JP2013219288A - 露光方法および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド露光において、電子線露光パタ―ンの露光時間を短縮する。
【解決手段】露光方法は、露光パタ―ンを電子線露光パタ―ン部分と光露光パタ―ン部分とに分割する工程と、電子線露光パタ―ン部分においてパタ―ン幅あるいはパタ―ン間隔をもとに領域を検出する工程と、検出された領域において電子線露光パタ―ン部分のパタ―ン幅あるいはパタ―ン間隔を変化させ、変化させた電子線露光パタ―ン部分をレジスト膜に露光するに必要な露光時間、およびレジスト膜に露光された電子線露光パタ―ン部分のうちパタ―ン境界部のコントラスト比を計算する工程と、変化させた電子線露光パタ―ン部分のうち、コントラスト比が所定値を上回っていて、かつ露光時間が最小となる電子線露光パタ―ン部分を選択する工程と、レジスト膜を選択された電子線露光パタ―ン部分により電子線露光する工程と、レジスト膜を光露光パタ―ンにより光露光する工程と、を含む。
【選択図】図７

Description

本発明は電子線露光技術を含む露光方法、および半導体装置の製造方法に関する。

電子線露光技術は集積密度の大きな先端的な半導体集積回路を製造する上で重要な技術である。例えば電子線露光技術を使うことにより、５０ｎｍ以下の幅を有するパターンを２０ｎｍ以下のアラインメント誤差で露光することが可能である。

ところでこのような超微細化あるいは超高速半導体装置の製造においては、素子パターンの分解能もさることながら、製造時のスループットが本質的な重要性を持っている。電子線露光技術では単一の集束電子ビームを使って露光を行うため、この点で全パターンを一回の露光で行える従来の光露光方法に比べて不利にならざるを得ない。

このような状況下で露光のスループットを向上させるべく、電子線露光技術と光露光技術を組みあわせたハイブリッド露光技術が使われている。

特開平１１−２３３４３５号公報 特開平５−３０８０４６号公報

図１Ａおよび図１Ｂは、ハイブリッド露光技術の概要を示す図である。

図１Ａおよび図１Ｂを参照するに、ハイブリッド露光技術は図１Ａに示すデータ処理部分と図１Ｂに示すプロセス部分とを含んでおり、図１Ａのデータ処理部分では、所望の露光パタ―ン、すなわち元パタ―ンＰを光露光で使われる光露光パタ―ンＰ１と電子線露光で使われる電子線露光パタ―ンＰ２とにパタ―ン分割する。光露光パタ―ンＰ１は一般に、電子線露光技術で露光した場合には時間がかかり過ぎるような大面積のパタ―ンに対応しているのに対し、電子線露光パタ―ンＰ２は、大面積パタ―ンの外周部なども含む、幅の狭い微細なパターンよりなる。このとき、元パターンＰの輪郭部分は必ず電子線露光により行われる様に分割される。ただし、ダミーパターンに関しては実際のパターンよりも線幅精度は要求されないため、通常は光露光パターンに分割される。

前記データ処理部分ではさらにレチクル作成工程により、前記光露光パタ―ンＰ１より光露光プロセスで使われるレチクル３が作成され、さらにＥＢ露光データ変換工程により電子線露光パタ―ンＰ２が、電子線露光技術で使われる電子線露光データＥ２に変換される。

一方図１Ｂのプロセス部分においては工程（Ａ）において半導体基板１上にレジスト膜２が塗布され、次の工程（Ｂ）において、前記データ処理部分で作成されたレチクル３を使って前記レジスト膜２が例えばＫｒＦエキシマレーザなどの深紫外光を使って光露光され、前記レジスト膜２中に前記光露光パタ―ンＰ１に対応した露光部分２Ａが形成される。図示の例ではレチクル３は透明ガラス基板３Ａとその上に形成した不透明パタ―ン３Ｂとより構成された、いわゆるバイナリマスクであるが、本発明はかかるバイナリマスクに限定されるものではなく、いわゆるハーフトーンマスクも使用可能である。

