／α_p' を用いてもよい。

【０１８０】また、マスクが開口マスクであっても、ド
ーナッツパターンがチップ内に１つもなく、主露光マス
クを１枚しか使わない場合には、次のどちらかの手法を
用いる。

【０１８１】（１）もともと大パターンの一部であった
パターンについては、図２５のステップＳ４６の判定処
理を行わないでステップＳ４７へ進み、ドーナッツパタ
ーンの発生を防ぐ。

【０１８２】（２）図２５のステップＳ６１の替わり
に、次のように格子パターンの領域拡張を行う。例え
ば、図２９（Ａ）のパターンに対しステップＳ６０で図
２９（Ｂ）のように格子パターンが一部に生成された場
合、元パターンの露光境界のうち、最も後方散乱強度が
大きい辺に平行に、露光境界まで格子パターンの領域拡
張を行う。拡張領域には、例えば幅３０ｎｍの千鳥格子
パターンやラインアンドスペースパターンを生成する。

【０１８３】また、マスクとしてドーナッツパターンが
欠落しないメンブレンマスクを用いる場合など、主露光
マスクが１枚である場合には、ステップＳ６１のパター
ン分割を行わなくてよい。

【０１８４】さらに、特に微細なパターンを精度良く描
画したい場合には、微細パターン近傍でのクーロン効果
によるビームぼけを小さくするために、微細パターン側
の総パターン面積を減らすようにパターン分割を行って
もよい。

【０１８５】［第６実施形態］次に、図３１を参照し
て、本発明の第６実施形態の近接効果補正方法を用いた
電子ビーム露光方法を説明する。

【０１８６】上記第５実施形態によれば、図２４（Ａ）
に示す互いに接近した大パターンを分離して転写するこ
とが可能になる。しかし、ステップＳ４２Ａでパターン
を分割した時に上記内側領域が存在する場合、常に格子
パターンが生ずる。また、主露光マスクが２枚必要にな
る。

【０１８７】そこで、本発明の第６実施形態では、パタ
ーン面積密度を低減する必要があるパターンを抽出する
ステップＳ４８をステップＳ４０Ｂに加える。どのパタ
ーンを抽出するかを判断する情報を得るために、このス
テップＳ４８の前にステップＳ４３及びＳ４４の処理を
行う。

【０１８８】（Ｓ４８）ステップＳ４３で設定したメッ
シュの升目のうち、パターン境界を含むものについて、
後方散乱強度α_p'・ηが基準露光強度Ｅthの例えば８０
％以上となるかどうかを判定し、肯定判定された升目に
境界が含まれるパターンを抽出する。このパーセンテー
ジは、低コントラストでもきちんと解像するレジストで
あれば高く、そうでなければ低く設定する。

【０１８９】次に、ステップＳ４２Ａの図形分割処理を
行った後、ステップＳ４６Ａへ進む。

【０１９０】（Ｓ４６Ａ）図２５のステップＳ４６と同
様に、ステップＳ４２Ａで分割された矩形パターンのう
ち、元のパターンの境界に接するパターン（周囲パター
ン）に対しては、図１２のステップＳ４５と同じ処理を
行って図２７（Ａ）に示すようにパターン幅を調整す
る。しかし、ステップＳ４７の処理は、ステップＳ４８
で抽出されたパターンについてのみ、該周囲パターンの
内側のパターンに対して行う。

【０１９１】ステップＳ４８及びＳ４２Ａの処理は、繰
り返しループにおいて最初の１回のみ行われる。

【０１９２】他の点は、上記第５実施形態と同一であ
る。

【０１９３】なお、本発明には外にも種々の変形例が含
まれる。

【０１９４】例えば、エネルギー強度分布関数は上記ダ
ブルガウシアンに限定されず、実測との一致性を高める
ためのフィッティング計数γ及び２次電子散乱比率η'
を含む第３項を有するトリプルガウシアンを用いたり、
多項式で近似してもよい。特に上記第２及び第３実施形
態においては、寸法シフトのステップにおいて、トリプ
ルガウシアンに含まれる、前方散乱より広く後方散乱よ
り狭い範囲に拡がる項を取り込んでもよい。

