(57)【要約】本発明は、描画によるビーム補償がリアルタイムで実行されるように、近接加熱をリアルタイムで予測する方法に関する。描画パターンが規定の運動に従わず、描画がセルへ集団化する傾向のあるベクタ走査に対して、特別の注意が払われる。標準セルのライブラリが構成される。パターンの描画が進行するにつれて、個々のフラッシュ２０ａ〜２０ｄはセル２１の中へ集団化される。このセルは標準セルと比較される。それは、現在の描画点から前に描画されたセルまでの距離、及び前に描画されたセルを描画してからの経過時間の関数として、レジスト内の近接加熱を決定するためである。現在の描画は、計算上の負担を制限するため、十分に粗い空間・時間グリッドへスナップする。しかし、このグリッドは、空間的及び時間的温度変化を十分微細に表している。セルをスーパーセル、スーパースーパーセルなどへ更に集団化することも説明される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギービームリソグラフィーの間にフラッシュを集団化する方法であって、
（ａ）最初のフラッシュがリソグラフィー基板に衝突したとき前記基板上でセルを画成するステップであり、前記セルは、所定の限定半径、所定の限定年齢、前記最初のフラッシュの中心にある電荷重心、及び前記最初のフラッシュの描画時点における時間重心を有する、前記基板上でセルを画成するステップと、
（ｂ）後続のフラッシュを描画するステップと、
（ｃ）終了条件が起こったかどうかを決定するステップと、
（ｄ）もし終了条件が起こっていなければ、
（ｉ）前記電荷重心を修正された電荷重心で置換し、ここで前記修正された電荷重心は、前記電荷重心及び前記後続のフラッシュの電荷重心の電荷加重平均であり、
（ｉｉ）前記時間重心を修正された時間重心で置換し、ここで前記修正された時間重心は、前記時間重心及び前記後続のフラッシュの時間重心の電荷加重平均であり、
（ｉｉｉ）ステップ（ｂ）におけるように後続のフラッシュを描画して、終了条件が起こるまでステップ（ｃ）及び（ｄ）を反復するステップと、
（ｅ）もし終了条件が起こっていれば、前記セルに描画された電荷、前記セルの時間重心、及び前記セルの電荷重心を蓄積するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記終了条件が、
（ａ）前記限定半径よりも大きい前記電荷重心からの距離にフラッシュを描画するステップ、又は
（ｂ）現在のフラッシュを描画して、前記セルの前記最初のフラッシュを描画してから前記現在のフラッシュを描画するまでの経過時間が、前記所定の限定時間を超過するステップの最初に起こるものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フラッシュがステンシルを露光する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
更に、セルをスーパーセルへ集団化するステップを含み、前記スーパーセルの電荷を前記セルのトータル電荷として決定し、前記スーパーセルの電荷重心を前記セルの電荷重心の電荷加重平均として決定し、前記スーパーセルの時間重心を前記セルの時間重心の電荷加重平均として決定することによって、前記集団化が行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法を連続した高次の集団化へ反復して適用することによって、スーパーセルを高次の集団化へ階層的に集団化する方法。
【請求項６】
エネルギービームリソグラフィーの間にレジストの近接加熱を決定する方法であって、
（ａ）前記リソグラフィーの間に起こるフラッシュ条件についてセルの標準ライブラリを構成するステップであり、ここで前記標準セルは、空間及び時間の関数として近接加熱を表として有する、前記標準ライブラリを構成するステップと、
（ｂ）前記リソグラフィーの間に描画される各々のセルを前記ライブラリからの標準セルに関連づけるステップと、
（ｃ）前記リソグラフィーの間に、前に描画されたセルに関連づけられた標準セルの表にされたライブラリから、現在の描画点の近接加熱を累積するステップと、
を含む方法。
【請求項７】
各々のセルを標準セルに関連づけることが、実際に描画されたフラッシュを、表にされた近接加熱データを含む空間・時間点の粗いグリッドへスナップすることによって起こる、請求項６に記載の近接加熱を決定する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にはエネルギービームリソグラフィーの分野に関し、更に具体的には、レジストの近接加熱を補償するためリソグラフィープロセスを予測及び補正することに関し、最も具体的には、ベクタ走査又はステンシル露光によってレジストを露光する間に起こる近接加熱を補正することに関する。
