(57)【要約】【課題】キャラクタパターンの種類やキャラクタパターンの周辺に位置する他のパターンに依存することなく、高精度な寸法のパターンを形成する。【解決手段】マスクスキャン方式の電子ビーム描画方法において、キャラクタパターン上で成形ビームを順次スキャンする際に、キャラクタパターンの周辺部と内部に対してサイズの異なる成形ビームＡ，Ｂ，Ｃを用い、且つ各成形ビームの照射量を変更することにより、十分な空間分解能で照射量補正を実行し、キャラクタパターンの種類やキャラクタパターンの周辺に位置する他のパターンに依存することなく、高精度な寸法のパターンを形成する。【選択図】    図５
2004304031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャラクタパターンを有したキャラクタマスク上に荷電粒子或いは電磁波の成形ビームを照射すると共に該成形ビームを順次スキャンし、キャラクタパターンの照射投影ビームを試料表面上に結像させてパターンを描画するマスクスキャン方式の描画方法であって、
前記キャラクタパターンの少なくとも周辺部と内部に対して、前記成形ビームのサイズ或いは形状を変更し、且つ該成形ビームの照射量を変更することを特徴とするマスクスキャン描画方法。
【請求項２】
前記キャラクタパターンの内部に対し周辺部の方で、前記成形ビームのサイズを小さくし、且つ照射量を大きくしたことを特徴とする請求項１記載のマスクスキャン描画方法。
【請求項３】
キャラクタパターンを有したキャラクタマスク上に荷電粒子或いは電磁波の成形ビームを照射すると共に該成形ビームを順次スキャンし、キャラクタパターンの照射投影ビームを試料表面上に結像させてパターンを描画するマスクスキャン方式の描画方法であって、
前記キャラクタパターン及び該パターンの周辺部のパターンの描画により生じる露光強度の面内分布と強度勾配に応じて、前記成形ビームのサイズ或いは形状と照射量とを、前記キャラクタパターン上で部分的に変更することを特徴とするマスクスキャン描画方法。
【請求項４】
前記キャラクタパターンは前記キャラクタマスク上に複数種設けられ、前記試料上に描画すべきパターンに応じて何れかのキャラクタパターンが選択されることを特徴とする請求項１又は３記載のマスクスキャン描画方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷電粒子ビーム或いは電磁波ビームを用いたパターン描画技術に係わり、特にキャラクタパターン上をビーム走査することによりキャラクタパターンを試料上に描画するマスクスキャン描画方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、キャラクタプロジェクション方式の電子ビーム描画装置において、キャラクタパターン全体を一括で転写するのではなく、キャラクタパターン上を成形ビームで走査する、所謂マスクスキャン描画方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この種のマスクスキャン描画においては、キャラクタパターンとキャラクタパターンとのつなぎ部分の位置や照射量の不連続性に起因した寸法精度の劣化、さらにキャラクタパターン内での走査された成形ビーム間の走査位置のずれや照射量の不連続性に伴う寸法精度の劣化の問題があった。
【０００３】
これらの問題を解決するものとして、キャラクタマスク上で電子ビームを所定方向に走査する際に電子ビームの第１の走査領域の一部と、次に走査される第２の走査領域とが重なるようにする方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
一方で、パターン密度に依存した所謂近接効果による寸法精度の低下は、マスクスキャン方式においても問題となっている。近接効果の補正の手法には、パターンの場所に応じて照射量を変えて照射する照射量補正法と２回の露光を行うＧＨＯＳＴ法とが代表的である。大面積のキャラクタパターンを転写する際の近接効果補正については各種の提案があるが、これらの手法を用いても、依然として次に述べる問題があり、マスクスキャン方式の描画において所望の寸法精度を達成できないことが判明している。
【０００５】
