(57)【要約】　　　（修正有）【課題】荷電粒子ビーム露光装置において、マスクのコンタミネーションの進行に応じて縮小するレジストパターンの線幅を所定の線幅に維持するようにした露光方法を提供する。【解決手段】マスクの累積露光時間が０のときに基準露光量で露光して得たレジストパターンの線幅を基準線幅とし、基準露光量で露光する際に、マスクの露光時間の累積に対応して基準線幅から縮小するレジストパターンの線幅を求める第１の関係式を作成する。マスクの累積露光時間が同じであるときに、レジストパターンの所定線幅差を生じさせる露光量差を求める第２の関係式を作成する。所定の累積露光時間に対応するレジストパターンの線幅の縮小幅を第１の関係式により求め、縮小幅に対応する露光量差を第２の関係式により求め、基準露光量に露光量差を加えた露光量を設定露光量とする。【選択図】　　　　図１
2004134554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビーム露光装置を使ってマスクパターンをレジスト膜上に転写してレジストパターンを形成する露光方法であって、
マスクの累積露光時間が０のときに基準露光量で露光して得たレジストパターンの線幅を基準線幅と定義し、累積露光時間が０以上の時点で基準露光量で露光する際に、マスクの露光時間の累積に応じて基準線幅から縮小するレジストパターンの線幅を求める第１の関係式を予め作成する第１のステップを有することを特徴とする露光方法。
【請求項２】
レジストパターンの線幅が、基準線幅に対して所定割合の線幅に縮小するマスクの累積露光時間（以下、設定累積露光時間と言う）を第１の関係式により求め、
露光装置にマスクを装着して露光を開始してからのマスクの累積露光時間をモニタリングし、マスクの累積露光時間が設定累積露光時間に達したときに、警報を発するステップを有することを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
第１のステップに続いて、
マスクの累積露光時間が同じであるという条件で、同一マスクパターンに対してレジストパターンの所定線幅差を生じさせる露光量差を求める第２の関係式を予め作成する第２のステップと、
所定の累積露光時間に対応するレジストパターンの線幅の縮小幅を第１の関係式により求め、次いで縮小幅に対応する露光量差を第２の関係式により求め、基準露光量に露光量差を加えた露光量を設定露光量とする第３のステップと
を有し、マスクの露光時間が所定の累積露光時間に達したときに、露光装置の露光量を設定露光量に設定することにより、レジストパターンの線幅を基準線幅に維持することを特徴とする請求項１又は２に記載の露光方法。
【請求項４】
マスクパターンをレジスト膜上に転写する荷電粒子ビーム露光装置であって、
マスクの累積露光時間が０のときに基準露光量で露光して得たレジストパターンの線幅を基準線幅と定義し、累積露光時間が０以上の時点で基準露光量で露光する際に、マスクの露光時間の累積に応じて基準線幅から縮小するレジストパターンの線幅を求める第１の関係式を記憶する記憶手段と、
第１の関係式に基づいて演算する演算手段と、
露光装置にマスクを装着して露光を開始してからのマスクの累積露光時間をモニタリングする手段と
を備え、レジストパターンの線幅が、基準線幅に対して所定割合の線幅に縮小するマスクの累積露光時間（以下、設定累積露光時間と言う）を第１の関係式により求め、マスクの累積露光時間をモニタリングし、マスクの累積露光時間が設定累積露光時間に達したときに、警報を発するようにしたことを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項５】
