JP2004111798A - 荷電粒子ビーム露光方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】近接効果補正を行うとともに、近接効果以外の影響による寸法変化に対しルールベースで補正することにより、微細なレジストパターンの精度を向上させる。
【解決手段】前処理工程１及び２では、着目設計パターンとこれに最接近している設計パターンとの間の距離Ｓｐと、該着目設計パターンの該距離の方向の幅Ｗとに基づいて、該着目設計パターンの該最接近設計パターン側の辺を該距離の方向へ、実験式に基づき予め決定されたδ（Ｗ，Ｓｐ）だけシフトさせて第１露光パターンを得る。近接効果補正工程３では、該第１露光パターンのレジストパターンが得られるように、露光強度分布関数に基づき該第１露光パターンに対し近接効果補正して、パターンサイズをさらに変更した第２露光パターンを得るとともに露光量のデータを得る。
【選択図】 図１
【解決手段】前処理工程１及び２では、着目設計パターンとこれに最接近している設計パターンとの間の距離Ｓｐと、該着目設計パターンの該距離の方向の幅Ｗとに基づいて、該着目設計パターンの該最接近設計パターン側の辺を該距離の方向へ、実験式に基づき予め決定されたδ（Ｗ，Ｓｐ）だけシフトさせて第１露光パターンを得る。近接効果補正工程３では、該第１露光パターンのレジストパターンが得られるように、露光強度分布関数に基づき該第１露光パターンに対し近接効果補正して、パターンサイズをさらに変更した第２露光パターンを得るとともに露光量のデータを得る。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、近接効果補正及びその他の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】
近年、半導体装置の集積度向上に伴って、要求されるパターンルールが微細化され、従来の光露光方法では解像が困難になりつつある。そこで、荷電粒子ビーム、特に電子ビームを用いた露光方法が使用されるようになった。荷電粒子ビーム露光方法は、ビームを非常に細く絞れること、及び、電磁界による制御性がよいこと等の理由により、微細パターンの形成に適している。以下、荷電粒子ビームが電子ビームである場合について説明する。
【０００３】
電子ビーム露光のスループットを向上させるために、可変成形ビーム露光方法や、繰り返し使用される透過孔パターンが複数形成されたステンシルマスクを用いたブロック露光方法が使用されている。さらに、チップ内全てのパターンに対応するマスクを用いたプロジェクション型露光装置の開発も進んでいる。
【０００４】
いずれの露光手法を用いる場合にも問題となるのは、近接効果の影響により、露光パターンの粗密等に応じて解像線幅が異なることである。
【０００５】
電子ビームがレジストに与えるエネルギーは、通常長さレンジの異なるいくつかのガウス関数の和として表されるが、最も一般的なのは（１）式のように２つのガウス分布の和で表される露光強度分布（ＥＩＤ： Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）関数である。
【０００６】
【数１】
【０００７】
ここに、
βｆ：前方散乱半径
βｂ：後方散乱半径
η：後方散乱係数
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、βｆは小さくなり、βｂは大きくなる。
【０００８】
従来では、このようなＥＩＤ関数を用い、レジストパターン（転写パターン）が設計パターンに等しくなるようにするため、このようなＥＩＤ関数を用いて、露光パターンに対し次のような近接効果補正を行っていた（例えば特許文献１参照）。ここで、補正前の露光パターンは、設計パターンと同じである。
【０００９】
（１）ＥＩＤ関数おける前方散乱項に基づいて個別露光パターンの前方散乱強度分布を計算し、そのピーク値の所定パーセントである基準値のラインで該分布をスライスしたときの幅が、設計パターン幅に等しくなるように、露光パターンのサイズを変更する。
【００１０】
（２）次に、後方散乱強度を計算し、該基準値ラインと該分布の交点での前方散乱強度（＝基準値）と、該交点での後方散乱強度との和が閾値を超えないよう（最大値が閾値に等しくなるよう）且つ全ての露光パターンで略一致するように、各ショットの露光量を決定する（露光量補正を行う）。
【００１１】
（３）次に、露光量が所定値以上足りないところに補助露光ショットを発生させるため、その露光量（補助露光量）を算出する。
【００１２】
このような近接効果補正方によれば、露光強度分布の閾値における傾斜が急になるので、露光量の誤差に対するレジストパターン幅の変化が小さくなって、すなわち露光量のマージンが広くなって、レジストパターン精度が向上する。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００１−０５２９９９号公報
【００１４】
【特許文献２】
特開平０８−３２１４５０号公報
【００１５】
【非特許文献１】
ＯＴＴＯ ＳＰＩＥ １９９４ ｖｏｌ． １２１９７ ｐ１−ｐ１６
【００１６】
【非特許文献２】
Ｊ． Ｖａｃ． Ｓｃｉ． Ｔｅｃｈｎｏｌ． Ｂ １８ ３１５０ １２０００
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
パターン幅が１００ｎｍ以下になると、上述のようなＥＩＤ関数に基づく近接効果補正では説明できない現象を、本発明者は確認した。
【００１８】
図２２は、図２１に示すような、幅Ｗのライン１１〜１３が間隔Ｓｐで平行に形成されたライン・アンド・スペース（Ｌ＆Ｓ）の設計パターン１０と、他のパターンからの後方散乱の影響が無視できる（例えば他のパターンから２μｍ以上離れた）、幅Ｗの孤立ラインパターン１４に対し上記近接効果補正を行い、その結果に基づいて、あるネガ型レジストに対し、５０ｋＶの電子ビーム露光装置で露光した場合に、Ｌ＆Ｓの中央ライン１２に対応するレジストパターンの幅と該孤立ラインに対応するレジストのパターン幅との差２δが設計スペース幅Ｓｐに対してどのように変化するかをプロットしたグラフである。
【００１９】
ネガ型レジストでスペースが小さくなるほど線幅が細る現象は、上記モデルでは説明できない。つまり、従来の近接効果補正方法で図２２のレジストパターン幅変化を補正することは不可能である。図２２に示したパターン幅変化はレジストに依存し、レジストによっては図２３のようにスペースが小さくなるほど線幅が太るという逆の傾向を示す。線幅変動のばらつきは、他の原因にも依存していることを示している。
【００２０】
このような複雑な現象を、モデル化し上述のような近接効果補正方法に取り込むのは容易でない。
【００２１】
本発明の目的は、このような問題点に鑑み、近接効果補正を行うとともに、近接効果以外の影響による寸法変化に対しルールベースで補正することにより、微細なレジストパターンの精度を向上させることが可能な荷電粒子ビーム露光方法を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段及びその作用効果】
本発明による荷電粒子ビーム露光方法の一態様では、
少なくとも、着目設計パターンと該着目設計パターンに最接近している設計パターンとの間の距離Ｓｐと、該着目設計パターンの該距離の方向の幅Ｗとに基づいて、該着目設計パターンのサイズを補正した第１露光パターンを得る前処理工程と、
該第１露光パターンのレジストパターンが得られるように、露光強度分布関数に基づき該第１露光パターンに対し近接効果補正して、パターンサイズをさらに変更した第２露光パターンを得るとともに露光量のデータを得る近接効果補正工程とを有する。
【００２３】
ここで、「パターンサイズをさらに変更」とは、近接効果補正の結果としてパターンサイズが変更される意味であり、近接効果が無視できるパターンについてパターンサイズが変更されない場合を含む意味である。
【００２４】
該第１露光パターンを得るためのサイズ補正量は例えば、該着目設計パターンの該最接近設計パターン側の辺の、該距離の方向へのシフト量δである。例えば、該幅Ｗと該距離Ｓｐと該シフト量δとの間の実験式を予め作成しておき、該シフト量δを該実験式に基づいてを決定する。
【００２５】
上記一態様によれば、近接効果補正のみでは補正できない、レジストに複雑に依存した誤差をルールベースで補正することができ、微細レジストパターンの精度向上に寄与するところが大きい。
【００２６】
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。
【００２７】
【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。複数の図中の対応する同一又は類似の構成要素には、同一又は類似の符号を付している。
【００２８】
最初に、用語の意味を説明する。
【００２９】
露光データは、露光パターンと露光量のデータを含んでおり、露光量のデータは、上述の補正露光量と補助露光量とを含んでいる。補正は、近接効果補正と、上記現象に対する補正とを含んでいる。レジストパターン（転写パターン）が設計パターンに等しくなるようにするため、露光パターンを変更するとともに各ショットの露光量を決定するという補正を行う。補正前の露光パターンは、設計パターンと同じであり、補正前の各ショットの露光量は定数、例えば１である。
【００３０】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の露光データ補正方法を示すフローチャートである。この方法は、次の３つの大工程からなる。
【００３１】
工程１：実験を行い、その結果に基づきテーブルを作成する。
【００３２】
工程２：テーブルを用いて図形変更を行う。
【００３３】
工程３：ＥＩＤ関数に基づきモデルベースの近接効果補正を行う。
【００３４】
図２は、テーブル作成工程１を示す詳細フローチャートである。この工程は、ステップＳ１及びＳ２からなる。
【００３５】
（Ｓ１）次のようなステップＳ１１〜Ｓ１３で実験を行う。
【００３６】
（Ｓ１１）ＥＩＤ関数を用いて説明できる近接効果の影響を取り除くため、ＥＩＤ関数に基づき設計パターンに対し工程３と同一の近接効果補正をして、露光データを取得する。この設計パターンは例えば、図２１に示すようなライン幅Ｗ及びスペース幅Ｓｐのライン・アンド・スペース・パターン（Ｌ＆Ｓパターン）１０と、他のパターンからの後方散乱の影響が無視できる（例えば他のパターンから２μｍ以上離れた）、幅Ｗのラインパターン（孤立ラインパターン）１４とを含んでいる。
【００３７】
ライン幅Ｗ及びスペース幅Ｓｐの値の組は、例えば、スペース幅Ｓｐが７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、１００ｎｍ、１２０ｎｍ、１４０ｎｍ、１６０ｎｍ、１８０ｎｍ、２００ｎｍ、２２０ｎｍ、２４０ｎｍ、２８０ｎｍ、３２０ｎｍ、３６０ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ及び１０００ｎｍの１７種類と、ライン幅Ｗが７０ｎｍ、１００ｎｍ、１２０ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ、２５０ｎｍ、３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍの１０種類との全ての組み合わせであるである。この１７０組のＬ＆Ｓパターンと該１０種類のライン幅Ｗの孤立ラインパターンについて、可変成形ビームで露光する場合の該露光データを取得する。
【００３８】
