(57)【要約】【課題】設計データから露光パターンデータを生成するデータ処理工程をより効率的に行う。【解決手段】本発明は、複数の透過孔パターンを有するブロックマスクを通過させた荷電粒子ビームを被露光試料に照射する荷電粒子ビーム露光方法において、ブロックマスク内のパターンデータに対する最小線幅候補を指定する工程と、ブロックマスク内のパターンデータの最小線幅が前記最小線幅候補より狭い場合は、最小線幅候補をブロックマスクの代表線幅と設定し、ブロックマスク内のパターンデータの最小線幅が最小線幅候補より太い場合は、パターンデータの最小線幅を代表線幅と設定し、当該代表線幅を有するパターンの平均長さを求め、前記代表線幅と平均長さのパターンに対応する露光量をブロックマスクの露光量と設定する工程と、  設定された露光量を有する荷電粒子ビームに前記ブロックマスクを通過させて、前記被露光試料を照射する工程とを有することを特徴とする。【選択図】  図２４
2004260207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の透過孔パターンを有するブロックマスクを通過させた荷電粒子ビームを被露光試料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内のパターンデータに対する最小線幅候補を指定する工程と、
前記ブロックマスク内のパターンデータの最小線幅が前記最小線幅候補より狭い場合は、前記最小線幅候補をブロックマスクの代表線幅と設定し、前記ブロックマスク内のパターンデータの最小線幅が前記最小線幅候補より太い場合は、前記パターンデータの最小線幅を前記代表線幅と設定し、当該代表線幅を有するパターンの平均長さを求め、前記代表線幅と平均長さのパターンに対応する露光量を前記ブロックマスクの露光量と設定する工程と、
前記設定された露光量を有する荷電粒子ビームに前記ブロックマスクを通過させて、前記被露光試料を照射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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム露光方法及びそれを実施する荷電粒子ビーム露光装置に関し、特に、電子ビームの様な荷電粒子ビームにより半導体ウエハ上にパターンを露光する為の露光データを作成する方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ビーム等の荷電粒子ビーム露光は、サブミクロンのパターンを露光することができ、高集積度を有するＬＳＩの製造工程に利用される。特に、最近において、マスクの製造に利用されるだけでなく、半導体ウエハ上に形成したレジストに直接荷電粒子ビームを照射して露光することが行われている。
【０００３】
ＬＳＩの設計工程において、所望の集積回路を形成する為に、複数の層構造のパターンデータが作成される。かかるパターンデータに従って、半導体ウエハ上のレジスト或いはマスク基板上のレジストを露光する。露光工程では、レジスト膜に荷電粒子ビームを照射してビームのエネルギーにより、レジストに化学反応を起こさせる。
【０００４】
その場合に、考慮すべき点は、荷電粒子ビームをレジストに照射した時に、ビームのレジスト内の前方散乱と後方散乱に起因する近接露光効果である。近接露光効果は、ある領域に荷電粒子ビームを照射した時にビームの散乱により隣接する領域にもビームのエネルギーが広がる現象である。例えば、露光パターン密度が高い領域では、近接する露光パターン領域に照射された荷電粒子ビームのエネルギーの影響で、現像後のパターンが拡大する。或いは、露光パターン密度が低い領域では、近接する領域からのエネルギーの影響がなく、現像後のパターンが縮小或いは細くなる。
【０００５】
従って、かかる近接露光効果を考慮して、設計されたパターンデータを露光用の露光データに修正する必要がある。本出願人は、かかる露光データの生成の方法について、平成８年（１９９６）１月２９日付けの特許出願、特願平８−１３３５４（特開平８ー３２１４６２）を提案した。
【０００６】
この特許出願で提案された方法は、要約すれば、先ず、パターンの形状に応じて近接露光効果を考慮した露光量を設定し、サブフィールド内に複数のマスクエリアを発生させ、そのエリア内のパターン密度を、周囲のエリアのパターン密度からの影響に従って修正して、近接露光効果を考慮した実質的なパターン密度を求め、その実質的なパターン密度に従って、エリアに属するパターンの露光量（露光強度）を減少させ、更に、そのエリアに補助露光パターンを発生させる。
【特許文献１】特開平８−３２１４６２号公報
【特許文献２】特開平４−２１２４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の方法では、近年の高集積化に伴うパターンサイズの減少に従って、発生させるエリアのサイズを小さくする必要があり、エリアの数が膨大になり、露光データ作成のデータ処理に長時間を要することになった。
【０００８】
また、パターンの形状、位置を考慮しないで画一的にエリアを発生すると、同じパターンであってもそれぞれに発生されるエリアに依存して、修正された露光データが異なることが問題となる。かかるエリア依存性をなくす為に、パターンの形状と位置に応じて、エリアを張り直すなどの工程を行うことも一案であるが、それに伴う追加のデータ処理が発生し好ましくない。
【０００９】
更に、エリアの数の増大に伴い、上記のエリアのパターン密度から実質的なパターン密度を求めて露光量を見直し及び補助露光パターンの生成を行うデータ処理工程に長時間を要するようになった。その結果、データ処理工程全体のスループットの低下を招いている。
【００１０】
更に、上記の補助露光パターンの発生は、千差万別の露光パターンに対して、エリア内のパターン密度と周囲のエリアからの影響による実質的なパターン密度に従って画一的に行っている。しかしながら、特殊なケースでは補助露光パターンの露光量が不十分であり、細いパターンがますます細く露光されてしまう問題を招いている。
【００１１】
更に、従来の方法は、補助露光パターンが不要な孤立パターンに対しても、単純にエリア内のパターン密度が低いと無駄に補助露光パターンを発生しており、露光データの増大の原因となっていた。
【００１２】
また、レジスト内のビームエネルギーの拡がり特性は、全てのレジストで同じではなく、レジスト毎にビームエネルギーの拡がり特性を考慮して補助露光パターンを形成しなければ、より正確なパターン幅のレジストパターンを形成することができない。そのために、露光量の異なる複数の補助露光パターンを生成することは、更にデータ量の増大を招き、データ処理のスループットの低下を招く。
【００１３】
更に、ブロックマスクに設定される露光量は、ブロックマスク内の全てのパターンに対して同一であるので、通常最小線幅のパターンに応じて設定されるが、必ずしもかかる方法で最適の露光量を設定することはできていなかった。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、設計データから露光用のデータを生成するデータ処理工程をより簡素化して、荷電粒子ビーム露光工程のスループットを向上した荷電粒子ビーム露光方法及びその装置を提供することにある。
【００１５】
更に、本発明の別の目的は、設計データから露光用のデータを生成するデータ処理工程において、発生するエリアの数を少なくすることができ、全体のデータ処理を簡素化することができる荷電粒子ビーム露光方法及びその装置を提供することにある。
【００１６】
