JP4187703B2 - ブロックマスクを利用した荷電粒子ビーム露光データの生成方法及び荷電粒子ビーム露光方法 - Google Patents

Description

本発明は、ブロックマスクを利用した荷電粒子ビーム露光データの生成方法及び荷電粒子ビーム露光方法に関し、特に、ブロックマスクを部分的に利用可能とする露光データの生成方法及び露光方法に関する。

荷電粒子ビーム露光方法では、電子ビームなどの荷電粒子ビームを所望のパターンにして被露光物であるウエハーやマスク上のレジスト層に照射し、微細なパターンの形成を行う。近年の微細化の要請に応えるために、ウエハー上に電子ビームを直接照射することが行われている。

荷電粒子ビーム露光方法（以下、一例として電子ビーム露光方法）では、電子銃により形成された電子ビームを、矩形の透過孔を有する第１のスリットを通過させて矩形の第１の透過ビームを生成し、その第１の透過ビームを更に矩形の透過孔を有する第２のスリットに部分的に照射し、所望の矩形形状に成形された第２の透過ビームを生成し、それをウエハーに照射する。ＬＳＩの高集積化に伴って露光すべきパターン数が増大しているため、上記の可変矩形ビームによる露光では、スループットの低下を招く。

そこで、繰り返しパターンについては、繰り返される単位のパターンをマスクとして形成しておき、第２スリットに代えて、当該繰り返しパターンマスクに第１の透過ビームを照射し、繰り返しパターンに成形された電子ビームをウエハーに照射することが提案されている。例えば、特許文献１に示される通りである。この方法は、ＬＳＩの複数パターンの一部を一括して露光することから部分一括転写露光方法と呼ばれている。または、繰り返しパターンマスクが部分的なブロックマスクに対応することから、ブロック露光方法とも呼ばれている。本明細書では、ブロック露光方法と称する。
特開平４−１００２０８号公報

ブロックマスク露光方法は、複数のパターンを同時に露光することができる。従って、可変矩形ビームによる露光方法に比較すると、ブロックマスク露光方法は電子ビームのショット数を減らすことができるので、露光工程のスループットを高めることができる。しかしながら、ブロックマスクに形成可能なブロックマスクパターンの種類は、露光装置のサイズなどの制約から一定の数に限られる。そして、あるマスク基板を装置内に設定した後は、できるだけそのマスク基板を利用してウエハーの露光を完了することが望まれ、複数のマスク基板を取り替えながら使用することはスループット向上には有効でない。従って、一つのマスク基板内に設けられた一定数のブロックマスクを有効に利用して、露光を行う必要がある。

その場合、限られた種類のブロックマスクパターンを有効に利用するために、電子ビームを成形した第１の透過ビームをブロックマスクパターンの一部分にだけ照射して、部分的にブロックマスクパターンを利用することが望ましい。上記の特許文献１にも、ブロックマスクを部分的に利用することが提案されている。

しかしながら、特許文献１には、ブロックマスクによる露光データの生成方法については何ら記載されていない。露光データは、通常、膨大なパターンデータを有する設計データから生成され、その露光データが露光装置に提供され、露光装置は露光データに基づいて露光を行う。そのような設計データから露光データへの変換処理において、ブロックマスクの一部分を利用する露光データをどのようにすべきかについて、本発明者は検討してきた。

そこで、本発明の目的は、ブロックマスクを部分的に照射する部分照射ブロックマスク露光データを生成する方法を提供することにある。

更に、本発明の目的は、ブロックマスクを部分的に利用して露光装置を校正する露光方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、荷電粒子ビームを矩形の第１の透過孔を透過させて第１の透過ビームを形成し、当該第１の透過ビームを複数の離散パターンを有するブロックマスクを透過させて第２の透過ビームを形成し、当該第２の透過ビームを被露光物に照射するブロックマスク利用の荷電粒子ビーム露光における露光データの生成方法である。この露光データの生成方法では、ブロックマスクの複数の離散パターンのＸ方向またはＹ方向の共通離間領域に前記第１の透過ビームのＹ方向またはＸ方向のエッジが位置するように、前記第１の透過ビームの前記ブロックマスク上での照射位置データを生成する工程を有する。

上記の第１の側面において、好ましい実施例では、ブロックマスクの複数の離散パターンについて、Ｘ軸またはＹ軸上における前記複数の離散パターンのＹ方向またはＸ方向の投影領域を求める工程と、当該投影領域間の領域に前記第１の透過ビームのエッジが位置するような前記照射位置データを生成する工程とを有する。

上記の第１の側面において、好ましい実施例では、ブロックマスクの複数の離散パターン上に前記第１の透過ビームを走査しながら、それぞれの走査位置での前記離散パターンと第１の透過ビームとの重複面積を求める工程と、当該重複面積の前記走査位置の変化に対する面積増加率がゼロになる走査位置を前記照射位置データとして生成する工程とを有する。

上記の第１の側面において、好ましい実施例では、ブロックマスクの複数の離散パターンのサイズとピッチとに基づいて、前記共通離間領域を求める工程と、前記共通離間領域に前記第１の透過ビームのエッジが位置するように、前記照射位置データを生成する工程とを有する。