（Ｓ１２）該露光データに基づいて、レジストが塗布された半導体ウェーハを可変成形ビームで露光し、現像して、例えば図５に示すようなレジストパターン１４を形成する。このレジストパターン１４の第１〜３行のＬ＆Ｓパターン及び孤立パターンの各ラインに対応する設計パターンの幅Ｗはそれぞれ２００ｎｍ、１５０ｎｍ及び１２０ｎｍであり、第１〜第３列のＬ＆Ｓパターンのライン間スペースに対応する設計幅Ｓｐはそれぞれ９０ｎｍ、１００ｎｍ及び１２０ｎｍである。実際には、例えば上記１７０組のＬ＆Ｓパターンと１０種類のライン幅Ｗの孤立ラインパターンとのレジストパターンを形成する。３ラインからなる各Ｌ＆Ｓパターン及び各孤立パターンの露光が互いに影響しないように、半導体ウェーハ上に形成されるＬ＆Ｓパターン間及びＬ＆Ｓパターンと孤立パターンとの間の距離が定められている。
【００３９】
なお、ステップＳ１１で得られた露光データに含まれる露光量は、相対露光量であり、実際の露光量は該相対露光量を定数倍である。この定数は、レジストの種類に依存し、レジストパターン１４中の孤立ラインパターンの幅が設計幅Ｗに等しくなるように定められる。
【００４０】
（Ｓ１３）形成されたレジストパターン１４中の各Ｌ＆Ｓパターンについて、３本のラインのうち中央のライン（図２１のラインパターン１２に対応したレジストパターン）の幅を測定するとともに、レジストパターン１４中の孤立ラインパターンの幅を測定し、両者の差２δ＝Ｒ（Ｗ，Ｓｐ）−Ｒ（Ｗ，∞）を実験データとして求める。ここに、Ｒ（Ｗ，Ｓｐ）は、設計ライン幅Ｗ及び設計スペース幅ＳｐのＬ＆Ｓパターンに対応したレジストパターンの中央のラインの幅であり、孤立ラインパターン幅はＳｐ＝∞としたＲ（Ｗ，∞）に等しい。差δは、近接効果補正では補正できないものである。
【００４１】
（Ｓ２）次のようなステップＳ２１及びＳ２２でテーブルを作成する。
【００４２】
（Ｓ２１）実験データに基づいて、設計パターン幅Ｗ毎に、差δとスペース幅Ｓｐとの関係の実験式を求める。
【００４３】
図６は、ある設計パターン幅Ｗについての実験データと、これに基づいて得られた実験式とを示す。この実験式は、δ＝ａＬｎ（Ｓｐ）＋ｂとし、定数ａ及びｂを最小自乗法で求めたものであり、ａ＝−２．６２９、ｂ＝１９．３３３である。ここにＬｎは自然対数である。
【００４４】
（Ｓ２２）得られた実験式に基づいて、図７に示すような、パターン幅ＷとＳｐの値の各組に対し差δが記入されたテーブルδ（Ｗ，Ｓｐ）を作成する。
【００４５】
（Ｓ３）上記のようにして作成したテーブルに基づき、補正前の各露光パターンに対し、図形変更工程２を行う。
【００４６】
なお、可変成形ビーム露光の替わりに、ステンシルマスクを用いたブロック露光を行ってもよい。
【００４７】
図３は、補正前の露光パターンの任意の１つである着目露光パターンに対する該図形変更を示す詳細フローチャートである。図８は、図３の処理説明図である。
【００４８】
図８において、露光パターンＰ０の辺Ｌ１〜Ｌ４にそれぞれ最接近したパターンは、露光パターンＰ１〜Ｐ４である。
【００４９】
（Ｓ３１）着目露光パターンＰの辺Ｌｉを選択をする。例えば、露光パターンＰ０の辺Ｌ１を選択をする。以下の具体例では、Ｐ＝Ｐ０の場合について説明する。
【００５０】
（Ｓ３２）辺Ｌｉを横切る着目露光パターンＰの幅パターン幅Ｗを取得する。Ｌｉ＝Ｌ１の場合、Ｗ＝Ｗ１である。
【００５１】
（Ｓ３３）着目露光パターンＰと、辺Ｌｉ側の最接近パターンとの間のスペース幅Ｓｐを求める。Ｌｉ＝Ｌ１〜Ｌ４の場合それぞれ、Ｓｐ＝Ｓｐ１〜Ｓｐ４である。
【００５２】
（Ｓ３４）上記テーブルδ（Ｗ，Ｓｐ）を参照して、差δを求める。
【００５３】
例えば図７のテーブルに示すように、パターン幅Ｗに対する差δの変化量及びスペース幅Ｓｐに対する差δの変化量は比較的小さい。そこで、例えば次のような規則により、差δを求める。
【００５４】
１２０ｎｍ≦Ｗ＜１５０ｎｍ、１００ｎｍ≦Ｓｐ＜１２０ｎｍである場合、パターン幅Ｗ及びスペース幅Ｓｐの値を、それらがテーブル上で含まれる範囲の最小値Ｗ＝１２０ｎｍ、Ｓｐ＝１００ｎｍとみなし、差δ（１２０，１００）＝−５ｎｍと決定する。
【００５５】
（Ｓ３５）辺Ｌｉを差δだけ着目露光パターンＰの内側へシフトする。Ｌｉ＝Ｌ１〜Ｌ４の場合それぞれ、辺Ｌ１〜Ｌ４をδ１〜δ４だけ露光パターンＰ０の内側へシフトさせて、点線で示す辺Ｌ１ａ〜Ｌ４ａに変更する。
【００５６】
（Ｓ３６）着目露光パターンＰについて、未処理の辺があればステップ３１へ戻る。
【００５７】
このような処理が着目露光パターンＰの各辺について行なわれ、Ｐ＝Ｐ０の場合、露光パターンＰ０がＰ０ａに変更される。
【００５８】
次に、ステップＳ３で補正された露光パターンに対する、図１のモデルベース近接効果補正工程３を行なう。
【００５９】
この補正は、例えば特願２００１−１５３２３３に記載された方法と同一であり、次にこれを説明する。
【００６０】
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ＥＩＤ関数を説明する。
【００６１】
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Ｉｂ並びに定数ａ及びｂを用いて、
δ＝ａＩｂ＋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Ｉｂ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アパーチャの開口面積）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。
【００６２】
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。
【００６３】
【数３】
【００６４】
実効前方散乱半径βｆ’＝（βｆ ２＋δ２）１／２及び
実効後方散乱半径βｂ’＝（βｂ ２＋δ２）１／２
を用いれば、この式（３）は、上式（１）においてβｆ及びβｂをそれぞれβｆ’及びβｂ’で置換したものと同じになる。
【００６５】
また、例えばβｂ＝１１．４３μｍ、Ｉｂ＜１．５μＡでδ＜０．１μｍであるので、βｂ’＝βｂとみなすことができる。
【００６６】
これらのことから、上式（３）は次式で表される。
【００６７】
【数４】
【００６８】
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係数βｆ’を計算し、その値を用いればよい。
【００６９】
上述のように例えばβｆ＝０．０２８μｍ、δ＜０．１μｍであり、βｆ’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、以下では実効散乱係数をβｆで表す。
【００７０】
近接効果補正工程３は、次の３つの大工程を有する。
【００７１】
自己補正工程３１：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して露光パターン幅を調整する。
【００７２】
露光量補正工程３２：前方散乱項と後方散乱項を考慮して露光量を補正する。
【００７３】
補助露光発生工程３３：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Ｑｃｐ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する。
【００７４】
以下、１ショットで露光される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。
【００７５】
図４は、図１の自己補正工程３１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。
【００７６】
以下、ステップＳ３で補正された露光パターンを第１露光パターン、その幅を第１露光パターン幅、工程３１で自己補正された露光パターンを第２露光パターン、その幅を第２露光パターン幅と称す。
【００７７】
自己補正工程３１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εｐでの幅Ｗｄが、第１露光パターン幅Ｗ１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εｐは、ブロック露光パターン毎に決定される。
【００７８】
（Ｓ４１）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。
【００７９】
（Ｓ４２）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εｐと決定する。εｐは、次のようにして求められる。
【００８０】
図９（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第２露光パターン幅Ｗ２及びＨ２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Ｆｆ（Ｘ，Ｙ；Ｗ２，Ｈ２）は、簡単化のためＷ２及びＨ２をそれぞれＷ及びＨと記載すると、次式
【００８１】
【数５】
【００８２】
で表され、ここに、関数Ｇは
【００８３】
【数６】
【００８４】
で定義され、誤差関数ｅｒｆは次式
【００８５】
【数７】
【００８６】
で定義される。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の透過孔のマスクを用いた場合のＸ軸に沿った前方散乱強度分布Ｆｆ（Ｘ，０；Ｗ２，Ｈ２）を示す。ブロック内の最小幅の第１露光パターン寸法Ｗ１０×Ｈ１０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幅Ｗ１０及びＨ１０に等しくなるように、第２露光パターン幅Ｗ２及びＨ２を決定する。Ｗ２及びＨ２は、次の２元連立方程式
Ｆｆ（Ｗ１０／２，０；Ｗ２，Ｈ２）＝Ｆｆ（０，０；Ｗ２，Ｈ２）／２ （８）
Ｆｆ（０，Ｈ１０／２；Ｗ２，Ｈ２）＝Ｆｆ（０，０；Ｗ２，Ｈ２）／２ （９）
の解である。基準前方散乱強度εｐは、この解Ｗ２及びＨ２を用いて次式
εｐ＝Ｆｆ（Ｗ１０／２，０；Ｗ２，Ｈ２）／２ （１０）
で表される。
【００８７】
図１０は、Ｈ２＝∞、実効前方散乱半径βｆ＝０．０４μｍの場合の第１露光パターン幅Ｗ１に対する式（８）の数値解Ｗ２を示す。第２露光パターン幅Ｗ２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。Ｗ２＜Ｄｍとなった場合又は解が存在しない場合にはＷ２＝Ｄｍとし、これを式（８）に代入してＨ２を求め、式（１０）に基づき基準前方散乱強度εｐを決定する。
【００８８】
（Ｓ４３）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。
【００８９】
（Ｓ４４）ｉ≦ｎであればステップＳ４５へ進み、そうでなければステップＳ４Ａへ進む。ここにｎは着目ブロック内のパターン数である。
【００９０】
（Ｓ４５）ブロック内の第１露光パターン寸法Ｗ１×Ｈ１のパターンについて、前方散乱強度分布Ｆｆの基準前方散乱強度εｐでの幅が第１露光パターン幅に等しくなるように第２露光パターン幅Ｗ２及びＨ２を定める。すなわち、次の２元連立方程式
Ｆｆ（Ｗ１／２，０；Ｗ２，Ｈ２）＝εｐ （１１）
Ｆｆ（０，Ｈ１／２；Ｗ２，Ｈ２）＝εｐ （１２）
の解Ｗ２及びＨ２を求める。
【００９１】
（Ｓ４６）Ｗ２又はＨ２がそれぞれ前回値Ｗ２ｂ又はＨ２ｂからずれていれば、ステップＳ４１のδが変化して関数Ｆｆ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Ｓ４５の計算を再度行う必要がある。そこで、Ｗ２及びＨ２が収束していなければ、すなわち｜Ｗ２−Ｗ２ｂ｜又は｜Ｈ２−Ｈ２ｂ｜が所定値より大きければ、ステップＳ４７へ進み、そうでなければステップＳ４９へ進む。前回値Ｗ２ｂ又はＨ２ｂの初期値はそれぞれ第１露光パターン幅Ｗ１及びＨ１である。
【００９２】
（Ｓ４７）Ｗ２及びＨ２をそれぞれＷ２ｂ及びＨ２ｂとして記憶する。
【００９３】
（Ｓ４８）リトライフラグＲＦをセットする。
【００９４】
（Ｓ４９）ｉを１だけインクリメントし、ステップＳ４４へ戻る。
【００９５】
（Ｓ４Ａ）ＲＦ＝１であればステップＳ４１へ戻り、そうでなければ図２の処理を終了する。
【００９６】
