(57)【要約】  【課題】  原版上のパターン配列と被転写基板上のパターン配列が異なる場合にも、被転写基板上小領域内のドーズ量を一様にして近接効果を補正し、パターン線幅制御を行うことのできる露光方法等を提供する。  【解決手段】  被転写基板上でサブフィールドＳＦの周囲に大面積パターンがない場合には一様の照明強度で露光を行う（図１（Ｂ））。サブフィールドＳＦの周囲に大面積パターンが配置されている場合には、光学系のレンズの倍率を変えて、照明ビームの幅を狭くすることにより、サブフィールドＳＦの外周部ＳＦ２のドーズレベルを中央部ＳＦ１より低くする（図１（Ｃ））。また、サブフィールドＳＦの右側のサブフィールドに大面積パターンが配置されている場合には、外周部ＳＦ２の右側の部分だけドーズレベルを低くする（図１（Ｄ））。この場合、光学系の偏向器を用いて照明ビームの照射位置を調整する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被転写基板上に転写すべきパターンを原版上に複数の小領域に分割して形成し、
該原版を荷電粒子線（照明ビーム）で照明し、
該原版を通過した荷電粒子線（パターンビーム）を前記被転写基板上に投影し、
該被転写基板上では、各小領域のパターンの像をつなぎ合わせることにより前記転写すべきパターンを形成する露光方法であって、
前記原版上の小領域に当てる照明ビームの強度分布を変えて、前記被転写基板上の小領域内のドーズレベルを調整することにより、該被転写基板上に形成されるパターンの近接効果を補正することを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記被転写基板上の小領域の周縁から前記荷電粒子線の後方散乱径に対応する分の寸法の帯状域については、前記ドーズレベルを調整することにより近接効果を補正し、
前記小領域の中央部は、前記原版上のパターンの寸法及び／又は形状を補正することにより近接効果を補正することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
【請求項３】
前記原版上に前記複数の小領域をある形態で配列し、
この原版上の小領域の配列の形態とは１対１に対応しない形態で前記被転写基板上で前記原版上の小領域の像（被転写基板上小領域）を配列するように露光し、
ここで、被転写基板上で隣にくる小領域のパターンに対応して前記ドーズレベルを調整することを特徴とする請求項１又は２記載の露光方法。
【請求項４】
前記小領域の周縁においてドーズレベルを変化させる量を、被転写基板上のパターン配列情報に基づいてあらかじめ計算しておき、
その計算による前記ドーズレベルの変化量を前記照明ビームを与えながら露光することを特徴とする請求項１〜３記載の露光方法。
【請求項５】
照明ビームの形状を決定する開口の原版上への結像状態を変化させるか、又は、照明ビームの前記原版上への照明位置を変化させることにより前記小領域の周縁においてドーズレベルを変化させることを特徴とする請求項１〜４記載の露光方法。
【請求項６】
被転写基板上に転写すべきパターンが原版上に複数の小領域に分割して形成されており、
該原版を荷電粒子線（照明ビーム）で照明して、該原版を通過した荷電粒子線（パターンビーム）を前記被転写基板上に投影し、該被転写基板上で、各小領域のパターンの像をつなぎ合わせることにより前記転写すべきパターンを形成する露光装置であって、
前記原版上の小領域に当てる照明ビームの強度分布を変えて、前記被転写基板上の小領域内のドーズレベルを調整する手段を具備することを特徴とする露光装置。
【請求項７】
前記被転写基板上の小領域内のドーズレベルを調整する手段が、照明ビームの形状を決定する開口の原版上への結像状態を変化させる手段、又は、照明ビームの前記原版上への照明位置を変化させる手段であることを特徴とする請求項６記載の露光装置。
【請求項８】
被転写基板上に転写すべきパターンを原版上に複数の小領域に分割して形成し、
ここで、前記原版上の小領域の周辺にはパターンのないマージン領域（スカート）を設けておき、
該原版を前記小領域ごとに荷電粒子線（照明ビーム）で、該照明ビームの周辺部が前記スカートにかかるように照明し、
該原版を通過した荷電粒子線（パターンビーム）を前記被転写基板上に投影結像させ、
該被転写基板上では、各小領域のパターンの像をつなぎ合わせることにより前記転写すべきパターンを形成する露光方法であって、