記憶手段が、マスクの累積露光時間が同じであるという条件で、同一マスクパターンに対してレジストパターンの所定線幅差を生じさせる露光量差を求める第２の関係式を記憶し、かつ演算手段が第２の関係式に基づいて演算し、
累積露光時間に応じて、累積露光時間に対応するレジストパターンの線幅の縮小幅を第１の関係式により求め、次いで縮小幅に対応する露光量差を第２の関係式により求め、基準露光量に露光量差を加えた露光量を設定露光量として、露光装置の露光量を設定露光量にリアルタイムで設定することにより、レジストパターンの線幅を基準線幅に維持するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光方法及び露光装置に関し、更に詳細には、マスクの累積露光時間が大きくなっても、所定線幅のレジストパターンを転写できる構成を備えた露光方法及び露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置等の電子部品を製造するに当たり、一般に、マスクを用いたリソグラフィー技術を適用して電子部品の回路パターン等をパターニングしている。
ところで、リソグラフィ処理で用いるマスクは、累積露光時間の増大に伴い、マスクに設けたパターン形状が変形したり、マスク自体が腐食されたりして、マスクが徐々に劣化し、マスクによる転写パターンの解像度、再現性等に悪影響が生じる。
特に、ステンシルマスクを用いた電子線リソグラフィによる露光は、ビーム照射に伴い、マスク等の劣化が著しい。これは、露光装置の真空鏡体内部の荷電粒子ビームに曝されている部分が、真空中の炭素、水分等と化合して、反応物を生成し、生成反応物がマスクに付着するといったコンタミネーションが原因であると考えられる。
【０００３】
このため、長時間ビームを照射し続けていると、次第にコンタミネーション汚染が進行し、マスクの開口部の形状がコンタミネーション汚染により変化する。この結果、転写したレジストパターンの形状寸法が変化するために、エッチングしても正確なパターンを下地膜に形成することが難しくなる。
また、ビーム通過経路に隣接する鏡体内表面が帯電して、ビーム位置の変動を引き起こして、正確な位置にビームを照射することができなくなる。
従って、コンタミネーション汚染がすると、ウエハ上のフォトレジスト膜に転写された微細なパターンの寸法精度が低下したり、超高密度パターンのように露光に長時間を要する場合には、安定した露光を続けることが出来なくなるような事態が生じる。
【０００４】
マスクの汚染程度を把握して、コンタミネーション汚染したマスクを洗浄したり、交換したりする、マスクの保守管理を適切に行うために、種々の提案がなされてる。
例えば、特開平６−２７５５０２号公報は、荷電粒子ビーム露光装置のスリット・マスクやブロックマスクに異なる電圧を印加した際のウエハ上の照射位置の変位を測定することにより、コンタミネーションの進行程度を把握して、的確なマスクの交換時期を把握するという技術を開示している。
また、特開平７−５０２４８号公報は、順次、異なる長さ、幅の縦横矩形パターンを評価パターンとして形成して、これらのパターン形状を観察することにより電子ビーム描画の描画精度を評価するという技術を開示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来のマスクの保守管理方法は、いずれも、特殊な測定が必要になったり、別途パターンを設けることが必要になったりして、その適用が煩雑であり、また、特別な装置が必要になったりして、必ずしも簡便に適用することが難しく、実用的でなかった。