例えば、図１２に波線で示すように、図１２（Ａ）の可変成形の太幅孤立パターン及び図１２（Ｂ）の可変成形の細幅孤立パターンと、図１２（Ｃ）のブロック露光の太幅パターン及び細幅パターンのＸ方向第１露光パターン幅がそれぞれ（Ｘ２−Ｘ１）、（Ｘ４−Ｘ３）、（Ｘ６−Ｘ５）及び（Ｘ８−Ｘ７）であった場合、自己補正工程３１の処理により実線で示すように第２パターン幅が狭くされる。これらのパターンを露光した場合、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１３（Ａ）に示す如くなる。図１３（Ａ）では、無限とみなせる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。可変成形ビーム露光の前方散乱強度分布は、上記特許文献１の場合と同様であり、前方散乱強度分布の半値幅が第１露光パターン幅になるようにパターン幅がシフト（第１露光パターンが第２露光パターンに図形変更）される。第１露光パターン幅に等しくなる前方散乱強度は、可変成形ビーム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εｐ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εｐであり（εｐの値はパターンにより異なる）、εｐ≦１／２である。図１２において、太幅パターン２１Ａは、可変成形ビーム露光の太幅パターン２１よりも狭くなる。
【００９７】
次に、図１３（Ｂ）及び図１４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。
【００９８】
図１３（Ｂ）は図１３（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、近接効果補正されていない。
【００９９】
この場合、パターン面積密度αｐ（αｐ≦１）の後方散乱成分はαｐ・ηであり、第１露光パターン幅に等しくなる露光強度はいずれのパターンもεｐ＋αｐ・ηで表される。太幅孤立パターンは、εｐ＝１、αｐ＝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αｐ・ηは無視することができる。
【０１００】
なお、図１３（Ａ）及び図１３（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。
【０１０１】
次に、図１の露光量補正工程３２を概説する。
【０１０２】
図１４は、図１３（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。
【０１０３】
図１４に示す如く、各パターンについて、補正されたパターン設計幅（第１露光パターン幅）に等しくなる露光強度（εｐ＋αｐ・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、
（εｐ＋αｐ・η）Ｑｃｐ＝Ｅｔｈ （１３）
を満たすように補正露光量Ｑｃｐが決定される。図１４中、Ｑ１〜Ｑ３はそれぞれ可変成形ビーム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＝εｐＱ２＝（εｐ＋αｐ・η）Ｑ３＝Ｅｔｈ
となるようにＱ１〜Ｑ３が決定される。
【０１０４】
以上では、簡単化のためにパターン面積密度αｐを用いたが、実際にはαｐは後述の実効パターン面積密度αｐ’である。
【０１０５】
次に、露光量補正工程３２を詳説する。
【０１０６】
（Ｓ５）チップ上レジストパターンに対応した第２露光パターンの配置面をサイズ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。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。パターン幅変更は露光量補正工程３２及び補助露光ショット発生工程３３で行わないので、１回のみ計算すればよい。
【０１０７】
（Ｓ６）後述する実効パターン面積密度α’ｉ，ｊを計算する。
【０１０８】
図１１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。
【０１０９】
【数１４】
【０１１０】
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。
【０１１１】
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２βｂ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。
【０１１２】
【数１５】
【０１１３】
ここに、整数ｌ及びｍの範囲はいずれも、−ｉｎｔ（２βｂ／Ａ）〜ｉｎｔ（２βｂ／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。
【０１１４】
ここで、ブロックパターンの補正露光量Ｑｃｐ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。
【０１１５】
各メッシュｋについて、（εｐ＋ 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
（εｐ＋ 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。
【０１１６】
（εｐ＋α’ｍ・η）Ｑｃｐ＝Ｅｔｈ （１７）
上式（１６）と（１７）とから、次式が導かれる。
【０１１７】
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。
【０１１８】
（Ｓ７）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。露光量補正工程３２での処理は、式（１７）中のεｐ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。
【０１１９】
次に補助露光発生工程３３について説明する。この処理は、上記特許文献１記載のものと同一である。
【０１２０】
（Ｓ８）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。
【０１２１】
（Ｓ９）上述のように、例えば上式（１９）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。
【０１２２】
（Ｓ１０）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Ｓ６へ戻る。
【０１２３】
本第１実施形態によれば、近接効果補正のみでは補正できない、レジストに複雑に依存した誤差をルールベースで補正することができ、微細レジストパターンの精度向上に寄与するところが大きい。
【０１２４】
なお、ステップＳ６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。
【０１２５】
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εｐ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εｐでの幅が、補正された設計幅（第１露光パターン幅）に等しくなるようにパターン幅を調整するので、図１４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、上記特許文献１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。
【０１２６】
また、上記特許文献１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。
【０１２７】
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Ｓ４２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第１露光パターン幅に等しくにする必要は無く、前方散乱強度分布ＦｆのピークがＦｍａｘであるとき、Ｆｆ＝κＦｍａｘ、κ＝３０〜７０％の範囲内の値での幅を第１露光パターン幅に等しくすれば、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。
【０１２８】
また、ステップＳ４２において、基準前方散乱強度εｐを、一括描画領域内で最小の第１露光パターン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第１露光パターン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第１露光パターン寸法Ｗ１０×Ｈ１０のパターンについて、基準前方散乱強度εｐを、εｐ＝Ｆｆ（Ｗ１０／２，０；Ｗ１０，Ｈ１０）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第１露光パターン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εｐ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。
【０１２９】
さらに、ステップＳ４５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εｐにおける幅が第１露光パターン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Ｆｆ＝κＦｍａｘにおける幅が第１露光パターン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。公知のエネルギー強度分布関数を説明する。
【０１３０】
［第２実施形態］
上述のように、使用するレジストによっては、上記現象により、差δがパターン幅Ｗ及びスペース幅Ｓｐのみならず、後方散乱強度αｐ・ηに依存する（影響が無視できない）場合がある。
【０１３１】
図１５は、この場合の、本発明の第２実施形態の露光データ補正方法を示すフローチャートである。
【０１３２】
この方法では、着目露光パターンＰのパターン幅Ｗと、着目露光パターンＰの各辺から最近接パターンまでの距離Ｓｐだけでなく、着目露光パターンＰが受ける後方散乱強度も考慮して図形変更量を行った後、ＥＩＤ関数に基づき近接効果補正を行う。
【０１３３】
この方法も、上記第１実施形態と同様に、次の３つの大工程からなる。
【０１３４】
工程１Ａ：実験を行い、その結果に基づきテーブルを作成する。
【０１３５】
工程２Ａ：テーブルを用いて図形変更を行う。
【０１３６】
工程３：ＥＩＤ関数に基づきモデルベースの近接効果補正を行う。
【０１３７】
図１６は、テーブル作成工程１Ａを示す詳細フローチャートである。この工程は、ステップＳ１ａ及びＳ２ａからなる。上記テーブル作成工程１と異なる点は、複数のオフセット露光量Ｅｏｆｓ１〜Ｅｏｆｓｍの各々について、実験しテーブルを作成する点である。
【０１３８】
（Ｓ１ａ）次のようなステップＳ１１ａ〜Ｓ１３ａで実験を行う。
【０１３９】
（Ｓ１１ａ）オフセット露光の下で補正前の設計パターンのレジストパターンが得られるように、露光強度分布関数に基づき該設計パターンに対し近接効果補正して、露光データを取得する。この設計パターンは、図２のステップＳ１１と同じＬ＆Ｓパターン及び孤立ラインパターンである。オフセット露光は、後方散乱の影響を見るために全てのＬ＆Ｓパターン及び孤立ラインパターンに対し一様に重畳する露光であり、複数のオフセット露光量Ｅｏｆｓ１〜Ｅｏｆｓｍの各々について、上記近接効果補正して、可変成形ビームで露光する場合の露光データを取得する。
【０１４０】
（Ｓ１２ａ）オフセット露光量Ｅｏｆｓ１〜Ｅｏｆｓｍの各々について、該露光データに基づき、レジストが塗布された半導体ウェーハを可変成形ビームで露光（可変成形ビーム露光＋オフセット露光）し、現像してレジストパターンを形成する。オフセット露光量Ｅｏｆｓ１〜Ｅｏｆｓｍの各々について、例えば上記１７０組のＬ＆Ｓパターン及び１０種の孤立ラインパターンからなるレジストパターンを形成する。