この現象の一つは、キャラクタパターン自身に起因する近接効果と周辺パターンとの関係に起因する近接効果に関するものである。特に、キャラクタパターンではない周辺部のパターンとキャラクタパターンとの接続部分の近傍における寸法変化が問題となっていた。また、描画パターンの形状やパターン全体のレイアウトに依存し、近接効果よりも広範囲に影響するフォギング効果によるかぶりの影響により、パターンが所望の寸法に形成されない問題があった。さらに、通常使用されているステンシル型のＥＢマスクにおいては、パターン開口部のＳｉ梁の下方エッジ部分からの反射電子による散乱電子が、電子光学系内を通じて迷光として基板上に降り注ぐことになり、これが適正な照射を阻害するという問題があった。
【０００６】
ここで、これらの要因により発生すると考えられる現象を説明するために、キャラクタパターンにライン＆スペースを想定して、被描画基板上の感光性レジストに電子ビームを照射した場合に、レジストに与えられる露光強度プロファイルの例を模式図として図６（ａ）〜（ｃ）に示す。
【０００７】
図６（ａ）（ｂ）は近接効果による影響であり、図６（ｃ）はＥＢマスクにおける反射電子などフォギングや迷光の影響を図示したものである。
【０００８】
図６（ａ）は、通常のガラスマスク基板で後方散乱電子のぼけが１０μｍ程度の空間分布でレジストにエネルギーを与えるために生じるプロファイルである。このとき、ライン＆スペースパターンの両端では、露光強度プロファイルの勾配は比較的小さく、例えば露光量の２０％程度の相違は１０μｍ程度の範囲で生じている。
【０００９】
このような場合には、例としてポジ型レジストのスペース部のパターン寸法は露光量が低下しているために寸法が細く形成されることになる。この寸法劣化を補正するためには、ぼけ半径の１／１０程度の空間分解能で適切な露光量を変化させて与えることが有効である。従って、１μｍ程度のビームサイズで照射量を制御して描画することが必要になる。ＧＨＯＳＴ法のように補助露光をする場合には、このプロファイルと逆の露光プロファイルを実現させることが必要であるために、同様に空間分解能が必要である。
【００１０】
図６（ｂ）は、基板がＳｉや重金属等からなる場合に相当し、後方散乱電子のぼけは数μｍから５μｍ程度になりえる。この場合には、パターン両端における露光強度プロファイルの勾配は急峻になり、寸法変動も大きくなる。この影響を補正するには、さらに十分に高い空間分解能で、例えば０．５μｍや１μｍ程度の分解能で露光量を補正する必要がある。
【００１１】
図６（ｃ）は、ＥＢマスクのＳｉ梁からの散乱や反射電子、迷光やフォギング効果により、基板上方から電子が降り注ぐことにより発生し得る露光強度プロファイルである。この場合には、電子ビームの照射密度（或いは描画すべきパターンの面積密度）に依存する近接効果に比べて、ＥＢマスクの梁から発生する散乱電子や反射電子が、パターンの方向性（パターンエッジの線密度の方向による違い）に依存している。このため、より露光強度プロファイルに非等方的な分布を与えやすく、更に急峻な勾配のプロファイルになる場合が想定される。従って、十分に高い空間分解能で、露光強度プロファイルの分布に即して露光量を補正する必要がある。
【００１２】
一方、キャラクタパターン自身の近接効果による寸法変化を予測し、予めこの寸法変化分を見込んでリサイズして形成したキャラクタマスクを使用する方法が提案されている。しかし、リサイズしたキャラクタパターンを使用した場合には、キャラクタパターンではない周辺部のパターンとキャラクタパターンとの接続部分の近傍における寸法変動や、同じキャラクタパターン同士を接続してより大きな領域を転写する際の接続近傍における寸法変化などの問題は解決が困難であった。
【００１３】
【特許文献１】
特許第３０３４２８５号
【００１４】
【特許文献２】
特開２００１−２１７１７３号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来、キャラクタマスクを用いたマスクスキャン方式の電子ビーム描画においては、キャラクタパターンの種類やキャラクタパターンの周辺に位置する他のパターンによって寸法変化が生じる問題があった。特に、キャラクタパターンではない周辺部のパターンとキャラクタパターンとの接続部分の近傍における寸法変化が問題となっていた。さらに、フォギング効果によるかぶりの影響によりパターンが所望の寸法に形成されない問題があった。そして、これらの要因により、高精度な寸法のパターンを形成することが困難であった。
【００１６】
本発明は、上記事情を考慮して成されたもので、その目的とするところは、キャラクタパターンの種類やキャラクタパターンの周辺に位置する他のパターンに依存することなく、高精度な寸法のパターンを形成することができるマスクスキャン描画方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
（構成）