従って、従来のマスクの保守管理方法を適用して、マスクの洗浄時期或いは交換時期の到来を的確に認識したり、更にはマスクのコンタミネーションの進行に応じて縮小するレジストパターンの線幅を補正することは難しかった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、マスクのコンタミネーションの進行程度を的確に検出してマスクを洗浄したり、或いは交換したりできるようにした露光方法、及び露光装置、更にはマスクのコンタミネーションの進行に応じて縮小するレジストパターンの線幅を所定の線幅に維持するようにした露光方法及び露光装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、荷電粒子ビーム露光装置を用いて露光する際、累積露光時間をモニタリングすることにより、マスクのコンタミネーションの進行程度を推測すること、及び、露光時間が経過するに従って露光量を増加させることにより、マスクの露光時間の累積に応じて縮小するレジストパターンの線幅をリアルタイムで補償して、微細な露光パターンの線幅制御性を向上させることを着想した。
そして、マスクの累積露光時間に対応するレジストパターンの線幅の縮小幅を予め求め、縮小幅を０にできる露光量を求める関係式を予め設定することを考え、実験によりこの着想が有効なことを確認して本発明を発明するに到った。
【０００８】
上記目的を達成するために、上述の知見に基づいて、本発明に係る露光方法は、荷電粒子ビーム露光装置を使ってマスクパターンをレジスト膜上に転写してレジストパターンを形成する露光方法であって、
マスクの累積露光時間が０のときに基準露光量で露光して得たレジストパターンの線幅を基準線幅と定義し、累積露光時間が０以上の時点で基準露光量で露光する際に、マスクの露光時間の累積に応じて基準線幅から縮小するレジストパターンの線幅を求める第１の関係式を予め作成する第１のステップを有することを特徴としている。
【０００９】
本発明方法では、累積露光時間をモニタリングし、累積露光時間に基づいて第１の関係式に従って縮小したレジストパターンの線幅を求めることができるので、マスクのコンタミネーションの進行程度を正確に把握することができる。
本発明方法の好適な実施態様では、レジストパターンの線幅が、基準線幅に対して所定割合の線幅に縮小するマスクの累積露光時間（以下、設定累積露光時間と言う）を第１の関係式により求め、
露光装置にマスクを装着して露光を開始してからのマスクの累積露光時間をモニタリングし、マスクの累積露光時間が設定累積露光時間に達したときに、警報を発し、マスクを洗浄したり、交換したりして、レジストパターンの線幅をほぼ基準線幅に維持することができる。
【００１０】
また、本発明方法の更に好適な実施態様では、第１のステップに続いて、
マスクの累積露光時間が同じであるという条件で、同一マスクパターンに対してレジストパターンの所定線幅差を生じさせる露光量差を求める第２の関係式を予め作成する第２のステップと、
所定の累積露光時間に対応するレジストパターンの線幅の縮小幅を第１の関係式により求め、次いで縮小幅に対応する露光量差を第２の関係式により求め、基準露光量に露光量差を加えた露光量を設定露光量とする第３のステップと
を有し、マスクの露光時間が所定の累積露光時間に達したときに、露光装置の露光量を設定露光量に設定することにより、レジストパターンの線幅を基準線幅に維持する。
【００１１】
本実施態様では、第１の関係式と第２の関係式に基づいて、基準露光量より露光量の多い露光量に設定することにより、マスクの露光時間の累積にかかわらずレジストパターンの線幅を基準線幅に維持することができる。
【００１２】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る露光装置は、マスクパターンをレジスト膜上に転写する荷電粒子ビーム露光装置であって、
マスクの累積露光時間が０のときに基準露光量で露光して得たレジストパターンの線幅を基準線幅と定義し、累積露光時間が０以上の時点で基準露光量で露光する際に、マスクの露光時間の累積に応じて基準線幅から縮小するレジストパターンの線幅を求める第１の関係式を記憶する記憶手段と、