さらに前記プロセス部分では、前記光露光されたレジスト膜２が工程（Ｃ）において前記電子線露光データＥ２を使って電子線露光され、前記レジスト膜２中には、前記露光部分２Ａに加えて前記電子線露光パタ―ンＰ２に対応した露光部分２Ｂが形成される。

さらにこのようにして露光されたレジスト膜２が図１Ｂの工程（Ｄ）において現像され、レジストパターン２Ｃが形成される。さらに図示していない工程において前記半導体基板１が前記レジストパタ―ン２Ｃをマスクにエッチングあるいはイオン注入などの処理を施され、前記半導体基板１中に所望のパタ―ンが形成される。

図２は、このようなハイブリッド露光により、レジスト膜２中に形成される露光ドーズの例を示す。

図２を参照するに、図示の例では光露光パタ―ンＰ１で光露光される大面積領域の縁辺部のみに、電子線露光パタ―ンＰ２により幅の狭い微細パタ―ンが電子線露光されており、パタ―ン縁辺部において急峻な露光ドーズ量の変化、すなわち高いコントラスト比が保証されている。なお図２Ａ中において「Ｅｔｈ」はレジスト膜２の露光しきい値であり、レジスト膜２中の露光ドーズ量が前記露光しきい値「Ｅｔｈ」を超えた場合にレジスト膜２中に露光による化学変化が誘起される。

図３は電子線露光によりレジスト膜２をラインアンドスペースパターンよりなる電子線露光パタ―ンＰ２で露光した場合の対応する電子線露光データＥ２を、露光ドーズと露光パタ―ンの関係で示す。

図３を参照するに、パタ―ン間隔が広い「疎な」領域では、露光しきい値Ｅｔｈを超えて所望の幅の露光パタ―ンを形成するには、図中にＡで示す大きな露光ドーズ量が必要になるのに対し、パタ―ン間隔が狭い「密な」領域では、基板１からの二次電子の後方散乱による近接効果により露光のベースラインレベルＢＬがＣだけ押し上げられており、その結果、僅かな露光ドーズ量Ｂでも、所定の線幅のラインアンドスペースパターンを形成できることがわかる。なお図３の「粗な領域」でも二次電子の後方散乱が生じないわけではないが、近接した露光パタ―ンが存在しないため、ベースラインレベルを押し上げるには至っていない。このような二次電子の後方散乱による近接効果は、例えば５０ｋＶの加速電圧の場合、シリコン基板上では半径方向で２０μｍ前後に及ぶため、該当パターンの半径約２０μｍ以内にあるパターンの密度によって決まるものである。

電子線露光において露光ドーズ量を増やすには、露光時間を増やす必要があり、図３は、孤立した密度の低いパタ―ンを電子線露光する場合、露光に時間がかかってしまう場合があることを示している。光露光の場合には、レジストパターンの表面に反射防止膜が形成され、また照射された光は基板１の表面近傍までは届かないことが多いので、このような二次電子の後方散乱に類した現象は生じない。

図４は、前記図２あるいは図３のような電子線露光パタ―ンＰ２を電子線露光した場合の全体の露光時間と全体のショット数の概略的な関係を示すグラフである。ただし図４中、縦軸は電子線露光全体の露光時間を、横軸は全体のショット数を示している。

図４を参照するに、図２あるいは図３の電子線露光パタ―ンＰ２全体の露光時間（「トータルの露光時間」）は、ショットの数（「トータルショット数」）に比例すると考えられ、また個々のショットにおいては、所定の線幅を達成するための露光時間の他に電子線がオンになってから安定するまで一定の整定時間が必要であることから、
［トータルの露光時間］＝（露光時間＋整定時間）×ショット数＋比例定数（オーバーヘッド） （式１）
と表すことができる。ここでオーバーヘッドは、一連の露光の開始に先だって、あるいは終了に伴って必要になる露光以外のプロセスの時間を表している。

上記（式１）より、図４の直線（ｃ）で示したように、個々のショットの「露光時間」が一定であれば、「トータルの露光時間」はショット数に比例して増加し、全体として大きな露光時間が必要となる場合があるものの、図中に直線（ｂ）で示したようにショット数が比較的多くとも、個々のショットの「露光時間」が短ければ、「トータルの露光時間」はそれほど増加しない場合があり、さらに図４中に直線（ａ）で示したように、ショット数が少なくても、個々のショットの「露光時間」が非常に長ければ、「トータルの露光時間」も長くなる場合があることがわかる。