【０００２】
【発明の背景】
集積回路（ＩＣ）の製作は、ウェーハ基板上にパターンを作り出すため、これまで以上に正確な方法を必要とし、典型的には、電磁放射、電子、又は他の粒子ビームの形式をしたエネルギーパターンへレジスト塗布ウェーハを露光することを含む。「ポジティブレジスト」は、レジストの除去が望まれる区域で、レジストをエネルギーへ露光することを必要とする。「ネガティブレジスト」は、レジストの保持が望まれる区域で、レジストをエネルギーへ露光することを必要とする。ポジティブレジスト及びネガティブレジストの双方は、商業的に有用である。エネルギーパターンへの露光は、エネルギー透過領域のパターンを有するマスクを介して起こってもよい。そのような領域は、典型的には完全に透過性であるか完全に非透過性であるが、「グレー」領域が本来的に除外されるわけではない。通常、「フォトリソグラフィー」とは、電磁放射によって、パターン化されたマスクを介してレジスト塗布基板を露光することを指す。
【０００３】
レジスト上にパターンを描画する他の一般的な方法は、介在するマスクによって遮蔽することなく、露光を必要とするレジスト塗布表面領域へのみ向けられたエネルギービームを使用する。露光を必要とする表面領域のみが入射ビームによって接触されることを確実にするため、典型的には、適切なビーム操縦メカニズムが、適切なコントロールと一緒に使用される。ビームは、電子、イオン、中性子、コリメートされたレーザ光、又は他の電磁放射であってもよい。しかし、説明を明確にするため、我々はレジスト塗布基板に衝突する電子ビーム（電子線リソグラフィー）の例に重点を置く。しかし、方向付けられたエネルギービームによる他の形式のリソグラフィーが除外されるものではない。制御メカニズムは、パターンをピクセルごとに露光する単純なオンオフコントロールであってもよい。制御メカニズムは、より複雑であってビームの強度、形状、ドエル時間、又は他のビームパラメータを制御するものであってもよい。それらのパラメータの制御は正確なパターンを生じる。
【０００４】
直接ビーム描画及びマスクを介するリソグラフィーに加えて、回路コンポーネント（例えば、メモリセル）は、「ステンシル」を介して単一フラッシュで露光されてもよい。このような様式のステンシル方式は、電磁放射又は粒子ビームのいずれかを使用してよく、ウェーハの全表面を完全にパターン化するためには、同一又は異なったステンシルの多くの使用が必要であるかも知れない。
【０００５】
レジスト塗布表面へのパターンの直接ビーム描画は、リソグラフィーで使用されるマスクを作り出すため現在好適な方法である。しかし、直接描画は他の利点も提供する。直接ビーム描画の他の利点としては、マスク及び基板の複雑なアライメント及びレジストレーションが避けられること、及び正確に焦点を定められたビームを使用して、より正確なパターンが作り出されることである。直接ビームパターン化の１つの欠点は、フォトリソグラフィーと比較して、直接ビーム描画で可能なスループットが比較的に小さいことである。
【０００６】
限定ではなく例として電子線リソグラフィーを考察すると、現在使用されている描画テクニックは、一般的なカテゴリーとしてベクタ走査、ラスタ走査、又はステンシル方式に分類されてもよい。ベクタ走査は、典型的には、オフの間のビームを、露光を必要とする基板の領域へ向け、基板の連続領域をビームエネルギーへ露光し、その後で他の露光領域へ移動する。簡単に言えば、ベクタ走査は、ビームエネルギーで基板の領域を「ペイント」し又は「タイル」貼りし、その後で他の領域を露光するために移動する。最も便宜的には、ビーム方向、走査軌道、フラッシュサイズ、形状及び／又は強度はコンピュータ制御の下にあって、描画されるパターンを規定する。
【０００７】
ラスタ走査は、パターンが露光を必要とするか否かに関わらず、基板の全ての領域へビームを向け、走査された各々の点でビーム強度を調節して、正しい露光パターンを生じさせる。ラスタ走査中の最も簡単なビーム制御は、各々のピクセルが走査されるときビームをオン又はオフに強制する。しかし、幾つかのラスタ走査手順では、フルオンとフルオフとの間の多数のレベル（グレースケール）へビーム強度を調節することも可能である。ステンシル方式は、単一の回路コンポーネント（例えば、メモリセル）をパターン化する１つ又は複数のマスクの使用を、ステンシル全体のフラッシュ露光と組み合わせる。