前記スカートに、解像限界以下の寸法の小孔群、又は、メンブレン膜（散乱膜）を設けておいて、被転写基板上で前記原版上の小領域の像（被転写基板上小領域）の周囲にドーズ（補正ドーズ）を与えることにより、前記被転写基板上小領域に隣接する小領域の辺の付近のドーズレベルを調整し、これによって該被転写基板上に形成されるパターンの近接効果を補正することを特徴とする露光方法。
【請求項９】
前記被転写基板上において、前記原版上の小領域のパターン密度に応じて、前記スカートに設ける小孔群の径や数、又は、散乱膜の大きさを調整して、前記補正ドーズの量を調整し、該被転写基板上に形成されるパターンの近接効果を補正する条件を略均一にすることを特徴とする請求項８記載の露光方法。
【請求項１０】
被転写基板上に転写すべきパターンが複数に分割して形成された小領域と、
前記小領域の周辺のパターンのないマージン領域（スカート）と、
を具備し、
前記スカートに、解像限界以下の寸法の小孔群、又は、メンブレン膜（散乱膜）が設けられていることを特徴とするマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原版上のパターンを被転写基板上に露光する露光方法、露光装置及びマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる分割転写方式の露光においては、原版（マスク）上に原パターンを多数の小領域に分割して形成し、荷電粒子線の偏向動作やステージの移動を行いながら、この小領域ごとに露光されたパターンを被転写基板（感応基板）上でつなぎ合わせて露光する。このマスクとしては、電子線露光の場合、シリコン基板を加工したもの等が使用される。
【０００３】
ところで、同じパターンが繰り返されるようなパターンを作製する場合等には、繰り返しパターン（原版上小領域）を繰り返し露光するために、原版上小領域と被転写基板上のパターン小領域の像（被転写基板上小領域）の配列が異なるような方法で露光を行うことが提案されている。このような方法の例は、光リソグラフィ用のマスクの露光方法としては非特許文献１に開示されている。
【０００４】
図８は、原版上のパターン小領域の配列と、被転写基板上のパターン小領域の像の配列の例を模式的に示す平面図である。図中の正方形は原版上小領域及び被転写基板上小領域である。各原版上小領域とその像である被転写基板上小領域には同じ符号を付してある。
図８（Ａ）の例では、原版上のパターン小領域の配列通りに、被転写基板上にパターンが露光転写されている。これに対して、図８（Ｂ）の例では、原版上右上の小領域Ｔが２回露光されているなど、原版上のパターン小領域の配列と被転写基板上のパターン小領域の配列とは対応していない。また、図８（Ｃ）の例では、原版上の６つの小領域Ｒ〜Ｗがそれぞれ２回ずつ露光されている。この場合、転写すべきデバイスパターンを単純に小領域に分割する場合に比べて原版の面積が半分で済んでいる。
【０００５】
【非特許文献１】ヨシオカ・ノブユキ、外３名、「ＥＰＬ技術を採用したマスクパターン生成器（Mask pattern generator employing EPL technology）」、「国際光工学会会報（Proceedings of SPIE）」、（米国）、国際光工学会（SPIE, The International Society for Optical Engineering）、２００３年８月、第５１３０巻、ｐ．３３〜３８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、電子線露光において、被転写基板（感応基板）に照射された電子は、基板（ウェハ）表面に塗布されたレジスト中を散乱しながら基板表面に到達する。これらの電子のほとんどは、そのまま基板中に入り込み、そのエネルギーがほとんどゼロになるまで散乱を繰り返す。その散乱半径は電子線が高加速化するほど大きくなり、１００ｋＶの電圧では、約５０μｍにまで達すると考えられる。基板に入り込んだ電子の一部は、散乱を繰り返しながら再び基板表面まで戻ってきて、レジスト中に堆積し、レジスト感光反応に寄与することになる。この基板表面に戻ってきた電子がいわゆる後方散乱電子であり、レジスト感光反応への寄与によるドーズ量変動を引き起こす。このドーズ量変動を近接効果という。
【０００７】