【０１４１】
図１７は、オフセット露光量Ｅｏｆｓ１〜Ｅｏｆｓ３の各々についてのレジストパターン３０〜３２を模式的に示す。
【０１４２】
（Ｓ１３ａ）オフセット露光量Ｅｏｆｓ１〜Ｅｏｆｓｍの各々について、形成されたレジストパターン中の各Ｌ＆Ｓパターンの中央のラインの幅を測定するとともに、レジストパターン中の各孤立ラインパターンの幅を測定し、両者の差２δ＝Ｒ（Ｗ，Ｓｐ，Ｅｏｆｓ）−Ｒ（Ｗ，∞，Ｅｏｆｓ）を実験データとして求める。ここに、Ｒ（Ｗ，Ｓｐ，Ｅｏｆｓ）は、設計ライン幅Ｗ及び設計スペース幅ＳｐのＬ＆Ｓパターンに対応した、露光量Ｅｏｆｓのオフセット露光が付加的に行われて形成されたレジストパターンの中央のラインの幅であり、孤立ラインパターン幅はＳｐ＝∞としたＲ（Ｗ，∞，Ｅｏｆｓ）に等しい。差δは、近接効果補正では補正できないものである。
【０１４３】
（Ｓ２ａ）次のようなステップＳ２１ａ及びＳ２２ａでテーブルを作成する。
【０１４４】
（Ｓ２１ａ）実験データについて、オフセット露光量Ｅｏｆｓ毎及び設計パターン幅Ｗ毎に、上記ステップＳ２１と同様に差δとスペース幅Ｓｐとの関係の実験式を求める。
【０１４５】
（Ｓ２２ａ）得られた実験式に基づいて、図１８〜図２０に示すようなオフセット露光量毎の、パターン幅ＷとＳｐの値の各組に対し差δが記入されたテーブルδ（Ｗ，Ｓｐ）を作成する。図１８〜図２０はそれぞれ、後方散乱強度がそれぞれ１０％、２０％及び３０％、すなわちオフセット露光量がそれぞれ０．１η、０．２η及び０．３ηである場合を示す。
【０１４６】
上記のようにして作成したテーブルに基づき、補正前の各露光パターンに対し、図形変更工程２Ａを行う。
【０１４７】
この工程２Ａは、パターン面積密度計算ステップＳ５ａと、実効パターン面積密度計算ステップＳ６ａと、テーブルに基づく図形変更ステップＳ３ａとからなる。ステップＳ７ａ及びＳ８ａの処理は、計算対象の露光パターンが、補正前の露光パターン、すなわち設計パターンと同じである点以外は、それぞれ上記ステップＳ５及びＳ６と同一である。ステップＳ３ａの処理は、補正前の各露光パターンについて、パターン幅Ｗ及びＳｐのみならずステップＳ８ａで求めた実効面積密度αｐにηを乗じた後方散乱強度αｐ・ηも考慮する点以外は、上記ステップＳ３と同一である。
【０１４８】
次に、図１の工程３と同一の近接効果補正を行なう。
【０１４９】
なお、可変成形ビーム露光の替わりに、ステンシルマスクを用いたブロック露光を行ってもよい。
【０１５０】
本第２実施形態によれば、近接効果補正のみでは補正できない、レジストに複雑に依存した誤差をルールベースで補正することができ、微細レジストパターンのさらなる精度向上に寄与するところが大きい。
【０１５１】
本発明には外にも種々の変形例が含まれる。
【０１５２】
例えば、上記第１実施形態の図形変更において、テーブルδ（Ｗ，Ｓｐ）を用いる替わりに、実験式δ（Ｗ，Ｓｐ）を用いてもよい。同様に、上記第２実施形態の図形変更において実験式δ（Ｗ，Ｓｐ，Ｅｏｆｓ）を用いてもよい。また、実験式とテーブルの組み合わせ、例えば、差δ（Ｗ，Ｓｐ，Ｅｏｆｓ）＝テーブルｆ（Ｗ，Ｓｐ）＋実験式ｇ（Ｅｏｆｓ）の形であってもよい。
【０１５３】
また、上記実施形態では、近接効果補正により、可変成形ビーム露光やブロック露光のようにショット毎に露光量のデータをもつ場合を説明したが、本発明は、上記現象に対し補正された露光パターンのレジストパターンが得られるように、露光強度分布関数に基づき該補正された露光パターンに対し近接効果補正して、パターンサイズをさらに変更するとともに露光量のデータを得る近接効果補正を行うものであればよい。例えば、パターンをマスクに作成して一括転写露光するような場合には、上記工程３において、ＥＩＤ関数に基づき後方散乱強度も考慮して図形変更を行う近接効果補正（特願平Ｈ１３−１５３２３３又は特願２００１−１１２７８７）を適用することができる。
【０１５４】
さらに、上記第２実施形態において、ステップＳ３ａでの図形変更、ステップＳ９での補正露光量の設定、及び、ステップＳ１１での補助露光の発生により、実効的な後方散乱強度が変わるので、高精度の補正のためには、さらにステップＳ５ａからステップＳ１０までを繰返し行ってもよい。すなわち、近接効果補正工程３から図形変更工程２Ａに戻ったとき、近接効果補正工程３により更新された後方散乱強度を、図形変更工程２Ａで用い、その結果に対し近接効果補正工程３を行ってもよい。
【０１５５】
また、図１５において、自己補正工程３１から処理を開始し、ステップＳ１１からステップＳ５ａに戻り、ステップＳ１０まで処理する構成であってもよい。
【０１５６】
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。
【０１５７】
（付記１）少なくとも、着目設計パターンと該着目設計パターンに最接近している設計パターンとの間の距離Ｓｐと、該着目設計パターンの該距離の方向の幅Ｗとに基づいて、該着目設計パターンのサイズを補正した第１露光パターンを得る前処理工程と、
該第１露光パターンのレジストパターンが得られるように、露光強度分布関数に基づき該第１露光パターンに対し近接効果補正して、パターンサイズをさらに変更した第２露光パターンを得るとともに露光量のデータを得る近接効果補正工程と、
を有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。
【０１５８】
（付記２）該前処理工程において、該第１露光パターンを得るためのサイズ補正量は、該着目設計パターンの該最接近設計パターン側の辺の、該距離の方向へのシフト量δ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。（１）
（付記３）該幅Ｗと該距離Ｓｐと該シフト量δとの間の実験式を予め作成しておき、該実験式に基づいて該シフト量δを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。（２）
（付記４）該実験式に基づいて該幅Ｗと該距離Ｓｐと該シフト量δとの関係のテーブルを予め作成しておき、該テーブルを参照して該シフト量δを決定す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。
【０１５９】
（付記５）該前処理工程は、
（ａ）近接効果による寸法変化を取り除くため、露光強度分布関数に基づき該設計パターンに対し近接効果補正して、露光データを取得し、
（ｂ）該露光データに基づいて対象物を露光し、現像してレジストパターンを形成し、
（ｃ）該レジストパターンの幅を測定してその設計パターン幅Ｗに対する差を求め、
（ｄ）該第１露光パターンを得るためのサイズ補正量を決定するために、該レジストパターンについて、該距離Ｓｐと該幅Ｗとに関係した該差の実験式を求める、
工程を有することを特徴とする付記１乃至４のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム露光方法。（３）
（付記６）該工程（ａ）における設計パターンは、ライン幅Ｗ、スペース幅Ｓｐのライン・アンド・スペース・パターンであり、
該工程（ｂ）において、該ライン幅Ｗと該スペース幅Ｓｐの組み合わせが異なる複数の該ライン・アンド・スペース・パターンを１つの該対象物に露光する、
ことを特徴とする付記５記載の荷電粒子ビーム露光方法。（４）
（付記７）該前処理工程では、さらに該着目設計パターンの位置での後方散乱強度にも基づいて、該第１露光パターンを得るためのサイズ補正をすることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム露光方法。（５）
（付記８）該前処理工程と該近接効果補正工程との組を複数回繰り返し、該近接効果補正工程から該前処理工程に戻ったとき、該近接効果補正工程により更新された後方散乱強度を、該前処理工程で用い、その結果に対し該近接効果補正工程を行う、
ことを特徴とする付記７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実施形態の露光データ補正方法を示すフローチャートである。
【図２】図１中のテーブル作成工程１の詳細フローチャートである。
【図３】１つの着目露光パターンに対する、図１中の図形変更２の詳細フローチャートである。
【図４】１つのブロック露光パターンに対する、図１中の自己補正工程３１の詳細フローチャートである。
【図５】図２中のステップＳ１２で形成されるレジストパターンの説明図である。
【図６】ある設計ライン幅Ｗの、近接効果補正されたＬ＆Ｓパターン及び孤立パターンについての、スペース設計幅Ｓｐに対するレジストパターン幅差δの実験データと、これに基づいて得られた実験式とを示す図である。
【図７】実験式に基づいて作成された、パターン幅Ｗとスペース幅Ｓｐの値の各組に対する差δのテーブルを示す図である。
【図８】図３の処理説明図である。
【図９】（Ａ）は矩形の第２露光パターンを示し、（Ｂ）はこの第２露光パターンの透過孔マスクを用いたときのＸ軸に沿った前方散乱強度分布図である。
【図１０】Ｈ２＝∞、実効前方散乱半径βｆ＝０．０４μｍの場合の第１露光パターン幅Ｗ１に対する第２露光パターン幅Ｗ２の数値解を示す図である。
【図１１】パターン面積密度法説明図である。
【図１２】太幅孤立パターン（Ａ）、細幅孤立パターン（Ｂ）及びブロック露光パターン（Ｃ）の第１及び第２露光パターンを示す図である。
【図１３】（Ａ）は、図１２の第２露光パターンに対応した前方散乱強度分布と、補正された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、補正された設計幅との関係を示す概略線図である。
【図１４】図１３（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１５】本発明の第２実施形態の露光データ補正方法を示すフローチャートである。
【図１６】図１５中のテーブル作成工程の詳細フローチャートである。
【図１７】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれオフセット露光量Ｅｏｆｓ１〜Ｅｏｆｓ３の各々についてのレジストパターンを模式的に示す図である。
【図１８】オフセット露光量が０．１ηである場合の、パターン幅Ｗとスペース幅Ｓｐの値の各組に対する差δのテーブルを示す図である。
【図１９】オフセット露光量が０．２ηである場合の、パターン幅Ｗとスペース幅Ｓｐの値の各組に対する差δのテーブルを示す図である。
【図２０】オフセット露光量が０．２ηである場合の、パターン幅Ｗとスペース幅Ｓｐの値の各組に対する差δのテーブルを示す図である。
【図２１】実験で用いたライン・アンド・スペース及び孤立ラインの設計パターンを示す図である。
【図２２】あるレジストを用いた場合の、Ｌ＆Ｓの中央ラインに対応するレジストパターンの幅と孤立ラインに対応するレジストのパターン幅との差２δの実験結果を、複数のライン幅設計値について示すグラフである。
【図２３】他のレジストを用いた場合の、Ｌ＆Ｓの中央ラインに対応するレジストパターンの幅と孤立ラインに対応するレジストのパターン幅との差２δの実験結果を、複数のライン幅設計値について示すグラフである。
【符号の説明】
１０ ライン・アンド・スペース・パターン
１１〜１３ ラインパターン
２０ マスク
Ｐ 補正前の着目露光パターン
Ｐ０〜Ｐ４ 補正前の露光パターン
Ｌｉ、Ｌ１〜Ｌ４ 辺
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２ パターン幅
Ｓｐ、Ｓｐ１〜Ｓｐ４ スペース幅
δ、δ１〜δ４ 誤差
【発明の属する技術分野】
本発明は、近接効果補正及びその他の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】