【０００８】
レジストの正確な露光は、電子ビーム露光に対するレジストの感度を詳細に理解していることを必要とする。ドーズと呼ばれる電子ビームへのレジストの露光は、典型的には、平方センチメートル当たりのマイクロクーロン数（μＣ／ｃｍ２）で測定される。レジストの感度とは、現像したとき所望のパターンをレジスト内に作り出すために必要なエレクトロンドーズ（μＣ／ｃｍ２）を意味する。この感度は、レジストの組成、入射電子ビームのエネルギー、レジストの温度、レジストの現像プロセス、及び他のファクタの関数である。描画が起こる時点でのレジストの温度に伴うレジスト感度の変化は、本発明の特別の関心事である。
【０００９】
電子ビームの衝突によるレジストの露光と、レジストの加熱とは、概念的に区別される２つの現象であることを強調することは有用である。レジストの有用なリソグラフィー特性を生じるレジストの化学活性は、電子ビームの衝突によって開始される。この化学活性を生じる電子の効能は、レジストの感度として定義される。電子ビームの衝突に対するレジストの感度は、他方では、レジストが露光された時点におけるレジストの温度を含む多くのファクタに依存する。従って、レジストの温度の変更は、レジストの感度を変化させる。感度の変化は、適切な露光を達成するため、典型的にはドエル時間又はビーム電流（又は、これらの双方）を変更することによって、電子のドーズを変更する必要があるかも知れない。温度に伴うレジスト感度の変化を考慮に入れることができないと、レジストの過度の露光、完全に露光されることを意図されない領域でのレジストの露光、及び不正確なパターンを生じるかも知れない。パターンのブルーミングは、望ましくない結果である。
【００１０】
レジストの加熱は２つの態様で起こる。即ち、（１）露光のためにレジスト上に意図的に向けられた電子による衝突に固有に付随する効果である。この加熱は、電子線リソグラフィーで常に存在し、正しい露光ドーズを指定するためレジストが校正されるとき考慮に入れられる。（２）高電圧リソグラフィーにおいて、電子ビームエネルギーの大部分は、レジスト及び下のマスク層（典型的には非常に薄い）を貫通し、ビームエネルギーの大部分が堆積される基板へ侵入する。（薄い基板が使用されるとき例外が起こる。典型的には、Ｘ線マスクを作製するとき、基板自身が非常に薄い膜であり、ビームエネルギーの大部分は、著しい減少を伴わないで貫通する。）厚い基板内の電子拡散は、典型的には１０ミクロン（μ又はマイクロメートル）以上の幅の広がりで（電子ビーム方向に垂直に）、単一の電子ビームフラッシュから熱を基板内に堆積する。後続の熱伝導は、この熱の一部分を基板表面へ輸送する。輸送された熱は、フラッシュに続く数マイクロ秒の時間に、数十ミクロンの幅を有するゾーンでレジストを加熱し、数ミリ秒の後では１ミリメートルの幅へ増加する。（正確な数値は、ビームエネルギー、基板の組成、及び基板の熱特性に依存する）。その後では、熱は大きく拡散したのでレジスト温度、従ってレジストの感度に顕著な影響を及ぼさない。本発明が問題にするのは、この第２のタイプの加熱であり、「近接加熱」と呼ばれるものである。そのような近接加熱は、前に描画されたパターン、及びパターン描画の時間履歴に依存する。この変動性は、高度に正確な電子ビーム描画プロセスを設計する際に、近接加熱の予測を特別に困難な問題にする。
【００１１】
ここで使用される「近接加熱」は、レジスト内の散乱電子の化学効果に関連した「近接効果」と混同されてはならない。物体を貫通するビーム内の電子は、時々刻々と原子核又は軌道電子に突き当たり、それらの移動線（及び／又は周囲媒体への軌道電子の散乱）から偏向を受け、偏向衝突でエネルギーを失ったり失わなかったりする。従って、レジスト内の散乱電子は、所望の露光ゾーンから外れた露光を生じるかも知れない。「近接効果」とは、これら散乱電子がレジストを露光する際の化学効果に関連しており、その露光は、電子ビームが向けられた目標露光ゾーンから、おそらく比較的に遠いところで生じる。レジストの下の層から散乱された後方散乱電子は、レジストに再入射し、有害な露光を生じるかも知れない。散乱電子はレジストの所望されない露光を引き起こすので、それら散乱電子の効果を改良する多くのアプローチが提案された。その中には、Ｖｅｎｅｋｌａｓｅｎらのアプローチ（米国特許第５，８４７，９５９号）が含まれる。