JP2007115999A - キャラクタプロジェクション（ｃｐ）方式の荷電粒子ビーム露光方法、キャラクタプロジェクション方式の荷電粒子ビーム露光装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】キャラクタプロジェクション（ＣＰ）方式を用いた荷電粒子ビーム露光において、高精度な荷電粒子ビーム露光を実現可能なＣＰ方式の電子ビーム露光方法を提供する。
【解決手段】複数のキャラクタアパーチャを有するアパーチャマスクを用意するステップ（Ｓ１０）、荷電粒子の前方散乱距離、後方散乱距離、ビームボケ、レジスト中の酸拡散距離が影響する距離、及び下地層の加工処理時のパターン粗密によるパターン寸法差の少なくともいずれかを考慮して、設計データ中の設計パターンの寸法を補正するステップ（Ｓ１１）、補正された設計パターンに対して複数のキャラクタアパーチャのうち特定のキャラクタアパーチャの少なくとも一部を割り当てることにより描画データを生成するステップ（Ｓ１２〜Ｓ１４）、描画データに基づいて特定のキャラクタアパーチャの少なくとも一部を透過した荷電粒子ビームでレジストを露光するステップ（Ｓ１５）を含む。
【選択図】 図３０

Description

本発明は、荷電粒子ビーム露光技術に関し、特に、ＣＰ方式の荷電粒子ビーム露光方法、ＣＰ方式の荷電粒子ビーム露光装置及びプログラムに関する。

現状、電子ビーム露光は、２枚のアパーチャを通して成形した矩形ビームを試料上に転写する可変成形ビーム方式（ＶＳＢ方式）が主流である。近年、電子ビーム露光のスループットを改善するために、ＬＳＩに含まれる配線パターンに対応する開口パターンを予めＣＰアパーチャマスク上に作りこみ、複数の開口パターンを一括して露光するＣＰ方式が検討されている。ＣＰアパーチャマスク上に多数の開口パターンを用意すれば、電子ビーム露光装置のスループットは向上する。例えば、所定形状の開口パターンが周期的に配列されたＣＰアパーチャマスク上を、荷電ビームで選択的に照射することにより、開口パターンの複数個を試料上に同時に転写する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

パターンが微細化するにつれ、半導体ウェハのエッチング工程におけるレジストパターンの粗密差に起因した寸法変換差等の影響が大きくなる。即ち、電子ビーム露光により設計パターンに忠実な寸法でレジストパターンを形成できたとしても、エッチングする段階で、レジストパターンの下地層である被加工膜に形成されるパターンに寸法差が生じる。したがって、電子ビーム露光の精度が劣化してしまう問題がある。
特開２００４−２８１５０８号公報

本発明の目的は、ＣＰ方式を用いた荷電粒子ビーム露光において、高精度な荷電粒子ビーム露光を実現可能なＣＰ方式の荷電粒子ビーム露光方法、ＣＰ方式の荷電粒子ビーム露光装置及びプログラムを提供することである。

本願発明の一態様によれば、（イ）複数のキャラクタアパーチャを有するアパーチャマスクを用意するステップと、（ロ）荷電粒子の前方散乱距離、荷電粒子の後方散乱距離、荷電粒子のビームのビームボケ、荷電粒子のビームにより露光されるレジスト中の酸拡散距離が影響する距離、及びレジストを用いたレジストの下地層の加工処理時のパターン粗密によるパターン寸法差の少なくともいずれかを考慮して、設計データ中の設計パターンの寸法を補正するステップと、（ハ）補正された設計パターンに対して、複数のキャラクタアパーチャのうち特定のキャラクタアパーチャの少なくとも一部を割り当てることにより描画データを生成するステップと、（ニ）描画データに基づいて特定のキャラクタアパーチャの少なくとも一部を透過した荷電粒子のビームでレジストを露光するステップとを含むＣＰ方式の電子ビーム露光装置が提供される。

本願発明の他の態様によれば、（イ）試料を搭載するステージと、（ロ）複数のキャラクタアパーチャを有するアパーチャマスクを駆動する駆動機構と、（ハ）アパーチャマスクを介して試料に荷電粒子のビームを照射する荷電粒子のビーム発生源と、（ニ）荷電粒子の前方散乱距離、荷電粒子の後方散乱距離、荷電粒子のビームのビームボケ、荷電粒子のビームにより露光されるレジスト中の酸拡散距離が影響する距離、及びレジストを用いたレジストの下地層の加工処理時のパターン粗密によるパターン寸法差の少なくともいずれかを考慮して、設計データ中の設計パターンの寸法を補正する補正部と、（ホ）補正された設計パターンに対して、複数のキャラクタアパーチャのうち特定のキャラクタアパーチャの少なくとも一部を割り当てることにより描画データを生成する描画データ生成部と、（ヘ）描画データに基づいて特定のキャラクタアパーチャの少なくとも一部を透過した荷電粒子のビームでレジストを露光する露光部とを備えるＣＰ方式の電子ビーム露光方法が提供される。

本願発明の他の態様によれば、複数のキャラクタアパーチャを有するアパーチャマスクを搭載した荷電粒子ビーム露光装置に用いるプログラムであって、（イ）荷電粒子の前方散乱距離、荷電粒子の後方散乱距離、荷電粒子のビームのビームボケ、荷電粒子のビームにより露光されるレジスト中の酸拡散距離が影響する距離、及びレジストを用いたレジストの下地層の加工処理時のパターン粗密によるパターン寸法差の少なくともいずれかを考慮して、設計パターンの寸法を補正させる命令と、（ロ）補正された設計パターンに対して、複数のキャラクタアパーチャのうち特定のキャラクタアパーチャの少なくとも一部を割り当てることにより描画データを生成させる命令と、（ハ）描画データに基づいて特定のキャラクタアパーチャの少なくとも一部を透過した荷電粒子のビームでレジストを露光させる命令プログラムが提供される。

本発明によれば、ＣＰ方式を用いた荷電粒子ビーム露光において、高精度な荷電粒子ビーム露光を実現可能なＣＰ方式の荷電粒子ビーム露光方法、ＣＰ方式の荷電粒子ビーム露光装置及びプログラムを提供することができる。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

また、本発明の実施の形態において、「荷電粒子のビーム」として電子ビームを一例に説明するが、荷電粒子のビームとしてはイオンビームを採用しても良い。即ち、イオンビームについても電子ビームの場合と同様に以下の説明を適用することができる。

本発明の実施の形態に係る電子ビーム露光装置は、図１に示すように、中央演算処理装置（ＣＰＵ）１、描画部２、描画制御部３、データ記憶装置４、入力装置５、出力装置６、主記憶装置７及びプログラム記憶装置８を備える。例えばＣＰＵ１、描画制御部３、データ記憶装置４、入力装置５、出力装置６、主記憶装置７及びプログラム記憶装置８は、バス９を介して互いに接続されている。

描画部２は、電子光学系内には、電子ビーム発生源（電子銃）１１、コンデンサレンズ１４、第１成形アパーチャマスク１５、第２成形アパーチャマスク（ＣＰアパーチャマスク）２０、ブランキングアパーチャマスク１６、ブランキング偏向器１７ａ，１７ｂ、投影レンズ１８、ＣＰ選択偏向器１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ、縮小レンズ２１、対物レンズ２３、対物偏向器２２ａ，２２ｂ、及び駆動機構１９を備える。また、試料室内には、試料２７を搭載するステージ２６、及び試料２７からの２次電子又は反射電子等を検出するファラデーカップ等の検出器２８が収容されている。