上記の目的を達成するために、本発明の第２の側面は、荷電粒子ビームを矩形の第１の透過孔を透過させて第１の透過ビームを形成し、当該第１の透過ビームを複数の離散パターンを有するブロックマスクを透過させて第２の透過ビームを形成し、当該第２の透過ビームを被露光物に照射するブロックマスク利用の荷電粒子ビーム露光方法である。そして、第２の透過ビームをビーム強度を測定するビーム強度センサに照射しながら、ブロックマスクの複数の離散パターン上に前記第１の透過ビームを走査し、ビーム強度センサの検出強度の変化が実質的にゼロになる時の走査位置を、前記照射位置データとして校正する工程を有する。

上記第１の側面によれば、ブロックマスクの複数の離散パターンの一部にだけを利用して露光する露光データを生成することができる。それぞれの実施例によれば、比較的簡単なアルゴリズムで、第１の透過ビームのブロックマスク上の照射位置データを求めることができる。

上記第２の側面によれば、露光装置の経年変化により照射位置データと実際の照射位置との間に乖離が生じた場合に、簡単な方法で照射位置データを校正することができる。

以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。

図１は、可変矩形露光と部分一括露光（ブロック露光）とを説明する図である。図１の中央に、電子ビーム露光装置の概略構成が示されている。電子ビーム露光装置は、電子銃ＥＧから生成される電子ビームＥＢを矩形の透過孔を有する第１スリットＳＬ１を通過させて、矩形パターンの第１の透過ビームＥＢ１を生成する。第１スリットＳＬ１の上下にはレンズＬ１，Ｌ２が設けられている。そして、第１の透過ビームＥＢ１は、複数のパターンのブロックマスクが設けられたブロックマスクＢＭのいずれかのマスクに照射され、それを透過した第２の透過ビームＥＢ２が静電偏向器ＤＥＦ３と電磁偏光器ＤＥＦ４とにより被露光物であるウエハーＷＦの所望の位置に偏向され照射される。第１のスリットＳＬ１には上下にレンズＬ１，Ｌ２が設けられ、ブロックマスクＢＭの上下にもレンズＬ３，Ｌ４，Ｌ５が設けられている。

可変矩形露光の場合、ブロックマスクＢＭの代わりに矩形の透過孔を有する第２のスリットＳＬ２が利用される。または、ブロックマスクＢＭ内の矩形透過孔を有するマスクが利用される場合もある。可変矩形露光では、第１の透過ビームＥＢ１を所定の方向に偏向して第２のスリットＳＬ２の透過孔の一部領域に照射し、その透過孔を通過させて、所望の矩形サイズの第２の透過ビームＥＢ２を生成し、被露光物であるウエハーＷＦの所望の位置に照射される。従って、可変矩形露光の場合は、第２のスリットＳＬ２の上下に設けられた偏向器ＤＥＦ１，ＤＥＦ２により、第１の透過ビームＥＢ１が偏向され、第２の透過ビームＥＢ２が生成される。

ブロック露光の場合、ブロックマスクＢＭには、複数種類のブロックマスクが設けられている。図１の例では、４種類のマスクが設けられ、その内の２つが複数の離散パターンを有するブロックマスクであり、残りの２つが可変矩形露光に使用される矩形パターンを有するマスクである。そこで、ブロック露光の場合は、第１の透過ビームＥＢ１を所望のブロックマスクの位置に照射し、それを通過させ、ブロックマスクパターンを有する第２の透過ビームＥＢ２が生成され、被露光物であるウエハーＷＦ上の所望の位置に照射される。これにより、複数の離散パターンを有するブロックマスクパターンが一括してウエハーＷＦに露光される。

ブロックマスクは、必ずしも複数の離散パターンを有するものだけではなく、十文字形状や、Ｌ文字形状などを組み合わせたものなども考えられる。ただし、ＬＳＩの中の繰り返しパターンに対し、その繰り返しパターンユニットをブロックマスクを利用して露光する場合が多く、その場合は、ブロックマスクは複数の離散パターンを有する場合が多い。例えば、配線間のダミーパターンや、複数のコンタクトホール、メモリのセル領域パターンなどである。

図２は、本実施の形態における部分照射ブロックマスク露光方法を説明する図である。（１）可変矩形露光は、図１と同じである。それに対して、（２）ブロックマスク露光では、可変矩形露光の第２のスリットＳＬ２に代えて、複数のブロックマスクを有するブロックマスクを使用する。つまり、第１の透過ビームＥＢ１を所望のブロックマスクＢＭ１全体に照射し、それを透過した第２の透過ビームＥＢ２をウエハーＷＦに照射する。

本実施の形態における（３）部分照射ブロックマスク露光は、第１の透過ビームＥＢ１を、所望のブロックマスクＢＭ１の一部分にだけ照射し、それを透過した第２の透過ビームＥＢ２をウエハーＷＦに照射する。つまり、ブロックマスクＢＭ１内の全てのパターンを利用せずに、その一部のパターンのみを利用して、必要なパターンのみからなる第２の透過ビームを生成し、露光を行う。この部分照射ブロックマスク露光によれば、ブロックマスクの数を無制限に増やすことなく、ある程度露光スループットを向上させることができる。