第１の関係式に基づいて演算する演算手段と、
露光装置にマスクを装着して露光を開始してからのマスクの累積露光時間をモニタリングする手段と
を備え、レジストパターンの線幅が、基準線幅に対して所定割合の線幅に縮小するマスクの累積露光時間（以下、設定累積露光時間と言う）を第１の関係式により求め、マスクの累積露光時間をモニタリングし、マスクの累積露光時間が設定累積露光時間に達したときに、警報を発するようにしたことを特徴としている。
【００１３】
本発明では、マスクの累積露光時間が設定累積露光時間に達したときに、警報を発することにより、マスクの適切な保守時期に、マスクを洗浄したり、交換したりすることができる。
【００１４】
また、本発明の好適な実施態様では、記憶手段が、マスクの累積露光時間が同じであるという条件で、同一マスクパターンに対してレジストパターンの所定線幅差を生じさせる露光量差を求める第２の関係式を記憶し、かつ演算手段が第２の関係式に基づいて演算し、
累積露光時間に応じて、累積露光時間に対応するレジストパターンの線幅の縮小幅を第１の関係式により求め、次いで縮小幅に対応する露光量差を第２の関係式により求め、基準露光量に露光量差を加えた露光量を設定露光量として、露光装置の露光量を設定露光量にリアルタイムで設定することにより、レジストパターンの線幅を基準線幅に維持するようにする。
【００１５】
本実施態様では、マスクパターンをレジスト膜上に転写する際、第１の関係式及び第２の関係式により簡単な演算で、マスクの露光時間の累積に応じて縮小するレジストパターンの線幅を露光量の増大により補償して、レジストパターンの線幅を基準線幅に維持している。
【００１６】
本発明方法及び装置は、荷電粒子ビーム露光装置である限り適用でき、例えばステンシルマスクを使った荷電粒子ビーム露光装置、特に等倍転写型相補分割ステンシルマスクを使った電子線転写型露光装置（ＬＥＥＰＬ）に好適に適用できる。
また、本発明方法及び装置は、ＰＲＥＶＡＩＬなどの電子線転写装置や可変成形型電子線直描装置だけでなく、Ｘ線リソグラフィ、光リソグラフィ、イオン収束ビームリソグラフィなどの線幅制御にも適用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、実施形態例を挙げ、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつ詳細に説明する。
実施形態例１
本実施形態例は、本発明に係る露光方法を等倍転写型相補分割ステンシルマスクを使った電子線転写型露光方法（ＬＥＥＰＬ）に適用した実施形態の一例であって、図１及び図２は本実施形態例の方法を実施する際の手順を示すフローチャートである。
先ず、図１に示すように、ステップＳ１　からステップＳ４　では、マスクの累積露光時間が０のときに基準露光量で露光して得たレジストパターンの線幅を基準線幅と定義し、累積露光時間が０以上の時点で基準露光量で露光する際に、マスクの露光時間の累積に応じて基準線幅から縮小するレジストパターンの線幅を求める関係式を確立する。
ステップＳ１　で、未だ露光に使用していない新品のマスクを準備し、また８インチのシリコンウエハ上にネガレジストを塗布してフォトレジスト膜を成膜する。
【００１８】
次いで、ステップＳ２　で所定のパターンサイズのマスクパターンを有するマスクを介してフォトレジスト膜上に露光して、基準となるマスクパターンサイズＡｎｍをレジストパターンの線幅Ａｎｍで解像する基準露光量ＢμＣ／ｃｍ２　を求める。基準露光量とは、例えば線幅１００ｎｍのマスクパターンを１００ｎｍ線幅のレジストラインパターンに解像できる露光量である。また、この露光を行った時刻を累積露光時間の算出の起点とするために、累積露光時間を０とする。