電子銃１１は、電子ビーム１０を発生し射出する。コンデンサレンズ１４は、電子ビーム１０の照明条件を調整する。第１成形アパーチャマスク１５及びＣＰアパーチャマスク２０は、電子ビーム１０を所望の形状に成形する。ブランキングアパーチャマスク１６は、電子ビーム１０を必要に応じてオン・オフする。ブランキング偏向器１７ａ，１７ｂは、電子ビーム１０をブランキングアパーチャマスク１６上へ偏向する。投影レンズ１８は、ＣＰアパーチャマスク２０上に像面を形成する。

ＣＰ選択偏向器１９ａ〜１９ｄは、ＣＰアパーチャマスク２０上の任意のＣＰ位置に電子ビーム１０を位置あわせし、ＣＰアパーチャマスク２０が有するＣＰアパーチャを選択することで第１成形アパーチャマスク１５及びＣＰアパーチャマスク２０の光学的な重なりの程度を制御し、電子ビーム１０を成形する。

対物偏向器２２ａ，２２ｂは、電子ビーム１０を偏向することにより試料２７上で電子ビーム１０を走査する。なお、加速電圧は５ｋｅＶであり、対物偏向器２２ａ，２２ｂの偏向領域の大きさは１．５ｍｍ、５０μｍとなっている。

ＣＰ選択偏向器１９ａ〜１９ｄと対物偏向器２２ａ，２２ｂは精度良く、高速に電子ビーム１０を偏向する必要があり、静電型の偏向器が用いられている。対物偏向器２２ａ，２２ｂは、スループットを低下させることなく且つ高精度に偏向するために、主偏向器及び副偏向器、並びに偏向収差を最小にするための複数の偏向電極を有する。

縮小レンズ２１及び対物レンズ２３は、電子ビーム１０を試料２７上に結像させる。試料２７としては、直接描画方式で半導体装置を製造する場合にはレジストを塗布したシリコン（Ｓｉ）等の半導体基板等を、露光用マスクを作製する場合にはレジストを塗布したガラス基板等を用いることができる。なお、直接描画方式で液晶表示装置を製造する場合にはガラス基板等が、光記録媒体を製造する場合にはポリカーボネイト等の樹脂基板等が試料２７として用いられても良い。勿論これらのガラス基板や樹脂基板の上には工程の進行に応じて種々の薄膜が形成されうる。

ステージ２６は、Ｘ方向及びＹ方向（水平方向）に移動可能である。レーザ測長計３０は、ステージ２６の位置を測定する。ステージ駆動部２９は、レーザ測長計３０により測定されたステージ２６の位置に基づいてステージ２６を駆動し移動可能である。

電子ビーム露光の際には、電子銃１１から発生した電子ビーム１０は、コンデンサレンズ１４により所望の電流密度に調整され、第１成形アパーチャマスク１５に均一に照射される。第１成形アパーチャマスク１５の矩形アパーチャを通過した電子ビーム１０は、投影レンズ１８により、ＣＰアパーチャマスク２０に結像される。第１成形アパーチャマスク１５及びＣＰアパーチャマスク２０の光学的重なりによる像は、縮小レンズ２１により所定の縮小率に縮小され、対物レンズ２３により試料２７上に結像される。このとき、ビーム偏向回路３４により印加される偏向電圧に応じて対物偏向器２２ａ，２２ｂが電界を形成することにより電子ビーム１０が偏向される。また、試料２７を移動する場合、試料２７の不必要な部分が露光されないように、ブランキング偏向器１７ａ，１７ｂで電子ビーム１０をブランキングアパーチャマスク１６上へ偏向することで電子ビーム１０をオフにして、試料２７の表面上に到達しないようにする。

描画制御部３は、レンズ制御回路３１、ブランキング偏向回路３２、ＣＰ選択回路３３、ビーム偏向回路３４、検出信号処理回路３５、及びステージ制御回路３６を有する。レンズ制御回路３１は、コンデンサレンズ１４に電子ビーム１０の照明条件を調整させるための電圧を印加する。ブランキング偏向回路３２は、ブランキング偏向器１７ａ，１７ｂに電子ビーム１０を必要に応じてオン・オフさせるための偏向電圧を印加する。ＣＰ選択回路３３は、ＣＰ選択偏向器１９ａ〜１９ｄに、電子ビーム１０の重なりの程度を制御させるための電圧を印加する。ビーム偏向回路３４は、対物偏向器２２ａ，２２ｂに電子ビーム１０を偏向させるための偏向電圧を印加する。検出信号処理回路３５は、検出器２８により検出された２次電子等を信号に変換して検出信号をＣＰＵ１に伝達する。ステージ制御回路３６には、ステージ駆動部２９及びレーザ測長計３０がそれぞれ接続されている。ステージ制御回路３６は、レーザ測長計３０で測定されたステージ２６の座標位置を参照しながらステージ駆動部２９を駆動することにより、ステージ２６の位置を制御する。

次に、第１成形アパーチャマスク１５及びＣＰアパーチャマスク２０の一例を、図２を用いて説明する。第１成形アパーチャマスク１５には、矩形アパーチャ４０が設けられている。ＣＰアパーチャマスク２０上には、ＣＰ方式で用いる繰り返し性の高い複数のＣＰ用開口部（キャラクタアパーチャ）４０ａ〜４０ｅ、及びＶＳＢ方式で用いるＶＳＢ用開口部４０ｆが加工されている。キャラクタアパーチャ４０ａ〜４０ｅは、１枚のＣＰアパーチャマスク２０に複数レイヤー分作り込むことが可能であり、必要に応じて選択可能である。縮小レンズ２１及び対物レンズ２３等によるキャラクタアパーチャ４０ａ〜４０ｅ及びＶＳＢ用開口部４０ｆの縮小率は例えば１／５である。以下の説明では縮小率を１／５として説明する。

ＣＰ選択偏向器１９ａ〜１９ｄで電子ビーム１０を位置合わせし、電子ビーム１０を対象とするキャラクタアパーチャ（例えばキャラクタアパーチャ４０ａ）の形状に成形し、この成形した電子ビーム（キャラクタビーム）１０を対物偏向器２２ａ，２２ｂによって試料２７上の希望する位置に照射することにより、ＬＳＩパターンを高速に描画することができる。例えばキャラクタアパーチャ４０ｅは、第１成形アパーチャマスク１５の矩形アパーチャ４０との電子ビーム１０の重ね合わせにより、矩形や三角形の電子ビーム（キャラクタビーム）１０を形成する。

ＣＰアパーチャマスク２０には駆動機構１９が設けられている。駆動機構１９は、キャラクタアパーチャ４０ａ〜４０ｅ及びＶＳＢ用開口部４０ｆのそれぞれを選択的に描画するために、ＣＰアパーチャマスク２０を移動可能である。駆動機構１９としては、超音波ステージ駆動部、ピエゾ素子、電動ステージ駆動部、又は手動による駆動機構等を用いることができる。

次に、ＣＰ選択偏向器１９ａ〜１９ｄによる電子ビーム１０の制御方法を説明する。図１に示したＣＰ選択回路３３は、描画の際は、ＣＰＵ１から送られてきたビームサイズ、使用アパーチャ、ビーム位置、及びＶＳＢ／ＣＰフラグ等を含むショット情報から、ＶＳＢ方式とＣＰ方式のどちらを選択するかのフラグ（ＶＳＢ／ＣＰフラグ）を判別し、使用するＣＰ選択偏向器１９ａ〜１９ｄを切り替える。