一般に、電子線露光においては、上述のような近接効果を補正するため、原版（マスク又はマザーマスク）製作時にマスク上のパターンの寸法をあらかじめ補正していた。例えば、パターン密度が高い部分では、近接効果の影響が大きくなり、パターン線幅が太くなる。このため、線幅が近接効果で太る分だけ、マスク作成時に原版上のパターン線幅を細くしておく。
【０００８】
ところで、上述のような後方散乱電子は、電子線の入射した被転写基板上小領域内だけでなく、隣接する小領域周縁部にまでしみ出すため、隣接小領域のドーズ量変動にも寄与する。したがって、上述の方法で近接効果を補正するためには、原版上のパターン配列（パターン小領域の配列）と、被転写基板上小領域のパターン配列が対応している場合（図８（Ａ）参照）のように、被転写基板上で隣接する小領域のパターン密度があらかじめ判っていなければならない。しかしながら、図８（Ｂ）や図８（Ｃ）の例のように、原版上のパターン配列と被転写基板上のパターン配列が異なる場合には、被転写基板上で隣同士になる小領域がマスク作成時には特定できないので、被転写基板上小領域の境界部分での近接効果補正を行うことができず、同境界部分における線幅制御が困難になるという問題がある。
【０００９】
上記の点に鑑み、本発明は、原版上のパターン配列と被転写基板上のパターン配列が異なる場合にも、被転写基板上小領域内のドーズ量を一様にして近接効果を補正し、パターン線幅制御を行うことのできる露光方法等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の露光方法は、被転写基板上に転写すべきパターンを原版上に複数の小領域に分割して形成し、該原版を荷電粒子線（照明ビーム）で照明し、該原版を通過した荷電粒子線（パターンビーム）を前記被転写基板上に投影し、該被転写基板上では、各小領域のパターンの像をつなぎ合わせることにより前記転写すべきパターンを形成する露光方法であって、前記原版上の小領域に当てる照明ビームの強度分布を変えて、前記被転写基板上の小領域内のドーズレベルを調整することにより、該被転写基板上に形成されるパターンの近接効果を補正することを特徴とする。
【００１１】
上記の露光方法においては、前記被転写基板上の小領域の周縁から前記荷電粒子線の後方散乱径に対応する分の寸法の帯状域については、前記ドーズレベルを調整することにより近接効果を補正し、前記小領域の中央部は、前記原版上のパターンの寸法及び／又は形状を補正することにより近接効果を補正することができる。
【００１２】
上記の露光方法においては、前記原版上に前記複数の小領域をある形態で配列し、この原版上の小領域の配列の形態とは１対１に対応しない形態で前記被転写基板上で前記原版上の小領域の像（被転写基板上小領域）を配列するように露光し、ここで、被転写基板上で隣にくる小領域のパターンに対応して前記ドーズレベルを調整することができる。
【００１３】
本発明によれば、原版（マスク）の作成時に、被転写基板（ウェハ）上における小領域（サブフィールド）の配列があらかじめ判っていない場合でも、隣のサブフィールドからのドーズのしみ出し（近接効果）の補正を行うことができる。これにより、被転写基板全面において高精度な線幅制御を行うことができる。
【００１４】
上記の露光方法においては、前記小領域の周縁においてドーズレベルを変化させる量を、被転写基板上のパターン配列情報に基づいてあらかじめ計算しておき、その計算による前記ドーズレベルの変化量を前記照明ビームを与えながら露光することができる。
【００１５】
上記の露光方法においては、照明ビームの形状を決定する開口の原版上への結像状態を変化させるか、又は、照明ビームの前記原版上への照明位置を変化させることにより前記小領域の周縁においてドーズレベルを変化させるものとしてもよい。
【００１６】
本発明の露光装置は、被転写基板上に転写すべきパターンが原版上に複数の小領域に分割して形成されており、該原版を荷電粒子線（照明ビーム）で照明して、該原版を通過した荷電粒子線（パターンビーム）を前記被転写基板上に投影し、該被転写基板上で、各小領域のパターンの像をつなぎ合わせることにより前記転写すべきパターンを形成する露光装置であって、前記原版上の小領域に当てる照明ビームの強度分布を変えて、前記被転写基板上の小領域内のドーズレベルを調整する手段を具備することを特徴とする。
【００１７】