図３は、本実施の形態における部分照射ブロックマスク露光を説明する図である。この説明図では、９個の離散パターンＤＰＡを有するブロックマスクＢＭ２の一部の領域に第１の透過ビームＥＢ１が照射されている。ブロックマスクＢＭ２内の離散パターンＤＰＡは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に互いにずれて配置されているが、１列目の３個の離散パターンと２列目の３個の離散パターンとの間には共通離間領域ＳＸ１が存在し、２列目の３個の離散パターンと３列目の３個の離散パターンとの間にも共通離間領域ＳＸ２が存在する。従って、Ｘ軸方向の電子ビーム偏向方向ＤＥＦＸの偏向量を、第１の透過ビームＥＢ１のＹ軸方向エッジＹＥが共通離間領域ＳＸ１内に位置するように設定することで、第１の透過ビームＥＢ１を図示のように照射することができ、１列目の３個の離散パターンのみを有する第２の透過ビームを生成することができる。同様に、第１の透過ビームの偏向量を、そのＹ軸方向エッジＹＥが共通離間領域ＳＸ２内に位置するように設定すると、１列目と２列目の６個の離散パターンにのみ第１の透過ビームを照射することができ、６個の離散パターンのみを有する第２の透過ビームを生成することができる。

図４は、本実施の形態における部分照射ブロックマスク露光を説明する図である。この説明図でも、９個の離散パターンＤＰＡを有するブロックマスクＢＭ２の一部の領域に第１の透過ビームＥＢ１が照射されている。図４では、Ｙ軸方向に第１の透過ビームＥＢ１を偏向して、ブロックマスクＢＭ２の一部の離散パターンＤＰＡのみに第１の透過ビームＥＢ１を照射する。ブロックマスクＢＭ２内の６つの離散パターンＤＰＡは、１行目の３個の離散パターンと２行目の３個の離散パターンとの間に共通離間領域ＳＹ１を有し、２行目の３個の離散パターンと３行目の３個の離散パターンとの間に共通離間領域ＳＹ２を有する。従って、第１の透過ビームＥＢ１のＸ軸方向エッジＸＥが、これらの共通離間領域ＳＹ１，ＳＹ２に位置するように、第１の透過ビームＥＢを偏向させることで、９個の離散パターンを有するブロックマスクＢＭ２中の一部の離散パターンにのみ第１の透過ビームＥＢ１を照射することができ、それら離散パターンの第２の透過ビームを生成することができる。

図３、図４に示した第１の透過ビームＥＢ１のＸ軸方向の偏向と、Ｙ軸方向の偏向とを組み合わせることにより、第１の透過ビームＥＢ１のエッジＸＥ，ＹＥを任意の共通離間領域Ｘ１，Ｘ２、Ｙ１，Ｙ２に位置させることができ、任意の数（１，２，３，４，６，９個）の離散パターンを有する第２の透過ビームを生成することができる。このように、ブロックマスクを部分的に利用することにより、ブロックマスクの種類を実質的に増やすことができ、露光スループットを高めることができる。

図５は、本実施の形態における部分照射ブロックマスク露光における露光データの一例を示す図である。図５には、ブロックマスクＢＭの一例と、そのブロックマスクＢＭを利用した露光データＥＤＡＴＡの一例とが示される。このブロックマスクＢＭには、複数の離散パターンを有する６種類のブロックマスクＢＭ１〜ＢＭ６と、可変矩形ビーム露光に利用される３つの矩形マスクＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３とが示される。電子ビームの長時間にわたる照射により矩形マスクが経年変化して使用不能になる場合が想定されるので、ブロックマスクＢＭには、複数の矩形マスクＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３が形成される。そして、ブロックマスクＢＭ内は、中心を原点（Ｘ０，Ｙ０）とするＸＹ座標が設定され、各ブロックマスクＢＭ１〜６と矩形マスクＲＭ１〜３に対してそれぞれ座標（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘ９，Ｙ９）が与えられる。

図５の露光データＥＤＡＴＡは、パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３を、可変矩形ビーム、ブロックマスクＢＭ１，ＢＭ２により露光する例である。パターンＰ１の可変矩形ビームによる露光データは、ブロックマスクＢＭ内のどの矩形マスクＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ３を利用すべきかは、露光装置側により決定されることが望ましいので、単に、可変矩形を示す属性データと、そのサイズ（Ｗ，Ｈ）と、被露光物上の照射座標（ｘ１，ｙ１）とを有する。

パターンＰ２に対する露光データは、ブロックマスクを示す属性データＢＭと、その場合の第１の透過ビームＥＢ１のブロックマスク上の照射位置座標（Ｘ２−ｄ１，Ｙ２）と、被露光物上の照射座標（ｘ２，ｙ２）とを有する。つまり、パターンＰ２は、ブロックマスクＢＭ１内の一部の６個の離散パターンを利用するものであり、従って、第１の透過ビームＥＢ１が照射される座標は、ブロックマスクＢＭ１全てを利用する場合の座標（Ｘ２，Ｙ２）から、Ｘ軸方向に−ｄ１ずれた（Ｘ２−ｄ１，Ｙ２）となる。