ＣＰ方式では、図３に示すように、例えば４段のＣＰ選択偏向器１９ａ〜１９ｄを使用する。ＣＰ選択偏向器１９ａは、光軸に沿って上流側からきた電子ビーム１０を所望のＣＰ位置方向に偏向する。偏向された電子ビーム１０はＣＰ選択偏向器１９ｂによってＣＰアパーチャマスク２０に対して垂直に振り戻される。この結果、電子ビーム１０は、ＣＰアパーチャマスク２０上にあるキャラクタアパーチャ４０ａ〜４０ｅに対して垂直に入射することになる。ＣＰアパーチャマスク２０のキャラクタアパーチャ４０ａ〜４０ｅを通過した電子ビーム１０は、ＣＰ選択偏向器１９ｃによって、光軸方向に振り戻され、さらにＣＰ選択偏向器１９ｄによって光軸を平行に振り戻される。結果として、ＣＰアパーチャマスク２０上のどのキャラクタアパーチャ４０ａ〜４０ｅを通った場合でも、電子ビーム１０は光軸上の同じ位置に振り戻され、光軸と平行な状態で下流の縮小レンズ２１や対物レンズ２３、対物偏向器２２ａ，２２ｂに入射することになる。即ち、ＣＰアパーチャマスク２０上のどのキャラクタアパーチャ４０ａ〜４０ｅを通った場合でも、ＣＰ選択偏向器１９ａ〜１９ｄによって、光軸上の同じ位置に電子ビーム１０を振り戻すことができる。このため、ＣＰアパーチャマスク２０上で大きく電子ビーム１０を偏向した場合でも、試料２７上での位置ずれが少なく、高精度な描画を行うことができる。各偏向アンプの電圧は±４０Ｖであり、この場合の偏向幅は、キャラクタアパーチャ４０ａ〜４０ｅ上で１ｍｍである。

一方、ＶＳＢ方式では、図４に示すように、例えばＣＰ選択偏向器１９ａのみを使用する。ＶＳＢ方式の場合、使用するＶＳＢ用開口部４０ｆを光軸付近に配置すれば、偏向幅はＣＰ方式に比べ極端に少なくてすむ。ＶＳＢ方式で必要とされるビーム偏向幅はＶＳＢ用開口部４０ｆ上で１００μｍもあれば十分である。この場合、ＶＳＢ用開口部４０ｆ上の偏向幅が小さいので、ＣＰ方式のように、光軸上に電子ビーム１０を振り戻す必要はない。なお、ＣＰ選択偏向器１９ｃ，１９ｄにビームアライメント用の電圧を重畳させている場合には、ＣＰ選択偏向器１９ｃ，１９ｄの電圧を出力する。なお、位置決め用偏向器にビームアライメント用補正電圧を重畳する場合には、ＣＰ選択偏向器１９ｃ，１９ｄに重畳させる必要がない。以上説明したように、ＣＰ方式及びＶＳＢ方式を切り替えて、多数のキャラクタアパーチャ４０ａ〜４０ｅ及びＶＳＢ用開口部４０ｆを高精度に選択することができる。

次に、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に代表されるロジックデバイスの配線パターンの特徴を説明する。配線パターンの特徴としては、以下のことが規定されている：（イ）電源用配線等を除き、配線パターンの幅は一定である；（ロ）ビアパターン（コンタクトホールパターン）の大きさは同じである；（ハ）配線パターン及びビアパターンは、一定間隔のグリッドに載っている；（ニ）レイヤー毎に、基本となる配線パターンの方向（Ｐｒｅｆｅｒｒｅｄ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）が決められている。上述した特徴は、パターンのレイアウトの際に参照され、デザインルールにより規定されることが多い。但し、例外も存在するが、少数である。

図５〜図７に、配線パターンの一例を示す。図５は第１配線レイヤーの配線パターン１１０ａ〜１１０ｄを示す。配線パターン１１０ａ〜１１０ｄの幅Ｗ_Lは予め決定されている。配線パターン１１０ａ〜１１０ｄは間隔Ｗ_G（＝Ｗ_L×２）のグリッド上にある。したがって、同一レイヤーの配線パターン１１０ａ〜１１０ｄの間隔は、最小で（Ｗ_G−Ｗ_L）である。最も密な配線部分では、１：１のライン・アンド・スペース（Ｌ／Ｓ）パターンとなる。図６は第１配線レイヤーの一層分だけ上層の第２配線レイヤーの配線パターン１１１ａ〜１１１ｄを示す。レイヤー毎に、配線の基本的な方向があり、配線パターン１１１ａ〜１１１ｄは、図５に示した配線パターン１１０ａ〜１１０ｄの方向とは９０度回転した方向に配列されている。

図７に示すように、下層の配線パターン１１２ａ〜１１２ｄと上層の配線パターン１１３ａ〜１１３ｄは、ビアパターン１１４ａ〜１１４ｅが配置されることにより複数のレイヤー間で接続される。ビアパターン１１４ａ〜１１４ｅの配置位置は、各レイヤーのグリッドの交点であり、その間隔は一定である。

本発明の実施の形態に係るＣＰアパーチャマスク２０は、上述した配線パターンの特徴を加味されている。ＣＰアパーチャマスク２０は、図８に示すように、ＶＳＢ用開口部５０と、ＣＰ用開口部（キャラクタアパーチャ）５１〜５８が形成されている。

キャラクタアパーチャ５１〜５４は、Ｘ方向に配列された配線パターンを露光する際に用いるアパーチャである。キャラクタアパーチャ５１は、Ｙ方向に離間して配列された線幅Ｗ₁₁の開口パターン５１ａ〜５１ｄを含む。キャラクタアパーチャ５２は、Ｙ方向に並列に配列された線幅Ｗ₁₁の開口パターン５２ａ〜５２ｃ、及び線幅Ｗ₁₁よりも太い線幅Ｗ₁₃の開口パターン５２ｄを有する。キャラクタアパーチャ５３は、Ｙ方向に並列に配列された線幅Ｗ₁₁の開口パターン５３ｂ〜５３ｄ、及び線幅Ｗ₁₃の開口パターン５３ａを有する。キャラクタアパーチャ５４は、Ｙ方向に並列に配列された線幅Ｗ₁₁の開口パターン５４ｂ，５４ｃ、及び線幅Ｗ₁₃の開口パターン５４ａ，５４ｄを有する。

キャラクタアパーチャ５５〜５８は、Ｙ方向に配列された配線パターンを露光する際に用いるアパーチャである。キャラクタアパーチャ５５は、Ｘ方向に線幅Ｗ₁₁、間隔Ｗ₁₂で離間して並列に配列された開口パターン５５ａ〜５５ｄを含む。キャラクタアパーチャ５６は、Ｘ方向に並列に配列された線幅Ｗ₁₁の開口パターン５６ｂ〜５６ｄ、及び線幅Ｗ₁₃の開口パターン５６ａを有する。キャラクタアパーチャ５７は、Ｘ方向に並列に配列された線幅Ｗ₁₁の開口パターン５７ａ〜５７ｃ、及び線幅Ｗ₁₃の開口パターン５７ｄを有する。キャラクタアパーチャ５８は、Ｘ方向に並列に配列された線幅Ｗ₁₁の開口パターン５８ａ〜５８ｃ、及び線幅Ｗ₁₃の開口パターン５８ｄを有する。

キャラクタアパーチャ５１〜５８は、配線パターン用の開口部なので、Ｘ及びＹ方向の配線パターンのみ用意されている。また、ＣＰアパーチャマスク２０上の配線ピッチは、元々の設計データに記述されている配線ピッチと試料面上で同じになるように設計されている。本発明の実施の形態の場合、縮小率が１／５であり、配線ピッチが１００ｎｍであるので、ＣＰアパーチャマスク２０上の配線ピッチは５００ｎｍとなっている。また、図８では、キャラクタアパーチャ５１〜５８は８種類しか記述していないが、配線パターンの比率を変えたキャラクタアパーチャを更に用意してもよい。また、斜め配線やコンタクトホールアレイを用意することも可能である。また、キャラクタアパーチャ５１〜５８は、簡単のために、配線パターンを４本だけ記載しているが、配線パターンを５本以上で構成しても構わない。

図１に示したＣＰＵ１は、補正部１０１、まとめうち処理部１０２及び描画データ生成部１０３を備える。補正部１０１は、所望の設計データに対して寸法の寸法を補正する「寸法補正処理」を実施する。