上記の露光装置においては、前記被転写基板上の小領域内のドーズレベルを調整する手段が、照明ビームの形状を決定する開口の原版上への結像状態を変化させる手段、又は、照明ビームの前記原版上への照明位置を変化させる手段とすることができる。
【００１８】
本発明の露光方法は、被転写基板上に転写すべきパターンを原版上に複数の小領域に分割して形成し、ここで、前記原版上の小領域の周辺にはパターンのないマージン領域（スカート）を設けておき、該原版を前記小領域ごとに荷電粒子線（照明ビーム）で、該照明ビームの周辺部が前記スカートにかかるように照明し、該原版を通過した荷電粒子線（パターンビーム）を前記被転写基板上に投影結像させ、該被転写基板上では、各小領域のパターンの像をつなぎ合わせることにより前記転写すべきパターンを形成する露光方法であって、前記スカートに、解像限界以下の寸法の小孔群、又は、メンブレン膜（散乱膜）を設けておいて、被転写基板上で前記原版上の小領域の像（被転写基板上小領域）の周囲にドーズ（補正ドーズ）を与えることにより、前記被転写基板上小領域に隣接する小領域の辺の付近のドーズレベルを調整し、これによって、該被転写基板上に形成されるパターンの近接効果を補正することを特徴とする。
【００１９】
上記の露光方法においては、前記被転写基板上において、前記原版上の小領域のパターン密度に応じて、前記スカートに設ける小孔群の径や数、又は、散乱膜の大きさを調整して、前記補正ドーズの量を調整し、該被転写基板上に形成されるパターンの近接効果を補正する条件を略均一にすることができる。
【００２０】
本発明のマスクは、被転写基板上に転写すべきパターンが複数に分割して形成された小領域と、前記小領域の周辺のパターンのないマージン領域（スカート）と、を具備し、前記スカートに、解像限界以下の寸法の小孔群、又は、メンブレン膜（散乱膜）が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
なお、本発明は、セルプロジェクションタイプの露光装置及びマスクにも適用可能である。したがって、上述の転写すべきパターンとは、ウェハ等の感応基板上に形成されるチップパターン全体を指す場合もあるが、チップパターンの一部を指す場合もある。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、原版上のパターン配列と被転写基板上のパターン配列が異なる場合であっても、被転写基板上の全面にわたって高精度な線幅制御を行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図６は、分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
光学系の最上流に配置されている電子銃１は、下方に向けて電子線（照明ビームＩＢ）を放射する。電子銃１の下方には２段のコンデンサレンズ２、３が備えられており、照明ビームＩＢは、これらのコンデンサレンズ２、３によって収束されブランキング開口７にクロスオーバーＣ．Ｏ．を結像する。
【００２４】
コンデンサレンズ２の下流には、偏向器６が配置されている。偏向器６は、照明ビーム成形開口４上における照明ビームＩＢの照射位置を調整する。
【００２５】
二段目のコンデンサレンズ３の下には、矩形開口４が備えられている。この矩形開口（照明ビーム成形開口）４は、マスク（レチクルを含む）１０の一つのサブフィールド（露光の１単位となるパターン小領域）を照明する照明ビームのみを通過させる。この開口４の像は、レンズ９によってマスク１０に結像される。
【００２６】
ビーム成形開口４の下方には、ブランキング偏向器５が配置されている。同偏向器５は、必要時に照明ビームＩＢを偏向させてブランキング開口７の非開口部に当て、ビームがマスク１０に当たらないようにする。
ブランキング開口７の下には、照明ビーム偏向器（主偏向器）８が配置されている。この偏向器８は、主に照明ビームＩＢを図６の横方向（Ｘ方向）に順次走査して、照明光学系の視野内にあるマスク１０の各サブフィールドの照明を行う。偏向器８の下方には、照明レンズ９が配置されている。照明レンズ９は、マスク１０上にビーム成形開口４を結像させる。
【００２７】
マスク１０は、実際には（図７を参照しつつ後述）光軸垂直面内（ＸＹ面）に広がっており、多数のサブフィールドを有する。マスク１０上には、全体として一個の半導体デバイスチップをなすパターン（チップパターン）が形成されている。もちろん、複数のマスクに１個の半導体デバイスチップをなすパターンを分割して配置しても良い。