個々のショットにおける「露光時間」は、そのショットに必要な露光ドーズ量を電流密度で割り算したものであり、電子線露光装置では露光ショット毎に電流密度を変化させるのは現実的でないため、例えば図３の「粗な領域」に形成されたパタ―ンでは、図４の直線（ａ）で示すように、ショット数が少なくても、十分な露光ドーズ量を得るためにトータルの露光時間を長くせざるを得なくなる場合がある。

すなわち図４は、図２あるいは図３の電子線露光パタ―ンＰ２において、トータルのショット数を減少させれば必ずしもトータルの露光時間が短くなるわけではないことを意味しており、さらに、例えば図４の直線（ｂ）に示されるように、トータルのショット数が多少増加しても、個々のショットにおける「露光時間」を最適化できれば、トータルの露光時間を短くできる可能性があることを意味している。

一の側面によれば露光方法は、露光パタ―ンを、電子線露光により露光される電子線露光パタ―ン部分と、光露光により露光される光露光パタ―ン部分とに分割する工程と、前記電子線露光パタ―ン部分において、前記電子線露光パタ―ン部分のパタ―ン幅あるいはパタ―ン間隔をもとに領域を検出する工程と、前記検出された領域において前記電子線露光パタ―ン部分のパタ―ン幅を変化させ、前記変化させた電子線露光パタ―ン部分をレジスト膜に露光するに必要な露光時間、および前記レジスト膜に露光された前記電子線露光パタ―ン部分のうちパタ―ン境界部のコントラスト比を計算する工程と、前記変化させた電子線露光パタ―ン部分のうち、前記コントラスト比が所定値を上回っていて、かつ露光時間が最小となる前記電子線露光パタ―ン部分を選択する工程と、前記レジスト膜を、前記選択された電子線露光パタ―ン部分により電子線露光する工程と、前記レジスト膜を、前記光露光パタ―ンにより光露光する工程と、を含む。

本発明によれば、パタ―ン密度が低く、そのためベースラインレベルを実質的に上昇させるような電子の後方散乱効果が期待できず、高い露光ドーズ量を達成するために長い露光時間を使用する必要があるようなパタ―ンの電子線露光の際に、追加のパタ―ンを露光することで、あるいはパタ―ン幅を増加させることで、後方散乱効果による露光のベースラインレベルを上昇させることが可能となり、その結果、当該パタ―ンの電子線露光のための露光時間を短縮することが可能となる。

ハイブリッド露光技術におけるデータ処理部分の概要を示す図である。 ハイブリッド露光技術におけるプロセス部分を示す図である。 ハイブリッド露光技術における露光ドーズの例を示す図である。 電子線露光技術においてパタ―ン密度に依存して生じる近接効果を説明する図である。 トータルショットするとトータル露光時間の関係について、様々な例を示すグラフである。 本実施形態で使われる電子線露光装置の概要を示す図である。 図５の電子線露光装置において実施され最短露光時間を与える電子線露光パタ―ンの作製手順を示すフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｅ）は、図６のフローチャートに対応した電子線露光パタ―ンおよび電子線露光データの変形を示す図である。 比較対照例による露光データの変形を、対応する露光パタ―ンとともに示す図である。 図６および図７の手順による最適電子線露光パタ―ンの探索の一例を示す図である 図６および図７の手順による最適電子線露光パタ―ンの探索の他の例を示す図である 図６および図７の手順による最適電子線露光パタ―ンの探索のさらに他の例を示す図である。 第１の実施形態の一変形例を示す図である。 第２の実施形態による電子線露光データの作成例を示すフローチャートである。 （Ａ），（Ｂ）は、図１１のフローチャートに対応した電子線露光パタ―ンの変形を示す図である。

［第１の実施形態］
図５は、本実施形態で使われる電子線露光装置１０の概略的構成を示す図である。

図５を参照するに、電子線露光装置１０は被露光基板Ｗを保持する基板保持台１１を収容し真空排気される試料室１０Ａと、前記試料室１０Ａに結合され、電子線源となる電子銃１２を収容した鏡筒１０Ｂとを備えており、前記電子銃１２は電子線ＥＢを前記基板保持台１１上の被露光基板Ｗに向けて所定の光軸に沿って発射する。