次のステップＳ３　で、累積露光時間がＴ１　時間に達した時点で、露光量を基準露光量ＢμＣ／ｃｍ２　に設定し、パターンサイズＡｎｍのマスクパターンを転写して、得たレジストパターンの線幅を測定してＡ１　ｎｍとする。
【００１９】
ステップＳ４　で、ステップＳ３　と同様にして、累積露光時間がＴ１　より長いＴ２　（Ｔ２　は極めて長い時間であって、実質的な∞時間である）に達した時点で、露光量をＢμＣ／ｃｍ２　に設定し、パターンサイズＡｎｍのマスクパターンを転写して、得たレジストパターンの線幅を測定してＡ２　ｎｍとする。
【００２０】
続いて、ステップＳ５　で、横軸に累積露光時間（時間）を、縦軸に線幅（レジストパターンの線幅、ｎｍ）を取ったグラフ図上に、露光時間Ｔ１　とレジストパターンの線幅Ａ１　ｎｍの点、及び累積露光時間Ｔ２　とレジストパターンの線幅Ａ２　ｎｍの点をプロットして、図３（ａ）に示すように、グラフを作成する。
また、式（１）により累積露光時間１時間当たりの線幅の減少量αｎｍを求めることができる。
α＝（Ａ１　−Ａ２　）／（Ｔ２　−Ｔ１　）　　　　　　　　（１）
従って、任意の累積露光時間をＴ′、その時点のレジストパターンの線幅をＡ′とすると、Ｔ′、Ａ′、α、及び所定線幅Ａ（露光時間０でのレジストパターンの線幅）の間で、次の式（２）が成立する。
α＝（Ａ−Ａ′）／Ｔ′
Ａ′＝Ａ−α・Ｔ′　　　　　　　　　　　　　　　（２）
【００２１】
次いで、図２に示すように、ステップＳ６　からステップＳ８　で、マスクの累積露光時間が同じであるという条件で、同一マスクパターンに対してレジストパターンの所定線幅差を生じさせる露光量差を求める関係を確立する。
先ず、ステップＳ６　で、パターンサイズＡｎｍのマスクパターンを基準露光量ＢμＣ／ｃｍ２　以上の露光量Ｂ１　（以下、第１の露光量と言う）で露光したときのレジストパターンの線幅を測定し、Ａ３　ｎｍとする。
【００２２】
ステップＳ７　で、ステップＳ６　の累積露光時間と同じ累積露光時間で、パターンサイズＡｎｍのマスクパターンを基準露光量のＢμＣ／ｃｍ２　の２倍程度の露光量Ｂ２　（以下、第２の露光量と言う）に設定して露光したときのレジストパターンの線幅を測定し、Ａ４　ｎｍとする。
【００２３】
ステップＳ８　で、横軸に露光量差（μＣ／ｃｍ２　）を、縦軸に線幅差（レジストパターンの線幅差、ｎｍ）を取ったグラフ図上に、（Ｂ１　−Ｂ）と（Ａ３　−Ａ）の点、及び（Ｂ２　−Ｂ）と（Ａ４　−Ａ）の点をプロットして、図３（ｂ）に示すように、グラフを作成する。
（Ｂ１　−Ｂ）は第１の露光量Ｂ１　と基準露光量Ｂとの露光量差であり、（Ａ３　−Ａ）は第１の露光量Ｂ１　のときのレジストパターンの線幅Ａ３　と基準露光量Ｂのときのレジストパターンの線幅Ａとの線幅差である。また、（Ｂ２　−Ｂ）は第２の露光量Ｂ２　と基準露光量Ｂとの露光量差であり、（Ａ４　−Ａ）は第２の露光量Ｂ２　のときのレジストパターンの線幅Ａ４　と基準露光量Ｂのときのレジストパターンの線幅Ａとの線幅差である。
【００２４】
また、ステップＳ６　及びステップＳ７　の間の線幅の増加量Δａ、線幅の増加量Δａを生じさせる露光量差Δｂ、及び単位線幅増加量当たりの所要露光量差βの間には、次の式（３）が成立する。
2004134554.tif 000003
【００２５】
式（３）から、任意の累積露光時間をＴ′、その時点のレジストパターンの線幅をＡ′、線幅Ａ′を所定線幅Ａにするのに必要な露光量の増分ΔＢとすると、ΔＢ、β、Ａ、及びＡ′の間で、次の式（４）が成立する。
ΔＢ＝（Ａ−Ａ′）／β　　　　　　　　　　　（４）
【００２６】
また、基準露光量をＢ、線幅Ａ′を所定線幅Ａにするのに必要な露光量をＢ′とすると、累積露光時間の増大により線幅がＡからＡ′に減少した際、式（２）と式（４）とから式（５）を導き、式（５）により任意の累積露光時間Ｔ′での所要露光量Ｂ′を求めることができる。