更に、本発明の別の目的は、無駄な補助露光パターンの発生をなくし、全体のデータ処理を簡素化することができる荷電粒子ビーム露光方法及びその装置を提供することにある。
【００１７】
更に、本発明の別の目的は、補助露光パターンをより適切な露光量にすることができ、より正確なレジストパターンを形成することができる荷電粒子ビーム露光方法及びその装置を提供することにある。
【００１８】
更に、本発明の別の目的は、補助露光パターンのパターン数を減少させてデータ処理工程をより効率的に行うことができる荷電粒子ビーム露光方法及びその装置を提供することにある。
【００１９】
更に、本発明の別の目的は、ブロックマスクの露光量をより最適値に設定できる荷電粒子ビーム露光方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の目的を達成する為に、本発明は、メインフィールド内の複数のサブフィールド毎のパターンデータを有するパターンデータから前記サブフィールド毎の露光パターンデータを有する露光データを求め、該露光データに従って試料を露光する荷電粒子ビーム露光方法において、（ａ）前記サブフィールド内に、該サブフィールド内のパターンに応じた異なる形状の複数のエリアを発生し、該エリア内のパターン密度を求める工程と（ｂ）該エリアの周囲のエリアのパターン密度及びエリア間の距離に従って当該パターン密度を見直す工程と、（ｃ）前記エリアの前記見直されたパターン密度が所定の露光基準密度より低い場合に、当該エリア内に補助露光パターンを発生する工程と、（ｄ）前記パターンデータに前記補助露光パターンデータを追加した露光データに従って、前記試料を露光する工程とを有すること特徴とする。
【００２１】
上記の発明によれば、可変エリアを発生して、エリア数を減少させ、データ処理工程をより効率的に行うことができる。
【００２２】
本発明は、上記の工程（ｂ）、（ｃ）を複数のコンピュータで分散処理することにより、エリア数が増大しても全体のデータ処理工程のスループットを上げることができる。
【００２３】
更に、本発明は、エリアに属するパターンの露光量が見直しの結果減少されている場合は、そのエリアの補助露光パターンの露光量をより大きくするように設定する。これにより、露光量不足によるパターンの細りの問題を回避することができる。
【００２４】
更に、本発明は、補助露光パターンを透過孔パターンの密度が所定の分布をもつブロックマスクにすることで、補助露光パターンのデータ数を減らし、補助露光パターンにより適切な露光量分布を与えることができる。
【００２５】
更に、本発明は、ブロックマスク内のパターンの最小線幅とその幅を持つパターンの平均長とからなる仮想パターンの形状に従って、ブロックマスクの露光量を設定する。それにより、より適切な露光量の設定が可能になる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明した通り、本発明によれば、サブフィールド内にエリアを発生し、エリア毎のパターン密度を近接露光効果を考慮して見直し、見直したパターン密度に応じてパターンの露光量の補正及び補助露光パターンの追加を有する露光量補正工程を行う露光方法において、サブフィールド内に発生させるエリアの大きさを可変にしてエリアの数を少なくしたので、上記の露光量補正工程に要するデータ処理工程をより効率的に行うことができる。
【００２７】
また、本発明では、上記の可変エリアの発生を、パターンの頂点を通過する線分からなるメッシュを生成し、属するパターン数が同じ或いは同等の線分を束ねることでより大きなエリアを生成することにより行う。従って、パターンの位置と形状に整合した可変エリアの発生を可能にすることができ、露光データ生成のデータ処理工程をより効率的に行うことができ、且つ、より精度のよい露光量補正工程を行うことができる。
【００２８】
更に、本発明では、上記の可変エリアの発生を、同等のパターン密度を有する隣接するエリアを併合してより大きなエリアとすることで、全体のエリアの数を減らし、上記の露光量補正工程に要するデータ処理工程をより効率的に行うことができる。
【００２９】
更に、本発明では、エリア単位で行われる露光量補正工程を、複数のコンピュータにより分散処理できるようにすることで、高集積化されたＬＳＩのパターンデータをより短時間で露光データに変換することができる。
【００３０】
更に、本発明では、露光量補正工程によりパターンの露光量を減少した場合、そのパターンの属するエリアに発生させる補助露光パターンの露光量を、上記露光量の減少の程度に応じて増加させるようにしたので、パターン密度の高い領域に属するパターンであって、パターン密度が低い部分の補助露光パターンを十分な露光量に設定することが可能になる。
【００３１】
更に、本発明では、所定の露光量分布を持つ補助露光パターンの生成に、所定の分布の透過孔パターンを有するブロックマスクを利用したので、より精度が高くまたデータ数の少ない補助露光パターンデータの生成を可能にすることができる。その結果、露光量補正工程に要するデータ処理工程を効率的に行うことができる。
【００３２】
更に、本発明では、ブロックマスクの露光量の設定を行う際に、選択された最小線幅候補のパターンの平均長を求め、その最小線幅と平均長とに従って必要最小限の露光量の設定を行うことができ、ブロックマスクの露光量をより最適化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態の例について図面を参照して説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態の例について図面に従って説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、本発明は荷電粒子ビーム露光方法及びその装置に適用されるが、以下の実施の形態例は電子ビーム露光方法及びその装置を例にして説明する。
【００３５】
図１は、本発明の実施の形態例の電子ビーム露光装置の概略構成図である。この例では、電子ビーム露光装置は、パターンデータを有する設計データＤｉｎを入力し、近接露光効果を考慮した露光データＤｏｕｔを出力する露光データ作成装置１００、その露光データＤｏｕｔを供給され露光装置を制御する電子ビーム制御装置２００、及び鏡筒３００とを有する。鏡筒３００内には、電子銃３１、矩形の透過マスク３２、ブロックマスク等の露光用の透過マスク３４、マスク偏向器３３，３５、フォーカルレンズ３６、電磁偏向器３７、静電偏向器３８及びウエハ４０を載せるＸ、Ｙステージ３９が設けられる。透過マスク３２で形成された矩形ビームが、マスク偏向器３３，３５で選択された透過マスク上の所定のマスクを通過し、偏向器３７，３８によりウエハ４０の所望の位置に照射される。
【００３６】
マスク偏向器３３，３５への制御信号Ｓ１、透過マスク３４を水平方向に移動させる制御信号Ｓ２、フォーカルレンズへの制御信号Ｓ３、電磁偏向器３７への制御信号Ｓ４、静電偏向器３８への制御信号Ｓ５、ステージの制御信号Ｓ６が、電子ビーム制御装置２００により生成される。
【００３７】
図２は、上記の露光データ作成装置１００の内部構成を示す図である。設計データＤｉｎが格納されている設計データファイル１０２、サブフィールド領域内にエリアを発生するエリア発生部１０３、エリア内のパターン密度を算出するパターン密度生成部１０４、エリア間の影響を考慮してエリア内のパターン密度を修正するパターン密度修正部１０５、エリア内のパターン密度データを格納するパターン密度ファイル１０６、パターン密度に応じてエリア内のパターンの露光量を修正する露光量修正部１０７、パターン密度の応じてエリア内に補助露光パターンを生成する補助露光パターン生成部１０８、露光データを格納する露光データファイル１０９、ブロックマスクのパターン発生部１１１、ブロックマスクのパターンファイル１１２を有する。これらは、バス１１０を介して演算部１１１に接続される。