同様に、パターンＰ３に対する露光データは、ブロックマスクを示す属性データＢＭと、その場合の第１の透過ビームＥＢ１の照射位置座標（Ｘ３，Ｙ３＋ｄ１）と、被露光物上の照射座標（ｘ３，ｙ４）とを有する。つまり、パターンＰ３は、ブロックマスクＢＭ２内の６個の離散パターンを利用するものであり、図示されるように、第１の透過ビームＥＢ１をＹ軸方向に＋ｄ１だけ偏向することで、形成される。

このように、部分照射ブロックマスク露光では、第１の透過ビームを利用するブロックマスク上でＸ軸方向またはＹ軸方向にどの程度（上記例ではｄ１）偏向させるべきかの情報を露光データとして生成する。なお、ブロックマスク上のどのブロックマスクＢＭ１〜６を使用するかについてのデータは、図５の例では、その具体的座標（Ｘ２，Ｙ２）、（Ｘ３，Ｙ３）で特定しているが、ブロックマスクのＩＤにより特定してもよい。その場合は、露光装置が、ブロックマスクのＩＤに対応する座標データを求めて、その座標位置に第１の透過ビームＥＢ１を偏向する。その場合も、偏向量のデータｄ１が与えられれば、部分照射ブロックマスク露光を行うことができる。

図６は、本実施の形態における露光データの生成方法のフローチャート図である。また、図７は、露光データの生成方法の一例を示す図である。図７を例示しながら、図６の露光データの生成方法について説明する。図７の具体例における設計パターンは、縦方向に延びる配線パターンＬ１，Ｌ２の間に複数のダミーパターンＤＭＹを有する。この設計パターンを露光するために、９個の離散パターンを有するブロックマスクＢＭ１と、可変矩形用の矩形マスクＲＭ１とが使用されるものとする。

図６に示されるように、多数のパターンデータを有する設計データ２０から、露光データ１０が生成される。設計データ２０には、頻度の高い繰り返しパターンに対応して、ブロックマスクパターンデータ２２があらかじめ生成されている。従って、設計データ２０の露光工程は、可能な限りブロックマスクを使用するブロックマスク露光により行われ、残ったパターンが可変矩形露光により露光される。従って、設計データは、ブロックマスク露光データと、可変矩形露光データとに変換される。

露光データの生成工程では、与えられた設計データ２０のパターンのうち、ブロックマスクのパターン２２とマッチングするパターンが抽出される（Ｓ１０）。例えば、図７の例では、ダミーパターンＤＭＹのうち、パターンＰ２，Ｐ３，Ｐ７，Ｐ８が、ブロックマスクＢＭ１のパターンとマッチングする。ブロックマスクパターンとマッチングする場合は（Ｓ１２）、そのブロックマスクによる露光データが生成される（Ｓ１３）。図７の例では、パターンＰ２，Ｐ３，Ｐ７，Ｐ８に対する露光データは、ブロックマスクの属性ＢＭと、ブロックマスク上の座標（Ｘ２，Ｙ２）と、それぞれのウエハー上の照射座標（ｘ２、ｙ２）（ｘ３、ｙ３）（ｘ７、ｙ７）（ｘ８、ｙ８）とを有する。

更に、本実施の形態の露光データの生成工程では、設計データのパターンがブロックマスクのパターンと部分的にマッチングするパターンが抽出される（Ｓ１４）。そして、部分的にマッチングするパターンが存在する場合は、そのブロックマスクを部分照射するための偏向量ｄ２が、ブロックマスク上の座標に反映される。図７の例では、パターンＰ４，Ｐ９が、ブロックマスクＢＭ１の１列目の３個の離散パターンと一致する。従って、そのパターンＰ４，Ｐ９の露光データＥＤＡＴＡは、ブロックマスク上の座標（Ｘ２−ｄ２，Ｙ２）と、それぞれのウエハー上の照射座標（ｘ４，ｙ４）（ｘ９，ｙ９）とを有する。同様に、パターンＰ１２，Ｐ１３が、ブロックマスクＢＭ１の１行目の３個の離散パターンと一致する。従って、そのパターンＰ１２，Ｐ１３の露光データＥＤＡＴＡは、ブロックマスク上の座標（Ｘ２，Ｙ２−ｄ２）と、それぞれのウエハー上の照射座標（ｘ１２，ｙ１２）（ｘ１３，ｙ１３）とを有する。そして、パターンＰ１４は、ブロックマスクＢＭの１個の離散パターンと一致する。このパターンＰ１４の露光データは、ブロックマスク上の座標（Ｘ２−ｄ２，Ｙ２−ｄ２）と、ウエハー上の照射座標（ｘ１４，ｙ１４）を有する。なお、このパターンＰ１４は、可変矩形露光で露光することもできる。以上のように、マッチングした一部の離散パターンのみを照射する座標（Ｘ２−ｄ２，Ｙ２）（Ｘ２，Ｙ２−ｄ２）または偏向量ｄ２が、その部分照射ブロックマスク露光データとして作成される（Ｓ１５）。