【０１９５】また、メッシュの升目の一辺の長さはブロ
ック露光パターンのそれの１／（整数）である必要はな
い。

【０１９６】以上の説明から明らかなように、本発明に
は、以下の付記が含まれる。

【０１９７】（付記１）繰り返し利用され一括露光され
るブロックパターンを含むマスクに形成されるパターン
の幅を調整し且つ補正露光量を算出することにより近接
効果補正を行う荷電粒子ビーム露光方法において、
（ａ）該ブロックパターンに含まれる最小幅のパターン
の前方散乱強度分布に基づいて基準前方散乱強度を決定
し、（ｂ）該ブロックパターンの各パターンについて、
前方散乱強度分布の該基準前方散乱強度での幅が設計幅
に等しくなるようにパターン幅を調整し、（ｃ）該基準
前方散乱強度とその位置の後方散乱強度との和の補正露
光量倍が各パターンについて略同一値になるように該補
正露光量を決定する、という近接効果補正を行うことを
特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。（１） （付記２）上記ステップ（ａ）では、上記ブロックパタ
ーンに含まれる最小幅のパターンに関し前方散乱強度分
布の、ピーク値の所定パーセントであるスライスレベル
での幅が、設計幅に等しくなるようにパターン幅を調整
したときの該スライスレベルを、上記基準前方散乱強度
と決定することを特徴とする付記１記載の荷電粒子ビー
ム露光方法。（２） （付記３）上記ステップ（ａ）の所定パーセントは３０
〜７０％の範囲内の値であることを特徴とする付記２記
載の荷電粒子ビーム露光方法。

【０１９８】（付記４）上記ステップ（ａ）の所定パー
セントは５０％であることを特徴とする付記３記載の荷
電粒子ビーム露光方法。

【０１９９】（付記５）上記ステップ（ａ）において、
上記調整されたパターン幅が予め定められた最小値より
小さい場合には、パターン幅を該最小値にしたときの上
記前方散乱強度分布のスライスレベルでの幅が、設計幅
に等しくなるように該スライスレベルを定めたときの該
スライスレベルを、上記基準前方散乱強度と決定するこ
とを特徴とする付記２記載の荷電粒子ビーム露光方法。

【０２００】（付記６）上記ステップ（ａ）では、上記
ブロックパターンに含まれる最小幅のパターンに関し前
方散乱強度分布のスライスレベルでの幅が設計幅に等し
くなるように該スライスレベルを調整したときの該スラ
イスレベルを、上記基準前方散乱強度と決定することを
特徴とする付記１記載の荷電粒子ビーム露光方法。

【０２０１】（付記７）上記ステップ（ａ）では、ブロ
ックパターン毎に上記基準前方散乱強度を決定すること
を特徴とする付記１記載の荷電粒子ビーム露光方法 （付記８）上記ステップ（ｃ）は、露光すべきパターン
を上記調整された幅のパターンに変更したときのパター
ン配置面をメッシュで分割し、該メッシュの各升目のパ
ターン面積密度を求め、該パターン面積密度をスムージ
ング処理して実効パターン面積密度を求め、上記後方散
乱項による露光強度を該実効パターン面積密度に比例し
た値として求める、ステップを有することを特徴とする
付記１記載の荷電粒子ビーム露光方法。

【０２０２】（付記９）上記ステップ（ｃ）では、上記
補正露光量Ｑcpを、Ｑcp（ε_p＋α_p'・η）＝Ｅthが成
立するように決定し、ここにε_pは上記基準前方散乱強
度、Ｅthはパターン現像の閾値、ηは後方散乱係数、α
_p'は実効パターン面積密度であることを特徴とする付記
１記載の荷電粒子ビーム露光方法。（３） （付記１０）上記ステップ（ｃ）において、上記メッシ
ュの升目サイズは、上記ブロックパターンの最大サイズ
よりも小さく、該メッシュの複数の升目にまたがるパタ
ーンに対する１ショット露光で露光強度が不足する各升
目について、該不足を補うための補助露光量を求めるこ
とを特徴とする付記８記載の荷電粒子ビーム露光方法。