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。
【００１８】
即ち本発明は、キャラクタパターンを有したキャラクタマスク上に荷電粒子或いは電磁波の成形ビームを照射すると共に該成形ビームを順次スキャンし、キャラクタパターンの照射投影ビームを試料表面上に結像させてパターンを描画するマスクスキャン描画方法であって、前記キャラクタパターンの少なくとも周辺部と内部に対して、前記成形ビームのサイズ或いは形状を変更し、且つ該成形ビームの照射量（単位面積当たりの照射量）を変更することを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、キャラクタパターンを有したキャラクタマスク上に荷電粒子或いは電磁波の成形ビームを照射すると共に該成形ビームを順次スキャンし、キャラクタパターンの照射投影ビームを試料表面上に結像させてパターンを描画するマスクスキャン描画方法であって、前記キャラクタパターン及び該パターンの周辺部のパターンの描画により生じる露光強度の面内分布と強度勾配に応じて、前記成形ビームのサイズ或いは形状と照射量（単位面積当たりの照射量）とを、前記キャラクタパターン上で部分的に変更することを特徴とする。
【００２０】
ここで、本発明の望ましい実施態様としては次のものがあげられる。
【００２１】
（１）  キャラクタパターンはキャラクタマスク上に複数種設けられており、試料上に描画すべきパターンに応じて何れかのキャラクタパターンを選択すること。
【００２２】
（２）  キャラクタパターンの内部に対し周辺部の方で、成形ビームのサイズを小さくし、且つ照射量を大きくすること。
【００２３】
（３）  成形ビームの一方向スキャン時に、スキャン方向と平行方向のビームサイズを変更すること。
【００２４】
（４）  キャラクタパターンの開口図形を構成する各方向の辺の長さについて、スキャン方向に対して平行と垂直方向の成分の長さに基づき、その長い方の辺の方向に対して垂直方向のビームサイズを変更して照射量補正を行うこと。
【００２５】
（５）  キャラクタパターンに対して、スキャン領域毎に成形ビームのサイズ或いは形状を変更したスキャン用描画データを生成する手段とデータを格納するメモリ手段とを有し、該メモリに格納された描画データの中から選択されたキャラクタパターンに特有なスキャン描画データを読み出してスキャン描画すること。
【００２６】
（６）  キャラクタパターンの開口図形を構成する各方向の辺の長さについて、スキャン方向に対して平行と垂直方向の成分の長さに基づき、その長い方の辺の方向性に応じて、該キャラクタパターンの開口図形パターンの外周方向に向けて成形ビームのサイズ或いは形状が異なるように、スキャン用描画データを生成すること。
【００２７】
（７）  キャラクタパターンの開口図形を構成する各方向の辺の長さについて、スキャン方向に対して平行と垂直方向の成分の長さに基づき、その長い方の辺の方向性に応じて、該キャラクタパターン面内で成形ビームのサイズ或いは形状が局所的に変更されるように、スキャン用描画データを生成すること。
【００２８】
（８）  試料面上で結像されたキャラクタパターンのサイズ（面積）が、概略２０μｍ□以上であること。
【００２９】
（９）  キャラクタマスク上のキャラクタパターンに成形ビームを順次スキャンする際に、キャラクタパターンの領域内で所定の位置から次の位置にビームが移動する間はビームをブランキングしていること。
【００３０】
（１０）キャラクタマスク上のキャラクタパターンに対して、成形ビームを重ねて照射することにより、部分的に或いは全面に多重描画を行うこと。
【００３１】
（１１）キャラクタマスク上のキャラクタパターンに対して、成形ビームを複数回のスキャンを行うことにより、部分的に或いは全面に多重描画を行うこと。
【００３２】
また本発明は、荷電ビーム又は電磁波ビームを発生する手段と、ビームをブランキングする手段と、試料上へ描画すべき回路パターンの一部分を構成する複数個のキャラクタパターンを有したキャラクタマスクと、このキャラクタマスクを投影するためのビームを形成するための複数個の成形アパーチャを搭載した成形アパーチャマスクと、この成形アパーチャを選択するためのアパーチャ選択用偏向手段と、前記成形アパーチャを介して成形された成形ビームを前記キャラクタマスク上の所定のキャラクタパターンに投影しスキャンするためのスキャン用偏向手段とを有し、前記成形ビームを所定のキャラクタパターンに順次スキャンして照射し、キャラクタパターンの照射投影ビームを結像させてパターンを描画するマスクスキャン方式の描画装置において、前記各キャラクタパターンに対して、成形ビームのサイズ或いは形状と照射量を変更したスキャン用描画データを格納するメモリ手段と、このメモリ手段に格納された描画データの中から選択されたキャラクタパターンに応じて特有なスキャン描画データを読み出す手段とを有し、読み出したデータに基づきスキャン時の各々の成形ビームの照射量を前記ブランキング手段により制御し、さらに前記成形ビームのサイズ或いは形状を成形アパーチャ選択用偏向手段により順次選択してスキャン描画を行うことを特徴とする。