近年、半導体装置の集積度向上に伴って、要求されるパターンルールが微細化され、従来の光露光方法では解像が困難になりつつある。そこで、荷電粒子ビーム、特に電子ビームを用いた露光方法が使用されるようになった。荷電粒子ビーム露光方法は、ビームを非常に細く絞れること、及び、電磁界による制御性がよいこと等の理由により、微細パターンの形成に適している。以下、荷電粒子ビームが電子ビームである場合について説明する。
【０００３】
電子ビーム露光のスループットを向上させるために、可変成形ビーム露光方法や、繰り返し使用される透過孔パターンが複数形成されたステンシルマスクを用いたブロック露光方法が使用されている。さらに、チップ内全てのパターンに対応するマスクを用いたプロジェクション型露光装置の開発も進んでいる。
【０００４】
いずれの露光手法を用いる場合にも問題となるのは、近接効果の影響により、露光パターンの粗密等に応じて解像線幅が異なることである。
【０００５】
電子ビームがレジストに与えるエネルギーは、通常長さレンジの異なるいくつかのガウス関数の和として表されるが、最も一般的なのは（１）式のように２つのガウス分布の和で表される露光強度分布（ＥＩＤ： Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）関数である。
【０００６】
【数１】
ここに、
βｆ：前方散乱半径
βｂ：後方散乱半径
η：後方散乱係数
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、βｆは小さくなり、βｂは大きくなる。
【０００８】
従来では、このようなＥＩＤ関数を用い、レジストパターン（転写パターン）が設計パターンに等しくなるようにするため、このようなＥＩＤ関数を用いて、露光パターンに対し次のような近接効果補正を行っていた（例えば特許文献１参照）。ここで、補正前の露光パターンは、設計パターンと同じである。
【０００９】
（１）ＥＩＤ関数おける前方散乱項に基づいて個別露光パターンの前方散乱強度分布を計算し、そのピーク値の所定パーセントである基準値のラインで該分布をスライスしたときの幅が、設計パターン幅に等しくなるように、露光パターンのサイズを変更する。
【００１０】
（２）次に、後方散乱強度を計算し、該基準値ラインと該分布の交点での前方散乱強度（＝基準値）と、該交点での後方散乱強度との和が閾値を超えないよう（最大値が閾値に等しくなるよう）且つ全ての露光パターンで略一致するように、各ショットの露光量を決定する（露光量補正を行う）。
【００１１】
（３）次に、露光量が所定値以上足りないところに補助露光ショットを発生させるため、その露光量（補助露光量）を算出する。
【００１２】
このような近接効果補正方によれば、露光強度分布の閾値における傾斜が急になるので、露光量の誤差に対するレジストパターン幅の変化が小さくなって、すなわち露光量のマージンが広くなって、レジストパターン精度が向上する。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００１−０５２９９９号公報
【００１４】
【特許文献２】
特開平０８−３２１４５０号公報
【００１５】
【非特許文献１】
ＯＴＴＯ ＳＰＩＥ １９９４ ｖｏｌ． １２１９７ ｐ１−ｐ１６
【００１６】
【非特許文献２】
Ｊ． Ｖａｃ． Ｓｃｉ． Ｔｅｃｈｎｏｌ． Ｂ １８ ３１５０ １２０００
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
パターン幅が１００ｎｍ以下になると、上述のようなＥＩＤ関数に基づく近接効果補正では説明できない現象を、本発明者は確認した。
【００１８】
図２２は、図２１に示すような、幅Ｗのライン１１〜１３が間隔Ｓｐで平行に形成されたライン・アンド・スペース（Ｌ＆Ｓ）の設計パターン１０と、他のパターンからの後方散乱の影響が無視できる（例えば他のパターンから２μｍ以上離れた）、幅Ｗの孤立ラインパターン１４に対し上記近接効果補正を行い、その結果に基づいて、あるネガ型レジストに対し、５０ｋＶの電子ビーム露光装置で露光した場合に、Ｌ＆Ｓの中央ライン１２に対応するレジストパターンの幅と該孤立ラインに対応するレジストのパターン幅との差２δが設計スペース幅Ｓｐに対してどのように変化するかをプロットしたグラフである。
【００１９】
ネガ型レジストでスペースが小さくなるほど線幅が細る現象は、上記モデルでは説明できない。つまり、従来の近接効果補正方法で図２２のレジストパターン幅変化を補正することは不可能である。図２２に示したパターン幅変化はレジストに依存し、レジストによっては図２３のようにスペースが小さくなるほど線幅が太るという逆の傾向を示す。線幅変動のばらつきは、他の原因にも依存していることを示している。
【００２０】
このような複雑な現象を、モデル化し上述のような近接効果補正方法に取り込むのは容易でない。
【００２１】
本発明の目的は、このような問題点に鑑み、近接効果補正を行うとともに、近接効果以外の影響による寸法変化に対しルールベースで補正することにより、微細なレジストパターンの精度を向上させることが可能な荷電粒子ビーム露光方法を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段及びその作用効果】
本発明による荷電粒子ビーム露光方法の一態様では、
少なくとも、着目設計パターンと該着目設計パターンに最接近している設計パターンとの間の距離Ｓｐと、該着目設計パターンの該距離の方向の幅Ｗとに基づいて、該着目設計パターンのサイズを補正した第１露光パターンを得る前処理工程と、
該第１露光パターンのレジストパターンが得られるように、露光強度分布関数に基づき該第１露光パターンに対し近接効果補正して、パターンサイズをさらに変更した第２露光パターンを得るとともに露光量のデータを得る近接効果補正工程とを有する。
【００２３】
ここで、「パターンサイズをさらに変更」とは、近接効果補正の結果としてパターンサイズが変更される意味であり、近接効果が無視できるパターンについてパターンサイズが変更されない場合を含む意味である。
【００２４】
該第１露光パターンを得るためのサイズ補正量は例えば、該着目設計パターンの該最接近設計パターン側の辺の、該距離の方向へのシフト量δである。例えば、該幅Ｗと該距離Ｓｐと該シフト量δとの間の実験式を予め作成しておき、該シフト量δを該実験式に基づいてを決定する。
【００２５】
上記一態様によれば、近接効果補正のみでは補正できない、レジストに複雑に依存した誤差をルールベースで補正することができ、微細レジストパターンの精度向上に寄与するところが大きい。
【００２６】
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。
【００２７】
【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。複数の図中の対応する同一又は類似の構成要素には、同一又は類似の符号を付している。
【００２８】
最初に、用語の意味を説明する。
【００２９】
露光データは、露光パターンと露光量のデータを含んでおり、露光量のデータは、上述の補正露光量と補助露光量とを含んでいる。補正は、近接効果補正と、上記現象に対する補正とを含んでいる。レジストパターン（転写パターン）が設計パターンに等しくなるようにするため、露光パターンを変更するとともに各ショットの露光量を決定するという補正を行う。補正前の露光パターンは、設計パターンと同じであり、補正前の各ショットの露光量は定数、例えば１である。
【００３０】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の露光データ補正方法を示すフローチャートである。この方法は、次の３つの大工程からなる。
【００３１】
工程１：実験を行い、その結果に基づきテーブルを作成する。
【００３２】
工程２：テーブルを用いて図形変更を行う。
【００３３】
工程３：ＥＩＤ関数に基づきモデルベースの近接効果補正を行う。
【００３４】
図２は、テーブル作成工程１を示す詳細フローチャートである。この工程は、ステップＳ１及びＳ２からなる。
【００３５】
（Ｓ１）次のようなステップＳ１１〜Ｓ１３で実験を行う。
【００３６】
（Ｓ１１）ＥＩＤ関数を用いて説明できる近接効果の影響を取り除くため、ＥＩＤ関数に基づき設計パターンに対し工程３と同一の近接効果補正をして、露光データを取得する。この設計パターンは例えば、図２１に示すようなライン幅Ｗ及びスペース幅Ｓｐのライン・アンド・スペース・パターン（Ｌ＆Ｓパターン）１０と、他のパターンからの後方散乱の影響が無視できる（例えば他のパターンから２μｍ以上離れた）、幅Ｗのラインパターン（孤立ラインパターン）１４とを含んでいる。
【００３７】
ライン幅Ｗ及びスペース幅Ｓｐの値の組は、例えば、スペース幅Ｓｐが７０ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、１００ｎｍ、１２０ｎｍ、１４０ｎｍ、１６０ｎｍ、１８０ｎｍ、２００ｎｍ、２２０ｎｍ、２４０ｎｍ、２８０ｎｍ、３２０ｎｍ、３６０ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ及び１０００ｎｍの１７種類と、ライン幅Ｗが７０ｎｍ、１００ｎｍ、１２０ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ、２５０ｎｍ、３００ｎｍ、３５０ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍの１０種類との全ての組み合わせであるである。この１７０組のＬ＆Ｓパターンと該１０種類のライン幅Ｗの孤立ラインパターンについて、可変成形ビームで露光する場合の該露光データを取得する。
【００３８】
（Ｓ１２）該露光データに基づいて、レジストが塗布された半導体ウェーハを可変成形ビームで露光し、現像して、例えば図５に示すようなレジストパターン１４を形成する。このレジストパターン１４の第１〜３行のＬ＆Ｓパターン及び孤立パターンの各ラインに対応する設計パターンの幅Ｗはそれぞれ２００ｎｍ、１５０ｎｍ及び１２０ｎｍであり、第１〜第３列のＬ＆Ｓパターンのライン間スペースに対応する設計幅Ｓｐはそれぞれ９０ｎｍ、１００ｎｍ及び１２０ｎｍである。実際には、例えば上記１７０組のＬ＆Ｓパターンと１０種類のライン幅Ｗの孤立ラインパターンとのレジストパターンを形成する。３ラインからなる各Ｌ＆Ｓパターン及び各孤立パターンの露光が互いに影響しないように、半導体ウェーハ上に形成されるＬ＆Ｓパターン間及びＬ＆Ｓパターンと孤立パターンとの間の距離が定められている。
【００３９】
なお、ステップＳ１１で得られた露光データに含まれる露光量は、相対露光量であり、実際の露光量は該相対露光量を定数倍である。この定数は、レジストの種類に依存し、レジストパターン１４中の孤立ラインパターンの幅が設計幅Ｗに等しくなるように定められる。
【００４０】
（Ｓ１３）形成されたレジストパターン１４中の各Ｌ＆Ｓパターンについて、３本のラインのうち中央のライン（図２１のラインパターン１２に対応したレジストパターン）の幅を測定するとともに、レジストパターン１４中の孤立ラインパターンの幅を測定し、両者の差２δ＝Ｒ（Ｗ，Ｓｐ）−Ｒ（Ｗ，∞）を実験データとして求める。ここに、Ｒ（Ｗ，Ｓｐ）は、設計ライン幅Ｗ及び設計スペース幅ＳｐのＬ＆Ｓパターンに対応したレジストパターンの中央のラインの幅であり、孤立ラインパターン幅はＳｐ＝∞としたＲ（Ｗ，∞）に等しい。差δは、近接効果補正では補正できないものである。
【００４１】
（Ｓ２）次のようなステップＳ２１及びＳ２２でテーブルを作成する。
【００４２】
（Ｓ２１）実験データに基づいて、設計パターン幅Ｗ毎に、差δとスペース幅Ｓｐとの関係の実験式を求める。
【００４３】
図６は、ある設計パターン幅Ｗについての実験データと、これに基づいて得られた実験式とを示す。この実験式は、δ＝ａＬｎ（Ｓｐ）＋ｂとし、定数ａ及びｂを最小自乗法で求めたものであり、ａ＝−２．６２９、ｂ＝１９．３３３である。ここにＬｎは自然対数である。
【００４４】