【００２８】
マスク１０は移動可能なマスクステージ１１上に載置されており、マスク１０を光軸垂直方向（ＸＹ方向）に動かすことにより、照明光学系の視野よりも広い範囲に広がるマスク上の各サブフィールドを照明することができる。
マスクステージ１１には、レーザ干渉計を用いた位置検出器１２が付設されており、マスクステージ１１の位置をリアルタイムで正確に把握することができる。
【００２９】
マスク１０の下方には投影レンズ１５及び１９並びに偏向器１６が設けられている。マスク１０の１つのサブフィールドを通過した電子線（パターンビームＰＢ）は、投影レンズ１５、１９、偏向器１６によってウェハ２３上の所定の位置に結像される。ウェハ２３上には、適当なレジストが塗布されており、レジストに電子線のドーズが与えられ、マスク上のパターンが縮小されてウェハ２３上に転写される。
【００３０】
マスク１０とウェハ２３の間を縮小率比で内分する点にクロスオーバーＣ．Ｏ．が形成され、同クロスオーバー位置にはコントラスト開口１８が設けられている。同開口１８は、マスク１０の非パターン部で散乱された電子線がウェハ２３に到達しないよう遮断する。
【００３１】
ウェハ２３の直上には反射電子検出器２２が配置されている。この反射電子検出器２２は、ウェハ２３の被露光面やステージ上のマークで反射される電子の量を検出する。例えばマスク１０上のマークパターンを通過したビームでウェハ２３上のマークを走査し、その際のマークからの反射電子を検出することにより、マスク１０とウェハ２３の相対的位置関係を知ることができる。
【００３２】
ウェハ２３は、静電チャック（図示されず）を介して、ＸＹ方向に移動可能なウェハステージ２４上に載置されている。上記マスクステージ１１とウェハステージ２４とを、互いに逆の方向に同期走査することにより、投影光学系の視野を越えて広がるチップパターン内の各部を順次露光することができる。なお、ウェハステージ２４にも、上述のマスクステージ１１と同様の位置検出器２５が装備されている。
【００３３】
上記各レンズ２、３、９、１５、１９及び各偏向器５、６、８、１６は、各々のコイル電源制御部２ａ、３ａ、９ａ、１５ａ、１９ａ及び５ａ、６ａ、８ａ、１６ａを介してコントローラ３１によりコントロールされる。また、マスクステージ１１及びウェハステージ２４も、ステージ制御部１１ａ、２４ａを介して、コントローラ３１により制御される。ステージ位置検出器１２、２５は、アンプやＡ／Ｄ変換器等を含むインターフェイス１２ａ、２５ａを介してコントローラ３１に信号を送る。また、反射電子検出器２２も同様のインターフェイス２２ａを介してコントローラ３１に信号を送る。
【００３４】
コントローラ３１は、ステージ位置の制御誤差やパターンビームＰＢの位置誤差を把握し、その誤差を像位置調整偏向器１６で補正する。これにより、マスク１０上のサブフィールドの縮小像がウェハ２３上の目標位置に正確に転写される。そして、ウェハ２３上で各サブフィールド像が繋ぎ合わされて、マスク上のチップパターン全体がウェハ上に転写される。
【００３５】
次に、分割転写方式の電子線投影露光に用いられるマスクの詳細例について、図７を参照しつつ説明する。
図７は、電子線投影露光用のマスクの構成例を模式的に示す図である。図７（Ａ）は全体の平面図であり、図７（Ｂ）は一部の斜視図であり、図７（Ｃ）は一つの小メンブレン領域の平面図である。このようなマスクは、例えばシリコンウェハに電子線描画・エッチングを行うことにより製作できる。
【００３６】
図７（Ａ）には、マスク１０における全体のパターン分割配置状態が示されている。同図中に多数の正方形４１で示されている領域が、一つのサブフィールドに対応したパターン領域を含む小メンブレン領域（上述の一括露光領域に相当、厚さ０．１μｍ〜数μｍ）である。図７（Ｃ）に示すように、小メンブレン領域４１は、中央部のパターン領域（サブフィールド）４２と、その周囲の額縁状の非パターン領域（スカート４３）とからなる。サブフィールド４２は転写すべきパターンの形成された部分である。スカート４３はパターンの形成されてない部分であり、照明ビームの縁の部分が当たる。
【００３７】