そして、設計データのパターンのうち、ブロックマスクパターンまたはその一部のパターンとマッチングしなかったパターンは、可変矩形パターンの露光データに変換される（Ｓ１６）。図７の例では、配線パターンＬ１は、矩形パターンＰ１，Ｐ６，Ｐ１１に変換され、配線パターンＬ２は、矩形パターンＰ５，Ｐ１０，Ｐ１５に変換される。可変矩形パターンの露光データは、前述したとおり、可変矩形パターンであることを示す属性データと、パターンサイズ、ウエハー上の照射座標を有する。

図６に戻り、全ての設計データのパターンが露光データに変換されると、露光データの生成工程が終了する（Ｓ１７）。その結果、通常露光データ（可変矩形データ）１０Ａと、ブロックマスク露光データ１０Ｂと、部分照射ブロックマスク露光データ１０Ｃとからなる露光データ１０が生成される。本実施の形態では、図７のダミーパターンＰ４，Ｐ９，Ｐ１２，Ｐ１３は、それぞれブロックマスクＢＭ１の一部分を利用した１回のビーム照射で露光することができる。従って、小さい矩形パターンを全て可変矩形ビーム露光により露光する場合に比較すると、電子ビーム照射回数を減らすことができ、露光工程のスループットを上げることができる。

図８は、本実施の形態における電子ビーム露光方法のフローチャート図である。電子ビーム露光方法では、最初に露光データ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを入力し（Ｓ２０）、露光装置の露光フィールドを設定し（Ｓ２２）、設定した露光フィールド内において、露光データを基に、第１の透過ビームをブロックマスク上の所定の位置に照射して第２の透過ビームを生成し、露光データの照射座標に基づいて第２の透過ビームをウエハー上の所望の位置に照射する。その場合、露光データにブロックマスク露光が含まれている時は（Ｓ２４）、ブロックマスクを利用して露光を行う（Ｓ２５）。図５、図７に例示した露光データであれば、ブロックマスクをそのまま使用するブロックマスク露光の場合も、ブロックマスクの一部を使用する部分照射ブロックマスク露光の場合も、露光データ内のブロックマスク内座標データに従って、第１の透過ビームを偏向すれば良い。但し、部分照射ブロックマスク露光の場合に、露光データが、ブロックマスク内座標データではなく、使用するブロックマスクのＩＤ（ＢＭ１，ＢＭ２など）とその一部分を利用するための偏向量のデータ（ｄ１，ｄ２など）で構成されている場合は、露光装置側で第１の透過ビームのブロックマスク上の座標を演算する必要がある。従って、図８の構成Ｓ２６，Ｓ２７に示したように、露光データが部分照射ブロックマスク露光である場合は、上記の座標の演算を行い、求められた座標位置に第１の透過ビームを偏向して、部分照射ブロックマスク露光を行う（Ｓ２７）。

露光データがブロックマスク露光でも部分照射ブロックマスク露光でもない場合は、露光データのパターンサイズに基づいて、可変矩形ビーム露光を行う（Ｓ２８）。

上記の工程Ｓ２４〜Ｓ２８は、設定したフィールド内の全てのパターン露光が終了するまで繰り返される（Ｓ３０）。また、同様に、全てのフィールドの露光が終了するまで繰り返される（Ｓ３２）。

［部分照射ブロックマスク露光データの生成方法］
次に、部分照射ブロックマスク露光データに必要な、偏向量ｄ１，ｄ２を求める具体的な方法について説明する。

図９は、部分照射ブロックマスクの露光データの生成方法の第１の例を示すフローチャート図である。図１０は、図９の生成方法の具体例を示す図である。この生成方法では、ブロックマスクのパターンデータを処理して、ブロックマスク内の離散パターンＤＰＡのＸ軸上の投影線３０ＸとＹ軸上の投影線３０Ｙを求める（Ｓ４０）。この離散パターンの投影領域を示す投影線３０Ｘ，３０Ｙは、例えばブロックマスクのパターンデータのうち全ての離散パターンＤＰＡのＸ座標値またはＹ座標値を抽出することにより求めることができる。つまり、１個でも離散パターンのＸ座標値またはＹ座標値が存在すれば、その座標に投影線を発生させることで、投影線を生成することができる。そして、この投影線の領域が、共通離間領域ＳＸ，ＳＹに対応する。

図１０の例では、離散パターンＤＰＡが互いにＸ方向及びＹ方向にずれているが、投影線３０Ｘ，３０Ｙを求めることで、投影線３０Ｘ，３０Ｙの間の領域３２Ｘ，３２Ｙを第１の透過ビームＥＢ１のエッジが位置すべき領域と特定することができる。つまり、第１の透過ビームＥＢ１の上エッジ３６は、領域３２Ｙのいずれかに位置すべきであり、右エッジ３４は、領域３２Ｘのいずれかに位置すべきである。そこで、マッチングした部分ブロックマスクの種類に応じて、つまり、マッチングした離散パターンＤＰＡの数などに応じて、第１の透過ビームＥＢ１の上エッジ３６と右エッジ３４が位置すべき領域３２Ｙ，３２Ｘが決定される。この決定された領域３２Ｘ，３２Ｙに応じて、第１の透過ビームＥＢ１のブロックマスクＢＭ１上の照射座標、例えば（Ｘ−ｄ１，Ｙ＋ｄ１）を求めることができる（Ｓ４２）。とくに、この偏向量ｄ１を、領域３２Ｘ，３２Ｙの中間の位置に設定することで、偏向誤差に対するマージンを大きくすることができる。そして、その求めたブロックマスク上での座標と、ウエハー上での照射座標とを含む露光データが生成される（Ｓ４４）。