【００３８】
上記の露光データ作成装置は、１台のワークステーションで構成される場合もあれば、処理すべきデータ量が多い場合に対応して、複数台のワークステーションで構成される場合もある。
【００３９】
［露光データ生成方法概略］
以下、設計データから露光データを生成する方法の概略について説明する。図３は、半導体チップ１０内のメインフィールドＭＦとサブフィールドＳＦとの関係を示す図である。通常、半導体ウエハ上に複数の半導体チップ１０が形成される。図３には、その半導体チップ１０内のメインフィールドとサブフィールドとの関係を示す。図１の露光装置に示される通り、電子ビームの偏向器は、応答速度は遅いが偏向範囲が大きい電磁偏向器３７と応答速度は速いが偏向範囲が狭い静電偏向器３８とからなる。メインフィールドＭＦは、この電磁偏向器３７により偏向可能な領域をいい、サブフィールドＳＦは、この静電偏向器３８により偏向可能な領域をいう。
【００４０】
露光装置のＸ、Ｙステージ３９を駆動して所望のメインフィールドＭＦの中心にウエハが移動され、そのメインフィールドＭＦ内で電磁偏向器３７により電子ビームが偏向され、更に所望の形状にされた電子ビームが静電偏向器３８により偏向されて所望の位置に照射される。図３の例では、１つのメインフィールド１２内は、５行５列のサブフィールドＳＦ００〜ＳＦ４４に分けられる。
【００４１】
図３の例では、メインフィールド１２内に、それぞれ異なるパターンを有する単独配列サブフィールドＳＳＦと、同じパターンを有して繰り返し配置されるマトリクス配置サブフィールドＭＳＦとが配置される。繰り返し配置されるマトリクス配置サブフィールドＭＳＦは、例えばメモリ装置のメモリセル領域等によく見受けられるサブフィールドである。一方、単独配置サブフィールドは、周辺回路やロジック回路等に見受けられるサブフィールドである。この様に、チップ１０内は、複数のメインフィールドと、それぞれのメインフィールド内の複数のサブフィールドに分けられ、設計データＤｉｎは、それぞれのサブフィールド内に存在するパターンデータを有する。
【００４２】
尚、サブフィールドは、必ずしも図３の如く重なることなく又は間隔をあけることなく敷き詰められる必要はなく、一部重なったり、間隔が存在しても良い。
【００４３】
図４は、図３のメインフィールド１２内のサブフィールドにかかる設計データの構成例を示す図である。この例では、サブフィールドＳＦ００〜ＳＦ４４のデータは、それぞれサブフィールドの中心座標（ｘ、ｙ）、パターン数ｎ、パターンアドレスａｄを有する。この例では、サブフィールドデータは、メインフィールド１２内のサブフィールドＳＳＦ００，ＳＳＦ０１....ＭＳＦ１１，ＭＳＦ１２....ＳＳＦ４４の順に並べられる。
【００４４】
一方、パターンデータは、例えば、パターンの左下の座標（ｘ、ｙ）、パターンの幅ｗと高さｈとを有する。そして、サブフィールドデータ領域内のアドレスａｄは、パターンデータ内のアドレスを示し、そのアドレスから連続してパターン数ｎ個のアドレス領域のパターンが、それぞれのサブフィールド内のパターンデータであることを意味する。
【００４５】
従って、単独配置サブフィールドＳＳＦのデータは、それぞれ異なるパターンデータのアドレスを有する。一方、マトリクス配置サブフィールドＭＳＦのデータは、それぞれ同じパターンデータのアドレスを有する。このマトリクス配置サブフィールドのデータ構造を、本明細書では階層化データ構造と称する。かかる階層化データ構成にすることで、パターンデータのデータ量を減らすことができる。
【００４６】
図５は、露光データの作成を含む露光工程のフローチャート図である。そして、図６は、あるサブフィールドＳＦの一例を示す図である。図６のサブフィールドの例を使用して、露光データの作成の方法を説明する。
【００４７】
図５において、先ず、設計データのパターンデータやブロックマスクのパターンデータが入力される（Ｓ１０）。この工程については、後述する。そして、ステップＳ１１において、各パターンの形状に応じた露光量Ｑが設定される。この露光量Ｑは、例えばパターン形状が細い場合は強く、またパターン形状が太い或いは大きい場合は比較的弱く設定される。そして、各パターンデータにその設定された露光量Ｑ（図示せず）が加えられる。このパターン形状に応じた露光量Ｑの設定については後述する。
【００４８】
次に、チップ上の全てのサブフィールドとそのパターンデータとからなる設計データから、その階層化データの認識を行う（Ｓ１２）。例えば、サブフィールドが、単独配置サブフィールドＳＳＦの属性を有するか、マトリクス配置サブフィールドＭＳＦの属性を有するか、マトリクス配置サブフィールドの内最初の元のマトリクス配置サブフィールドの属性を有するか等が、設計データから確認される。従って、サブフィールドのデータには、上記属性データａｄ（図示せず）が加えられる。
【００４９】
設計データは、ウエハ上のレジスト層に形成したいパターンを含むのみである。ところが、ウエハ上のレジスト層に電子ビームを照射すると、パターン密度が高い領域では近接露光効果によりより多くのビームエネルギーを受けることになる。その反面、パターン密度が低い領域では近接露光効果がなく、より少ないビームエネルギーにより露光される。従って、かかる近接露光効果を考慮して、設計データのパターンに対して、その露光量を見直し、必要な場合は補助露光を行って、露光量不足を補うことにより現像後のパターン形状の精度を高くすることが必要である。本実施の形態例では、設計データをもとに露光データを生成する為に、サブフィールド内により小さいマップエリアを発生させ、そのエリア内のパターン密度をもとに、上記露光量の見直しと補助露光パターンの生成を行う。
【００５０】
そのために、補正対象のサブフィールドのバターンデータが読み込まれる（Ｓ１２−２）。このパターンデータの読み込み工程では、処理対象のサブフィールドに隣接するサブフィールドのパターンデータも併せて読み込まれる。補正対象のサブフィールドの周辺のエリアに対する周囲のエリアからの近接露光効果を考慮することができるようにするためである。
【００５１】
図６に示されたサブフィールドＳＦには、パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３が含まれる。そして、それぞれのパターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３には、上記ステップＳ１１にてそれぞれのパターン形状に応じた露光量Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３とが設定される。更に、サブフィールドＳＦには、５行５列のエリアａ１１〜ａ５５が発生される（Ｓ１３）。このエリアは、図２に示されるエリア発生部１０３により生成される。エリアの発生方法は、例えばサブフィールドＳＦの左下の位置を基準にして、所定の大きさの領域をマトリクス状に配置する。従って、サブフィールドの端部では、エリアの端部と必ずしも一致することにはならない。尚、図６以降のサブフィールドの図には、その隣接するサブフィールドのエリアは省略されている。
【００５２】
図６の例では、パターンＰ１がエリアａ２１、ａ２２、ａ３１、ａ３２、ａ４１、ａ４２上に位置する。また、パターンＰ２がエリアａ１３、ａ２３，ａ３３、ａ４３、ａ５３上に位置する。更に、パターンＰ３がエリアａ２４、ａ２５、ａ３４、ａ３５、ａ４４、ａ４５上に位置する。