【００３３】
（作用）
本発明によれば、マスクスキャン方式の描画方法において、キャラクタパターン上に成形ビームを順次スキャンして描画する際に、少なくともキャラクタパターンの周辺部と内部に対して、サイズ或いは形状の異なる成形ビームを用い、且つ各成形ビームの照射量を変更することによって、十分な空間分解能で照射量補正を実行することができる。また、キャラクタパターン及び該パターンの周辺部のパターンの描画により生じる露光強度の面内分布と強度勾配に応じて、成形ビームのサイズ或いは形状と照射量とをキャラクタパターン上で部分的に変更することによって、十分な空間分解能で照射量補正を実行することができる。
【００３４】
これにより、近接効果による寸法変化やフォギング効果によるかぶりの影響を効果的に抑制することができる。従って、キャラクタパターンの種類やキャラクタパターンの周辺に位置する他のパターンに依存することなく、高精度な寸法のパターンを形成することが可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。
【００３６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係わる電子ビーム描画装置を示す概略構成図である。
【００３７】
図中の１０は光学系（電子光学鏡筒）、３０は試料室、４０は制御回路系、５０は制御計算機系、６０は計測系、７０はデータ処理系である。まず、光学系１０及び試料室３０の構成について説明する。
【００３８】
図中の１１は電子銃、１２はビーム制限用アパーチャ、１３はコンデンサレンズ、１４はブランキング電極、１５はブランキング用スリット、１６は成形アパーチャ選択用偏向器、１７は成形アパーチャマスク、１８は投影レンズ、１９はスキャン偏向器、２０はキャラクタマスク、２１は移動ステージ、２２は縮小レンズ、２３は対物偏向器、２４は対物レンズ、３１は試料（被描画基板）、３２はステージを示している。
【００３９】
電子銃１１から放出された電子ビームは、ビーム制限用アパーチャ１２により一部がカットされ、コンデンサレンズ１３により集光され所定の電流密度に調整される。試料３１の表面上での電流密度は、最大２０Ａ／ｃｍ２  である。また、電子ビームは、ブランキング電極１４の電圧によってブランキング用スリット１５を通過若しくは遮断されるように、後述する高速ブランキン制御回路部４１によって制御される。本例では４０Ｖ印加時にビームが遮断され、０Ｖ時に通過するようにしてある。電子ビームは、このブランキング電極１４によりＯＮ／ＯＦＦ制御され、このＯＮ／ＯＦＦ時間の調整により描画時の照射量が設定される。
【００４０】
成形アパーチャ選択用偏向器１６は、複数のサイズ、形状の開口部を搭載した成形アパーチャマスク１７に対して、所定のアパーチャを選択するための偏向器である。ブランキング用スリット１５を通過した電子ビームは、この成形アパーチャ選択用偏向器１６によって所定のサイズで形状を有したビームに成形される。本実施形態では、成形アパーチャマスク１７に掲載された複数の開口部は、成形アパーチャ選択用偏向器１６の偏向領域に比べて十分狭い領域に配置されている。
【００４１】
また、投影レンズ１８（１８ａ，１８ｂ）は、成形アパーチャ選択用偏向器１６で選択された成形アパーチャの像を、スキャン偏向器１９を介してキャラクタマスク２０に投影する。スキャン偏向器１９は、選択されたアパーチャ像をキャラクタマスク２０上でスキャンするための偏向器と、キャラクタマスク２０上でのアパーチャ像の投影位置を変更するための偏向器（キャラクタパターン選択用偏向器）から構成されている。本実施形態では、スキャン偏向器１９によるキャラクタマスク２０上でのスキャン範囲は約３００μｍ、偏向領域は約１ｍｍ□である。
【００４２】
キャラクタマスク２０は、移動ステージ２１上に搭載されており、先の偏向領域１ｍｍよりも外側に位置するキャラクタパターンを選択する場合には、移動ステージ２１によって、該当するキャラクタパターンが概略ビーム軸中心に位置するように移動ステージ駆動機構（図示せず）によって位置決めされる。