Ｂｏｈｌｅｎら（米国特許第４，４２６，５８４号及び第４，５０４，５５８号）は、ドーズ損失又は（マスクを介する電子ビーム露光には）２つの相補マスクの使用を補正するように設計された入射電子ビームへの第２の露光を提案している。電子ビームのドーズを補正する幾つかの方法が提案されている。それらの中には、Ｗａｔｓｏｎ（米国特許第５，７３６，２８１号）、Ａｓｈｔｏｎら（米国特許第５，０５１，５９８号）、Ｏｗｅｎら（米国特許第５，２５４，４３８号）、及びＣｈｕｎｇら（米国特許第５，４３２，７１４号）の成果が含まれる。しかし、全ての場合に、これらの先行する成果の焦点は、レジストの所望されない露光を生じる散乱電子の化学効果を防止又は低減することである。これに対して、本発明は、入射電子及び散乱電子の双方が、他の場所に堆積された熱の伝導によって間接的にターゲットを加熱するときの、これら電子の熱効果、及びこの加熱によって生じるレジスト感度の変化に関する。
【００１２】
近接加熱は、幾つかの計算及び測定の主題であった。Ｒａｌｐｈらは、１９８３年の「電子及びイオンビーム科学技術シンポジウムの会議録、第１０回国際会議」（“Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ａｎｄ　Ｉｏｎ　Ｂｅａｍ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　Ｔｅｎｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ”，　ｐ．２１９−２３３０）で、拡散式の数値積分によって近接加熱を計算する方法を説明している。更に、Ｂａｂｉｎらは、近接加熱の数値シミュレーション方法、及びそのような計算と測定値との比較方法を説明している。ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．３０４８，ｐ．３６８−３７３（１９９７）及び　Ｊ．Ｖａｃ　Ｓｃｉ　Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ　Ｖｏｌ．１６，ｐｐ．３２４１−３２４７（１９９８）。近接加熱の追加計算及び測定値との比較は、１９９４年のＪ．　Ｖａｃ　Ｓｃｉ　Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ　Ｖｏｌ．１２，ｐｐ．１３６２−１３６６で、Ｙａｓｕｄａらによって報告されている。
【００１３】
近接加熱の計算は、適切な拡散（偏微分）式の数値解法に基づいてもよい。
【式１】
2004505462.tif 000003
【００１４】
ここで、Ｔは温度であり、ｒは３次元空間におけるベクタとしての位置であり、ｔは時間であり、ｃは体積熱容量であり、ｋは基板の熱伝導率である。∇２はラプラス演算子である。Ｑ（ｒ，ｔ）は、熱源の空間及び時間分布を表す（それは、熱が減少するとき負になるかも知れない）。実用的関心を引く大部分の場合、ｃ及びｋは、実質的に温度から独立である。結果として、式（１）は、熱源が不在であるとき（Ｑ＝０）、熱拡散について線形である。即ち、もしＴ１（ｒ，ｔ）及びＴ２（ｒ，ｔ）が、それぞれ熱源Ｑ１及びＱ２について式（１）の各々の解であるとすれば、Ｔ１（ｒ，ｔ）＋Ｔ２（ｒ，ｔ）は、熱源Ｑ１＋Ｑ２について式（１）の解である。
【００１５】
原理上は、レジスト温度の正確な解は、式（１）を解く２ステップのプロセスによって得られてもよい。最初のステップは、典型的には、基板への電子衝突をモンテカルロ法でシミュレーションすることによってＱ（ｒ，ｔ）を得ることである。電子が基板に衝突して相互に作用するときの電子の運動を記述する式は、典型的な電子について通路とエネルギー堆積を確かめるため数値積分される。これは、基板内のエネルギー堆積速度を位置及び時間の関数として得るため、衝突電子の統計的サンプルについて何回も反復される。単一のフラッシュについて電圧、強度、ビームの形状などをシミュレーションするため、統計的サンプルが選択される。このようにして得られた熱入力について、市販のソフトウェアを利用して熱拡散式（１）を解き、計算の数値精度内で、単一のフラッシュから生じたレジスト温度の正確な結果を得ることができる。ＡＮＳＹＳは、熱拡散式を解くため直接数値積分を利用する市販のソフトウェアパッケージである。ＴＥＭＰＴＡＴＩＯＮは、モンテカルロ誘導熱源について熱拡散式を解くためグリーンの関数手順を利用する他の市販のソフトウェアパッケージである。いずれのアプローチでも、同じ結果が期待される。
【００１６】