前記鏡筒１０Ｂ中には前記電子ビーム１２Ｅを成形するための第１アパーチャ１３，第２アパーチャ１４、電子線成形レンズ１５および成形偏向器１６が形成され、前記電子銃１２から発射された電子線の断面形状が所定形状に整えられる。

このようにして断面形状を整えられた電子線は、前記鏡筒１０Ｂ中に配設された縮小レンズ１７により縮小され、さらに投影レンズ１８により、前記基板保持台１１上の被露光基板Ｗ上に集束される。さらに前記電子線は前記鏡筒１０Ｂ中に配設された主偏向器１９および副偏向器２０により、前記被露光基板Ｗの表面を動かされる。

さらに前記電子線露光装置１０は、コンピュータを含む制御装置１０Ｃを含んでおり、制御装置１０Ｃは前記電子線露光装置１０のみならず、図示を省略した光露光装置による被露光基板Ｗの露光を制御し、さらに前記制御装置１０Ｃは、以下に説明するように元パタ―ンＰを与えられて光露光パタ―ンＰ１によりレチクルを作製するプロセスや、電子線露光データＥ２を電子線露光パタ―ンＰ２から作成するプロセスをも制御する。

図６は、図５の電子線露光装置１０の制御装置１０Ｃにおいて実行される制御動作の一例を示すフローチャートである。

図６を参照するに、図示の例では最初にステップ１において、例えば図１Ａの元パタ―ンＰから、図７（Ａ）に示すような、「ホットスポット」ともよばれるパタ―ン精度に対してクリティカルなパタ―ン境界部が抽出され、さらにステップ２において前記元パタ―ンＰが、図１Ａで説明したように光露光パタ―ンＰ１と電子線露光パタ―ンＰ２とに分割され、ステップ３において前記光露光パタ―ンＰ１から光露光で使われるレチクル３が作製される。

一方前記ステップ２の後、ステップ４において、前記元パタ―ンＰから分割された図７（Ｂ）に示す電子線露光パタ―ンＰ２が制御装置１０Ｃの記憶装置に格納され、ステップ５でこれが、図７（Ｃ）に示す電子線露光データＥ２に変換される。さらにステップ６で当該電子線露光データを使った場合に露光に必要な露光時間が計算される。ただし図７（Ｃ）の電子線露光データＥ２は、図７（Ｂ）の電子線露光パタ―ンＰ２のうち、線Ａ−Ａ’に沿った露光ドーズ量のプロファイルになっている。図７（Ｂ）の電子線露光パタ―ンＰ２は、ラインアンドスペースパターンＰ２ｃの他に、枠状のパタ―ンＰ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｄを含んでいる。

なお前記ステップ５では電子線露光パタ―ンＰ２を電子線露光データに変換する際に近接効果補正、すなわち前記図３で説明した後方散乱した二次電子によるレベルの上昇、およびかかるベースラインレベルの上昇に伴うレジストの露光の効果も勘案しており、ステップ６における露光時間の計算においては、かかる近接効果の影響が考慮されている。前記図７（Ｂ）の電子線露光パタ―ンＰ２の場合には、図７（Ｃ）に示すように全領域にわたりパタ―ン密度が低く、またパタ―ン線幅が狭く、後方散乱効果によるベースラインレベルの上昇は実質的に生じていない。

次にステップ７において、先のパタ―ン境界部、すなわち「ホットスポット」において所定のしきい値以上のコントラスト比が得られているかどうかが判定される。例えば図７（Ｂ）の電子線露光パタ―ンＰ２の場合、パタ―ン密度が低いため、先にも述べたように実質的な近接効果の影響はなく、対応する図７（Ｃ）の電子線露光データＥ２において円で囲んで示したパタ―ン境界部においては、非常に鋭い露光ドーズ量の変化が得られている。