【００５３】
そこで、ステップＳ１４にて、各エリア内のパターン密度を求める。即ち、図２中のパターン密度生成部１０４により求められる。図７は、図６の例のサブフィールドのエリア毎のパターン密度Ｓｍｎを記入した例である。即ち、エリアａ３２，ａ３４等がエリア面積に対するパターン面積の比率が７５％と高く、パターンが存在しないエリアａ１１等のパターン密度は０％である。
【００５４】
次に、ステップＳ１５にて、エリア間の近接露光効果による影響に応じてそれぞれのエリア内のパターン密度を見直す。このパターン密度の見直しは、図２中のパターン密度修正部にて行われる。近接露光効果により、エリアの周囲に位置するエリア内のパターンに対して照射される電子ビームのエネルギーが、当該エリアに対してエリア間の距離に応じた影響を及ぼす。より近い位置のエリアからはその影響が大きく、より遠い位置のエリアからはその影響が少ない。そこで、本実施の形態例では、距離に略反比例する係数β（ｒ）（ｒはエリア間の距離）を予め設定しておき、周囲のエリアのパターン密度Ｓｍｎにその係数β（ｒ）を乗算し、注目しているエリアのパターン密度に加算する。
【００５５】
図８は、エリア間の近接露光効果による影響に応じたパターン密度見直しを説明するための図である。この例では、エリアａ３３のパターン密度の見直しの例である。エリアａ３３のパターン密度に、エリアａ３３の周囲のエリアａ１１〜ａ５５からの近接露光効果の影響を加える。例えばエリアａ１１は、パターン密度が０％（＝Ｓ11）であるので、その影響は、Ｓ11×β（ｒ（ａ11−ａ33））＝０である。ｒ（ａ11−ａ33）とは、エリアａ１１とａ３３との間の中心間の距離を示す。エリアａ１２も同様に０である。そして、エリアａ１３は、パターン密度が２５％（＝Ｓ13）であるので、その影響度は、Ｓ13×β（ｒ（ａ13−ａ33））となる。同様に、エリアａ１４〜ａ５５について行う。その結果、エリアａ３３のパターン密度は、５０％から例えば６０％に修正される。
【００５６】
エリアａ３３は、その周囲の近接する位置にパターン密度の高いエリアが存在する。従って、それらの周囲のエリアに照射される電子ビームのエネルギーがエリアａ３３に大きな影響を与える。この近接露光効果による影響を加味すると、エリアａ３３の実質的なパターン密度ＳＲ33は、自分自身のパターン密度Ｓ33に周囲からの影響による密度ΔＳ33が加算された値となる。
【００５７】
図９は、上記のエリア内のパターン密度の見直しを行った結果後の各エリア内のパターン密度を示す図である。周囲にパターン密度の高いエリアが存在するエリアは、例えば１０％程度そのパターン密度が高くなり、そのようなエリアが周囲に存在しないエリアは、例えば５％程度そのパターン密度が高くなっている。尚、エリアａ１１等のサブフィールドＳＦの周辺に位置するエリアに対しては、隣接するサブフィールド内のエリアからの影響が上記と同様に加算される。
【００５８】
さて、図９に示された様に、各エリアのパターン密度が見直されると、その見直されたパターン密度ＳＲｍｎに基づいて、各パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３の露光量の補正（Ｓ１７）と、補助露光パターンの発生（Ｓ１８）とが行われる。これらの処理は、エリア内の見直されたパターン密度が、基準値より大きいか小さいかに従って、行われる。
【００５９】
ステップＳ１１においてパターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３それぞれの形状に応じてその露光量Ｑを設定したのに対して、ステップＳ１７での露光量の補正では、その周囲のパターンからの近接露光効果による影響を考慮して露光量を修正する。その為に、ステップＳ１５で見直したエリア毎の実質的パターン密度を利用する。即ち、実質的パターン密度ＳＲｍｎが基準値以上に高い場合は、近接露光効果の影響を大きく受けるので、そのエリアに属するパターンの露光量を減じる。
【００６０】
一方、ステップＳ１５で見直したエリア毎の実質的パターン密度ＳＲｍｎが基準値よりも低い場合は、近接露光効果の影響が少ないので、かかるエリアに対しては、補助露光パターンを発生させて露光データに追加する。ここで、補助露光パターンとは、パターン密度が低い領域に対して近接露光効果に該当する量のエネルギーを与える為の露光パターンであり、露光されるエネルギーの例えば数％程度の低い露光量を均一に有する露光パターンである。その補助露光パターンの大きさは、エリア程度の大きさが好ましい。但し、補助露光パターンの位置は、必ずしもパターン密度見直しに発生させたエリアと同一である必要はない。
【００６１】
図１０は、上記の露光量の補正工程（Ｓ１７）及び補助露光パターン発生工程（Ｓ１８）において使用される補正テーブルの例を示す図である。この例では、エリアのパターン密度ＳＲｍｎが１１段階に区分され、それぞれの区分の露光量補正の比率αと、補助露光パターンとが示される。この例では、基準値が４５．５％に設定され、エリアのパターン密度が基準値より大きい場合は、そのエリアのパターンの露光量Ｑに図１０の比率αが乗算される。即ち、パターン密度ＳＲｍｎが９０．５％を超えるエリアのパターンの露光量は、設定された露光量Ｑに比率α＝０．１が乗算される。同様に、エリアのパターン密度ＳＲｍｎが８１．５〜９０．５％の場合は、設定された露光量Ｑに比率α＝０．２が乗算される。
【００６２】
一方、エリアのパターン密度が基準値より低い場合は、そのエリア付近の密度が低いことを意味し、露光後の現像パターンが細くなる。そこで、かかるエリアには、補助露光を行う為に、露光データとして補助露光パターンを発生させる。図１０の例では、パターン密度が低い段階１〜５に対して、補助露光１〜５を行う補助露光パターンを生成する。補助露光１はより露光量が大きく、補助露光５はより露光量が小さい補助露光パターンとなる。そして、この補助露光パターンは、エリアと同等の大きさのパターンとなる。
【００６３】
図１１は、パターン密度が高いエリアのパターンの露光量が減じられ、パターン密度が低いエリアに補助露光パターンを発生させた場合のサブフィールドを示す図である。この例では、高いパターン密度を有するエリアａ２２，ａ３２，ａ２３，ａ３３，ａ４３，ａ２４，ａ３４に属するパターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３の露光量Ｑに比率αが乗じられて減じられている。また、低いパターン密度を有するエリアａ１１〜ａ２１，ａ２５，ａ３１，ａ３５〜ａ４２，ａ４４〜ａ５５には、補助露光パターン（太線）が発生される。
【００６４】
図１１は、サブフィールドＳＦを示す。従って、露光装置の静電偏向器は、この領域内であれば任意のパターンの電子ビームを照射することができる。従って、パターンＱ１，Ｑ２，Ｑ３については、補正された露光量でそれぞれ露光され、また、新たに発生された補助露光パターンもそれぞれ設定された露光量で露光される。
【００６５】
図１１の例では、パターン密度を求める為に発生させたエリアを、そのまま補助露光パターンの領域として利用している。しかし、補助露光パターンの領域がパターン密度発生の為のエリアと異なるエリアであっても良い。
【００６６】
図５に示される通り、各サブフィールドに対して、同様にエリアを発生してパターン密度を求め、周囲のエリアからの影響でパターン密度を見直し、そのパターン密度を指標にして、パターンの露光量Ｑの修正と補助露光パターンの発生を行う。その結果、露光データが作成される。