（Ｓ２２）得られた実験式に基づいて、図７に示すような、パターン幅ＷとＳｐの値の各組に対し差δが記入されたテーブルδ（Ｗ，Ｓｐ）を作成する。
【００４５】
（Ｓ３）上記のようにして作成したテーブルに基づき、補正前の各露光パターンに対し、図形変更工程２を行う。
【００４６】
なお、可変成形ビーム露光の替わりに、ステンシルマスクを用いたブロック露光を行ってもよい。
【００４７】
図３は、補正前の露光パターンの任意の１つである着目露光パターンに対する該図形変更を示す詳細フローチャートである。図８は、図３の処理説明図である。
【００４８】
図８において、露光パターンＰ０の辺Ｌ１〜Ｌ４にそれぞれ最接近したパターンは、露光パターンＰ１〜Ｐ４である。
【００４９】
（Ｓ３１）着目露光パターンＰの辺Ｌｉを選択をする。例えば、露光パターンＰ０の辺Ｌ１を選択をする。以下の具体例では、Ｐ＝Ｐ０の場合について説明する。
【００５０】
（Ｓ３２）辺Ｌｉを横切る着目露光パターンＰの幅パターン幅Ｗを取得する。Ｌｉ＝Ｌ１の場合、Ｗ＝Ｗ１である。
【００５１】
（Ｓ３３）着目露光パターンＰと、辺Ｌｉ側の最接近パターンとの間のスペース幅Ｓｐを求める。Ｌｉ＝Ｌ１〜Ｌ４の場合それぞれ、Ｓｐ＝Ｓｐ１〜Ｓｐ４である。
【００５２】
（Ｓ３４）上記テーブルδ（Ｗ，Ｓｐ）を参照して、差δを求める。
【００５３】
例えば図７のテーブルに示すように、パターン幅Ｗに対する差δの変化量及びスペース幅Ｓｐに対する差δの変化量は比較的小さい。そこで、例えば次のような規則により、差δを求める。
【００５４】
１２０ｎｍ≦Ｗ＜１５０ｎｍ、１００ｎｍ≦Ｓｐ＜１２０ｎｍである場合、パターン幅Ｗ及びスペース幅Ｓｐの値を、それらがテーブル上で含まれる範囲の最小値Ｗ＝１２０ｎｍ、Ｓｐ＝１００ｎｍとみなし、差δ（１２０，１００）＝−５ｎｍと決定する。
【００５５】
（Ｓ３５）辺Ｌｉを差δだけ着目露光パターンＰの内側へシフトする。Ｌｉ＝Ｌ１〜Ｌ４の場合それぞれ、辺Ｌ１〜Ｌ４をδ１〜δ４だけ露光パターンＰ０の内側へシフトさせて、点線で示す辺Ｌ１ａ〜Ｌ４ａに変更する。
【００５６】
（Ｓ３６）着目露光パターンＰについて、未処理の辺があればステップ３１へ戻る。
【００５７】
このような処理が着目露光パターンＰの各辺について行なわれ、Ｐ＝Ｐ０の場合、露光パターンＰ０がＰ０ａに変更される。
【００５８】
次に、ステップＳ３で補正された露光パターンに対する、図１のモデルベース近接効果補正工程３を行なう。
【００５９】
この補正は、例えば特願２００１−１５３２３３に記載された方法と同一であり、次にこれを説明する。
【００６０】
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ＥＩＤ関数を説明する。
【００６１】
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Ｉｂ並びに定数ａ及びｂを用いて、
δ＝ａＩｂ＋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Ｉｂ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アパーチャの開口面積）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。
【００６２】
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。
【００６３】
【数３】
実効前方散乱半径βｆ’＝（βｆ ２＋δ２）１／２及び
実効後方散乱半径βｂ’＝（βｂ ２＋δ２）１／２
を用いれば、この式（３）は、上式（１）においてβｆ及びβｂをそれぞれβｆ’及びβｂ’で置換したものと同じになる。
【００６５】
また、例えばβｂ＝１１．４３μｍ、Ｉｂ＜１．５μＡでδ＜０．１μｍであるので、βｂ’＝βｂとみなすことができる。
【００６６】
これらのことから、上式（３）は次式で表される。
【００６７】
【数４】
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係数βｆ’を計算し、その値を用いればよい。
【００６９】
上述のように例えばβｆ＝０．０２８μｍ、δ＜０．１μｍであり、βｆ’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、以下では実効散乱係数をβｆで表す。
【００７０】
近接効果補正工程３は、次の３つの大工程を有する。
【００７１】
自己補正工程３１：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して露光パターン幅を調整する。
【００７２】
露光量補正工程３２：前方散乱項と後方散乱項を考慮して露光量を補正する。
【００７３】
補助露光発生工程３３：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Ｑｃｐ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する。
【００７４】
以下、１ショットで露光される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。
【００７５】
図４は、図１の自己補正工程３１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。
【００７６】
以下、ステップＳ３で補正された露光パターンを第１露光パターン、その幅を第１露光パターン幅、工程３１で自己補正された露光パターンを第２露光パターン、その幅を第２露光パターン幅と称す。
【００７７】
自己補正工程３１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εｐでの幅Ｗｄが、第１露光パターン幅Ｗ１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εｐは、ブロック露光パターン毎に決定される。
【００７８】
（Ｓ４１）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。
【００７９】
（Ｓ４２）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εｐと決定する。εｐは、次のようにして求められる。
【００８０】
図９（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第２露光パターン幅Ｗ２及びＨ２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Ｆｆ（Ｘ，Ｙ；Ｗ２，Ｈ２）は、簡単化のためＷ２及びＨ２をそれぞれＷ及びＨと記載すると、次式
【００８１】
【数５】
で表され、ここに、関数Ｇは
【００８３】
【数６】
で定義され、誤差関数ｅｒｆは次式
【００８５】
【数７】
で定義される。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）の透過孔のマスクを用いた場合のＸ軸に沿った前方散乱強度分布Ｆｆ（Ｘ，０；Ｗ２，Ｈ２）を示す。ブロック内の最小幅の第１露光パターン寸法Ｗ１０×Ｈ１０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幅Ｗ１０及びＨ１０に等しくなるように、第２露光パターン幅Ｗ２及びＨ２を決定する。Ｗ２及びＨ２は、次の２元連立方程式
Ｆｆ（Ｗ１０／２，０；Ｗ２，Ｈ２）＝Ｆｆ（０，０；Ｗ２，Ｈ２）／２ （８）
Ｆｆ（０，Ｈ１０／２；Ｗ２，Ｈ２）＝Ｆｆ（０，０；Ｗ２，Ｈ２）／２ （９）
の解である。基準前方散乱強度εｐは、この解Ｗ２及びＨ２を用いて次式
εｐ＝Ｆｆ（Ｗ１０／２，０；Ｗ２，Ｈ２）／２ （１０）
で表される。
【００８７】
図１０は、Ｈ２＝∞、実効前方散乱半径βｆ＝０．０４μｍの場合の第１露光パターン幅Ｗ１に対する式（８）の数値解Ｗ２を示す。第２露光パターン幅Ｗ２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。Ｗ２＜Ｄｍとなった場合又は解が存在しない場合にはＷ２＝Ｄｍとし、これを式（８）に代入してＨ２を求め、式（１０）に基づき基準前方散乱強度εｐを決定する。
【００８８】
（Ｓ４３）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。
【００８９】
（Ｓ４４）ｉ≦ｎであればステップＳ４５へ進み、そうでなければステップＳ４Ａへ進む。ここにｎは着目ブロック内のパターン数である。
【００９０】
（Ｓ４５）ブロック内の第１露光パターン寸法Ｗ１×Ｈ１のパターンについて、前方散乱強度分布Ｆｆの基準前方散乱強度εｐでの幅が第１露光パターン幅に等しくなるように第２露光パターン幅Ｗ２及びＨ２を定める。すなわち、次の２元連立方程式
Ｆｆ（Ｗ１／２，０；Ｗ２，Ｈ２）＝εｐ （１１）
Ｆｆ（０，Ｈ１／２；Ｗ２，Ｈ２）＝εｐ （１２）
の解Ｗ２及びＨ２を求める。
【００９１】
（Ｓ４６）Ｗ２又はＨ２がそれぞれ前回値Ｗ２ｂ又はＨ２ｂからずれていれば、ステップＳ４１のδが変化して関数Ｆｆ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Ｓ４５の計算を再度行う必要がある。そこで、Ｗ２及びＨ２が収束していなければ、すなわち｜Ｗ２−Ｗ２ｂ｜又は｜Ｈ２−Ｈ２ｂ｜が所定値より大きければ、ステップＳ４７へ進み、そうでなければステップＳ４９へ進む。前回値Ｗ２ｂ又はＨ２ｂの初期値はそれぞれ第１露光パターン幅Ｗ１及びＨ１である。
【００９２】
（Ｓ４７）Ｗ２及びＨ２をそれぞれＷ２ｂ及びＨ２ｂとして記憶する。
【００９３】
（Ｓ４８）リトライフラグＲＦをセットする。
【００９４】
（Ｓ４９）ｉを１だけインクリメントし、ステップＳ４４へ戻る。
【００９５】
（Ｓ４Ａ）ＲＦ＝１であればステップＳ４１へ戻り、そうでなければ図２の処理を終了する。
【００９６】
例えば、図１２に波線で示すように、図１２（Ａ）の可変成形の太幅孤立パターン及び図１２（Ｂ）の可変成形の細幅孤立パターンと、図１２（Ｃ）のブロック露光の太幅パターン及び細幅パターンのＸ方向第１露光パターン幅がそれぞれ（Ｘ２−Ｘ１）、（Ｘ４−Ｘ３）、（Ｘ６−Ｘ５）及び（Ｘ８−Ｘ７）であった場合、自己補正工程３１の処理により実線で示すように第２パターン幅が狭くされる。これらのパターンを露光した場合、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１３（Ａ）に示す如くなる。図１３（Ａ）では、無限とみなせる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。可変成形ビーム露光の前方散乱強度分布は、上記特許文献１の場合と同様であり、前方散乱強度分布の半値幅が第１露光パターン幅になるようにパターン幅がシフト（第１露光パターンが第２露光パターンに図形変更）される。第１露光パターン幅に等しくなる前方散乱強度は、可変成形ビーム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εｐ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εｐであり（εｐの値はパターンにより異なる）、εｐ≦１／２である。図１２において、太幅パターン２１Ａは、可変成形ビーム露光の太幅パターン２１よりも狭くなる。
【００９７】
次に、図１３（Ｂ）及び図１４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。
【００９８】
図１３（Ｂ）は図１３（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、近接効果補正されていない。
【００９９】
この場合、パターン面積密度αｐ（αｐ≦１）の後方散乱成分はαｐ・ηであり、第１露光パターン幅に等しくなる露光強度はいずれのパターンもεｐ＋αｐ・ηで表される。太幅孤立パターンは、εｐ＝１、αｐ＝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αｐ・ηは無視することができる。