ステップ７で判定されたコントラスト比がしきい値以上であればプロセスはステップ８に進み、現在の電子線露光パタ―ンＰ２についてパタ―ン間隔を判定し、前記近接効果によるベースラインレベルの上昇が十分に生じていないような粗なパタ―ン領域、すなわち２０μｍ□程度内のパターン密度が低い領域、例えば図７（Ｂ）におけるパタ―ンＰ２ａ〜Ｐ２ｄが形成されている領域を抽出し、かかる領域に所定の近接効果が生じるように、例えば図７の（Ｄ）に示すように、電子線露光パタ―ンＰ２ａ’〜Ｐ２ｄ’を追加し、前記電子線露光パタ―ンＰ２から電子線露光パタ―ンＰ２’を形成する。例えば図７（Ｂ）のパタ―ンＰ２ａにおけるパタ―ン間隔Ｘが、図７（Ｄ）のパタ―ンＰ２ａ’ではパタ―ン間隔Ｘ’に減少し（Ｘ’＜Ｘ）、同様に図７（Ｂ）のパタ―ンＰ２ｃにおけるパタ―ン間隔Ｙが、図７（Ｄ）のパタ―ンＰ２ｃ’ではパタ―ン間隔Ｙ’に減少する（Ｙ’＜Ｙ）。

なお図７（Ｄ）における枠状の露光パタ―ンＰ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｄは、光露光される光露光パタ―ンＰ１に対応しており、従って、図６のステップ８は、前記電子線露光パタ―ンＰ２において、光露光パタ―ンＰ１に対応した領域に追加露光パタ―ンＰ２ａ’，Ｐ２ｂ’およびＰ２ｄ’を追加していく工程となっている。

また前記図７の（Ｂ）におけるラインアンドパタ―ンＰ２ｃに対応する領域では、ラインアンドスペースパタ―ンの間に、図７（Ｄ）において破線で示される露光パタ―ンＰ２ｃ’が追加されるが、このような追加される露光パタ―ンが露光しきい値Ｅｔｈを超えて露光されてしまわないように、図７（Ｅ）に示すように、追加露光パタ―ンＰ２Ｃ’の露光ドーズ量も、レジスト膜２の露光しきい値Ｅｔｈよりも低く設定しておくのが好ましい。

図７（Ｅ）は、前記図７（Ｄ）の電子線露光パタ―ンＰ２’に対応する電子線露光データＥ２’を示す。ただし図７（Ｅ）の電子線露光データＥ２’も、図７（Ｃ）の電子線露光データＥ２と同じく、図７（Ｄ）の電子線露光パタ―ンＰ２’の線Ａ−Ａ’に沿った露光ドーズプロファイルになっている。

図７（Ｅ）を参照するに、電子線露光データＥ２’においては前記Ｐ２ａ’，Ｐ２ｂ’，Ｐ２ｃ’およびＰ２ｄ’に対応して追加の露光ドーズｅ２が発生しており、これに伴って生じる電子の後方散乱の結果、ベースラインＢＬが上昇することがわかる。なお前記追加の露光ドーズｅ２のうち、両端の追加露光パタ―ンＰ２ａ’およびＰ２ｄ’については、露光しきい値Ｅｔｈを超えても構わない。

前記ステップ８ではまだベースラインＢＬの上昇までは計算していないが、ステップ８の工程の後、プロセスはステップ５に戻り、このようにして得られた電子線露光データＥ２’に対し近接効果補正を行った上で、すなわち後方散乱電子によるベースラインＢＬの上昇を補正した上で、ステップＳ６にて露光時間を計算し、さらにステップ７において、図７（Ｅ）に円で囲んだパタ―ン境界部のコントラスト比がしきい値以上であることを確認する。先のステップ８で得られた電子線露光パタ―ンＰ２’では、前記図７（Ｅ）の電子線露光データＥ２’からわかるように、パタ―ンを追加してパタ―ン密度を増大させた結果、近接効果によりベースラインレベルが上昇しており、所望のパタ―ン幅のパタ―ンを形成するに必要なドーズ量は、図７（Ｃ）のＡに対応する例えば３３μＣ／ｃｍ_２から、Ｂに対応する例えば１３μＣ／ｃｍ^２まで減少している。