【００４３】
キャラクタマスク２０の像は、縮小レンズ２２及び対物レンズ２４により試料３１上に投影結像されると共に、対物偏向器２３により試料３１上で走査される。ここで、縮小レンズ２２及び対物レンズ２４は、縮小率１／１５、主偏向領域における収差３０ｎｍの低収差光学系を実現している。試料室３０には、試料３１を搭載するステージ３２が含まれ、ステージ３２は後述するステージ駆動回路部４５により駆動される。
【００４４】
図２は、本実施形態における成形アパーチャマスク１７に使用したアパーチャパターンの構成を示したものであり、標準的に使用するアパーチャ１７５を含め、６種類の開口部を有した成形アパーチャマスクとしている。装置特性、特に電流密度、低収差光学系の設計上の制約から、最大のビームサイズは試料面上で約２μｍであり、縮小率を１／１５としているので、成形アパーチャマスク１７上での最大のアパーチャサイズＬは３０μｍ程度である。１７１のアパーチャのサイズは図中の縦×横で７．５μｍ×１５μｍ、１７２は１５μｍ×１５μｍ、１７３は１５μｍ×７．５μｍとしてある。また、１７４は１５μｍ×３０μｍ、１７５は３０μｍ×３０μｍ、１７６は３０μｍ×１５μｍである。
【００４５】
図３は、本実施形態におけるキャラクタマスク２０の一部として、マスクの中央に位置する９種類のキャラクタパターンの内、３種類を示したものである。中央のパターン２００には、可変成形用のアパーチャが配置されており、成形アパーチャマスク１７の標準のアパーチャ１７５の像との重なり具合によって、四角や三角ビームが形成される。種々のキャラクタパターンを使用できないパターンを描画する場合などに、この可変成形描画用のアパーチャを使用することにより、可変成形方式の描画が実行される。
【００４６】
紙面の左右方向をｘ方向、上下方向をｙ方向として、キャラクタパターン２０１はｙ方向のライン＆スペース、２０２はｘ方向のライン＆スペースである。これらの他にも、セリフ付きのコンタクトホールパターンなど、各種のパターンを用意することができる。描画においては、キャラクタマスク２０に搭載された種々のキャラクタパターンの中から、試料３１に描画すべき回路パターンに適切なキャラクタパターンが選択される。キャラクタパターンの選択については、上述の通りスキャン偏向器１９（キャラクタパターン選択用偏向器）、若しくは移動ステージ２１によって行われる。
【００４７】
次に、制御回路系４０，制御計算機系５０，計測系６０，データ処理系７０について説明する。設計パターンデータ（ＣＡＤデータ）は、ＣＡＤシステム７１に入力された後、演算処理器７２において近接効果補正の演算、図形分割などの所定の処理が施される。そして、データ変換器７３で特殊なマシンデータに変換される。先の図形分割処理は、演算処理器７２の中の図形分割回路にて行われる。即ち、設計パターンデータを順次展開して読み込み、可変成形描画を行うパターン部分とキャラクタパターンを用いてマスクスキャン描画を行う部分とに設計パターンデータが図形分割される。可変成形描画用の図形分割データは、更に所定のビームサイズ単位で分割され、その際に、分割された各ショットの座標位置，サイズ，照射時間が設定される。
【００４８】
次に、マスクスキャン描画部分の回路パターンについては、キャラクタパターンの選択を行うために割り付けたキャラクタパターン毎のコードと、各キャラクタパターンの座標位置、キャラクタパターン内のスキャン時のビームサイズ、形状、照射時間を規定したスキャン描画用データが設定される。このスキャン描画用データは、各キャラクタパターンに対してそれぞれ異なるために、予めメモリ手段に格納された個別のスキャン用描画データの中から選択されたキャラクタパターンに対応するスキャン描画用データを読み出すことにより設定される。
【００４９】
これらの描画条件がデータとして準備され、データ変換器７３に内蔵されるバッファメモリに一時保存される。更に、可変成形描画部分、マスクスキャン描画部分の図形パターンの形状や大きさに応じてビームショットが成形されるように成形偏向データも準備される。マシンデータに変換された描画データは、従来通り、短冊状のフレーム毎に区切られ、更にその中で副偏向領域単位に分割されている。
【００５０】