【０２０３】（付記１１）上記ステップ（ｂ）は、上記
ブロックパターンの各パターンについて各辺の中点に固
定サンプル点を設定し、各固定サンプル点について、前
方散乱強度分布の該固定サンプル点での強度が上記基準
前方散乱強度になるように、該固定サンプル点に対応し
た辺をその直角方向にシフトさせて、上記パターン幅の
調整を行う、ステップを有することを特徴とする付記１
記載の荷電粒子ビーム露光方法。（４） （付記１２）上記ステップ（ｂ）は、上記ブロックパタ
ーン内の少なくとも１つのパターンについて、該パター
ンを複数の矩形に分割し、分割された矩形のうち該パタ
ーンの境界に接する各辺の中点に固定サンプル点を設定
し、各固定サンプル点について、前方散乱強度分布の該
固定サンプル点での強度が上記基準前方散乱強度になる
ように、該固定サンプル点に対応した辺をその直角方向
にシフトさせて、上記パターン幅の調整を行う、ステッ
プを有することを特徴とする付記１１記載の荷電粒子ビ
ーム露光方法。（５） （付記１３）荷電粒子投影法により一括転写される複数
パターンを含むマスクのパターン幅を調整することによ
り近接効果補正を行う荷電粒子ビーム露光方法におい
て、（ａ）該複数パターンの代表パターンを選択しこの
パターンに基づいて基準露光強度Ｅthを決定し、（ｂ）
該複数パターンの後方散乱強度分布Ｆ_bを求め、（ｃ）
各パターンについて、前方散乱強度分布のスライスレベ
ル（Ｅth−Ｆ_b）での幅が設計幅Ｗ0iになるようにパタ
ーン幅Ｗを調整し、（ｄ）露光強度が不足する領域につ
いて、該不足を補うための補助露光量を求める、ことを
特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。（６） （付記１４）上記ステップ（ａ）では、上記複数パター
ンのうち最小設計幅の矩形パターンを代表パターンとし
て選択することを特徴とする付記１３記載の荷電粒子ビ
ーム露光方法。

【０２０４】（付記１５）上記ステップ（ａ）では、上
記複数パターンのうち最小設計幅Ｗ0の孤立矩形パター
ンを代表パターンとして選択し、このパターンの前方散
乱強度分布のスライスレベルでの幅が設計幅Ｗ0になる
ように該スライスレベルを調整して該スライスレベルを
上記基準露光強度Ｅthと決定することを特徴とする付記
１３記載の荷電粒子ビーム露光方法。

【０２０５】（付記１６）上記ステップ（ａ）では、上
記複数パターンのうち最小設計幅Ｗ0の孤立矩形パター
ンを代表パターンとして選択し、このパターンに関し前
方散乱強度分布の、ピーク値の３０〜７０％の範囲内の
値であるスライスレベルでの幅が、設計幅に等しくなる
ようにパターン幅を調整したときの該スライスレベル
を、上記基準露光強度Ｅthと決定することを特徴とする
付記１３記載の荷電粒子ビーム露光方法。

【０２０６】（付記１７）上記ステップ（ｂ）は、マス
ク上のパターン配置面をメッシュで分割し、該メッシュ
の各升目のパターン面積密度を求め、該パターン面積密
度をスムージング処理して実効パターン面積密度を求
め、上記後方散乱強度Ｆ_bを該実効パターン面積密度に
比例した値として求める、ステップを有し、上記ステッ
プ（ｄ）では、該メッシュの升目単位で補助露光量を求
める、ことを特徴とする付記１３記載の荷電粒子ビーム
露光方法。