2004134554.tif 000004
【００２７】
図２に示すように、ステップＳ９　で、累積露光時間の増大により線幅が減少した際に、減少した線幅Ａ′を所定の線幅Ａにするために必要な基準露光量Ｂに対する露光量の増分ΔＢを式（４）から、或いは任意の累積露光時間Ｔ′での所要露光量Ｂ′を式（５）から求めることができる。
ステップＳ１０では、累積露光時間がＴ′に到達した時点で、露光量をステップＳ９　で求めた基準露光量Ｂ＋露光量の増分ΔＢ、又は所要露光量Ｂ′にリアルタイムで設定することにより、フォトレジスト膜に転写したレジストパターンの線幅制御を行うことができる。
【００２８】
実施例１
実施例１は実施形態例１の具体的な事例である。図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、累積露光時間とレジストパターンの線幅の関係を示すグラス、及び露光量差と線幅差の関係を示すグラフである。
本実施例では、ステップＳ１　に続くステップＳ２　で、線幅１５０ｎｍのマスクパターンを１５０ｎｍ線幅のレジストラインパターンに解像できる露光量を基準露光量Ｂとして求める。そして、この露光を行った時刻を累積露光時間の算出の起点とするために、累積露光時間を０とする。
次のステップＳ３　では、累積露光時間が４０００時間になった時点で、露光量を基準露光量Ｂに設定して、パターンサイズ１５０ｎｍのマスクパターンを転写したレジストパターンの線幅Ａ１　を測定し、測定値１２０ｎｍを求める。
【００２９】
ステップＳ４　で、ステップＳ３　と同様にして、累積露光時間が１００００時間になった時点で、露光量を基準露光量Ｂに設定して、パターンサイズ１５０ｎｍのマスクパターンを転写したレジストパターンの線幅Ａ２　を測定し、測定値８０ｎｍを求める。
【００３０】
続いて、ステップＳ５　で、縦軸に線幅（レジストパターンの線幅、ｎｍ）を、横軸に累積露光時間（時間）を取ったグラフ図上に、ステップＳ３　及びＳ４　でそれぞれ求めた、露光時間４０００時間とレジストパターンの線幅１２０ｎｍの点、及び累積露光時間１００００とレジストパターンの線幅８０ｎｍの点をプロットして、図３（ａ）に示すように、グラフを作成する。
図３（ａ）のグラフから、任意の累積露光時間Ｔ′のレジストパターンの線幅Ａ′を求めることができる。
実施例１では、図３（ａ）から、累積露光時間が８０００時間になった時点で、レジストパターンの線幅は９５ｎｍになることが判る。つまり、累積露光時間が８０００時間に達した時点でのレジストパターンの線幅の縮小量Ｃは、
2004134554.tif 000005
【００３１】
また、式（１）において、即ち、
α＝（Ａ１　−Ａ２　）／（Ｔ２　−Ｔ１　）　　　　　　　　（１）
で、Ａ１　を１２０ｎｍ、Ａ２　を８０ｎｍ、Ｔ１　を４０００時間、Ｔ２　を１００００時間とすることにより、累積露光時間当たりのレジストパターンの線幅の縮小量αは、
α＝０．００６６７ｎｍ／時間
と求めることができる。
【００３２】
従って、累積露光時間Ｔ′が８０００時間に達すると、その時点のレジストパターンの線幅Ａ′は、式（２）から、
2004134554.tif 000006
となる。
また、レジストパターンの線幅の縮小量Ｃは、
2004134554.tif 000007
となる。
【００３３】
ステップＳ６　で、ステップＳ１　からステップＳ５　で使用したマスクを使って基準露光量Ｂ以上の露光量Ｂ１　（以下、第３の露光量と言う）、例えば１．２μＣ／ｃｍ２　で露光したときのレジストパターンの線幅Ａ３　を測定して、１６０ｎｍとする。
次いで、露光量が基準露光量Ｂのときと第３の露光量Ｂ１　のときの露光量差０．２３０μＣ／ｃｍ２　と、露光量が基準露光量Ｂのときのレジストパターンの線幅Ａと第３の露光量Ｂ１　のときのレジストパターンの線幅Ａ３　との線幅差として１０．３５ｎｍを求める。