ここで、寸法補正処理の説明に先立って、寸法誤差について説明する。図９に示す設計データの設計パターン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃに基づいて描画データを生成し、レジスト膜を電子ビーム露光する場合、図１０及び図１１に示すように、レジストパターン１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃが所望の寸法Ｗ_Lで形成できたとしても、図１２及び図１３に示すように、被加工膜１４０をエッチングするときに、パターン粗密による寸法誤差のために、被加工膜１４０に形成された配線パターン１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４３ａ，１４３ｂ，１４３ｃのうち、隣接するパターン間が比較的離れている配線パターン１４１ｃ，１４２ａ及び配線パターン１４２ｃ，１４３ａはそれぞれ寸法ΔＷ_L1，ΔＷ_L2だけ細りが生じてしまう。なお、本発明の実施の形態では、パターン粗密による寸法誤差を一例として説明するが、他にも、電子ビーム１０に含まれる電子の前方散乱距離、電子の後方散乱距離、電子ビーム１０のビームボケ、試料２７上に形成された化学増幅型レジスト中の酸拡散距離が影響する距離等の影響で、パターン寸法差が生じる場合がある。

寸法補正処理では、上述した寸法誤差を補正する。図１４は、パターン粗密の要因となるパターン間距離と寸法誤差の関係を示し、図１５は寸法補正に使用するテーブルを示す。この例では、パターン間距離が０〜１００ｎｍのとき、寸法誤差はほぼ生じないので、補正量がゼロとなる。パターン間距離が２００ｎｍ〜４００ｎｍでは、ほぼ一定してパターンに細りが生じるため、補正量は増加する。一方、パターン間距離が４００ｎｍ以上では細り量が一定となるため、補正量も一定となる。この例では、４００ｎｍ以上における補正量は＋４０ｎｍである。図１４に示したパターン間距離と寸法誤差の関係、及び図１５に示した補正テーブルは、図１に示した設計データ記憶部４１等に、パターン粗密に対する補完用のデータとして格納しておけば良い。

補正部１０１は、図９に示した設計データの設計パターン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃに対してパターン間距離Ｗ_S1，Ｗ_S2，Ｗ_S3を算出する。補正部１０１は、図１５に示した補正テーブルを参照して、パターン間距離Ｗ_S1，Ｗ_S2，Ｗ_S3に応じて、図１６に示すように設計パターン１２１ｃ，１２２ａ及び設計パターン１２２ｃ，１２３ａをそれぞれ寸法ΔＷ_L1，ΔＷ_L2だけ太く補正（リサイズ）することで、補正データを生成する。なお、ここでは、エッチング時のパターン粗密によるパターン寸法差を考慮した場合について説明しているが、電子の前方散乱距離、後方散乱距離、ビームボケ、化学増幅型レジスト中の酸拡散距離が影響する距離等のパラメータを更に考慮して補正しても良い。

図１６に示した補正データに基づいて描画データを生成し、電子ビーム露光した場合、図１７及び図１８に示すようにレジストパターン１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃが形成される。パターン間距離が離れているレジストパターン１３１ｃ，１３２ａの寸法Ｗ_L＋ΔＷ_L1及びレジストパターン１３２ｃ，１３３ａの寸法Ｗ_L＋ΔＷ_L2が、寸法Ｗ_Lよりも太くなっている。その後、エッチングを行えば、図１９及び図２０に示すように、パターン変換差の影響により、所望の寸法Ｗ_Lの配線パターン１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４３ａ，１４３ｂ，１４３ｃを形成可能となる。

図１に示したまとめうち処理部１０２は、複数の開口パターンをまとめうち（一括露光）するために、設計パターンを含むショット分割する「まとめうち処理」を行う。ここで、図２１に示す設計データの設計パターン６１ａ〜６１ｅに対してまとめうち処理を行う例を説明する。設計パターン６１ａ〜６１ｅは、Ｘ方向に並列に配列している。設計パターン６１ｅの高さＬ₂は、設計パターン６１ａ〜６１ｄの高さＬ₁の２倍である。設計パターン６１ａ〜６１ｅは、通常のＶＳＢ方式により、最大ビームサイズ以下の長方形に分割して描画を行うと、合計６ショットが必要である。

（イ）図２１に示した設計パターン６１ａ〜６１ｅを、配線方向に平行な辺、つまり他の設計パターン６１ａ〜６１ｅと対向する辺を、図２２に示すように外側に移動させる。配線グリッドと配線パターンの幅の間にＷ_G＝Ｗ_L×２という関係があるため、各辺の移動量をＷ_L／２（最小のパターン間距離の１／２と等価）とした。これにより、隣り合う配線グリッドに載っている設計パターン６１ａ〜６１ｅのそれぞれ移動した辺は、お互いに接することになる。辺を移動した各設計パターン６１ａ〜６１ｅは、隣り合う配線グリッドに設計パターンが存在すれば、お互いに接することになる。

（ロ）次に、設計パターン６１ａ〜６１ｅの重なりを除去し、図２３に示すように融合（マージ）することにより、多角形パターン６３が生成される。多角形パターン６３は隣り合う配線グリッドに設計パターンが存在したことを意味し、１：１のＬ／Ｓパターンの一部で構成されていたことになる。

（ハ）多角形パターン６３を、最大ビームサイズ以下となるように、図２４に示すように複数（２つ）の長方形パターン６４ａ，６４ｂに分割する。長方形パターン６４ａ，６４ｂは、１：１のＬ／Ｓ形状のキャラクタアパーチャに照射する電子ビーム１０の大きさを示している。即ち、設計パターン６１ａ〜６１ｅが図２５に示すようにショット領域Ａ₁，Ａ₂に分割される。図２６に示すような長方形パターン６４ａ，６４ｂに対応する１：１のＬ／Ｓ形状の開口パターン５９ａ〜５９ｆを有するキャラクタアパーチャ５９を用いると、図２６に示すようにショット領域Ａ₁，Ａ₂に対して合計で２ショットで露光できることを意味する。このＣＰアパーチャマスクへの電子ビーム１０の照射位置は、各ショット領域Ａ₁，Ａ₂の幅と高さにより決定され、従来のＶＳＢ方式と同様である。また、試料２７上へのキャラクタアパーチャ５９により成形された電子ビーム１０の照射位置は、各ショット領域Ａ₁，Ａ₂の位置そのものである。

以上説明したように、まとめうち処理によれば、１：１のＬ／Ｓ形状のキャラクタアパーチャに、電子ビーム１０を部分的に照射することにより、複数の配線パターンを一括して描画することができる。従来のＶＳＢ方式の描画では６ショットに分割したが、本発明の実施の形態では２ショットに分割することができる。

図１に示した描画データ生成部１０３は、設計データを電子ビーム露光のための描画データに変換する「データ変換処理」を実施し、描画データを生成する。例えば、図９に示した縦方向の設計パターン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃがあり、これが前処理によって図１６に示すように、寸法補正処理されていたとする。描画データ生成部１０３は、各種のキャラクタアパーチャ・開口パターンが格納されたＣＰデータ記憶部４２にアクセスして、寸法補正処理された設計パターン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃがキャラクタアパーチャ５１〜５８のいずれかを用いて露光可能か判別する。寸法補正処理された配線パターンと一致するキャラクタアパーチャが有れば使用可能として抽出する。図２７に示すように、ＣＰアパーチャマスク２０を使用するものとし、ＣＰアパーチャマスク２０に搭載されているキャラクタアパーチャ５１〜５８の中で、キャラクタアパーチャ５６，５７，５８で露光可能と判別し、抽出する。