【０２０７】（付記１８）上記ステップ（ｃ）は、少な
くとも１つのパターンについて各辺の中点に固定サンプ
ル点を設定し、各固定サンプル点について、前方散乱強
度分布の該固定サンプル点での強度が上記スライスレベ
ルになるように、該固定サンプル点に対応した辺をその
直角方向にシフトさせて、上記パターン幅の調整を行
う、ステップを有することを特徴とする付記１３記載の
荷電粒子ビーム露光方法。（７） （付記１９）上記ステップ（ｃ）は、（ｃ１）少なくと
も１つのパターンについて、該パターンを複数の矩形に
分割し、（ｃ２）分割された矩形のうち該パターンの境
界に接する各辺の中点に固定サンプル点を設定し、（ｃ
３）各固定サンプル点について、前方散乱強度分布の該
固定サンプル点での強度が上記スライスレベルになるよ
うに、該固定サンプル点に対応した辺をその直角方向に
シフトさせて、上記パターン幅の調整を行う、ステップ
を有することを特徴とする付記１３記載の荷電粒子ビー
ム露光方法。（８） （付記２０）上記ステップ（ｃ１）では、上記パターン
の周囲に沿った領域のみ同一サイズの上記矩形に分割
し、各矩形がこのパターンの境界に接する辺を有するよ
うにすることを特徴とする付記１９記載の荷電粒子ビー
ム露光方法。

【０２０８】（付記２１）上記ステップ（ｃ）におい
て、上記前方散乱強度分布はビームぼけδに依存し、該
ビームぼけと露光位置との関係を予め求めておき、この
関係に基づき露光位置に応じて該荷電粒子ビームぼけδ
を決定することを特徴とする付記１３記載の荷電粒子ビ
ーム露光方法。（９） （付記２２）上記調整された幅のパターンを第１マスク
ブランクに形成して一括露光用主露光マスクを作製し、
上記ステップ（ｄ）で求めた補助露光量に基づいて、補
助露光量に比例したパターン面積密度の格子パターンを
第２マスクブランクに形成して一括露光用補助露光マス
クを作成する、ステップをさらに有することを特徴とす
る付記１３記載の荷電粒子ビーム露光方法。

【０２０９】（付記２３）荷電粒子投影法により複数の
パターンを一括露光する荷電粒子ビーム露光方法におい
て、（ａ）該複数のパターンが形成された主露光マスク
に荷電粒子ビームを照射して感応基板上を一括露光し、
（ｂ）該一括露光のみでは露光強度が不足している領域
に補助露光するためのパターンが形成され補助露光マス
クに荷電粒子ビームを照射して該感応基板上を一括露光
する、ことを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。（１
０） （付記２４）上記ステップ（ｂ）では、荷電粒子ビーム
の焦点を上記感応基板上からずらして照射することを特
徴とする付記２３記載の荷電粒子ビーム露光方法。

【０２１０】（付記２５）上記ステップ（ｂ）と（ｃ）
の間又は（ｃ）と（ｄ）の間においてさらに、（ｅ）後
方散乱強度に応じて、例えば後方散乱強度の基準露光強
度に対する値に応じてパターンの少なくとも一部を格子
パターンに変更する、ことを特徴とする付記１３記載の
荷電粒子ビーム露光方法。

【０２１１】（付記２６）上記ステップ（ｃ１）と
（ｄ）の間においてさらに、（ｅ）上記分割された矩形
のうちその４辺のいずれも他の分割された矩形の辺と接
している場合に、この分割された矩形を格子パターンに
変更する、ステップを有することを特徴とする付記１９
記載の荷電粒子ビーム露光方法。

【０２１２】（付記２７）上記ステップ（ｅ）におい
て、パターン境界の一部での後方散乱強度が基準露光強
度の所定％を越える場合のみ上記変更を行うことを特徴
とする付記２６記載の荷電粒子ビーム露光方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の近接効果補正方法の手
順を示すジェネラルフローチャートである。