一つのサブフィールド４２は、現在検討されているところでは、マスク上で１ｍｍ角程度の大きさを有する。投影の縮小率は１／４であり、サブフィールドがウェハ上に縮小投影された投影像の大きさは、０．２５ｍｍ角である。小メンブレン領域４１の周囲の直交する格子状のマイナーストラットと呼ばれる部分４５は、マスクの機械強度を保つための、例えば厚さ０．５〜１ｍｍ程度の梁である。マイナーストラット４５の幅は、例えば０．１ｍｍ程度である。なお、スカート４３の幅は、例えば０．０５ｍｍ程度である。
【００３８】
図７（Ａ）に示すように、図の横方向（Ｘ方向）に多数の小メンブレン領域４１が並んで一つのグループ（エレクトリカルストライプ４４）をなし、そのようなエレクトリカルストライプ４４が図の縦方向（Ｙ方向）に多数並んで１つのメカニカルストライプ４９を形成している。エレクトリカルストライプ４４の長さ（メカニカルストライプ４９の幅）は照明光学系の偏向可能視野の大きさによって制限される。
【００３９】
メカニカルストライプ４９は、Ｘ方向に並列に複数存在する。
隣り合うメカニカルストライプ４９の間にメジャーストラット４７として示されている幅の太い梁は、マスク全体のたわみを小さく保つためのものである。メジャーストラット４７はマイナーストラット４５と一体である。
【００４０】
現在有力と考えられている方式によれば、１つのメカニカルストライプ４９内のＸ方向のサブフィールド４２の列（エレクトリカルストライプ４４）は電子線偏向により順次露光される。一方、ストライプ４９内のＹ方向の列は、連続ステージ走査により順次露光される。
【実施例１】
【００４１】
図１は、本発明の一実施例に係る露光方法を説明するための図である。図１（Ａ）は、原版上の１つの小領域を示す平面図であり、図１（Ｂ）〜図１（Ｄ）は、照明ビームの強度分布の例を示す図である。
既述のように、照明ビーム（電子線）の加速電圧が１００ｋＶの場合、被転写基板（ウェハ）に照射された電子は後方散乱されて、ウェハ上の照射位置から半径約５０μｍの範囲にわたってレジストを感光させる。したがって、図１（Ａ）に示すサブフィールドＳＦが１辺Ｗ＝２５０μｍの正方形であるとすると、中央部分ＳＦ１（一辺Ｗ１＝約１５０μｍの正方形）は隣のサブフィールドの露光時に近接効果による影響を受けない。すなわち、隣に配置されるサブフィールドのパターンによらず、近接効果による線幅の変化量が変化しないので、マスク作成時にあらかじめパターンの寸法を補正（リサイズ）及び／又はパターンの形状を補正（リシェイプ）しておくことで、近接効果補正を行うことができる。
【００４２】
一方、外周部ＳＦ２（幅Ｗ２＝約５０μｍ）は、隣のサブフィールドからドーズのしみ出しによる近接効果の影響を受けるため、マスク作成時のパターン寸法補正だけでは近接効果を十分に補正することができない。そこで、本実施例では、ウェハに照射されるパターンビームＰＢの強度分布を変化させることで近接効果の補正を行う。
【００４３】
パターンビームＰＢの強度分布を変化させる際には、照明ビーム成形開口（図６の符号４）に照射される照明ビームＩＢの分布を電子光学系の状態を変更して調整する。図１（Ｂ）は、小領域ＳＦ全面を一様に照明する場合の照明ビームの強度分布を示している。
図１（Ｃ）に示すようにサブフィールドＳＦの外周部ＳＦ２のドーズレベルを中央部ＳＦ１より低くする場合には、レンズ２（図６参照）の倍率を変えて、照明ビームＩＢの幅を狭くする。レンズ２の倍率を変えると、照明ビームＩＢの結像状態が変化するため、照明ビームＩＢ全体の強度が変化するが、ショットタイムを調整することでビーム全体の強度変化分を調整することができる。
【００４４】
また、図１（Ｄ）に示すように、外周部ＳＦ２の右側の部分だけドーズレベルを低くする場合には、偏向器６を用いて照明ビームＩＢの照射位置を調整する。この際、レンズ２の倍率を変えて照明ビームＩＢの幅を狭くしても良い。
【００４５】
以下、図１及び図２を参照して本実施例の露光方法について具体的に説明する。
図２は、マスク上のサブフィールドの配置を示す平面図である。
図２（Ａ）に示す例では、中央のサブフィールドＳＦの周りに、同サブフィールドＳＦに近接効果の影響を及ぼすようなサブフィールドが配置されていない。換言すれば、周りのサブフィールドＡ〜Ｈのパターン密度が低いため、周りのサブフィールドＡ〜Ｈの露光時に中央のサブフィールドＳＦ側にしみ出す電子の量が少なく、中央のサブフィールドＳＦに与える近接効果の影響が小さい。したがって、この場合、パターンのリサイズのみで近接効果補正が可能であるので、図１（Ｂ）に示すように、中央のサブフィールドＳＦ全体を一様に照明すればよい。