この場合、図２８に示す設計パターン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃにはキャラクタアパーチャ５７の開口パターン５７ｂ，５７ｃ，５７ｄを割り当てる。設計パターン１２２ａ，１２２ｂにはキャラクタアパーチャ５８の開口パターン５８ａ，５８ｂを割り当てる。設計パターン１２１ｃにはキャラクタアパーチャ５８の開口パターン５８ｄを割り当てる。設計パターン１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃにはキャラクタアパーチャ５６の開口パターン５６ａ，５６ｂ，５６ｃを割り当てる。即ち、ショット領域Ａ₁₁〜Ａ₁₄に対して４ショットで露光することが可能になる。まとめうちできない部分が有れば、ＶＳＢ用開口部５０を使用して露光すればよい。データ変換処理においては、個々のショット領域Ａ₁₁〜Ａ₁₄毎に割り当てられたキャラクタアパーチャ・開口パターンを記述し、描画データを生成する。描画データは、描画データ記憶部４３に保存される。従来方法では、図２９に示すようにショット領域Ａ₂₁〜Ａ₂₇のように分割され、７ショット必要である。これに対して、本発明の実施の形態ではショット領域Ａ₁₁〜Ａ₁₄に対して４ショットで露光することが可能になる。

ＣＰ選択回路３３は、描画データ中のＣＰデータを参照して、使用するキャラクタアパーチャを選択する。例えば、キャラクタアパーチャ５１が選択された場合、ＣＰ選択回路３３は、図示しないＣＰアンプに対し制御信号を送出し、ＣＰ選択偏向器１９ａ〜１９ｄを適切な電圧に制御して、キャラクタアパーチャ５１が選択されるようにする。これにより、上述の例のように、前処理によってパターン寸法を補正した場合でも、まとめうち処理が可能となる。

入力装置５としては、例えばキーボード、マウス、ＯＣＲ等の認識装置、イメージスキャナ等の図形入力装置、音声入力装置等の特殊入力装置が使用可能である。出力装置６としては、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等の表示装置や、インクジェットプリンタ、レーザプリンタ等の印刷装置等を用いることができる。主記憶装置７は、ＣＰＵ１におけるプログラム実行処理中に利用されるデータ等を一時的に格納したり、作業領域として利用される一時的なデータメモリ等として機能する。主記憶装置７としては、例えば半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクや磁気テープ等が採用可能である。

更に、ＣＰＵ１は、図示を省略した入出力制御装置（インターフェース）、露光制御部及び記憶装置管理手段を更に備える。入出力制御装置（インターフェース）は、ＣＰＵ１、描画制御部３、入力装置５及び出力装置６間の信号等の入出力を制御する。露光制御部は、描画データ記憶部４３から描画データを読み出して、描画部２における電子ビーム１０を用いた描画を制御する。記憶装置管理手段は、データ記憶装置４、主記憶装置７及びプログラム記憶装置８との入出力を管理する。

データ記憶装置４は、所望のＬＳＩの設計データを記憶する設計データ記憶部４１、開口パターン及びＣＰアパーチャの情報を記憶するＣＰデータ記憶部４２、描画データを記憶する描画データ記憶部４３を備える。なお、描画に必要なすべてのデータはデータ記憶装置４に格納されている。

次に、本発明の実施の形態に係るＣＰ方式の電子ビーム露光方法の一例を、図３０のフローチャートにしたがって説明する。

（イ）ステップＳ１０において、図８に示すように、繰り返し性の高いキャラクタアパーチャ５１，５５、及びキャラクタアパーチャ５１，５５の外周部分に含まれる図形の寸法をそれぞれ変化させたキャラクタアパーチャ５２〜５４，５６〜５８を、ＣＰアパーチャマスク２０上に予め複数個用意する。

（ロ）ステップＳ１１において、補正部１０１は、設計データ記憶部４１から設計データを読み出す。補正部１０１は、設計データの設計パターンに対し、電子の前方散乱距離、後方散乱距離、ビームボケ、化学増幅型レジスト中の酸拡散距離が影響する距離、及びエッチング時のパターン粗密によるパターン寸法差等のうち少なくともいずれかのパラメータを考慮して、各設計パターンの寸法の寸法を補正する。

（ハ）ステップＳ１２において、まとめうち処理部１０２は、まとめうち処理を行い、ビームサイズ以下の寸法となるように設計パターンを分割する。

（ニ）ステップＳ１３において、描画データ生成部１０３は、寸法補正処理した設計パターンが複数のキャラクタアパーチャ５１〜５８の少なくとも一部を用いて露光可能かどうか判別する。可能であれば対応する特定のキャラクタアパーチャにショット領域を割り当てることにより、設計パターンをショット分割する。キャラクタアパーチャ５１〜５８で露光できない残りの部分については、ＶＳＢ用開口部５０を割り当てる。

（ホ）ステップＳ１４において、個々のショット領域がどのキャラクタアパーチャ５１〜５８又はＶＳＢ用開口部５０を使用するかをショット領域毎に記述し、描画データを生成する。描画データは、描画データ記憶部４３に格納される。

（ヘ）ステップＳ１５において、ＣＰ選択回路３３は描画データ中のＣＰデータを参照して、キャラクタアパーチャ５１〜５８又はＶＳＢ用開口部５０を選択して、選択したキャラクタアパーチャ５１〜５８又はＶＳＢ用開口部５０を透過した電子ビーム１０で試料２７を露光する。このとき、パターン寸法の異なる配線パターンを一括して露光することが可能となる。

本発明の実施の形態によれば、電子の前方散乱距離、後方散乱距離、ビームボケ、化学増幅型レジスト中の酸拡散距離が影響する距離、エッチング時のパターン粗密によるパターン寸法差等の影響を考慮して補正しているので、従来に比べ高精度な描画が可能になる。

また、寸法変換差の寸法を補正するために、各種条件毎に複数の開口パターンを作成すると、寸法変換差の寸法を補正するための開口パターン数が増加し、本来必要な開口パターンの多くがＣＰアパーチャマスク上に搭載できなくなる。また、開口パターンを分割して個別に露光すれば、開口パターンを各種条件毎に作りこむ必要はなくなるが、トレードオフの関係でスループットが低下する。これに対して、本発明の実施の形態では、寸法補正処理により設計パターンの寸法の寸法を補正していても、寸法が互いに異なる複数の設計パターンをキャラクタアパーチャ５１〜５８を使用してまとめうちが可能となる。このため、従来に比べ、描画精度を劣化させることなく、ショット数を削減することが可能になる。この結果、ＣＰ方式の電子ビーム露光において、スループットを向上させることが可能になる。

図３０に示した一連の手順は、図３０と等価なアルゴリズムのプログラムにより、図１に示した電子ビーム露光装置を制御して実行出来る。このプログラムは、本発明の電子ビーム露光装置を構成するコンピュータシステムのプログラム記憶装置８に記憶させればよい。また、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に保存し、この記録媒体を電子ビーム露光装置のプログラム記憶装置８に読み込ませることにより、本発明の一連の手順を実行することができる。

ここで、「コンピュータ読取り可能な記録媒体」とは、例えばコンピュータの外部メモリ装置、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ等のプログラムを記録することができるような媒体等を意味する。具体的には、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ，ＭＯディスク等が「コンピュータ読取り可能な記録媒体」に含まれる。例えば、電子ビーム露光装置の本体は、フレキシブルディスク装置（フレキシブルディスクドライブ）及び光ディスク装置（光ディスクドライブ）を内蔵若しくは外部接続するように構成できる。フレキシブルディスクドライブに対してはフレキシブルディスクを、また光ディスクドライブに対してはＣＤ−ＲＯＭをその挿入口から挿入し、所定の読み出し操作を行うことにより、これらの記録媒体に格納されたプログラムを電子ビーム露光装置を構成するプログラム記憶装置８にインストールすることができる。また、所定のドライブ装置を接続することにより、例えばＲＯＭや、磁気テープ装置を用いることもできる。さらに、インターネット等の通信ネットワークを介して、このプログラムをプログラム記憶装置８に格納することが可能である。