【０１００】
なお、図１３（Ａ）及び図１３（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。
【０１０１】
次に、図１の露光量補正工程３２を概説する。
【０１０２】
図１４は、図１３（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。
【０１０３】
図１４に示す如く、各パターンについて、補正されたパターン設計幅（第１露光パターン幅）に等しくなる露光強度（εｐ＋αｐ・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、
（εｐ＋αｐ・η）Ｑｃｐ＝Ｅｔｈ （１３）
を満たすように補正露光量Ｑｃｐが決定される。図１４中、Ｑ１〜Ｑ３はそれぞれ可変成形ビーム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＝εｐＱ２＝（εｐ＋αｐ・η）Ｑ３＝Ｅｔｈ
となるようにＱ１〜Ｑ３が決定される。
【０１０４】
以上では、簡単化のためにパターン面積密度αｐを用いたが、実際にはαｐは後述の実効パターン面積密度αｐ’である。
【０１０５】
次に、露光量補正工程３２を詳説する。
【０１０６】
（Ｓ５）チップ上レジストパターンに対応した第２露光パターンの配置面をサイズ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。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。パターン幅変更は露光量補正工程３２及び補助露光ショット発生工程３３で行わないので、１回のみ計算すればよい。
【０１０７】
（Ｓ６）後述する実効パターン面積密度α’ｉ，ｊを計算する。
【０１０８】
図１１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。
【０１０９】
【数１４】
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。
【０１１１】
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２βｂ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。
【０１１２】
【数１５】
ここに、整数ｌ及びｍの範囲はいずれも、−ｉｎｔ（２βｂ／Ａ）〜ｉｎｔ（２βｂ／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。
【０１１４】
ここで、ブロックパターンの補正露光量Ｑｃｐ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。
【０１１５】
各メッシュｋについて、（εｐ＋ 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
（εｐ＋ 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。
【０１１６】
（εｐ＋α’ｍ・η）Ｑｃｐ＝Ｅｔｈ （１７）
上式（１６）と（１７）とから、次式が導かれる。
【０１１７】
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。
【０１１８】
（Ｓ７）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。露光量補正工程３２での処理は、式（１７）中のεｐ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。
【０１１９】
次に補助露光発生工程３３について説明する。この処理は、上記特許文献１記載のものと同一である。
【０１２０】
（Ｓ８）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。
【０１２１】
（Ｓ９）上述のように、例えば上式（１９）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。
【０１２２】
（Ｓ１０）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Ｓ６へ戻る。
【０１２３】
本第１実施形態によれば、近接効果補正のみでは補正できない、レジストに複雑に依存した誤差をルールベースで補正することができ、微細レジストパターンの精度向上に寄与するところが大きい。
【０１２４】
なお、ステップＳ６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。
【０１２５】
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εｐ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εｐでの幅が、補正された設計幅（第１露光パターン幅）に等しくなるようにパターン幅を調整するので、図１４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、上記特許文献１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。
【０１２６】
また、上記特許文献１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。
【０１２７】
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Ｓ４２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第１露光パターン幅に等しくにする必要は無く、前方散乱強度分布ＦｆのピークがＦｍａｘであるとき、Ｆｆ＝κＦｍａｘ、κ＝３０〜７０％の範囲内の値での幅を第１露光パターン幅に等しくすれば、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。
【０１２８】
また、ステップＳ４２において、基準前方散乱強度εｐを、一括描画領域内で最小の第１露光パターン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第１露光パターン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第１露光パターン寸法Ｗ１０×Ｈ１０のパターンについて、基準前方散乱強度εｐを、εｐ＝Ｆｆ（Ｗ１０／２，０；Ｗ１０，Ｈ１０）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第１露光パターン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εｐ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。
【０１２９】
さらに、ステップＳ４５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εｐにおける幅が第１露光パターン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Ｆｆ＝κＦｍａｘにおける幅が第１露光パターン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。公知のエネルギー強度分布関数を説明する。
【０１３０】
［第２実施形態］
上述のように、使用するレジストによっては、上記現象により、差δがパターン幅Ｗ及びスペース幅Ｓｐのみならず、後方散乱強度αｐ・ηに依存する（影響が無視できない）場合がある。
【０１３１】
図１５は、この場合の、本発明の第２実施形態の露光データ補正方法を示すフローチャートである。
【０１３２】
この方法では、着目露光パターンＰのパターン幅Ｗと、着目露光パターンＰの各辺から最近接パターンまでの距離Ｓｐだけでなく、着目露光パターンＰが受ける後方散乱強度も考慮して図形変更量を行った後、ＥＩＤ関数に基づき近接効果補正を行う。
【０１３３】
この方法も、上記第１実施形態と同様に、次の３つの大工程からなる。
【０１３４】
工程１Ａ：実験を行い、その結果に基づきテーブルを作成する。
【０１３５】
工程２Ａ：テーブルを用いて図形変更を行う。
【０１３６】
工程３：ＥＩＤ関数に基づきモデルベースの近接効果補正を行う。
【０１３７】
図１６は、テーブル作成工程１Ａを示す詳細フローチャートである。この工程は、ステップＳ１ａ及びＳ２ａからなる。上記テーブル作成工程１と異なる点は、複数のオフセット露光量Ｅｏｆｓ１〜Ｅｏｆｓｍの各々について、実験しテーブルを作成する点である。
【０１３８】
（Ｓ１ａ）次のようなステップＳ１１ａ〜Ｓ１３ａで実験を行う。
【０１３９】
（Ｓ１１ａ）オフセット露光の下で補正前の設計パターンのレジストパターンが得られるように、露光強度分布関数に基づき該設計パターンに対し近接効果補正して、露光データを取得する。この設計パターンは、図２のステップＳ１１と同じＬ＆Ｓパターン及び孤立ラインパターンである。オフセット露光は、後方散乱の影響を見るために全てのＬ＆Ｓパターン及び孤立ラインパターンに対し一様に重畳する露光であり、複数のオフセット露光量Ｅｏｆｓ１〜Ｅｏｆｓｍの各々について、上記近接効果補正して、可変成形ビームで露光する場合の露光データを取得する。
【０１４０】
（Ｓ１２ａ）オフセット露光量Ｅｏｆｓ１〜Ｅｏｆｓｍの各々について、該露光データに基づき、レジストが塗布された半導体ウェーハを可変成形ビームで露光（可変成形ビーム露光＋オフセット露光）し、現像してレジストパターンを形成する。オフセット露光量Ｅｏｆｓ１〜Ｅｏｆｓｍの各々について、例えば上記１７０組のＬ＆Ｓパターン及び１０種の孤立ラインパターンからなるレジストパターンを形成する。
【０１４１】
図１７は、オフセット露光量Ｅｏｆｓ１〜Ｅｏｆｓ３の各々についてのレジストパターン３０〜３２を模式的に示す。
【０１４２】
（Ｓ１３ａ）オフセット露光量Ｅｏｆｓ１〜Ｅｏｆｓｍの各々について、形成されたレジストパターン中の各Ｌ＆Ｓパターンの中央のラインの幅を測定するとともに、レジストパターン中の各孤立ラインパターンの幅を測定し、両者の差２δ＝Ｒ（Ｗ，Ｓｐ，Ｅｏｆｓ）−Ｒ（Ｗ，∞，Ｅｏｆｓ）を実験データとして求める。ここに、Ｒ（Ｗ，Ｓｐ，Ｅｏｆｓ）は、設計ライン幅Ｗ及び設計スペース幅ＳｐのＬ＆Ｓパターンに対応した、露光量Ｅｏｆｓのオフセット露光が付加的に行われて形成されたレジストパターンの中央のラインの幅であり、孤立ラインパターン幅はＳｐ＝∞としたＲ（Ｗ，∞，Ｅｏｆｓ）に等しい。差δは、近接効果補正では補正できないものである。
【０１４３】
（Ｓ２ａ）次のようなステップＳ２１ａ及びＳ２２ａでテーブルを作成する。
【０１４４】
（Ｓ２１ａ）実験データについて、オフセット露光量Ｅｏｆｓ毎及び設計パターン幅Ｗ毎に、上記ステップＳ２１と同様に差δとスペース幅Ｓｐとの関係の実験式を求める。
【０１４５】
（Ｓ２２ａ）得られた実験式に基づいて、図１８〜図２０に示すようなオフセット露光量毎の、パターン幅ＷとＳｐの値の各組に対し差δが記入されたテーブルδ（Ｗ，Ｓｐ）を作成する。図１８〜図２０はそれぞれ、後方散乱強度がそれぞれ１０％、２０％及び３０％、すなわちオフセット露光量がそれぞれ０．１η、０．２η及び０．３ηである場合を示す。
【０１４６】
上記のようにして作成したテーブルに基づき、補正前の各露光パターンに対し、図形変更工程２Ａを行う。
【０１４７】
この工程２Ａは、パターン面積密度計算ステップＳ５ａと、実効パターン面積密度計算ステップＳ６ａと、テーブルに基づく図形変更ステップＳ３ａとからなる。ステップＳ７ａ及びＳ８ａの処理は、計算対象の露光パターンが、補正前の露光パターン、すなわち設計パターンと同じである点以外は、それぞれ上記ステップＳ５及びＳ６と同一である。ステップＳ３ａの処理は、補正前の各露光パターンについて、パターン幅Ｗ及びＳｐのみならずステップＳ８ａで求めた実効面積密度αｐにηを乗じた後方散乱強度αｐ・ηも考慮する点以外は、上記ステップＳ３と同一である。