【００４６】
図２（Ｂ）に示す例では、中央のサブフィールドＳＦの上下左右に隣接する４つのサブフィールドＢ、Ｄ、Ｅ、Ｇが、中央のサブフィールドＳＦに近接効果の影響を及ぼし得る領域（ＳＦ側の幅約５０μｍの範囲）にパターン密度の高いパターン（大面積パターンＢＰ）を含んでいる。この場合、中央のサブフィールドＳＦの外周部ＳＦ２は、これらの大面積パターンＢＰから近接効果の影響を受けるため露光量が増加する。そこで、この露光量の増加分をあらかじめ計算等によって得ておき、図１（Ｃ）に示すように、外周部ＳＦ２の照明光の強度（ドーズ）をこの露光量の増加分だけ下げて露光する。これにより、中央のサブフィールドＳＦ全体の露光量を一定に保つことができる。
【００４７】
図２（Ｃ）に示す例では、中央のサブフィールドＳＦの右側のサブフィールドＥが、ＳＦに近接効果の影響を及ぼし得る領域（ＳＦ側の幅約５０μｍの範囲）に大面積パターンＢＰを含んでいる。この場合、サブフィールドＳＦの右端部ＳＦ２が、これらの大面積パターンＢＰから近接効果の影響を受けるため露光量が増加する。そこで、この露光量の増加分をあらかじめ計算等によって得ておき、図１（Ｄ）に示すように、右端部ＳＦ２の照明光の強度（ドーズ）をこの露光量の増加分だけ下げて露光する。これにより、サブフィールドＳＦ全体の露光量を一定に保つことができる。
【００４８】
本実施例においては、サブフィールド外周部ＳＦ２に当たる照明ビームの強度を変化させる手段としてレンズ２及び偏向器６を用いているが、下記のように照明ビーム成形開口４を用いることもできる。
【００４９】
図３は、照明ビーム成形開口を用いて、照明ビームの強度分布を変化させる例を示す図である。図３（Ａ）は、照明ビーム成形開口を示す平面図であり、図３（Ｂ）は、照明ビームの強度分布を示す図であり、図３（Ｃ）は、マスク上の１つのサブフィールドを示す平面図である。なお、各図をつなぐ１点鎖線は、照明ビームの照射位置の対応関係を示している。
【００５０】
図３（Ａ）に示すように、照明ビーム成形開口４は、開口板４ｃの中央に矩形開口４ａが形成されたものである。この矩形開口４ａの周囲の額縁状領域４ｂには、照明ビームＩＢの強度を減衰させる手段あるいは照明ビームＩＢを散乱させる手段が設けられている。照明ビーム成形開口４に照明ビームＩＢを照射すると、図３（Ｂ）に示すように、照明ビームＩＢの強度分布は、矩形開口４ａを通過したＰＢａと、額縁状領域４ｂを通過した、ＰＢａより照明強度の弱い領域ＰＢｂの２段構成になる。これにより、図３（Ｃ）に示すように、マスクサブフィールド外周部ＳＦ２に照射される照明ビームの強度を制御することができる。
【００５１】
本実施例においては、ウェハに照射されるパターンビームＰＢのサイズを、ウェハサブフィールドのサイズよりやや大きくして、隣のサブフィールドの露光量分布を調整してもよい。例えば、マスクサブフィールドの外縁のスカート（図７の符号４３）に照明ビームＩＢの強度を減衰させて透過させる手段あるいは照明ビームＩＢを散乱させる手段を設けて、スカートに当たる照明ビームＩＢの強度を調整しながらウェハ上で隣のサブフィールドの外縁部に到達させる
。
【００５２】
図４は、マスク上のサブフィールドを示す平面図である。
図４（Ａ）の例では、マスク上のスカート４３（図７参照）に小孔群ＨＧが形成されている。この小孔群ＨＧの孔の径や数、位置等を調整することで、ウェハ上で隣接するサブフィールドの外周部分にしみ出す補正ドーズレベルを調整する。
【００５３】
図４（Ｂ）に示す例では、スカート４３上に適当な大きさのメンブレン膜（散乱膜）ＭＳを設けて、照明ビームＩＢを散乱させて、ウェハ上で隣接するサブフィールドの外周部分にしみ出す補正ドーズレベルを調整する。
【００５４】
図５は、ウェハ上のサブフィールドを示す平面図である。簡単のため、２つのサブフィールドＳＦ１０、ＳＦ２０について説明する。
図５に示すように、パターンビームＰＢは、ウェハ上のサブフィールドＳＦ１０より大きく、隣のサブフィールドＳＦ２０にかかっている。パターンビームＰＢのＳＦ１０からはみ出している部分は、スカート４３を通過してウェハに到達したものである。図５の例では、サブフィールドＳＦ２０にはみ出しているパターンビームＰＢの照明強度や、サブフィールドＳＦ１０の外周部ＳＦ１２に当たるパターンビームＰＢの照明強度を制御することにより、隣のサブフィールドに与える補正ドーズレベルを調整することができる。