次に、マシンデータは制御計算機系５０へ伝送され、マシンデータに基づいて制御計算機５１，バッファメモリ５２，及び制御回路５３により制御回路系４０の各部が制御される。制御回路系４０は、ブランキング電極１４を駆動するブランキング制御回路部４１、成形アパーチャ選択用偏向器１６を駆動する成形アパーチャ選択用偏向制御回路部４２、スキャン偏向器１９を駆動するスキャン偏向制御回路部４３，対物偏向器２４を駆動するキャラクタビーム偏向制御回路部４４、ステージ３２を駆動するステージ駆動回路部４５から構成されている。なお、スキャン偏向制御回路部４３は、可変成形描画における可変成形ビーム寸法制御回路部としての機能も有す。
【００５１】
また、計測系６０は、ステージ３２の移動位置を計測するレーザ干渉計６１と、試料３１上のビーム電流を計測するビーム電流計測器６２からなり、これらの測定情報は計算機５１に供給されるようになっている。
【００５２】
上述のように、本装置構成においては、設計パターンデータから生成された可変成形描画用データとスキャン描画用データとに基づき、スキャン描画においては、成形アパーチャマスク１７に搭載された所定のサイズ，形状のアパーチャを選択する。そして、このアパーチャ像を、キャラクタマスクの中で選択された所定のキャラクタパターンに投影し、順次スキャンして、その投影像を縮小転写して試料面上に結像させてパターン描画することになる。特に、所定のキャラクタパターン内を順次スキャンする際には、キャラクタパターン領域内の所定の位置から次の位置にアパーチャ像であるビームを移動する間にビームをブランキングしている。
【００５３】
このように、ビームをブランキングしながら順次ショットをスキャンすることにより、ビームを出したままの状態で連続的にスキャンする方法に比べて、スキャン速度の変動や照射量の変動に対してロバスト性が向上できる。キャラクタパターン以外のパターンについては、可変成形描画を行う。
【００５４】
次に、図４及び図５を用いて、ｙ方向のライン＆スペースパターンを例に、キャラクタパターンの少なくとも周辺部と内部に対して成形電子ビームの照射量を変更し、且つサイズ或いは（並びに）形状の異なる前記成形電子ビームを用いてスキャン描画を行うことについての説明を行う。両図ともに、スキャンの様相を示した模式図（ａ）と、それにより得られるスペース部分の露光強度とパターンの左端からの距離の関係として表した概念図（ｂ）である。
【００５５】
図４は、スキャン型の描画方式においてビームを移動する間にビームをブランキングしてスキャンを行う様相を示したものである。図５は、本実施形態によるスキャンの様相を示したものである。なお、スキャンは、キャラクタパターンの左下から開始し、スキャン方向は左から右であり、折り返しはされないモードとしている。また、キャラクタパターンの大きさは３００μｍ□であり、この領域内に線幅０．６μｍのライン＆スペースパターンが繰り返し配置されている。
【００５６】
図４（ａ）のスキャンでは、ビームＡなる一定サイズで同一形状の成形ビームが使用される。そして、Ａ１１，Ａ１２，…，Ａ１ｎなる各成形ビームは、順次ブランク・アンブランクの制御を受けながらビームのＯＮ／ＯＦＦを繰り返してスキャンされる。ここで、ビームＡは、図２におけるアパーチャ１７５を用いて成形したビームであり、設計上のサイズは２μｍ□である。各ビームには、それぞれ、キャラクタパターン内の座標位置とその座標位置での照射量（アンブランキング時間）が設定され、各ビームが次の位置に移動する間はビームを所定時間ブランキングしている。但し、この図では、説明上各ビームの照射量は同一にしている。
【００５７】
同一照射量でビームをスキャンした場合には、近接効果を主な原因としてキャラクタパターンの四隅の露光量がアンダーになる傾向にある。図４（ｂ）に示すように、露光強度はパターンの左端に向けて低下し、パターンの上下方向においては下端（或いは上端）付近の露光強度が低くなり、キャラクタパターン内のライン＆スペースの寸法に分布が生じることになる。
【００５８】
そこで、少なくともキャラクタパターン内のライン＆スペースの寸法の不均一性を改善するためには、近接効果の影響するぼけ半径程度の範囲においてキャラクタパターン領域の外周部に相当する部分を十分な空間分解能のビームサイズでスキャンし、照射量を補正して描画する必要がある。例えば、ガラスマスクの描画を想定した場合には、１μｍ程度のビームサイズで補正するのが適している。本図のように２μｍサイズのビームで補正した場合には、十分な精度が得られないことになる。
【００５９】