次に、図１に示した電子ビーム露光装置を用いた半導体装置（ＬＳＩ）の製造方法について、図３１を参照して説明する。なお、以下に述べる半導体装置の製造方法は一例であり、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により、実現可能であることは勿論である。

（イ）ステップＳ１００において、プロセスシミュレーション、リソグラフィシミュレーション、デバイスシミュレーション、及び回路シミュレーションが行われ、レイアウトデータ（設計データ）を生成する。

（ロ）ステップＳ２００において、図３０に示したステップＳ１０〜Ｓ１４の手順と同様に、設計データに対して、寸法補正処理、まとめうち処理及びデータ変換処理を行うことにより、直接描画用の描画データを生成する。

（ハ）ステップＳ３０２におけるフロントエンド工程（基板工程）では、ステップＳ３１０における酸化工程、ステップＳ３１１におけるレジスト塗布工程、ステップＳ３１２における直接描画方式によるリソグラフィ工程、ステップＳ３１３におけるイオン注入工程及びステップＳ３１４における熱処理工程等が、更には図示を省略した化学気層成長（ＣＶＤ）工程やエッチング工程との組み合わせを含めて、所定の順番に沿って繰り返して実施されるが、図３１においてはフロントエンド工程の一部を例示的に示したいる。例示であるので、ステップＳ３１４の熱処理工程を省略して、直ちにステップＳ３１１のレジスト塗布工程に進んでも良く、エッチング工程の後にイオン注入されるような組み合わせも含むものである。例えばステップＳ３１２においては、半導体ウェハ上に感光膜（レジスト膜）が塗布される。ステップＳ３１２において、図１に示した電子ビーム露光装置を用いて、図３０のステップＳ１５に示す手順と同様に、直接描画方式で対象とするキャラクタアパーチャ５１〜５８又はＶＳＢ用開口部５０の像をレジスト膜に描画する。その後レジスト膜が現像されてエッチングマスクが作製される。ステップＳ３１３においては、作製されたエッチングマスクを用いて半導体ウェハに対して選択的にイオン注入がされる。・・・・・一連の工程が終了すると、ステップＳ３０３へ進む。なお、ステップＳ３０２のフロントエンド工程のすべてのリソグラフィ工程を直接描画方式で行う必要はない。例えば、ＭＯＳＦＥＴのゲート電極のエッチング用のエッチングマスク形成等の微細寸法が必要な工程のみに直接描画方式を採用しても良い。

（ニ）ステップＳ３０３において、基板表面に対して配線処理が施されるバックエンド工程（表面配線工程）が行われる。バックエンド工程では、ステップＳ３１５における層間絶縁膜のＣＶＤ工程、ステップＳ３１６における層間絶縁膜上へのレジスト塗布工程、ステップＳ３１７における直接描画方式によるリソグラフィ工程、ステップＳ３１８における層間絶縁膜中へのコンタクトホールやビアホールのエッチング工程、ステップＳ３１９における金属堆積工程等が繰り返し実施される。図示を省略しているが、ステップＳ３１９の金属堆積工程の後、更に他のリソグラフィ工程と、それに続くエッチング工程で金属膜がパターニングされる。ダマシン工程の場合であれば、ステップＳ３１８のエッチング工程の後、リソグラフィ工程とそれに続くエッチング工程でダマシン溝が形成され、そのステップＳ３１９の金属堆積工程が実施される。その後ＣＭＰ工程により金属膜がパターニングされる。ステップＳ３１７のリソグラフィ工程においては、ステップＳ３１２と同様に、図１に示した電子ビーム露光装置を用いて、図３０のステップＳ１５に示す手順と同様に、直接描画方式で半導体ウェハ上のレジストに対象とするキャラクタアパーチャ５１〜５８又はＶＳＢ用開口部５０のパターンを描画する。その後レジストを現像して、レジストからなるエッチングマスクが形成される。・・・・・一連の工程が終了したら、ステップＳ３２０へ進む。なお、ステップＳ３０２のフロントエンド工程と同様、すべてのリソグラフィ工程を直接描画方式で行う必要はなく、コンタクトホール開孔等の特定の工程のみに直接描画方式を採用しても良いが、すべてのリソグラフィ工程に適用することを妨げるものでもない。

（ホ）多層配線構造が完成し、ステップＳ３０１に示した前工程が完了すれば、ステップＳ３２０において、所定のチップサイズに分割され、パッケージング材料にマウントされ、チップ上の電極パッドとリードフレームのリードを接続等のパッケージ組み立ての工程が実施される。ステップＳ４００において、半導体装置の検査を経て半導体装置が完成され、ステップＳ５００において出荷される。

以上のように、本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法によれば、ステップＳ３１２，Ｓ３１７におけるリソグラフィ工程において、装置稼働率を低下させることなく且つコストを増大させることなく、アパーチャマスクの交換が必要か判定することができる。したがって、歩留まり低下を回避し、生産コストを低減するとともに、短時間で量産が可能となる。

なお、図１に示した電子ビーム露光装置を、露光用マスクの作製に利用しても良い。その場合、ステップＳ１０の設計工程で設計されたレイアウト等の表面パターンをもとにＣＡＤシステムを用いて、図３０に示したステップＳ１０〜Ｓ１４の手順と同様に寸法補正処理、まとめうち処理及びデータ変換処理を行うことにより、マスクのパターンデータ（描画マスクデータ）が半導体チップの各層に対応して複数枚のセットとして生成される。図１に示した電子ビーム露光装置（パターンジェネレータ）を用いて、図３０に示したステップＳ１５の手順で描画を行い、石英ガラス等のマスク基板上に各層の露光用マスクをそれぞれ作製し、マスクのセットが用意される。そして、ステップＳ３１２，Ｓ３１７等に例示したリソグラフィ工程においては、例えばステッパー等の露光装置を用いて、対応する層の露光用マスクのデバイスパターンが半導体ウェハ上の感光膜に露光されパターニングされてイオン注入用マスクやエッチングマスク等が作製され、ステップＳ３０２に一部を例示したフロントエンド工程や、ステップＳ３０３に一部を例示したバックエンド工程が実施される。また、前述したようにステッパー等による露光と直接描画方式との組み合わせでも良いことは勿論である。

（第１の変形例）
本発明の実施の形態の第１の変形例では電子ビーム露光方法の他の一例を、図３２に示すデータ生成フローを用いて説明する。

（イ）ステップＳ２０において、図３３に示すＣＰアパーチャマスク２０ｘを用意する。ＣＰアパーチャマスク２０ｘは、全て同じ寸法で形成された開口パターン７０ａ〜７０ｄを有するキャラクタアパーチャ７０、ＶＳＢ用開口部８０の他に、左側の開口パターン７１ａ，７２ａ，７３ａをそれぞれ太らせたキャラクタアパーチャ７１，７２，７３、右側の開口パターン７４ｄ，７５ｄ，７６ｄをそれぞれ太らせたキャラクタアパーチャ７４，７５，７６、及び両端の開口パターン７７ａ，７７ｄ、開口パターン７８ａ，７８ｄ、及び開口パターン７９ａ，７９ｄをそれぞれ太らせたキャラクタアパーチャ７７，７８，７９が配置されている。開口パターン７２ａ，７５ｄ，７８ａ，７８ｄは、パターンの太らせ量が開口パターン７１ａ，７４ｄ，７７ａ，７７ｄよりも大きく、開口パターン７３ａ，７６ｄ，７９ａ，７９ｄは、パターンの太らせ量が開口パターン７２ａ，７５ｄ，７８ａ，７８ｄよりも大きい。パターンの太らせ量は、図１５に示したパターン補正量に対応している。設計パターンが固定グリッドに配置されている場合、固定グリッドの整数倍に対応させてもよい。