【００５５】
つまり、露光サブフィールドであるＳＦ１０のパターンが異なっていたとしても、スカート４３を通過してウェハに到達するビームによってドーズ量を調整できるので、露光サブフィールドＳＦ１０が周囲のサブフィールドＳＦ２０に与えるドーズ量を調整することができる。ドーズ量の調整には、上述したように、散乱を用いると熱的な問題が少なく好ましいが、吸収等のほかの方法を用いることも可能である。なお、スカート４３を通過したビームによってドーズ量補正が行われる領域は、前掲の図５に示すＳＦ２２領域とほぼ等しい。
【００５６】
このドーズ量補正によってＳＦ２２領域のドーズ量が多くなりすぎる場合には、ＳＦ２２領域のドーズ量を前述の実施例（例えば図３（Ｂ））のように減少させておくことによって、ＳＦ２２領域のドーズ量を調整することが可能である。
【００５７】
また、露光サブフィールドが周囲のサブフィールドに与えるドーズ量は、全ての露光サブフィールドにおいて一定となるように、上述のドーズ量調整を行うことが望ましい。このようにすると、レチクル上のサブフィールド配列とウェハ上のサブフィールド配列とが異なる場合であっても、隣接するサブフィールドのパターンから受けるドーズ量は一定であるため、サブフィールド配列に依存せずにリサイズやリシェイプといった各種の近接効果補正を行うことが可能となり、ウェハ全面にわたって高精度な線幅制御を行うことが可能となる。
【００５８】
なお、チップの周辺部に配置されるサブフィールド等のように、前後左右あるいは斜め方向のいずれかの方向について露光サブフィールドが存在しないサブフィールドもある。このようなサブフィールドについては、露光サブフィールドが存在しない領域にドーズ量を調整するためだけのダミーサブフィールドを露光する等の方法でドーズ量を調整することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施例に係る露光方法を説明するための図である。  （Ａ）  １つの小領域を示す平面図である。  （Ｂ）〜（Ｄ）  照明ビームの強度分布の例を示す図である。
【図２】マスク上のサブフィールドの配置を示す平面図である。
【図３】照明ビーム成形開口を用いて、照明ビームの強度分布を変化させる例を示す図である。  （Ａ）  照明ビーム成形開口を示す平面図である。  （Ｂ）  照明ビームの強度分布を示す図である。  （Ｃ）  マスク上の１つのサブフィールドを示す平面図である。
【図４】マスク上のサブフィールドを示す平面図である。
【図５】ウェハ上のサブフィールドを示す平面図である。
【図６】分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
【図７】電子線投影露光用のマスクの構成例を模式的に示す図である。  （Ａ）  全体の平面図である。  （Ｂ）  一部の斜視図である。  （Ｃ）  一つの小メンブレン領域の平面図である。
【図８】原版上のパターン小領域の配列と、被転写基板上のパターン小領域の像の配列の例を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  電子銃
２、３  コンデンサレンズ
４  照明ビーム成形開口
５  ブランキング偏向器
６  偏向器
７  ブランキング開口
８  照明ビーム偏向器
９  照明レンズ
１０  マスク
１１  マスクステージ
１１ａ  ステージコントローラ
１２、２５  位置検出器
１２ａ、２５ａ  インターフェイス
１５、１９  投影レンズ
１６  偏向器
１８  コントラスト開口
２２  反射電子検出器
２２ａ  インターフェイス
２３  ウェハ
２４  ウェハステージ
２４ａ  ステージコントローラ
２ａ、３ａ、５ａ、６ａ、８ａ、９ａ、１５ａ、１６ａ、１９ａ  コイル電源制御部
３１  コントローラ
４１  小メンブレン領域
４２  サブフィールド
４３  スカート
４４  エレクトリカルストライプ
４５  マイナーストラット
４７  メジャーストラット
５０  保持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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