図１１は、部分照射ブロックマスクの露光データの生成方法の第２の例を示すフローチャート図である。図１２は、図１０の生成方法の具体例を示す図である。この生成方法では、ブロックマスクのパターンデータと第１の透過ビームのパターンデータとを処理して、第１の透過ビームを偏向位置を変化させた時の、ブロックマスク内の離散パターンＤＰＡと第１の透過ビームＥＢ１との面積和を求める（Ｓ５０）。図１２中には、Ｘ軸方向にビーム偏向位置を変えたときの面積和ＳＯＡＸと、Ｙ軸方向にビーム偏向位置を変えたときの面積和ＳＯＡＹとが示される。この面積和の変化によれば、第１の透過ビームＥＢ１のエッジ３４，３６が、離散パターンＤＰＡ上を移動する時は面積和ＳＯＡＸ，ＳＯＡＹは増加するが、エッジ３４，３６が離散パターンＤＰＡの存在しない領域を移動する時は面積和は増加せず、勾配はフラットである。従って、第１の透過ビームＥＢ１をＸ軸方向またはＹ軸方向に走査したときの面積和の分布を求めることで、このフラット領域ＦＡ１，ＦＡ２，ＦＡ３を求めることができる。面積和を求める処理は、パターンデータのＡＮＤ処理などにより簡単に且つ高速に行うことができる。そして、このフラット領域が、共通離間領域ＳＸ，ＳＹに対応する。

そこで、この生成方法では、マッチングした部分ブロックマスクの種類に応じて、つまり、マッチングした離散パターンＤＰＡの数などに応じて、第１の透過ビームＥＢ１の上エッジ３６と右エッジ３４が位置すべきフラット領域ＦＡ１，ＦＡ２，ＦＡ３が決定される。この決定された領域に応じて、第１の透過ビームＥＢ１のブロックマスクＢＭ１上の照射座標、例えば（Ｘ−ｄ１，Ｙ＋ｄ１）を求めることができる（Ｓ５２）。図１２の例では、第１の透過ビームＥＢ１の右エッジ３４はフラット領域ＦＡ２の中央位置に、上エッジ３６はフラット領域ＦＡ３の中央位置にそれぞれ設定される。とくに、フラット領域の中央位置にエッジ位置を設定すれば、露光装置の偏向誤差に対するマージンを大きくすることができる。そして、その求めたブロックマスク上での座標と、ウエハー上での照射座標とを含む露光データが生成される（Ｓ５４）。

図１３は、部分照射ブロックマスクの露光データの生成方法の第３の例を示すフローチャート図である。図１４は、図１３の生成方法の具体例を示す図である。この生成方法では、ブロックマスクのパターンデータを処理して、第１の透過ビームＥＢ１のエッジが位置すべき座標を演算により求める（Ｓ６０）。図１４の具体例では、３×１個の離散パターンＤＰＡのうち、左端の離散パターンＤＰＡの左下を原点（０，０）とし、各離散パターンのサイズをＰＳ、離散パターンのピッチをＰＰとすると、第１の透過ビームＥＢ１のエッジ３４が位置すべき座標は、演算式ＰＳ＋ＰＰ（ｎ−１）＋αにより求められる。ここで、ｎはマッチングした離散パターンの数、αは０〜（ＰＰ−ＰＳ）のいずれかの値であり、好ましくは（ＰＰ−ＰＳ）／２である。また、ブロックマスクが３×３個の離散パターンを有する場合は、各の３×１個の離散パターンに対して、上記の演算によりエッジ３４が位置すべき座標を求め、それらの座標の平均値を３×３個の離散パターンに対して第１の透過ビームのエッジの位置すべき座標とする。図１４の例では、第１の透過ビームＥＢ１の右エッジ３４の位置すべき座標は、ＰＳ＋α、ＰＳ＋ＰＰ＋α、ＰＳ＋２ＰＰ＋αの３つである。右エッジ３４の座標がＰＳ＋αの時は１個の離散パターン、ＰＳ＋ＰＰ＋αの時は２個の離散パターン、ＰＳ＋２ＰＰ＋αの時は３個の離散パターンが、それぞれ利用されることになる。

そして、マッチングした離散パターンの数に応じて、いずれかの座標位置に第１の透過ビームのエッジが位置するように、第１の透過ビームのブロックマスク上の座標を求める（Ｓ６２）。そして、求めたブロックマスク上の座標と、ウエハー上の照射座標とを有する露光データが生成される（Ｓ６４）。