【００３４】
ステップＳ７　で、露光量を基準露光量の２倍程度の露光量Ｂ２　（以下、第４の露光量と言う）、例えば２．０μＣ／ｃｍ２　に増加させたときのレジストパターンの線幅Ａ４　を測定して、２００ｎｍを求める。
次いで、露光量が基準露光量Ｂのときと第４の露光量Ｂ２　のときの露光量差１．０Ｃ／ｃｍ２　と、露光量が基準露光量のときのレジストパターンの線幅Ａと第４露光量のときのレジストパターンの線幅Ａ４　との線幅差として５０ｎｍを求める。
【００３５】
次いで、ステップＳ８　では、横軸に露光量差（μＣ／ｃｍ２　）を、縦軸に線幅差（レジストパターンの線幅差、ｎｍ）を取ったグラフ図上に、ステップＳ５　の露光量差０．２μＣ／ｃｍ２　とレジストパターンの線幅差１０ｎｍとの点、及びステップＳ６　の露光量差１．０μＣ／ｃｍ２　とレジストパターンの線幅差５０ｎｍとの点をプロットして、図３（ｂ）に示すように、グラフを作成する。
図３（ｂ）から、レジストパターンの線幅差が５０ｎｍになったとき、これを補償する露光量、つまりレジストパターンの線幅差を０にするには、露光量を１．０４４μＣ／ｃｍ２　だけ増加させることが必要であることが判る。
【００３６】
また、式（３）において、即ち、
Δａ＝（Ａ４　−Ａ）−（Ａ３　−Ａ）
Δｂ＝（Ｂ２　−Ｂ）−（Ｂ１　−Ｂ）とするとき、
2004134554.tif 000008
と求めることができる。
【００３７】
そこで、累積露光時間Ｔ′が８０００時間に到達した時点のレジストパターンの線幅９５ｎｍを所定線幅の１５０ｎｍにするために必要な露光量の増分ΔＢは、式（４）から、
2004134554.tif 000009
となる。
【００３８】
ステップＳ９　では、累積露光時間が長時間になったために線幅が減少した際に、増加させるべき露光量を求める。例えば露光時間が８０００時間に達した時点では、図３（ａ）に示すように、線幅は本来の線幅１５０ｎｍから９５ｎｍに縮小している。つまり、線幅縮小量は５５ｎｍである。
そこで、線幅縮小量５５ｎｍを補償するためには、図３（ｂ）から、露光量を４４μＣ／ｃｍ２　だけ増加させることが必要になる。
また、式（４）から、
５５ｎｍ／β
＝５５ｎｍ／５０１．２５ｎｍ／μＣ／ｃｍ２　
＝１．１４４μＣ／ｃｍ２　
と求めることでできる。
【００３９】
ステップＳ１０で、累積露光時間Ｔ′が８０００時間に到達した時点で、露光量をステップＳ９　で求めた基準露光量Ｂ＋露光量の増分１．１４４μＣ／ｃｍ２　にリアルタイムで設定することにより、フォトレジスト膜に転写したレジストパターンの線幅制御を行うことができる。
これにより、フォトレジスト膜に転写したレジストパターンの線幅制御を正確に行うことができる。
【００４０】
実施形態例２
本実施形態例は本発明に係る露光方法の実施形態の別の例であって、図４は本実施形態例の方法を実施する際の手順を示すフローチャートである。
本実施形態例では、先ず、ステップＳ１　で実施形態例１で求めた図３（ａ）と同じ累積露光時間と線幅との関係を示すグラフ、及び図３（ｂ）と同じ露光量差と線幅差との関係を示すグラフを作成し、作成したグラフを数式化して、つまり式（４）又は（５）を作成し、工程間フィードバックシステムに登録する。
【００４１】
次いで、ステップＳ２　で、露光装置にマスクを装着して１枚目のウエハを露光し、続いて、順次、ｎ枚目のウエハを露光する。
次いで、ステップＳ３　で、ＣＤ−ＳＥＭで基準となるレジストパターンの線幅Ｗｎｍを求める。例えば線幅１００ｎｍのマスクパターンを転写して得たレジストパターンを測長し、レジストパターンの線幅Ｗｎｍを得る。
【００４２】
続いて、ステップＳ４　で、累積露光時間の増大のために、レジストパターンの線幅がＷｎｍからＷ’　になったときの線幅差△Ａを次の式（６）で求める。