【図２】図１のステップＳ１０の、１つのブロック露光
パターンに対する処理を示す詳細フローチャートであ
る。

【図３】（Ａ）はＸ−Ｙ直交座標系におけるＸ方向及び
Ｙ方向の寸法がそれぞれＷ及びＨの矩形パターンを示す
図であり、（Ｂ）はエネルギー強度分布関数の前方散乱
項をこのパターンについて面積分して得られる前方散乱
強度分布を示す線図である。

【図４】実効前方散乱半径が０．０４μｍである場合の
図３（Ｂ）の半値幅（設計幅）Ｗ0に対する図３（Ａ）
のマスクのパターン幅（シフトされた幅）Ｗを示す線図
である。

【図５】パターン面積密度マップ法説明図である。

【図６】マスクの一部の設計パターン、近接効果補正の
ためにシフトされたパターン及び照射される電子ビーム
照射領域を示す図である。

【図７】（Ａ）は図６のパターンに対応した前方散乱強
度分布と設計幅との関係を示す概略線図であり、（Ｂ）
はこの前方散乱強度に後方散乱強度を加えた露光強度分
布と設計幅との関係を示す概略線図である。

【図８】図７（Ｂ）の露光強度分布に対し補正を行った
後の露光強度分布を示す概略線図である。

【図９】（Ａ）は本発明の第２実施形態の近接効果補正
方法の寸法シフト説明に用いられるブロックパターンを
示す図であり（Ｂ）はこのパターンに設定される固定サ
ンプル点を示す図である。

【図１０】（Ａ）は固定サンプル点Ｐ２に対する隣接パ
ターンからの前方散乱の影響を示す説明図であり、
（Ｂ）はこの影響が考慮されて左右非対称にシフトされ
たパターンを示す図である。

【図１１】（Ａ）は分割されたパターンに設定される固
定サンプル点を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）の左側パ
ターンが前方散乱の影響によりシフトされたものを示す
図である。

【図１２】本発明の第３実施形態の、電子投影法で用い
られる近接効果補正方法の手順を示すジェネラルフロー
チャートである。

【図１３】（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）は、実線で示す１
つの矩形パターンの分割説明図であり、（Ｂ）、（Ｄ）
及び（Ｆ）はそれぞれ、（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）で分
割されたパターンを明瞭にするために互いに分離して示
す説明図である。

【図１４】波線で示す２つの接近した設計パターンが図
１２のステップＳ４２で分割され、図１２のステップＳ
４４で周囲の辺がシフトされたことを示す説明図であ
る。

【図１５】（Ａ）は寸法シフト前後のマスクパターンの
一部を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）に対応した露光強
度分布を示す概略線図である。

【図１６】電子ビーム一括照射領域内の転写パターンと
ビームぼけ測定点とを示す概念説明図である。

【図１７】図１６中のビームぼけ測定点に対応したビー
ムぼけ測定値を示すテーブルである。

【図１８】露光量を調節しかつ補助露光ショットを発生
させた後の露光データをイメージで示す説明図である。

【図１９】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ図１８の露光デ
ータから分離された主露光データと補助露光データとを
イメージで示す説明図である。

【図２０】図１９（Ｂ）の補助露光データを、補助露光
ショットの露光量と同等の面積密度のパターンに置き換
えて得られる補助露光マスクデータをイメージで示す説
明図である。

【図２１】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、補助露光ショ
ットの露光量と同等の面積密度を有するパターンがメッ
シュ状及び短冊状である場合を示す説明図である。

【図２２】図２１（Ｂ）の短冊パターンの前方散乱強度
分布を模式的に示す線図である。

【図２３】各面積密度の短冊パターンのスペース幅（単
位は前方散乱長β_f）と前方散乱強度の極大値と極小値
の差Ｅmax−Ｅmin（単位は任意）との関係を示す線図で
ある。

【図２４】電子投影法で用いられる、接近した大パター
ンを有する一括転写用マスクの一部を示す図である。

【図２５】本発明の第５実施形態の、図１２の方法を改
良した近接効果補正方法の手順を示すジェネラルフロー
チャートである。

【図２６】（Ａ）は分割前のパターンを示す説明図であ
り、（Ｂ）は分割後のパターンの寸法シフト領域にハッ
チングを施しかつパターン面積密度計算用メッシュを点
線で示す説明図である。