【００６７】
図１２は、作成された露光データの構成例を示す図である。第１に、図４の設計データのパターンデータは、その位置データ（ｘ、ｙ）と幅ｗと高さｈを有するのに対して、露光データのパターンデータは、更に露光量Ｑを有する。この露光量Ｑは、最初にパターンの形状により設定され（Ｓ１１）、エリアのパターン密度を利用して補正された値である。第２に、図４の設計データは、サブフィールドデータとして、単独配置サブフィールド、マトリクス配置サブフィールド、その元のサブフィールドなどの属性データを有していないが、露光データのサブフィールドデータには、階層化データの認識工程（Ｓ１２）により属性データａｔが追加される。第３に、設計データは、サブフィールドＳＳＦ００〜ＳＳＦ４４とそのサブフィールドが有するパターンデータとから構成される。しかし、露光データには、サブフィールドとして補助露光パターンを有する補助露光用のサブフィールドＴＳＳＦ１〜ＴＳＳＦｎを有する。
【００６８】
サブフィールドデータとパターンデータとの階層構造を維持する為に、補助露光パターンは、新たに追加した単独配置サブフィールドの一種である仮単独配置サブフィールドＴＳＳＦ１〜ＴＳＳＦｎ内の露光パターンとして、露光データに登録される。図１２では、単独配置サブフィールドＳＳＦ４４の後に、仮単独配置サブフィールドＴＳＳＦ１〜ＴＳＳＦｎが追加される。この仮単独配置サブフィールドは、エリアの大きさの補助露光パターンを有する。それぞれの仮単独配置サブフィールド内の補助露光パターンは繰り返されないので、仮単独配置サブフィールドの性質は、単独配置サブフィールドと同等である。したがって、露光データとしては、単独配置サブフィールドも仮単独配置サブフィールドも同じ取り扱いとなる。尚、仮単独配置配置サブフィールド内には複数の補助露光パターンが発生される。
【００６９】
サブフィールドは、必ずしも図３に示される通り、メインフィールド内に一面に敷き詰められた領域ではなく、内部の露光パターンによって、お互いに一部重なり合う領域であってもよい。露光工程においては、単にそれぞれのサブフィールドの位置にそのサブフィールドに含まれる露光パターンに電子ビームが照射されるだけである。従って、露光パターンのサブフィールドに、補助露光パターンのサブフィールドが重なって登録されることも許される。これにより、階層化データ構造を壊すことなく、補助露光パターンを露光データに追加することができる。
【００７０】
設計データのサブフィールドに追加された仮単独配置サブフィールドのパターンの露光量は、それ単独ではレジストを露光するには足りない強さであることは、既に説明した通りである。
【００７１】
そして、この様にして作成された露光データＤｏｕｔが電子ビーム制御装置に供給されて、その露光データに従う電子ビーム露光が行われる（Ｓ２０）。
【００７２】
上記の露光データの作成方法で特徴的なことは、露光密度と距離に依存する近接露光効果を考慮した露光データを作成する為に、サブフィールド内にエリアを発生させることである。そして、そのエリアのパターン密度Ｓｍｎに、周囲のエリアからの近接露光効果を加えた実質的パターン密度ＳＲｍｎをもとにして、その露光量の補正と補助露光パターンを生成することである。そして、補助露光パターンを、既存のサブフィールド内のパターンデータとせずに、新たに発生させた仮単独配置サブフィールドのパターンデータとしたことである。
【００７３】
近年における集積度の向上に伴いパターン幅はますます微細になっている。従って、それに伴い上記の露光量の補正や補助露光パターンの発生に利用されるエリアのサイズも小さくする必要がある。そのため、発生するエリア数が膨大になり露光データの生成の為のデータ処理工程に長時間を要することが問題となる。
【００７４】
本発明の実施の形態例では、かかる微細パターンとエリア数の抑制という相反する要求を満たす為に、処理される設計データに対応して、上記した画一的なエリアの発生、パターン密度に基づく可変エリアの発生、パターンの頂点位置を考慮したパターンスキャン法による可変エリアの発生のいずれかを選択可能にする。即ち、露光工程の最初に、オペレータにより、いずれのエリア発生方法を採用するかのオプションデータが与えられる。尚、パターン密度に基づく可変エリアの発生とパターンスキャン法による可変エリアの発生は、いずれも新規な発生アルゴリズムにより行われる。
【００７５】
図１３は、本実施の形態例のエリア発生のフローチャート図である。図５の露光工程全体のフローチャートのステップＳ１３、Ｓ１４の部分に対応する。図１３のフローチャート図において、ステップＳ３１、Ｓ３２は、上記の画一的なエリアの発生に対応し、ステップＳ３１〜Ｓ３５は、上記のパターン密度に基づく可変エリアの発生に対応する。更に、ステップＳ４０〜４３は、上記のパターンスキャン法による可変エリアの発生に対応する。
【００７６】
上記した通り、オペレータからの指定に従って、いずれのエリア発生を行うかの判断が行われる。例えば、パターンスキャン法によるエリア発生が選択されている場合は、ステップＳ４０〜Ｓ４３により可変エリアが発生される（Ｓ３０）。また、パターン密度に基づく可変エリアの発生が選択されている場合は、ステップＳ３１，３２に続いてステップＳ３４，３５により可変エリアが発生される（Ｓ３３）。以下、それぞれのエリアの発生のアルゴリズムについて上記フローチャートを参照しながら順に説明する。
【００７７】
図１４は、ステップＳ３１〜Ｓ３５のパターン密度に基づく可変エリアの発生を説明する為の図である。パターンスキャン法によるエリア発生が選択されない場合は、図１４（１）に示される通り、サブフィールドＳＦ内に等分割のエリアを発生する（Ｓ３１）。図１４（１）には、サブフィールドＳＦとその周囲を含んだ領域に対して、等分割のエリアが発生されている。そして、図７で説明したのと同じように、各エリア内のパターン密度Ｓｍｎが求められる（Ｓ３２）。図１４（１）の例では、各エリアａmnのパターン密度Ｓｍｎが、２５％、３０％、４０％、５０％になっている。
【００７８】
次に、画一的なエリアの発生が選択されていれば、図１４（１）の状態で、エリア発生とエリア毎のパターン密度の生成は終了する。また、パターン密度に応じた可変エリアの発生が選択されている場合は、ステップＳ３４，３５が実行される。
【００７９】
このパターン密度に応じた可変エリアの発生では、隣接するエリアであって、同じ或いは同じ程度のパターン密度を有するエリアがより大きなエリアに置き換えられる。パターン密度が同じエリアは、図５にて説明したパターン密度の見直し（Ｓ１５）、露光量の補正（Ｓ１７）及び補助露光パターンの発生（Ｓ１８）を含む一連の露光量補正工程を経て、全て同じ結果になることが理由である。かかるエリアを統合させて大きなエリアとすることにより、上記ステップＳ１５〜Ｓ１８での露光量補正工程におけるエリア毎のデータ処理の工数を削減することができる。
【００８０】
パターン密度に応じた可変エリアの発生では、先ず、図１４（２）に示される通り、Ｘ方向（水平方向）の隣接するエリアであって、同じパターン密度を有するエリアをより大きなエリアとする（Ｓ３４）。図中、太線が新たに発生した可変エリアである。次に、図１４（３）に示される通り、Ｙ方向（垂直方向）の隣接するエリアであって、同じパターン密度を有するエリアをより大きなエリアとする（Ｓ３５）。この場合、新たに発生した可変エリアは、できるだけ４角形構造に維持して、その後のデータ処理の演算を複雑化させないようにする。図１４の例では、最初８×８＝６４個あったエリアが、１５個に減少している。
【００８１】