（ロ）ステップＳ２１において、まとめうち処理部１０２は、設計データ記憶部４１から読み出した図９に示した設計データに対してまとめうち処理を実施する。この結果、図３４に示すように、設計パターン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃが最大ビームサイズ以下のショット領域Ａ₃₁，Ａ₃₂，Ａ₃₃に分割される。

（ハ）ステップＳ２２において、補正部１０１が、隣接するショット領域Ａ₃₁，Ａ₃₂，Ａ₃₃間の距離Ｗ_S2，Ｗ_S3を算出する。例えば、距離Ｗ_S2が３００ｎｍ、距離Ｗ_S3が２００ｎｍと算出される。更に、補正部１０１が、距離Ｗ_S2，Ｗ_S3に応じて、図１５に示した補正テーブルを用いて、図３５に示すように、設計パターン１２１ｃ，１２２ａ及び設計パターン１２２ｃ，１２３ａを寸法ΔＷ_L1，ΔＷ_L2だけそれぞれ太く補正（リサイズ）する。

（ニ）ステップＳ２３において、描画データ生成部１０３が、全てのショット領域Ａ₃₁，Ａ₃₂，Ａ₃₃について、種別（右側太い、左側太い、両側太い、通常、ＶＳＢ）・距離ランク付けを行う。例えばショット領域Ａ₃₁に対して、種別としては、「右側太い」となり、距離は３００ｎｍに相当するランク付けがなされる。ステップＳ２４において、ショット領域Ａ₃₁，Ａ₃₂，Ａ₃₃の種別及び距離ランクに基づいて、ＣＰデータ記憶部４２から該当する開口パターンを選択する。ＣＰデータ記憶部４２には、使用するＣＰアパーチャマスク２０ｘに搭載された開口パターンが、種別・距離ランクによって区分けされ管理されている。ショット領域Ａ₃₁については、右側のみ太い設計パターン１２１ｃであり、補正量が３００ｎｍに相当するので、図３３の開口パターン７５ｂ，７５ｃ，７５ｄを割り当てる。他のショット領域についても同様に開口パターンを選択する。例えば、ショット領域Ａ₃₂については、右側は補正量が３００ｎｍの相当分だけ太く、左側は２００ｎｍの相当分だけ太い開口パターンを割り当てる。仮に、該当する開口パターンがない場合には、図３６に示すように、ショット領域Ａ₃₂を更に２つのショット領域Ａ₃₄，Ａ₃₅に分割し、開口パターン７７ａ，７７ｂ及び開口パターン７０ａをそれぞれ用いてもよい。まとめうちできない部分については、ＶＳＢ用開口部５０を使用して露光すればよい。図３５に示す設計パターン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃに対して、従来のまとめうちが７ショットとなるのに対し、本発明の実施の形態では図３６に示すように３ショットで露光することが可能になる。

（ホ）ステップＳ２５において、描画データ生成部１０３が、個々のショット領域がどのキャラクタアパーチャ、及びＶＳＢ用開口部を使用するかをショット領域毎に記述し、描画データを生成する。描画データは描画データ記憶部４３に格納される。ステップＳ２６において、描画データ記憶部４３から描画データを読み出して、電子ビーム露光を行う。

本発明の実施の形態の第１の変形例によれば、ステップＳ２１においてまとめうち処理をしてから、ステップＳ２２において寸法補正処理を行う場合でも、従来に比べ、描画精度を劣化させることなく、ショット数を削減することが可能になる。この結果、ＣＰ方式の電子ビーム露光において、スループットを向上させることが可能になる。

（第２の変形例）
本発明の実施の形態の第２の変形例では、電子ビーム露光方法の更に他の一例を、図３７に示すデータ生成フローを用いて説明する。

（イ）ステップＳ３０において、ＣＰアパーチャマスクを用意する。ステップＳ３１において、まとめうち処理部１０２が、設計データ記憶部４１から読み出した所望のＬＳＩ設計データに対してまとめうち処理を実施する。この結果、例えば図３８に示すように、設計パターン１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５１ｄ，１５１ｅが２つのショット領域Ａ₄₁，Ａ₄₂に分割される。

（ロ）ステップＳ３１において、補正部１０１が、設計データ記憶部４１から読み出した所望のＬＳＩ設計データに対して寸法補正処理を実施する。この結果、設計パターン１５１ｄが寸法ΔＷ_Lだけ太くなる。

（ハ）ステップＳ３３において、描画データ生成部１０３が、ステップＳ３１のまとめうち処理したショット領域Ａ₄₁内の設計パターン１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５１ｄ，１５１ｅと、対応するステップＳ３２の寸法補正処理した設計パターン１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５１ｄ，１５１ｅとを、論理演算を行って互いに比較する。寸法補正処理前後で設計パターン１５１ａ，１５１ｂ，１５１ｃ，１５１ｄ，１５１ｅに差異が生じている場合、図３２の例では、下側の設計パターン１５１ｄの寸法が補正されていること（種別）を求め、さらにその線幅（距離ランク）Ｗ_L＋ΔＷ_Lを算出する。

（ニ）ステップＳ３４において、ステップＳ３３で得られた種別・距離ランクに基づいて、ＣＰアパーチャマスク２０上に搭載された開口パターンから最適なものを選択する。全てのショット領域Ａ₄₁，Ａ₄₂に対して行うことによって、ぞれぞれ種別・距離ランクに基づいた開口パターンを割り当てることができる。まとめうちできない部分については、ＶＳＢ用開口部を使用して露光すればよい。また、まとめうち可能な他の部分については、同様の処理を実施すればよい。

（ホ）ステップＳ３５において、描画データ生成部１０３が、個々のショット領域がどのキャラクタアパーチャ、及びＶＳＢ用開口部を使用するかをショット領域毎に記述して描画データを生成する。描画データは描画データ記憶部４３に格納される。

（ヘ）ステップＳ３６において、描画データ記憶部４３から描画データを読み出して、電子ビーム露光を行う。

本発明の実施の形態の第２の変形例によれば、従来に比べ、描画精度を劣化させることなく、ショット数を削減することが可能になる。この結果、ＣＰ方式の電子ビーム露光において、スループットを向上させることが可能になる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施の形態及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、本発明の実施の形態では、配線パターンに対する電子ビーム描画方法の適用例を示したが、対象は配線パターンに限定されるものではない。例えば、ゲート層や素子領域層等のパターンに対しても、対応するキャラクタアパーチャを同様に複数個用意すれば対応可能である。

また、図８に示すＣＰアパーチャマスク２０の例では、キャラクタアパーチャ５１，５４の外側パターンの寸法をそれぞれ変化させたキャラクタアパーチャ５２〜５４，５５〜５８のみ用意しているが、例えば、更に多数のキャラクタアパーチャを用意し、それぞれの開口パターンを少しずつ寸法変換させたキャラクタアパーチャを使用してもよい。