前記ステップ７でパタ―ン境界部のコントラスト比が所定のしきい値を上回っていると判定された場合には、再びステップ８が実行され、パタ―ンＰ２ａ〜Ｐ２ｄにさらにパタ―ンが追加され、プロセスはステップ５に戻る。

さらにステップ６で露光時間が計算された後、ステップ７でパタ―ン境界部のコントラスト比が判定される。前記ステップ８において、図７（Ｄ）の電子線露光パタ―ンＰ２’にさらにパタ―ンが追加された場合には、例えば図８の比較例に示すように、得られた電子線露光パターンにおいてパタ―ン密度が過剰になり、近接効果によるベースラインレベルの押し上げが過剰になる可能性がある。そのような場合には、パタ―ン境界でパタ―ンが十分に解像しなくなり、ステップ７におけるコントラスト比の判定で、コントラスト比が所定のしきい値未満であると判定されることになる。なお図８の例は、図２における元パタ―ン（Ｐ１とＰ２を足したもの）を全て電子線露光により露光した場合に相当する。

このようにしてステップ７でコントラスト比が所定にしきい値未満であると判定されると、プロセスはステップ８に進む代わりにステップ８からステップ５に戻るループから抜け出し、得られた電子線露光パタ―ンＰ２，Ｐ２’・・・、あるいは対応する電子線露光データＥ２，Ｅ２’・・・のうち、露光時間が最小なものが選択される。

さらに図示を省略した次のプロセスで、このようにして選択された電子線露光データを図５の電子線露光装置１０において使うことで、前記図１Ｂにおける（Ｃ）の工程が実行される。

なお図６のステップ１の工程は、ステップ５の工程の前であれば、前記ステップ２あるいはステップ４の後で実行することも可能である。

図９Ａは、このようなショット数の増加と、これに伴う露光時間の変化の例を示すグラフである。図９Ａ中、横軸はショット数の変化を、左側の縦軸はトータルの露光時間、すなわちパタ―ンＰ２あるいはＰ２’などを露光するのに要する露光時間を、また右側の縦軸は、パタ―ン境界におけるショット毎のコントラスト比の変化を、コントラスト比の逆数で示している。

図９Ａを参照するに、ショットの増加とともにトータルの露光時間はいったん減少し、その後増大に転じる。一方、コントラスト比の逆数はショット数の増加とともに増加し、あるところで所定の限界値を超えるのがわかる。

そこで図６のフローチャートによる手順によれば、前記コントラスト比の逆数が前記限界値を超えた時点でショット数の増加およびトータルの露光時間の計算は打ち切られ、トータルの露光時間が最小となる電子線露光パタ―ンあるいは対応する電子線露光データが、前記図１の（Ｃ）の工程のために選択される（図９（Ａ）の「決定」）。

図９Ｂは別の例を示しており、この例ではショット数を増加させると共にトータルの露光時間が減少しており、コントラスト比が限界値となってパタ―ン追加を打ち切った場合、打ち切った時点での電子線露光パタ―ンが、トータルの露光時間が最も短いパタ―ンとなり、これが前記図１Ｂの（Ｃ）の電子線露光において使われる（図９Ｂの「決定」）。

図９Ｃはさらに別の例を示しており、この例ではショット数を増加させると共にトータルの露光時間が減少しており、コントラスト比が限界値となってパタ―ン追加を打ち切った場合、パタ―ン追加を開始した時点での電子線露光パタ―ンが、トータルの露光時間が最も短いパタ―ンとなり、これが前記図１Ｂの（Ｃ）の電子線露光において使われる（図９Ｃの「決定」）。

なお追加されるパタ―ンは、図７（Ｄ）に示したラインアンドスペースパターンに限定されるものではなく、図１０に示すように相互に孤立したドットパタ―ンをダミーパタ―ンとして追加してもよい。

［第２の実施形態］
図１１は、図５の制御装置１０Ｃにおいて実行される第２の実施形態による電子線露光データＥ２の作成例を示すフローチャートである。

図１１を参照するに、図示の例では最初にステップ１１において、例えば図１の元パタ―ンＰから、先に図７（Ａ）で説明したような、「ホットスポット」ともよばれるパタ―ン精度に対してクリティカルなパタ―ン境界部が抽出され、さらにステップ１２において前記元パタ―ンＰが、図１Ａで説明したように光露光パタ―ンＰ１と電子線露光パタ―ンＰ２とに分割され、ステップ１３において前記光露光パタ―ンＰ１から光露光で使われるレチクル３が作製される。