そこで本実施形態では、図５（ａ）に示すように、露光強度の不均一性を改善するために、キャラクタパターンの周辺部については、サイズの小さいビームＢ或いはビームＣを使用し、内部についてはサイズの大きいビームＡを使用してスキャン描画を行っている。即ち、下辺の外周部については、１μｍ×１μｍのビームＣでＣ１１，Ｃ１２，…，Ｃ２ｎまでをスキャンした後、１μｍ×２μｍのビームＢでＢ１１，Ｂ１２を、引き続き２μｍ×２μｍのビームＡでＡ１１，…，Ａ１ｍをスキャンし、次にＢ１３，Ｂ１４を１μｍ×２μｍのビームでスキャンしている。これを繰り返し、上辺の周辺部はビームＣでスキャンすることにより、キャラクタパターン全面を描画している。
【００６０】
このようなビームサイズの配列とスキャンの仕方は、キャラクタパターンの開口図形であるｙ方向のスペースパターンを構成するｘ方向の辺の長さの総延長に比べてｙ方向の辺の長さの総延長は圧倒的に大きく、線密度はｙ方向が大きいことに起因する。スキャン方向（ｘ方向）に対して垂直のｙ方向の辺（エッジ成分）の長さがｘ方向に比べて長く、スキャン方向に平行な方向へエッジからの反射電子が生成して露光強度分布を非等方的に形成しているために、ｘ方向のビームサイズを変更し、各ビームの照射量を変化させることで補正描画が行われる。
【００６１】
図４の場合と同様に、用意された描画データから、各成形ビームは、順次ブランク・アンブランクの制御を受けながらビームのＯＮ／ＯＦＦを繰り返してスキャンされ、各ビームの照射時間が適正に設定される。具体的には、キャラクタパターンの中央部に比して左端及び上下端でビームＯＮ時間が長くなるように設定される。
【００６２】
このようにして描画を行った際の露光強度分布は、図５（ｂ）に示すように分布が改善されることが予測される。キャラクタパターンの少なくとも周辺部と内部に対して成形電子ビームの照射量を変更し、且つサイズ若しくは形状の異なる成形電子ビームを用いてスキャン描画を行うことにより、空間的な分布と強度勾配を有した露光強度を改善できることになる。
【００６３】
また、同一のキャラクタパターンを連結して、より大面積の描画領域にパターンを形成する場合には、キャラクタパターン同士の接続近傍のビームサイズを小さくして、より高い空間分解能で照射量を設定できることが望ましい。具体的には、図５（ａ）のように周辺部のビームサイズを変更したスキャンデータを用いて、接続近傍の微小領域において照射量を調整することにより、断線などの接続不良を改善することが可能になる。
【００６４】
上記の説明では、ライン＆スペースパターンを例にしたが、各種キャラクタパターンに対して、特有のスキャンデータを設定するには、通常の面積密度計算により近接効果やフォギング効果を考慮して、キャラクタパターン自身や周辺パターンの影響を基に露光強度プロファイルを計算し、この結果に応じて、その露光強度プロファイルの面内分布と強度勾配に応じて設定することが可能である。前記図６で説明したように、キャラクタパターンの外周部において露光強度が急峻な場合や、キャラクタパターンに局所的な分布がある場合についても、この強度分布を強度と分布プロファイルを補償するに十分小さいビームサイズを用いて照射量補正を行うことにより、高精度なパターンを形成できる。
【００６５】
このように本実施形態によれば、キャラクタパターン上に成形ビームを順次スキャンして描画する際に、キャラクタパターンの周辺部と内部に対して、成形ビームのサイズと照射量を変更することによって、十分な空間分解能で照射量補正を実行することができる。また、キャラクタパターン及びその周辺部のパターンの描画により生じる露光強度の面内分布と強度勾配に応じて、成形ビームのサイズと照射量を部分的に変更することによって、十分な空間分解能で照射量補正を実行することができる。このため、キャラクタパターンの種類やキャラクタパターンの周辺に位置する他のパターンに依存することなく、高精度な寸法のパターンを形成することが可能となる。
【００６６】
（変形例）
なお、本発明は上述した実施形態で示した内容に限定されるものではない。実施形態では、マスクスキャン方式と可変成形方式を併用した電子ビーム描画装置を例に用いたが、これに限らずマスクスキャン型の各種の装置に対して適用できることは言うまでもない。ＰＲＥＶＡＩＬ（Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｗｉｔｈ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ａｘｉｓ  Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  Ｌｅｎｓｅｓ）やＳＣＡＬＰＥＬ（Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｗｉｔｈ  Ａｎｇｕｌａｒ  Ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−Ｂｅａｍ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）など、一括でＥＢマスクパターンを転写する方式においても、近接効果補正などの照射量補正を行う場合には、本発明を適用可能である。