図１５は、エリアの発生により生成されたエリアデータの例を示す図である。サブフィールドＳＦmnに対して、発生したエリアのデータとして、それぞれのエリアａmnの左下の座標が格納される。また、各エリアデータには、位置（Ｘ１，Ｙ１）、エリア内のパターン存在位置、パターン密度、見直し後のパターン密度、補助露光パターンを発生させたか否かのフラグ等が属性データとして含まれる。露光量減少率については、後述する。
【００８２】
図１６、図１７、図１８は、パターンスキャン法による可変エリアの発生を説明する為の図である。図１６には、サブフィールドＳＦとその周囲を含む取り込み領域４００内のパターンＰ１０〜Ｐ２０が示される。この例を利用して、本実施の形態例のパターンスキャン法による可変エリアの発生を説明する。
【００８３】
設計データにおけるパターンデータは、図４で説明した通り、座標（ｘ、ｙ）と幅ｗ及び高さｈを有する。従って、かかるパターンデータから各パターンの頂点座標を求める。そして、図１７に示される通り、各パターンの頂点を通過するＸ方向とＹ方向の線分（図１７中一点鎖線）を発生する（Ｓ４０）。この水平、垂直線分には、取り込み領域４００の周囲も含める。また、三角形のパターンＰ１５，Ｐ１８については、微小な正方形の集合体と仮定して線分を発生する。この例では三角形Ｐ１５，Ｐ１７は４つのエリアを発生している。更に、図１７に示される微小パターンＰＡについては、本工程における線分の発生対象のパターンから除外する。発生させた線分の数が膨大になるのを防止するためである。
【００８４】
図１７に示される通り、各頂点を通過する水平、垂直線分を発生したことにより、マップエリアの数は、１４×１６＝２２４個となる。そして、それらのエリアは、完全にパターンの位置と形状に整合している。但し、エリアのパターン密度は、三角形と微小パターンＰＡの例外を除くと、１００％か０％になっている。従って、このままでは、図５で説明したパターン密度に基づく露光量の見直しのアルゴリズムに整合しない。
【００８５】
次に、図１８に示される通り、各線分に属するパターンＰ１０〜Ｐ２０の数をカウントする（Ｓ４１）。図１８の２つの辺に沿って、それぞれの線分に属するパターン数が記入されている。図１６の最初のパターンを参照することにより、図１８のパターン数が容易に理解される。
【００８６】
そして、Ｘ方向とＹ方向（図中矢印方向）について、隣接する線分で同じパターン数のものを併合して新たな拡大されたエリアａmnを生成する（Ｓ４２）。例えば、エリアａ1 は、Ｘ方向についてはパターン数が１で一致する垂直の線分が併合され、Ｙ方向についてはパターン数が５で一致する水平の線分が併合された例である。また、エリアａ2 は、Ｘ方向についてのみパターン数が１で一致する垂直の線分が併合された例である。その結果、図１８に太い線で示される通り、より拡大された可変エリアが生成される。
【００８７】
上記の頂点を通過する線分のパターン数が同じものを併合することにより、拡大されたエリア内は、Ｘ方向またはＹ方向においてパターンが均一化される。即ち、可変エリアａ1 、ａ2 内のパターンの密度に偏りはない。この様に、同じ程度のパターン密度の領域をまとめて、拡大された可変エリアを生成することができる。この点は、前述のパターン密度に従う可変エリアの発生と類似する。しかも、このパターンスキャン法によれば、従来のパターン位置と形状に対する、エリア位置の不整合性の問題を解決することができる。
【００８８】
その後、図１８に示される各エリア毎のパターン密度が求められる（Ｓ４３）。図１８に示される通り、合理的な大きさのエリアが発生し、パターンが密集している領域のエリアは高いパターン密度となり、パターンが密集していない領域のエリアは低いパターン密度となり、その後のエリア毎の補正工程（図５のステップＳ１５〜Ｓ１８）に適合する。
【００８９】
以上の様に、本実施の形態例によれば、可変エリアの発生を可能にすることで、高集積度のＬＳＩのデータに対して合理的にエリアの数を減らすことができる。本実施の形態例では、更にデータ処理の工数を減らす為に、図５に示されたエリア毎に別々に処理可能な、ステップＳ１５〜Ｓ１８のエリア内補正処理を、オペレータの選択により分散処理が可能になるようにする。ここで言う分散処理とは、サブフィールド内の複数のエリアデータを、複数のコンピュータに分けて送信し、それぞれのコンピュータによりステップＳ１５〜Ｓ１６の処理を並列に実行させる。その結果、エリアデータの通信時間、エリア内補正処理時間を節約することができる。
【００９０】
上記の分散処理を可能にするためには、分散処理の為に、補正対象のサブフィールド内の複数のエリアの分散単位を適宜決定することが必要になる。かかる分散の単位は、分散処理を行うコンピュータの能力と台数等から適宜決定される。そして、その分散単位には、図８に示した近接露光効果による影響に応じたエリア内のパターン密度の見直しが可能になるように、その周囲のエリアも重複して含ませる必要がある。
【００９１】
図１９は、本実施の形態例によるエリア内補正処理のフローチャート図である。図１９のフローチャートは、図５のフローチャートのステップＳ１５〜Ｓ１８の部分を詳細に示すものである。エリア内補正処理の分散処理も、可変エリア発生と同様にオペレータにより選択可能なオプションとする。従って、先ず最初に分散処理の要求があるか否かにより（Ｓ５０）、分散処理の要求があれば、上記の分散単位を決定してから複数のコンピュータに分散単位毎のエリアデータを送信する（Ｓ５１）。分散処理の要求がなければ、補正対象サブフィールド内の全てのエリアデータが送信される（Ｓ５２）。
【００９２】
次に、既に図８，図９にて説明した通り、エリア間の近接露光効果による影響に応じてエリア内のパターン密度の見直しを行う（Ｓ１５）。そして、図１０に示した補正テーブルに従って、エリア内パターン密度が大きければ（Ｓ１６）、比率αに従ってエリアに属するパターンの露光量Ｑを減じる（Ｓ１７）。そして、その減少率をそのパターンが属する全てのエリアのエリアデータ内に記録する（Ｓ１７−２）。即ち、図１５に示される通り、エリアデータ内に、最初のパターン密度、見直し後のパターン密度と共に露光量減少率が記録される。
【００９３】
更に、エリア内の見直し後のパターン密度が小さければ（Ｓ１６−２）、補助露光パターンが発生される。但し、本実施の形態例では、孤立するパターンを有するエリアに対しては、例えパターン密度が小さくても周囲からの影響がないので補助露光パターンの発生は行わない（１８−２）。即ち、エリアの周囲に所定のパターン密度以上のエリアが存在しない場合は、そのエリアには補助露光パターンの発生を行わない。この結果、従来膨大になっていた補助露光パターンデータの数を減らすことができる。より具体的には、所定の距離Ｘμｍ内に影響を与えるパターンが存在しない場合は、そのエリアに対しては、補助露光パターンの発生を行わない。
【００９４】
図２０は、図１９のステップＳ１８−３の補助露光パターンの発生を説明する為の図である。この例には、比較的大きなパターンＰＡ、ＰＢと、それらに一部が近接している細いパターンＰＣとが示される。かかるパターン例の場合は、図中に示したパターンＰＡ，ＰＢ，ＰＣの周囲のエリアａmnのパターン密度が低くなるので、そのエリアａmnには補助露光パターンの発生が必要になる。
【００９５】