一方前記ステップ１２の後、ステップ１４において、前記元パタ―ンＰから分割された図１２（Ａ）に示す電子線露光パタ―ンＰ２が制御装置１０Ｃの記憶装置に格納され、ステップ１５でこれが、先に図７（Ｃ）で説明したような電子線露光データＥ２に変換される。さらにステップ６で当該電子線露光データを使った場合に露光に必要な露光時間が計算される。図１２（Ａ）の電子線露光パタ―ンＰ２は、ラインアンドスペースパターンＰ２ｃの他に、枠状のパタ―ンＰ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｄを含んでいる。

なお前記ステップ５では電子線露光パタ―ンＰ２を電子線露光データに変換する際に近接効果補正、すなわち前記図３で説明した後方散乱電子によるレベルの上昇、およびかかるベースラインレベルの上昇に伴うレジストの露光の効果も勘案しており、ステップ６における露光時間の計算においては、かかる近接効果の影響が考慮されている。前記図１２（Ａ）の電子線露光パタ―ンＰ２の場合には、全領域にわたりパタ―ン密度が低く、またパタ―ン線幅が狭く、近接効果によるベースラインレベルの上昇は実質的に生じていない。

次にステップ１７において、先のパタ―ン境界部、すなわち「ホットスポット」において所定のしきい値以上のコントラスト比が得られているかどうかが判定される。例えば図１２（Ａ）の電子線露光パタ―ンＰ２の場合、パタ―ン密度が低いため、先にも述べたように実質的な近接効果の影響はなく、対応する電子線露光データＥ２のパタ―ン境界部においては、非常に鋭い露光ドーズ量の変化が得られる。

ステップ１７で判定されたコントラスト比がしきい値以上であればプロセスはステップ１８に進み、現在の電子線露光パタ―ンＰ２についてパタ―ン幅Ｗを判定し、前記近接効果によるベースラインレベルの上昇が十分に生じていないような細いパタ―ン領域、例えば図１２（Ａ）におけるパタ―ンＰ２ａ〜Ｐ２ｄが形成されている領域を抽出し、かかる領域に所定の近接効果が生じるように、例えば図１２（Ｂ）に示すように、電子線露光パタ―ンＰ２ａ’’〜Ｐ２ｄ’’の幅をレチクルで描画する部分を削るように増やしてゆき、面積密度を上昇させ、前記電子線露光パタ―ンＰ２から電子線露光パタ―ンＰ２’’を形成する。

一方、前記図１２（Ａ）におけるラインアンドパタ―ンＰ２ｃに対応する領域では、ラインアンドスペースパタ―ンの間に、先の図７（Ｄ）の場合と同じように、破線で示される露光パタ―ンＰ２ｃ’が追加される。

前記ステップ１８ではまだベースラインＢＬの上昇までは計算していないが、ステップ８の工程の後、プロセスはステップ１５に戻り、このようにして得られた電子線露光データＥ２’に対し近接効果補正を行った上で、すなわちベースラインＢＬの上昇を補正した上で、ステップＳ１６にて露光時間を計算し、さらにステップ１７において、前記パタ―ン境界部のコントラスト比がしきい値以上であることを確認する。

前記ステップ１７でパタ―ン境界部のコントラスト比が所定のしきい値を上回っていると判定された場合には、再びステップ１８が実行され、パタ―ンＰ２ａ〜Ｐ２ｄにおいてさらにパタ―ン幅が増加され、プロセスはステップ１５に戻る。

さらにステップ１６で露光時間が計算された後、ステップ１７でパタ―ン境界部のコントラスト比が判定される。前記ステップ１８のパタ―ン処理の結果、パタ―ン境界でパタ―ンが十分に解像しなくなると、ステップ１７におけるコントラスト比の判定で、コントラスト比が所定のしきい値未満であると判定され、プロセスはステップ１８に進む代わりにステップ１８からステップ１５に戻るループから抜け出し、得られた電子線露光パタ―ンＰ２，Ｐ２’’・・・、あるいは対応する電子線露光データＥ２，Ｅ２’’・・・のうち、露光時間が最小なものが選択される。