△Ａ＝Ｗ’　−Ｗ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（６）
ステップＳ５　で、実施形態例１で説明したように、工程間フィードバックシステムに登録したグラフ又は式（５）から、線幅をＷ’　ｎｍから所定線幅Ｗｎｍに拡幅できる露光量を求めて、露光装置にフィードバックして露光量をリアルタイムで補正する。
【００４３】
このように、本実施形態例では、実施形態例１で説明した露光量補正手法を工程フィードバックシステムと一体化し、露光時間をモニタリングし、露光時間に応じてチップ単位、または、ウエハ単位でリアルタイムで露光装置の露光量を補正することができるので、正確な線幅のレジストパターンを形成することができる。
【００４４】
実施形態例３
本実施形態例は、本発明に係る露光方法の実施形態の更に別の例である。
本実施形態例では、露光装置にマスクを装着して露光を始めてからの累積露光時間をモニタリングし、レジストパターンの線幅が露光時間０の時のレジストパターンの線幅の一定の割合、例えば８０％まで細くなる累積露光時間を実施形態例１の式（２）から求め、工程フィードバックシステムに登録し、工程管理システムより自動的にマスクの洗浄時期到来のメッセージを出す。
例えば式（２）で、Ａ′＝Ａ×０．８として、
０．８Ａ＝Ａ−α・Ｔ′
Ｔ′＝０．２Ａ／α
によりＴ′を求め、累積露光時間がＴ′時間に達した時点で警報を発し、マスクを洗浄したり、交換したりする。
これにより、マスクの過度のコンタミネーションを防止して、レジストパターンの線幅を制御することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明方法によれば、マスクの累積露光時間が０のときに基準露光量で露光して得たレジストパターンの線幅を基準線幅とし、基準露光量で露光する際に、マスクの露光時間の累積に対応して基準線幅から縮小するレジストパターンの線幅を求める第１の関係式を予め作成することにより、マスクのコンタミネーションの進行程度を的確に把握することができる。
【００４６】
また、マスクの累積露光時間が同じであるときに、レジストパターンの所定線幅差を生じさせる露光量差を求める第２の関係式を予め作成し、所定の累積露光時間に対応するレジストパターンの線幅の縮小幅を第１の関係式により求め、次いで縮小幅に対応する露光量差を第２の関係式により求め、基準露光量に露光量差を加えた露光量を設定露光量とし、マスクの露光時間が所定の累積露光時間に達したときに、露光装置の露光量を設定露光量に設定することにより、レジストパターンの線幅を基準線幅に維持することができる。
【００４７】
本発明は、本発明方法を適用してマスクのコンタミネーションの進行程度を的確に把握し、かつレジストパターンの線幅を基準線幅に維持することができる荷電粒子ビーム露光装置を実現している。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１の方法を実施する際の手順を示すフローチャートである。
【図２】図１に続く、実施形態例１の方法を実施する際の手順を示すフローチャートである。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、実施例１で、累積露光時間とレジストパターンの線幅の関係を示すグラス、及び露光量差と線幅差の関係を示すグラフである。
【図４】実施形態例２の方法を実施する際の手順を示すフローチャートである。
【図１】
2004134554.tif 000010
【図２】
2004134554.tif 000011
【図３】
2004134554.tif 000012
【図４】
2004134554.tif 000013