ところが、比較的大きなパターンＰＡ，ＰＢに挟まれた領域において、見直し後のエリアのパターン密度はかなり高くなっている。その結果、ステップＳ１７にてパターンＰＣの露光量Ｑが減じられる。従って、大きなパターンＰＡ，ＰＢから離れたパターンＰＣが属するエリア５００においては、従来の図１０の補正テーブルの如くパターン密度にのみ依存して画一的に与えられる強度の補助露光パターンの露光量では、近接露光効果によるパターンＰＣの細りを解決できない。つまり、大きなパターンＰＡ，ＰＢに挟まれた領域の事情に従って、パターンＰＣの露光量が必要以上に弱められているので、エリア５００でのパターン密度だけを基準とする補助露光パターンの露光量では弱すぎるのである。
【００９６】
そこで、本実施の形態例では、上記した通りステップＳ１７にてパターンＰＣの露光量が減少させられた場合は、図１５に示される通り、そのパターンＰＣが属するエリアのエリアデータにその露光量減少率を記憶しておく（Ｓ１７−２）。そして、各エリアで補助露光パターンを発生させる場合は、図１０に示したパターン密度に加えて、上記露光量減少率も考慮した露光強度の補助露光パターンを発生する（Ｓ１８−３）。より具体的には、図１０の補正テーブルではエリアのパターン密度が低い程、補助露光パターンの露光量は強くし、更に、露光量減少率が大きい程、補助露光パターンの露光量は強くする。従って、複数のエリアが同じパターン密度を有する場合は、そのエリアの露光量減少率が大きい方のエリアの補助露光パターンの露光量が大きく設定される。また、複数のエリアの露光量減少率が同じ場合は、パターン密度が低いエリアの補助露光パターンの露光量が大きく設定される。
【００９７】
その結果、図２０中のエリア５００の様な、大きなパターンＰＡ，ＰＢから離れたところでは、補助露光パターンの露光量は従来よりも強くなる。その結果、パターンＰＣの細りの問題は解決される。
【００９８】
本実施の形態例における電子ビーム露光方法では、更に、よりパターン精度を得ることができる新規な補助露光パターンの提供と、ブロックマスクの露光量の新規な設定とを提供する。
【００９９】
図２１は、エリアの見直し後のパターン密度と補助露光パターンの露光量の具体的な例を示す図である。図２１（１）には、パターンＰ３０とその周りのエリアの見直し後のパターン密度とが示される。パターンＰ３０からの近接露光効果を考慮して見直した後の周りのエリアのパターン密度は、図示される通り、例えば、０．２，０．１５，０．１，０．０９，０．０７，０．０５となる。図１０の補正テーブルに従えば、これらのエリアに発生する補助露光パターンの露光量は、そのパターン密度に略反比例して０．２＜０．１５＜０．１＜０．０９＜０．０７＜０．０５となる。
【０１００】
図２１（１）のＡＡ−ＡＡの線でその露光によるエネルギー分布を示すと、図２１（２）に示される通り、パターンＰ３０の露光によるエネルギーは、図中６００の如く周囲に拡がる分布となり、その周辺の補助露光パターンによるエネルギーは、図中６１０の如くなる。その結果、合計のエネルギー分布は６２０の如くなる。
【０１０１】
この分布から明らかな通り、パターンＰ３０のみによるエネルギー分布６００では、パターン幅Ｄ0 は、実際のパターン幅よりも狭くなる。しかし、補助露光パターンのエネルギーを加えた分布６２０によれば、パターン幅Ｄ1 は、実際のパターン幅となり、シャープなパターンＰ３０を形成することができる。
【０１０２】
このように、パターンＰ３０の周りのエリアに対して段階的な露光量の補助露光パターンを生成する必要があり、その為には多くの補助露光パターンを生成して登録することが必要になる。かかる構成は、本発明の目的であるデータ処理の効率化に反する。
【０１０３】
そこで、本実施の形態例では、かかる段階的な露光量を持つ補助露光パターンを簡単に、しかもよりスムーズなエネルギー分布を与えることができるようにするために、複数の透過孔を有するブロックマスクを利用する。
【０１０４】
図２２は、補助露光パターン用のブロックマスクの例を示す図である。ブロックマスクＢＭは、図示される通り、ブロックマスク基板上に複数のブロックマスクＢＭ0 が形成され、図１の透過マスク３４として利用される。各ブロックマスクＢＭ0 には、使用頻度の高い露光パターンの組み合わせからなる透過孔が形成される。かかるブロックマスクのパターンデータは、図２に示したブロックマスクパターンファイル１１２内に格納されている。そして、本実施の形態例では、このブロックマスクのパターンファイル内に、補助露光パターン用のパターンを有する。
【０１０５】
図２２の下半分に、ブロックマスクＢＭ1 〜ＢＭ8 の例が示される。例えば、ブロックマスクＢＭ1 は、左上が透過孔密度が高く右下が透過孔密度が低い。ブロックマスクＢＭ2 は、右上が透過孔密度が高く左下が透過孔密度が低い。ブロックマスクＢＭ3 ，ＢＭ4 も、それぞれ対角線方向に密度が変化する。また、ブロックマスクＢＭ5 〜ＢＭ8 は、一辺が透過孔密度が高く、それの対向辺が透過孔密度が低い。
【０１０６】
ブロックマスクを利用する場合は、ブロックマスク全体あるいはその一部に同一の露光量（ビーム強度と時間の積）で露光が行われる。したがって、ブロックマスクの透過孔密度を図２２の通り傾斜を設けることにより、自由自在の露光量分布を有する補助露光パターンを形成することができる。しかも、ブロックマスクを利用して広い領域において、１つのブロックマスクパターンデータを利用できるので、データ処理の効率化につながる。
【０１０７】
図２３は、ブロックマスクによる補助露光パターンを利用した例を示す図である。パターンＰ３０の周りに、８種類のブロックマスクＢＭ1 〜ＢＭ8 による補助露光パターンが配置される。これらのブロックマスクは、図中矢印で示した方向に透過孔の密度が高くなる様になっているので、図２１で示した段階的な露光量分布を有する補助露光パターンとなる。しかも、補助露光パターンの数は、わずか８枚となり、データ処理の効率化につながる。また、それぞれのブロックマスクのパターンを利用して、補助露光パターンによりなめらかなエネルギー分布を与えることが可能なる。
【０１０８】
図２４は、ブロックマスクの露光量設定を含む処理のフローチャート図である。このフローチャート図は、図５におけるステップＳ１０及びＳ１１に対応する。ブロックマスクは、一度の露光ステップで複数のパターンを露光することができるので、露光工程のスループットを上げることができる。しかし、その反面露光量が全て同じになるので、ブロックマスクの有するパターンの形状、大きさ、太さ等に応じて、ブロックマスクに最適な露光量を設定することが必要である。通常、最小線幅のパターンに合わせた十分な露光量を設定するが、パターン形状によっては、設計者の意図した線幅よりも細いパターンが存在する場合がある。また、線幅の小さいパターンであっても、長いパターンもあれば、細いパターンもある。従って、かかるブロックマスクに最適な露光量を設定することは困難である。
【０１０９】
本実施の形態例では、上記の点を考慮してブロックマスクの露光量の設定を、第１の選択された最小線幅のパターンを抽出し、第２のそれらの抽出されたパターンの平均長さを求め、第３に選択された最小線幅と求めた平均長さを有する仮想パターンに基づいて露光量を設定する。仮想パターンに基づく露光量の設定は、一般的なパターンにおいて利用される前方散乱と後方散乱を考慮した露光量演算により行われる。
【０１１０】
図２５は、ブロックマスクの最小線幅候補テーブルを示す図である。集積回路の設計は、製造で使用されるプロセス条件等に対応する最小線幅ルールの下で行われる。そこで、本実施の形態例では設計データと共にその最小線幅が設定できるようにする。即ち、図２５のテーブルに示される通り、最小線幅として０．１８μｍ〜０．２６μｍの線幅のから、オペレータが設定可能にする。
【０１１１】