図１５は、本実施の形態における部分照射ブロック露光の校正方法のフローチャート図である。図１６は、図１５の具体例を示す図である。部分照射ブロック露光では、ブロックマスク内の一部の領域に第１の透過ビームを照射する。従って、ブロックマスク上の所定の座標位置に第１の透過ビームを高精度に偏向させることが必要である。そこで、偏向精度を高く維持するために露光装置の偏向器などの校正工程が必要になる。

この校正方法では、露光装置において、部分照射ブロック露光をするための第１の透過ビームの偏向位置を校正する。図１６に示されるように、第１の透過ビームＥＢ１をブロックマスクＢＭ１に照射し、それを透過した第２の透過ビームＥＢ２を、露光装置内に設けられた電流計測ユニットＥＣＳに照射する。第２の透過ビームＥＢ２の電流計測ユニットＥＣＳへの照射を維持しながら、第１の透過ビームＥＢ１をブロックマスクＢＭ１上で走査する。この第１の透過ビームＥＢ１の走査中に電流計測ユニットＥＣＳが検出する電流値を監視する（Ｓ７０）。図１６には、３×１個の離散パターンＤＰＡに対して、第１の透過ビームＥＢ１をＸ軸方向に走査した時の、検出電流値のグラフＥＣが示されている。第１の透過ビームＥＢ１が離散パターンＤＰＡ上を走査されているときは、検出電流値は増加するが、第１の透過ビームＥＢ１の右エッジがいずれの離散パターンＤＰＡ上にもない間は、検出電流値ＥＣの増加勾配はゼロになる。このフラット領域ＦＡが、第１の透過ビームＥＢ１のブロックマスクＢＭ１上での偏向位置になる。

そこで、検出電流値の変化がゼロになるフラット領域ＦＡの位置を、第１の透過ビームのブロックマスク上の座標に調整する。具体的には、露光データに含まれる第１の透過ビームのブロックマスク上の座標値を、上記の校正方法で求めた座標位置に修正して、露光を行うようにする。つまり、パターンデータ処理により求めた座標位置では、露光装置の経年変化などにより適切な偏向位置に対応しなくなるので、上記の校正方法で求めた座標位置への修正が必要になる。

なお、前記検出電流の変化がゼロになることとは、実際の電流値計測に誤差が生じることを配慮して、実質的に前記電流値の増加勾配に変化が認められない状態を意味するものである。

以上の実施の形態によれば、ブロックマスクの一部の領域を利用して電子ビーム露光を行うことができるので、ブロックマスクの数に制約があっても、電子ビーム照射回数を少なくすることができ、電子ビーム露光のスループットを高くすることができる。

以上の実施の形態をまとめると、以下の付記の通りである。

（付記１）荷電粒子ビームを矩形の第１の透過孔を透過させて第１の透過ビームを形成し、当該第１の透過ビームを複数の離散パターンを有するブロックマスクを透過させて第２の透過ビームを形成し、当該第２の透過ビームを被露光物に照射する荷電粒子ビーム露光における露光データの生成方法であって、
前記ブロックマスクの複数の離散パターンのＸ方向またはＹ方向の共通離間領域に前記第１の透過ビームのＹ方向またはＸ方向のエッジが位置するように、前記第１の透過ビームの前記ブロックマスク上での照射位置データを生成する工程を有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光における露光データの生成方法。

（付記２）付記１において、
前記共通離間領域は、前記複数の離散パターン間の離間領域であって、Ｘ方向またはＹ方向に重なる共通の離間領域であることを特徴とする荷電粒子ビーム露光における露光データの生成方法。

（付記３）付記１において、
前記照射位置データの生成工程は、ブロックマスクの複数の離散パターンについて、Ｘ軸またはＹ軸上における前記複数の離散パターンのＹ方向またはＸ方向の投影領域を求める工程と、当該投影領域間の領域に前記第１の透過ビームのエッジが位置するような前記照射位置データを生成する工程とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光における露光データの生成方法。

（付記４）付記３において、前記照射位置データの生成工程では、前記投影領域間の領域の中央位置に前記第１の透過ビームのエッジが位置するようにすることを特徴とする荷電粒子ビーム露光における露光データの生成方法。

（付記５）付記１において、
前記照射位置データの生成工程は、ブロックマスクの複数の離散パターン上に前記第１の透過ビームを走査しながら、それぞれの走査位置での前記離散パターンと第１の透過ビームとの重複面積を求める工程と、当該重複面積の前記走査位置の変化に対する面積増加率がゼロになる走査位置を前記照射位置データとして生成する工程とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光における露光データの生成方法。

（付記６）付記５において、前記照射位置データの生成工程では、前記面積増加率がゼロになる走査領域の中央位置に前記第１の透過ビームのエッジが位置するようにすることを特徴とする荷電粒子ビーム露光における露光データの生成方法。

（付記７）付記１において、
前記照射位置データの生成工程は、ブロックマスクの複数の離散パターンのサイズとピッチとに基づいて、前記共通離間領域を求める工程と、前記共通離間領域に前記第１の透過ビームのエッジが位置するように、前記照射位置データを生成する工程とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光における露光データの生成方法。