【図２７】（Ａ）は図２５のステップＳ４５で寸法シフ
トされたパターンを示す説明図であり、（Ｂ）はさらに
図２５のステップＳ４７でのパターン面積密度計算に基
づいて図２５のステップＳ６０で生成された格子パター
ンを示す説明図である。

【図２８】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ図２７（Ｂ）の
パターンが図２５のステップＳ６１で２分割されたパタ
ーンを示す説明図である。

【図２９】（Ａ）は分割前の他のパターンを示す説明図
であり、（Ｂ）は図２５のステップＳ４７でのパターン
面積密度計算に基づいて図２５のステップＳ６０で生成
された格子パターンを示す説明図である。

【図３０】図２９（Ｂ）のパターンに対し図２５のステ
ップＳ６１の替わりに格子パターンの領域拡張を行って
ドーナッツパターンが生じないようにしたことを示す説
明図である。

【図３１】本発明の第６実施形態の、図２５の方法を改
良した近接効果補正方法の手順を示すジェネラルフロー
チャートである。

【図３２】（Ａ）及び（Ｂ）は従来の個別露光の近接効
果補正方法説明図であり、（Ａ）はマスクの一部の設計
パターン、近接効果補正のためにシフトされたパターン
及び照射される電子ビーム照射領域を示す図であり、
（Ｂ）は（Ａ）のパターンに対応した、補正された露光
強度分布を示す概略線図である。

【図３３】（Ａ）及び（Ｂ）は従来のブロック露光の近
接効果補正方法説明図であり、（Ａ）はマスクの一部の
設計パターン、近接効果補正のためにシフトされたパタ
ーン及び照射される電子ビーム照射領域を示す図であ
り、（Ｂ）は（Ａ）のパターンに対応した、補正された
露光強度分布を示す概略線図である。

【図３４】図３３（Ｂ）の露光強度分布に補助露光を加
算することにより細いラインパターンが現像可能になる
ことを示す概略線図である。

【符号の説明】

１０、１０Ａ、１０Ｂ マスク １１、１１Ａ、１２、１２Ａ シフトされたパターン １３〜１５ 電子ビーム照射領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F056 AA06 AA19 AA22 CA05 CC12 CC13 CD12 CD13