以上、本発明を好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。

１ 被露光基板
２ レジスト膜
２Ａ 光露光部分
２Ｂ 電子線露光部分
１０ 電子線露光装置
１０Ａ 試料室
１０Ｂ 鏡筒
１０Ｃ 制御装置
１１ 基板保持台
１２ 電子線源
１３ 第１アパーチャ
１４ 第２アパーチャ
１５ 電子線成形レンズ
１６ 成形偏向器
１７ 縮小レンズ
１８ 投影レンズ
１９ 主偏光器
２０ 副偏向器
Ｐ 元パタ―ン
Ｐ１ 光露光パタ―ン
Ｐ２，Ｐ２’ 電子線露光パタ―ン
Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｃ 枠状パタ―ン
Ｐ２ａ’，Ｐ２ｂ’，Ｐ２ｃ’ 追加パタ―ン
Ｅ２，Ｅ２’ 電子線露光データ

Claims (5)

1. 露光パタ―ンを、電子線露光により露光される電子線露光パタ―ン部分と、光露光により露光される光露光パタ―ン部分とに分割する工程と、
   前記電子線露光パタ―ン部分において、前記電子線露光パタ―ン部分のパタ―ン幅あるいはパタ―ン間隔をもとに領域を検出する工程と、
   前記検出された領域において前記電子線露光パタ―ン部分のパタ―ン幅あるいはパタ―ン間隔を変化させ、前記変化させた電子線露光パタ―ン部分をレジスト膜に露光するに必要な露光時間、および前記レジスト膜に露光された前記電子線露光パタ―ン部分のうちパタ―ン境界部のコントラスト比を計算する工程と、
   前記変化させた電子線露光パタ―ン部分のうち、前記コントラスト比が所定値を上回っていて、かつ露光時間が最小となる前記電子線露光パタ―ン部分を選択する工程と、
   前記レジスト膜を、前記選択された電子線露光パタ―ン部分により電子線露光する工程と、
   前記レジスト膜を、前記光露光パタ―ンにより光露光する工程と、
   を含むことを特徴とする露光方法。
2. 前記検出される領域は、前記レジスト膜中における前記被露光基板からの電子の後方散乱の影響が及ぶ領域であり、前記電子線露光パタ―ン部分のパタ―ン幅あるいはパタ―ン間隔を変化する工程は、後方散乱距離から規定される領域内のパターン面積密度を増やすように実行されることを特徴とする請求項１記載の露光方法。
3. 前記選択された電子線露光パタ―ン部分は、前記レジストの露光しきい値を超えないような露光ドーズで露光される電子線露光パタ―ンを含むことを特徴とする請求項１記載の露光方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項記載の露光方法を使った半導体装置の製造方法。
5. 露光パタ―ンを、電子線露光により露光される第１電子線露光パタ―ン部分と、光露光により露光される光露光パタ―ン部分とに分割する工程と、
   前記光露光パターン部分に重なるように、第２電子線露光パターンを発生させる工程と、
   前記第２電子線露光パタ―ン部分のパタ―ン幅あるいはパタ―ン間隔を変化させ、前記第１電子線露光パターン部分及び変化させた前記第２電子線露光パタ―ン部分をレジスト膜に露光するに必要な露光時間、および前記レジスト膜に露光された前記第１電子線露光パタ―ン部分及び前記第２電子線露光パタ―ン部分のうちパタ―ン境界部のコントラスト比を計算する工程と、
   前記コントラスト比が所定値を上回っていて、かつ露光時間が最小となる前記第１電子線露光パタ―ン部分及び前記第２電子線露光パタ―ン部分を選択する工程と、
   前記レジスト膜に、選択された前記第１電子線露光パタ―ン部分及び前記２電子線露光パタ―ン部分を電子線露光する工程と、
   前記レジスト膜を、前記光露光パタ―ンにより光露光する工程と、
   を含むことを特徴とする露光方法。

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