（付記８）付記１乃至７のいずれかにおいて、
前記ブロックマスクの複数の離散パターンは、互いに、Ｘ軸方向またはＹ軸方向にその位置がずれていることを特徴とする荷電粒子ビーム露光における露光データの生成方法。

（付記９）荷電粒子ビームを矩形の第１の透過孔を透過させて第１の透過ビームを形成し、当該第１の透過ビームを複数の離散パターンを有するブロックマスクを透過させて第２の透過ビームを形成し、当該第２の透過ビームを被露光物に照射する荷電粒子ビーム露光方法において、
前記ブロックマスクの複数の離散パターンのＸ方向またはＹ方向の共通離間領域に前記第１の透過ビームのＹ方向またはＸ方向のエッジが位置するような、前記第１の透過ビームの前記ブロックマスク上での照射位置データにしたがって、前記第１の透過ビームを前記ブロックマスク上に照射して露光を行う工程と、
前記第２の透過ビームをビーム強度を測定するビーム強度センサに照射しながら、ブロックマスクの複数の離散パターン上で前記第１の透過ビームを走査し、前記ビーム強度センサの検出強度の変化が実質的にゼロになる時の走査位置を、前記照射位置データとして校正する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。

（付記１０）付記９において、
前記校正工程において、前記ビーム強度センサの検出強度の変化が実質的にゼロになる領域の中央位置に対応する操作位置を、前記照射位置データとして校正することを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。

（付記１１）付記９において、
前記荷電粒子ビームが電子ビームであり、前記ビーム強度センサは、電子ビームの電流計であることを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。

（付記１２）付記９乃至１１のいずれかにおいて、
前記ブロックマスクの複数の離散パターンは、互いに、Ｘ軸方向またはＹ軸方向にその位置がずれていることを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。

可変矩形露光と部分一括露光（ブロック露光）とを説明する図である。 本実施の形態における部分照射ブロックマスク露光方法を説明する図である。 本実施の形態における部分照射ブロックマスク露光を説明する図である。 本実施の形態における部分照射ブロックマスク露光を説明する図である。 本実施の形態における部分照射ブロックマスク露光における露光データの一例を示す図である。 本実施の形態における露光データの生成方法のフローチャート図である。 本実施の形態における露光データの生成方法の一例を示す図である。 本実施の形態における電子ビーム露光方法のフローチャート図である。 部分照射ブロックマスクの露光データの生成方法の第１の例を示すフローチャート図である。 図９の生成方法の具体例を示す図である。 部分照射ブロックマスクの露光データの生成方法の第２の例を示すフローチャート図である。 図１０の生成方法の具体例を示す図である。 部分照射ブロックマスクの露光データの生成方法の第３の例を示すフローチャート図である。 図１３の生成方法の具体例を示す図である。 本実施の形態における部分照射ブロック露光の構成方法のフローチャート図である。 図１５の具体例を示す図である。

符号の説明

ＥＢ：電子ビーム（荷電粒子ビーム）、ＥＢ１：第１の透過ビーム、ＥＢ２：第２の透過ビーム
ＳＬ１：第１のスリット、ＢＭ：ブロックマスク、ＳＸ１，ＳＸ２：共通離間領域
ＹＥ：エッジ

Claims (2)

1. 荷電粒子ビームを矩形の第１の透過孔を透過させて第１の透過ビームを形成し、当該第１の透過ビームを複数の離散パターンを有するブロックマスクを透過させて第２の透過ビームを形成し、当該第２の透過ビームを被露光物に照射する荷電粒子ビーム露光における露光データの生成方法であって、
   前記ブロックマスクの複数の離散パターンのＸ方向またはＹ方向の共通離間領域に前記第１の透過ビームのＹ方向またはＸ方向のエッジが位置するように、前記第１の透過ビームの前記ブロックマスク上での照射位置データを生成する工程を有し、
   前記照射位置データの生成工程は、ブロックマスクの複数の離散パターン上に前記第１の透過ビームを走査しながら、それぞれの走査位置での前記離散パターンと第１の透過ビームとの重複面積を求める工程と、当該重複面積の前記走査位置の変化に対する面積増加率がゼロになる走査位置を前記照射位置データとして生成する工程とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光における露光データの生成方法。
2. 荷電粒子ビームを矩形の第１の透過孔を透過させて第１の透過ビームを形成し、当該第１の透過ビームを複数の離散パターンを有するブロックマスクを透過させて第２の透過ビームを形成し、当該第２の透過ビームを被露光物に照射する荷電粒子ビーム露光方法において、
   前記ブロックマスクの複数の離散パターンのＸ方向またはＹ方向の共通離間領域に前記第１の透過ビームのＹ方向またはＸ方向のエッジが位置するような、前記第１の透過ビームの前記ブロックマスク上での照射位置データにしたがって、前記第１の透過ビームを前記ブロックマスク上に照射して露光を行う工程と、
   前記第２の透過ビームをビーム強度を測定するビーム強度センサに照射しながら、ブロックマスクの複数の離散パターン上で前記第１の透過ビームを走査し、前記ビーム強度センサの検出強度の変化が実質的にゼロになる時の走査位置を、前記照射位置データとして校正する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。

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