【００６７】
また実施形態では、キャラクタパターン上に照射する成形ビームのサイズを変更するために複数の矩形アパーチャを有するアパーチャマスクを用いたが、この代わりに、矩形アパーチャを有する２枚のアパーチャマスクを用い、２つのアパーチャの光学的重なりにより各種寸法のビームを成形するようにしても良い。この場合、光学系の構成は複雑になるが、ビームサイズや形状をより細かく変更することが可能となる。
【００６８】
また、電子ビームに限らずイオンビーム等の荷電ビーム描画装置に適用することもでき、更には紫外光，レーザービーム，Ｘ線ビーム等の電磁波ビーム用いた描画装置に適用することもできる。また、半導体や液晶パネルなどへの露光装置、更にはイオン注入装置等のプロセス製造装置においても、必要に応じて適宜変更を加えることにより本発明を実施することが可能である。
【００６９】
また、実施形態では、一連のデータ処理を描画装置上の構成要素で実行させ描画装置本体を占有する構成としたが、必ずしもその必要はない。例えば、設計データを装置のＣＡＤシステムへ入力せずに、描画装置とは別の外部データ処理系を準備して描画用マシンデータを作成することが有効である。外部に保存された描画用マシンデータを描画装置本体の制御計算機系へ入力することにより、描画装置本体を占有せずに必要なマシンデータを準備できるメリットがある。
【００７０】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、マスクスキャン方式の描画方法において、キャラクタパターンに成形ビームを順次スキャンして描画する際に、キャラクタパターン上でのビーム位置や露光強度の面内分布及び強度勾配等に応じて、成形ビームのサイズ或いは形状と照射量とを変更することによって、キャラクタパターンの種類やキャラクタパターンの周辺に位置する他のパターンに依存することなく、高精度な寸法のパターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係わる電子ビーム描画装置を示す概略構成図。
【図２】同実施形態に用いた成形アパーチャマスクの構成を示す平面図。
【図３】同実施形態に用いたキャラクタマスクの構成を示す平面図。
【図４】従来方法におけるスキャンの様子と露光強度分布を示す図。
【図５】同実施形態におけるスキャンの様子と露光強度分布を示す図。
【図６】従来方法による露光強度プロファイルの例を示す図。
【符号の説明】
１０…電子光学鏡筒                １１…電子銃
１２…ビーム制限用アパーチャ      １３…コンデンサレンズ
１４…ブランキング電極            １５…ブランキング用スリット
１６…アパーチャ選択用偏向器      １７…成形アパーチャマスク
１８…投影レンズ                  １９…スキャン偏向器
２０…キャラクタマスク            ２１…移動ステージ
２２…縮小レンズ                  ２３…対物偏向器
２４…対物レンズ                  ３０…試料室
３１…試料（被描画基板）          ３２…ステージ
４０…制御回路系                  ４１…ブランキング制御回路部
４２…成形アパーチャ選択用偏向制御回路部
４３…スキャン偏向制御回路部
４４…キャラクタビーム偏向制御回路部
４５…ステージ駆動制御回路部      ５０…制御計算機系
５１…計算機                      ５２…バッファメモリ
５３…制御回路                    ６０…計測系
６１…レーザ干渉計                ６２…ビーム電流計測器
７０…データ処理系                ７１…ＣＡＤシステム
７２…演算処理機                  ７３…データ変換器
【図１】
2004304031.tif 000003
【図２】
2004304031.tif 000004
【図３】
2004304031.tif 000005
【図４】
2004304031.tif 000006
【図５】
2004304031.tif 000007
【図６】
2004304031.tif 000008