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繰り返し利用され一括露光されるブロッ
   クパターンを含むマスクに形成されるパターンの幅を調
   整し且つ補正露光量を算出することにより近接効果補正
   を行う荷電粒子ビーム露光方法において、 （ａ）該ブロックパターンに含まれる最小幅のパターン
   の前方散乱強度分布に基づいて基準前方散乱強度を決定
   し、 （ｂ）該ブロックパターンの各パターンについて、前方
   散乱強度分布の該基準前方散乱強度での幅が設計幅に等
   しくなるようにパターン幅を調整し、 （ｃ）該基準前方散乱強度とその位置の後方散乱強度と
   の和の補正露光量倍が各パターンについて略同一値にな
   るように該補正露光量を決定する、 という近接効果補正を行うことを特徴とする荷電粒子ビ
   ーム露光方法。
2. 【請求項２】 上記ステップ（ａ）では、上記ブロック
   パターンに含まれる最小幅のパターンに関し前方散乱強
   度分布の、ピーク値の所定パーセントであるスライスレ
   ベルでの幅が、設計幅に等しくなるようにパターン幅を
   調整したときの該スライスレベルを、上記基準前方散乱
   強度と決定することを特徴とする請求項１記載の荷電粒
   子ビーム露光方法。
3. 【請求項３】 上記ステップ（ｃ）では、上記補正露光
   量Ｑcpを、Ｑcp（ε _p＋α_p'・η）＝Ｅthが成立するよ
   うに決定し、ここにε_pは上記基準前方散乱強度、Ｅth
   はパターン現像の閾値、ηは後方散乱係数、α_p'は実効
   パターン面積密度であることを特徴とする請求項１記載
   の荷電粒子ビーム露光方法。
4. 【請求項４】 上記ステップ（ｂ）は、 上記ブロックパターンの各パターンについて各辺の中点
   に固定サンプル点を設定し、 各固定サンプル点について、前方散乱強度分布の該固定
   サンプル点での強度が上記基準前方散乱強度になるよう
   に、該固定サンプル点に対応した辺をその直角方向にシ
   フトさせて、上記パターン幅の調整を行う、 ステップを有することを特徴とする請求項１記載の荷電
   粒子ビーム露光方法。
5. 【請求項５】 上記ステップ（ｂ）は、 上記ブロックパターン内の少なくとも１つのパターンに
   ついて、該パターンを複数の矩形に分割し、 分割された矩形のうち該パターンの境界に接する各辺の
   中点に固定サンプル点を設定し、 各固定サンプル点について、前方散乱強度分布の該固定
   サンプル点での強度が上記基準前方散乱強度になるよう
   に、該固定サンプル点に対応した辺をその直角方向にシ
   フトさせて、上記パターン幅の調整を行う、 ステップを有することを特徴とする請求項４記載の荷電
   粒子ビーム露光方法。
6. 【請求項６】 荷電粒子投影法により一括転写される複
   数パターンを含むマスクのパターン幅を調整することに
   より近接効果補正を行う荷電粒子ビーム露光方法におい
   て、 （ａ）該複数パターンの代表パターンを選択しこのパタ
   ーンに基づいて基準露光強度Ｅthを決定し、 （ｂ）該複数パターンの後方散乱強度分布Ｆ_bを求め、 （ｃ）各パターンについて、前方散乱強度分布のスライ
   スレベル（Ｅth−Ｆ_b）での幅が設計幅Ｗ0iになるよう
   にパターン幅Ｗを調整し、 （ｄ）露光強度が不足する領域について、該不足を補う
   ための補助露光量を求める、 ことを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。
7. 【請求項７】上記ステップ（ｃ）は、 少なくとも１つのパターンについて各辺の中点に固定サ
   ンプル点を設定し、 各固定サンプル点について、前方散乱強度分布の該固定
   サンプル点での強度が上記スライスレベルになるよう
   に、該固定サンプル点に対応した辺をその直角方向にシ
   フトさせて、上記パターン幅の調整を行う、 ステップを有することを特徴とする請求項６記載の荷電
   粒子ビーム露光方法。
8. 【請求項８】 上記ステップ（ｃ）は、 （ｃ１）少なくとも１つのパターンについて、該パター
   ンを複数の矩形に分割し、 （ｃ２）分割された矩形のうち該パターンの境界に接す
   る各辺の中点に固定サンプル点を設定し、 （ｃ３）各固定サンプル点について、前方散乱強度分布
   の該固定サンプル点での強度が上記スライスレベルにな
   るように、該固定サンプル点に対応した辺をその直角方
   向にシフトさせて、上記パターン幅の調整を行う、 ステップを有することを特徴とする請求項６記載の荷電
   粒子ビーム露光方法。
9. 【請求項９】 上記ステップ（ｃ）において、上記前方
   散乱強度分布はビームぼけδに依存し、該ビームぼけと
   露光位置との関係を予め求めておき、この関係に基づき
   露光位置に応じて該荷電粒子ビームぼけδを決定するこ
   とを特徴とする付記６記載の荷電粒子ビーム露光方法。
10. 【請求項１０】 荷電粒子投影法により複数のパターン
    を一括露光する荷電粒子ビーム露光方法において、 （ａ）該複数のパターンが形成された主露光マスクに荷
    電粒子ビームを照射して感応基板上を一括露光し、 （ｂ）該一括露光のみでは露光強度が不足している領域
    に補助露光するためのパターンが形成され補助露光マス
    クに荷電粒子ビームを照射して該感応基板上を一括露光
    する、 ことを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。