【０１４８】
次に、図１の工程３と同一の近接効果補正を行なう。
【０１４９】
なお、可変成形ビーム露光の替わりに、ステンシルマスクを用いたブロック露光を行ってもよい。
【０１５０】
本第２実施形態によれば、近接効果補正のみでは補正できない、レジストに複雑に依存した誤差をルールベースで補正することができ、微細レジストパターンのさらなる精度向上に寄与するところが大きい。
【０１５１】
本発明には外にも種々の変形例が含まれる。
【０１５２】
例えば、上記第１実施形態の図形変更において、テーブルδ（Ｗ，Ｓｐ）を用いる替わりに、実験式δ（Ｗ，Ｓｐ）を用いてもよい。同様に、上記第２実施形態の図形変更において実験式δ（Ｗ，Ｓｐ，Ｅｏｆｓ）を用いてもよい。また、実験式とテーブルの組み合わせ、例えば、差δ（Ｗ，Ｓｐ，Ｅｏｆｓ）＝テーブルｆ（Ｗ，Ｓｐ）＋実験式ｇ（Ｅｏｆｓ）の形であってもよい。
【０１５３】
また、上記実施形態では、近接効果補正により、可変成形ビーム露光やブロック露光のようにショット毎に露光量のデータをもつ場合を説明したが、本発明は、上記現象に対し補正された露光パターンのレジストパターンが得られるように、露光強度分布関数に基づき該補正された露光パターンに対し近接効果補正して、パターンサイズをさらに変更するとともに露光量のデータを得る近接効果補正を行うものであればよい。例えば、パターンをマスクに作成して一括転写露光するような場合には、上記工程３において、ＥＩＤ関数に基づき後方散乱強度も考慮して図形変更を行う近接効果補正（特願平Ｈ１３−１５３２３３又は特願２００１−１１２７８７）を適用することができる。
【０１５４】
さらに、上記第２実施形態において、ステップＳ３ａでの図形変更、ステップＳ９での補正露光量の設定、及び、ステップＳ１１での補助露光の発生により、実効的な後方散乱強度が変わるので、高精度の補正のためには、さらにステップＳ５ａからステップＳ１０までを繰返し行ってもよい。すなわち、近接効果補正工程３から図形変更工程２Ａに戻ったとき、近接効果補正工程３により更新された後方散乱強度を、図形変更工程２Ａで用い、その結果に対し近接効果補正工程３を行ってもよい。
【０１５５】
また、図１５において、自己補正工程３１から処理を開始し、ステップＳ１１からステップＳ５ａに戻り、ステップＳ１０まで処理する構成であってもよい。
【０１５６】
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。
【０１５７】
（付記１）少なくとも、着目設計パターンと該着目設計パターンに最接近している設計パターンとの間の距離Ｓｐと、該着目設計パターンの該距離の方向の幅Ｗとに基づいて、該着目設計パターンのサイズを補正した第１露光パターンを得る前処理工程と、
該第１露光パターンのレジストパターンが得られるように、露光強度分布関数に基づき該第１露光パターンに対し近接効果補正して、パターンサイズをさらに変更した第２露光パターンを得るとともに露光量のデータを得る近接効果補正工程と、
を有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。
【０１５８】
（付記２）該前処理工程において、該第１露光パターンを得るためのサイズ補正量は、該着目設計パターンの該最接近設計パターン側の辺の、該距離の方向へのシフト量δ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。（１）
（付記３）該幅Ｗと該距離Ｓｐと該シフト量δとの間の実験式を予め作成しておき、該実験式に基づいて該シフト量δを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。（２）
（付記４）該実験式に基づいて該幅Ｗと該距離Ｓｐと該シフト量δとの関係のテーブルを予め作成しておき、該テーブルを参照して該シフト量δを決定す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。
【０１５９】
（付記５）該前処理工程は、
（ａ）近接効果による寸法変化を取り除くため、露光強度分布関数に基づき該設計パターンに対し近接効果補正して、露光データを取得し、
（ｂ）該露光データに基づいて対象物を露光し、現像してレジストパターンを形成し、
（ｃ）該レジストパターンの幅を測定してその設計パターン幅Ｗに対する差を求め、
（ｄ）該第１露光パターンを得るためのサイズ補正量を決定するために、該レジストパターンについて、該距離Ｓｐと該幅Ｗとに関係した該差の実験式を求める、
工程を有することを特徴とする付記１乃至４のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム露光方法。（３）
（付記６）該工程（ａ）における設計パターンは、ライン幅Ｗ、スペース幅Ｓｐのライン・アンド・スペース・パターンであり、
該工程（ｂ）において、該ライン幅Ｗと該スペース幅Ｓｐの組み合わせが異なる複数の該ライン・アンド・スペース・パターンを１つの該対象物に露光する、
ことを特徴とする付記５記載の荷電粒子ビーム露光方法。（４）
（付記７）該前処理工程では、さらに該着目設計パターンの位置での後方散乱強度にも基づいて、該第１露光パターンを得るためのサイズ補正をすることを特徴とする付記１乃至６のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム露光方法。（５）
（付記８）該前処理工程と該近接効果補正工程との組を複数回繰り返し、該近接効果補正工程から該前処理工程に戻ったとき、該近接効果補正工程により更新された後方散乱強度を、該前処理工程で用い、その結果に対し該近接効果補正工程を行う、
ことを特徴とする付記７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実施形態の露光データ補正方法を示すフローチャートである。
【図２】図１中のテーブル作成工程１の詳細フローチャートである。
【図３】１つの着目露光パターンに対する、図１中の図形変更２の詳細フローチャートである。
【図４】１つのブロック露光パターンに対する、図１中の自己補正工程３１の詳細フローチャートである。
【図５】図２中のステップＳ１２で形成されるレジストパターンの説明図である。
【図６】ある設計ライン幅Ｗの、近接効果補正されたＬ＆Ｓパターン及び孤立パターンについての、スペース設計幅Ｓｐに対するレジストパターン幅差δの実験データと、これに基づいて得られた実験式とを示す図である。
【図７】実験式に基づいて作成された、パターン幅Ｗとスペース幅Ｓｐの値の各組に対する差δのテーブルを示す図である。
【図８】図３の処理説明図である。
【図９】（Ａ）は矩形の第２露光パターンを示し、（Ｂ）はこの第２露光パターンの透過孔マスクを用いたときのＸ軸に沿った前方散乱強度分布図である。
【図１０】Ｈ２＝∞、実効前方散乱半径βｆ＝０．０４μｍの場合の第１露光パターン幅Ｗ１に対する第２露光パターン幅Ｗ２の数値解を示す図である。
【図１１】パターン面積密度法説明図である。
【図１２】太幅孤立パターン（Ａ）、細幅孤立パターン（Ｂ）及びブロック露光パターン（Ｃ）の第１及び第２露光パターンを示す図である。
【図１３】（Ａ）は、図１２の第２露光パターンに対応した前方散乱強度分布と、補正された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、補正された設計幅との関係を示す概略線図である。
【図１４】図１３（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１５】本発明の第２実施形態の露光データ補正方法を示すフローチャートである。
【図１６】図１５中のテーブル作成工程の詳細フローチャートである。
【図１７】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれオフセット露光量Ｅｏｆｓ１〜Ｅｏｆｓ３の各々についてのレジストパターンを模式的に示す図である。
【図１８】オフセット露光量が０．１ηである場合の、パターン幅Ｗとスペース幅Ｓｐの値の各組に対する差δのテーブルを示す図である。
【図１９】オフセット露光量が０．２ηである場合の、パターン幅Ｗとスペース幅Ｓｐの値の各組に対する差δのテーブルを示す図である。
【図２０】オフセット露光量が０．２ηである場合の、パターン幅Ｗとスペース幅Ｓｐの値の各組に対する差δのテーブルを示す図である。
【図２１】実験で用いたライン・アンド・スペース及び孤立ラインの設計パターンを示す図である。
【図２２】あるレジストを用いた場合の、Ｌ＆Ｓの中央ラインに対応するレジストパターンの幅と孤立ラインに対応するレジストのパターン幅との差２δの実験結果を、複数のライン幅設計値について示すグラフである。
【図２３】他のレジストを用いた場合の、Ｌ＆Ｓの中央ラインに対応するレジストパターンの幅と孤立ラインに対応するレジストのパターン幅との差２δの実験結果を、複数のライン幅設計値について示すグラフである。
【符号の説明】
１０ ライン・アンド・スペース・パターン
１１〜１３ ラインパターン
２０ マスク
Ｐ 補正前の着目露光パターン
Ｐ０〜Ｐ４ 補正前の露光パターン
Ｌｉ、Ｌ１〜Ｌ４ 辺
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２ パターン幅
Ｓｐ、Ｓｐ１〜Ｓｐ４ スペース幅
δ、δ１〜δ４ 誤差
Claims (5)
- 少なくとも、着目設計パターンと該着目設計パターンに最接近している設計パターンとの間の距離Ｓｐと、該着目設計パターンの該距離の方向の幅Ｗとに基づいて、該着目設計パターンのサイズを補正した第１露光パターンを得る前処理工程と、
該第１露光パターンのレジストパターンが得られるように、露光強度分布関数に基づき該第１露光パターンに対し近接効果補正して、パターンサイズをさらに変更した第２露光パターンを得るとともに露光量のデータを得る近接効果補正工程と、
を有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。 - 該前処理工程において、該第１露光パターンを得るためのサイズ補正量は、該着目設計パターンの該最接近設計パターン側の辺の、該距離の方向へのシフト量δ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。
- 該前処理工程は、
（ａ）近接効果による寸法変化を取り除くため、露光強度分布関数に基づき該設計パターンに対し近接効果補正して、露光データを取得し、
（ｂ）該露光データに基づいて対象物を露光し、現像してレジストパターンを形成し、
（ｃ）該レジストパターンの幅を測定してその設計パターン幅Ｗに対する差を求め、
（ｄ）該第１露光パターンを得るためのサイズ補正量を決定するために、該レジストパターンについて、該距離Ｓｐと該幅Ｗとに関係した該差の実験式を求める、
工程を有することを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム露光方法。 - 該工程（ａ）における設計パターンは、ライン幅Ｗ、スペース幅Ｓｐのライン・アンド・スペース・パターンであり、
該工程（ｂ）において、該ライン幅Ｗと該スペース幅Ｓｐの組み合わせが異なる複数の該ライン・アンド・スペース・パターンを１つの該対象物に露光する、
ことを特徴とする請求項３記載の荷電粒子ビーム露光方法。 - 該前処理工程では、さらに該着目設計パターンの位置での後方散乱強度にも基づいて、該第１露光パターンを得るためのサイズ補正をすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の荷電粒子ビーム露光方法。
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