また、配線ピッチが異なるキャラクタアパーチャを複数個用意してもよい。この場合、まとめうち処理を行う際に、適切なキャラクタアパーチャを選択することが可能になり、スループットが向上する。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の実施の形態に係る電子ビーム露光装置の一例を示すブロック図である。 第１及び第２成形アパーチャマスクの一例を示す模式図である。 本発明の実施の形態に係るＣＰ方式を説明するための概略図である。 本発明の実施の形態に係るＶＳＢ方式を説明するための概略図である。 本発明の実施の形態に係る下層の配線パターンの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る上層の配線パターンの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る２層の配線パターンの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るＣＰアパーチャマスクの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る設計パターンの一例を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係る寸法誤差を説明するための試料の工程平面図である。 本発明の実施の形態に係る寸法誤差を説明するための試料の工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る寸法誤差を説明するための試料の工程平面図である。 本発明の実施の形態に係る寸法誤差を説明するための試料の工程断面図である。 本発明の実施の形態に係るパターン間距離と寸法誤差の関係を示すテーブルである。 本発明の実施の形態に係るパターン間距離と寸法補正量の関係を示すテーブルである。 本発明の実施の形態に係る寸法補正処理を説明するための設計パターンの概略図である。 本発明の実施の形態に係る寸法補正処理を説明するための試料の平面図である。 本発明の実施の形態に係る寸法補正処理を説明するための試料の工程断面図である。 本発明の実施の形態に係る寸法補正処理を説明するための試料の平面図である。 本発明の実施の形態に係る寸法補正処理を説明するための試料の工程断面図である。 本発明の実施の形態に係るまとめうち処理を説明するための設計データの概略図である。 本発明の実施の形態に係るまとめうち処理を説明するための図２１に引き続く概略図である。 本発明の実施の形態に係るまとめうち処理を説明するための図２２に引き続く概略図である。 本発明の実施の形態に係るまとめうち処理を説明するための図２３に引き続く概略図である。 本発明の実施の形態に係るまとめうち処理を説明するための図２４に引き続く概略図である。 本発明の実施の形態に係るまとめうち処理を説明するためのＣＰアパーチャマスクの平面図である。 本発明の実施の形態に係るＣＰ割り当てを説明するためのＣＰアパーチャマスクの平面図である。 本発明の実施の形態に係るＣＰ割り当てを説明するための寸法補正処理後の設計データの概略図である。 本発明の実施の形態に係るＣＰ割り当てを説明するための寸法補正処理後の設計データの概略図である。 本発明の実施の形態に係る電子ビーム露光方法の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態の第１の変形例に係る電子ビーム露光方法の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態の第１の変形例に係るＣＰアパーチャマスクの一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態の第１の変形例に係る電子ビーム露光方法の一例を説明するための設計データの概略図である。 本発明の実施の形態の第１の変形例に係る電子ビーム露光方法の一例を説明するための設計データの概略図である。 本発明の実施の形態の第１の変形例に係る電子ビーム露光方法の一例を説明するための設計データの概略図である。 本発明の実施の形態の第２の変形例に係る電子ビーム露光方法の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態の第２の変形例に係る 電子ビーム露光方法の一例を説明するための概略図である。

符号の説明

１…中央演算処理装置（ＣＰＵ）
２…描画部
３…描画制御部
４…データ記憶装置
５…入力装置
６…出力装置
７…主記憶装置
８…プログラム記憶装置
１０…電子ビーム
１１…電子銃
１４…コンデンサレンズ
１５…第１成形アパーチャマスク
１６…ブランキングアパーチャマスク
１７ａ，１７ｂ…ブランキング偏向器
１８…投影レンズ
１９…駆動機構
１９ａ〜１９ｄ…ＣＰ選択偏向器
２０，２０ｘ…第２成形アパーチャマスク（ＣＰアパーチャマスク）
２１…縮小レンズ
２２ａ，２２ｂ…対物偏向器
２３…対物レンズ
２６…ステージ
２７…試料
２８…検出器
２９…ステージ駆動部
３０…レーザ測長計
３１…レンズ制御回路
３２…ブランキング偏向回路
３３…ＣＰ選択回路
３４…ビーム偏向回路
３５…検出信号処理回路
３６…ステージ制御回路
４０…矩形アパーチャ
４０ａ〜４０ｅ…キャラクタアパーチャ
４０ｆ…ＶＳＢ用開口部
４１…設計データ記憶部
４２…ＣＰデータ記憶部
４３…描画データ記憶部
５０…ＶＳＢ用開口部
５１〜５９…キャラクタアパーチャ
６１ａ〜６１ｅ…設計パターン
６３…多角形パターン
６４ａ，６４ｂ…長方形パターン
７０〜７９…キャラクタアパーチャ
８０…ＶＳＢ用開口部
１０１…補正部
１０２…処理部
１０３…描画データ生成部
１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ，１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ…設計パターン
１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ，１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ…レジストパターン
１４０…被加工膜
１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４３ａ，１４３ｂ，１４３ｃ…配線パターン

Claims (5)

1. 複数のキャラクタアパーチャを有するアパーチャマスクを用意するステップと、
   荷電粒子の前方散乱距離、荷電粒子の後方散乱距離、荷電粒子のビームのビームボケ、荷電粒子のビームにより露光されるレジスト中の酸拡散距離が影響する距離、及びレジストを用いた前記レジストの下地層の加工処理時のパターン粗密によるパターン寸法差の少なくともいずれかを考慮して、設計データ中の設計パターンの寸法を補正するステップと、
   前記補正された設計パターンに対して、前記複数のキャラクタアパーチャのうち特定のキャラクタアパーチャの少なくとも一部を割り当てることにより描画データを生成するステップと、
   前記描画データに基づいて前記特定のキャラクタアパーチャの少なくとも一部を透過した前記荷電粒子のビームで前記レジストを露光するステップ
   とを含むことを特徴とするキャラクタプロジェクション方式の荷電粒子ビーム露光方法。
2. 前記描画データを生成するステップは、
   前記補正した設計パターンと前記複数のキャラクタアパーチャをそれぞれ比較し、
   前記比較の結果に応じた前記特定のキャラクタアパーチャを前記設計パターンに割り当てることを含むことを特徴とする請求項１に記載のキャラクタプロジェクション方式の荷電粒子ビーム露光方法。
3. 前記描画データを生成する工程は、
   前記設計パターンの補正前後の寸法を互いに比較することにより前記設計パターンの寸法補正量を求め、
   前記寸法補正量に応じた前記特定のキャラクタアパーチャを前記設計パターンに割り当てることを含むことを特徴とする請求項１に記載のキャラクタプロジェクション方式の荷電粒子ビーム露光方法。
4. 試料を搭載するステージと、
   複数のキャラクタアパーチャを有するアパーチャマスクを駆動する駆動機構と、
   前記アパーチャマスクを介して前記試料に荷電粒子のビームを照射する荷電粒子のビーム発生源と、
   荷電粒子の前方散乱距離、荷電粒子の後方散乱距離、荷電粒子のビームのビームボケ、荷電粒子のビームにより露光されるレジスト中の酸拡散距離が影響する距離、及びレジストを用いた前記レジストの下地層の加工処理時のパターン粗密によるパターン寸法差の少なくともいずれかを考慮して、設計データ中の設計パターンの寸法を補正する補正部と、
   前記補正された設計パターンに対して、前記複数のキャラクタアパーチャのうち特定のキャラクタアパーチャの少なくとも一部を割り当てることにより描画データを生成する描画データ生成部と、
   前記描画データに基づいて前記特定のキャラクタアパーチャの少なくとも一部を透過した前記荷電粒子のビームで前記レジストを露光する露光部
   とを備えることを特徴とするキャラクタプロジェクション方式の荷電粒子ビーム露光装置。
5. 複数のキャラクタアパーチャを有するアパーチャマスクを搭載した荷電粒子ビーム露光装置に用いるプログラムであって、
   荷電粒子の前方散乱距離、荷電粒子の後方散乱距離、荷電粒子のビームのビームボケ、荷電粒子のビームにより露光されるレジスト中の酸拡散距離が影響する距離、及びレジストを用いた前記レジストの下地層の加工処理時のパターン粗密によるパターン寸法差の少なくともいずれかを考慮して、設計パターンの寸法を補正させる命令と、
   前記補正された設計パターンに対して、前記複数のキャラクタアパーチャのうち特定のキャラクタアパーチャの少なくとも一部を割り当てることにより描画データを生成させる命令と、
   前記描画データに基づいて前記特定のキャラクタアパーチャの少なくとも一部を透過した前記荷電粒子のビームで前記レジストを露光させる命令
   とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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