図２６は、ブロックマスクの例を示す図である。図２６（ａ）のブロックマスクＢＭの例では、０．１８μｍのパターンと、それが斜め方向にあるため、パターンデータ上では、０．１６μｍと０．１４μｍのパターンも有することになる。そこで、図２５の最小線幅候補テーブルからＷ１＝０．１８μｍを選択することにより、図２６（ａ）のブロックマスク内の最小線幅が、０．１８μｍと判定される。そして、それらのパターンが抽出される。こうすることにより、斜めパターンの０．１４μｍが最小線幅と判定されて、その露光量が強くなりすぎることが防止され、設計ルールに従った最適の露光量が設定される。
【０１１２】
図２６（ｂ）のブロックマスクＢＭの例では、０．４０μｍと０．８０μｍのパターンが含まれる。この場合は、図２５のテーブルからＷ１＝０．１８μｍが最小線幅候補として選択されていても、それに対応するパターンは検出されない。従って、図２６（ｂ）の例では、０．４０μｍがそのブロックマスク内の最小線幅であると判定される。
【０１１３】
以上の様に、本実施の形態例によれば、図２４のフローチャートに示される通り、設計ルールに従う最小線幅候補がテーブルから選択され（Ｓ６０）、ブロックマスクのパターンデータが読み出され（Ｓ６１）、そして、ブロックマスク内の選択された最小線幅のパターンが抽出される（Ｓ６２）。この場合、選択された最小線幅候補より細い線幅のパターンの抽出は行われない。
【０１１４】
図２７は、更に抽出したパターンの平均長さを求める工程Ｓ６３を説明するための図である。図２７（１）のブロックマスクＢＭの例では、線幅が０．１８μｍと０．２５μｍの２種類のパターンが存在する。この例において、図２５で示したテーブルから最小線幅候補を０．１８μｍと選択したとする。その結果、図２７（２）に黒く示された通り、ステップＳ６２により最小線幅０．１８μｍのパターンが抽出される。そして、これらの抽出されたパターンの長さの平均値が求められる。
【０１１５】
この様にして求められた抽出パターンの最小線幅と平均長さを有する仮想パターンが決定し、かかる仮想パターンを利用して、前方散乱と後方散乱を考慮した最適の露光量（露光強度）Ｑが演算される。この露光量（露光強度）の演算は、以下の方法により行われる。
【０１１６】
例えば、１μＣ／cm2 の露光強度で照射した時のパラメータＡ，Ｂ，Ｃをあらかじめ求めておくと、それぞれのパターン（横ｘ0 、縦ｙ0 ）における実際に与えられた露光量Ｑ0 は、
【０１１７】
【数１】
2004260207.tif 000003
で求められる。この式の前者は前方散乱によるエネルギーであり後者は後方散乱によるエネルギーである。この与えられる露光量Ｑ0 がレジストの現像される閾値Ｑthを超えるレベルであれば良いことになる。
【０１１８】
そこで、あるサイズのパターン（例えば２０μｍ×２０μｍ）の場合に与えられる露光量Ｑthに対する最適な照射露光量がＱ1 （基準露光量）とすると、上記の与えられる露光量Ｑ0 とＱthの関係から、基準露光量Ｑ1 に対するパターン（横ｘ0 、縦ｙ0 ）の最適の露光量Ｑが求められる。この場合は、上記演算式のＱ0 の逆数の比率で、基準露光量Ｑ1 を増加あるいは減少する。
【０１１９】
図２８は、ブロックマスクのパターンを有する露光データの構成例を示す図である。図示される通り、パターンデータ内にブロックマスクが含まれる場合は、その位置座標（ｘ、ｙ）と露光量（露光強度）Ｑと共に、そのパターンデータの幅ｗと高さｈの代わりに、ブロックマスク番号ＢＭ＃が与えられる。そして、ブロックマスク番号ＢＭ＃に対応するブロックマスクパターンデータにリンクされる。ブロックマスクのパターンデータは、内部に含まれるパターンについての、位置座標（ｘ、ｙ）、幅ｗと高さｈ、パターン密度Ｄ、及び露光量（露光強度）Ｑを有する。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の実施の形態例の電子ビーム露光装置の概略構成図である。
【図２】露光データ作成装置１００の内部構成を示す図である。
【図３】メインフィールドＭＦとサブフィールドＳＦとの関係を示す図である。
【図４】図３のメインフィールド内のサブフィールドにかかる設計データの構成例を示す図である。
【図５】露光データの作成を含む露光工程のフローチャート図である。
【図６】あるサブフィールドＳＦの一例を示す図である。
【図７】図６の例のサブフィールドのエリア毎のパターン密度Ｓｍｎを記入した例である。
【図８】エリア間の近接露光効果による影響に応じたパターン密度見直しを説明するための図である。
【図９】エリア内のパターン密度の見直しを行った結果後の各エリア内のパターン密度を示す図である。
【図１０】露光量の補正工程及び補助露光パターン発生工程において使用される補正テーブルの例を示す図である。
【図１１】パターン密度が高いエリアのパターンの露光量が減じられ、パターン密度が低いエリアに補助露光パターンを発生させた場合のサブフィールドを示す図である。
【図１２】作成された露光データの構成例を示す図である。
【図１３】本実施の形態例のエリア発生のフローチャート図である。
【図１４】パターン密度に基づく可変エリアの発生を説明する為の図である。
【図１５】エリアデータの例を示す図である。
【図１６】パターンスキャン法による可変エリアの発生を説明する為の図である。
【図１７】パターンスキャン法による可変エリアの発生を説明する為の図である。
【図１８】パターンスキャン法による可変エリアの発生を説明する為の図である。
【図１９】本実施の形態例によるエリア内補正処理のフローチャート図である。
【図２０】図１９のステップＳ１８−３の補助露光パターンの発生を説明する為の図である。
【図２１】エリアの見直し後のパターン密度と補助露光パターンの露光量の具体的な例を示す図である。
【図２２】補助露光パターン用のブロックマスクの例を示す図である。
【図２３】ブロックマスクによる補助露光パターンを利用した例を示す図である。
【図２４】ブロックマスクの露光量設定を含む処理のフローチャート図である。
【図２５】ブロックマスクの最小線幅候補テーブルを示す図である。
【図２６】ブロックマスクの具体例を示す図である。
【図２７】抽出したパターンの平均長さを求める工程を説明するための図である。
【図２８】ブロックマスクのパターンを有する露光データの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２１】
ＭＦ メインフィールド
ＳＦ サブフィールド
ＭＳＦ マトリクス配置サブフィールド
ＢＭ ブロックマスク
１０３ エリア発生部
１０４ パターン密度生成部
１０５ パターン密度修正部
１０７ 露光量修正部
１０８ 補助露光パターンデータ生成部
１１１ ブロックマスクのパターン発生部
【図１】
2004260207.tif 000004
【図２】
2004260207.tif 000005
【図３】
2004260207.tif 000006
【図４】
2004260207.tif 000007
【図５】
2004260207.tif 000008
【図６】
2004260207.tif 000009
【図７】
2004260207.tif 000010
【図８】
2004260207.tif 000011
【図９】
2004260207.tif 000012
【図１０】
2004260207.tif 000013
【図１１】
2004260207.tif 000014
【図１２】
2004260207.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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