原理上では、熱堆積をフラッシュごとにモンテカルロ法でシミュレーションする前述のテクニック、及びそれに続いて拡散式を数値的に解くことは、描画されているパターン内の各々のフラッシュについて反復されてもよい。式（１）の線形性によって、これらの多くの解を合計し、レジスト内の任意の点における温度を得ることができる。更に具体的には、電子ビームによって現在描画されているレジストの点における温度は、レジストの正確な露光及び正確なパターンを確実にするための主な関心事である。しかし、前述したテクニックによって拡散式を直接解くことは、近接加熱のための描画プロセスの補正をリアルタイムで起こさせるには、あまりに遅い。より高速の数値手順が必要である。そのような近接加熱のための有用な近似値を引き出す場合、ラスタ走査は、走査された通路の予測可能性から引き出される或る単純化を提供する。即ち、前に走査されたパターン（実際に描画されたか否かを問わず）における全ての点（ピクセル）は、現在描画されている点に対して空間的及び時間的に知られた関係を有する。従って、ラスタ走査は、パターン内の全てのピクセルの描画位置及び描画時間を単純な仕方で関連付ける。これは、近接加熱の決定における単純化を可能にする。これらの単純化は、Ｖｅｎｅｋｌａｓｅｎら（米国特許第５，８４７，９５９号）及びＩｎｎｅｓら（米国特許出願第０９／３４３，９６０号）によって利用されており、描画中にビームのリアルタイム補正が可能となるように、ラスタ走査のパターン化の間に近接加熱の決定を単純化している。
【００１７】
しかし、ベクタ走査は、基板の様々な区域を、非常に予測できない様式でペイント又は「タイル」貼りする。従って、ラスタ走査とは異なり、過去において「いつ」基板上の点が描画されたかは、それが基板上の「どこ」に描画されたかについて殆ど情報を提供せず、タイリング（タイル貼り）のプロセス中に、描画が連続領域に集まりやすいことを通知するだけである。他の箇所で説明するように、ベクタ走査におけるこの集団化傾向は、本発明に従って近接加熱の決定を加速するために利用されるが、本発明の応用範囲における固有の限定ではない。逆に、ベクタ走査のパターン化中の集団描画は、近接加熱を激化させる傾向があり、ラスタ走査の温度増加よりも、おそらく５〜１０のファクタで温度増加を生じる。
【００１８】
本発明は、熱拡散問題の完全な解を近似する手順に関し、特にベクタ走査又はステンシル方式に適している。以下の説明で、近接加熱を予測するために必要なコンピュータ時間が実質的に縮小され、この加熱を補償する描画プロセスの補正が可能になることが示される。予想される結果は、より正確なパターン化である。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
レジストにおけるパターンの正確な描画は、レジストの正確な露光を必要とする。他方では、レジストの正確な露光は、電子ビームの衝突に対するレジストの感度について正確な知識を必要とする。レジストの感度は、描画時点におけるレジストの温度を含む幾つかのファクタに依存する。従って、本発明は、プロセス中にレジスト温度を決定し、増加したレジスト感度を補償するため、ドエル時間又はビーム電流の縮小を含むプロセスパラメータを調節する方法及び手順に関する。典型的には、描画点のために本発明によって予測されたレジスト温度の上昇は、レジストの温度感度に関連したファクタによって乗算されるであろう。その結果は、より正確なレジスト露光を提供するためドエル時間又はビーム電流へ適用される補正値である。補正値は、典型的には、１よりも小さな乗法的因子であろう。ビームによって堆積されたエネルギーは、描画点で近接加熱を補正するため前記乗法的因子によって調節されなければならない。各々のスポット又は「フラッシュ」の電子ビームドエル時間又は電子ビーム電流が調節されることが想定される。パターンのブルーミングは、それによって低減される。
【００２０】
本発明は、描画が進行しているときリアルタイムで近接加熱を予測し、ビーム補償がリアルタイムで実行されることを可能にする方法に関する。描画パターンは非常に予測不可能であるが、描画がセルの中へ集団化する傾向のあるベクタ走査へ、特別の注意が払われる。標準セルのライブラリが組み立てられる。パターンの描画が進行するにつれて、個別のフラッシュがセルの中へ集団化される。このセルは標準セルと比較されるが、それは、現在の描画点から前に描画されたセルまでの距離、及び前に描画されたセルの描画時点からの経過時間の関数として、レジスト内の近接加熱を決定するためである。スーパーセル、スーパースーパーセルなどへセルを更に集団化することも、本発明の範囲の中に含まれる。本発明のテクニックの利点は、ラスタ走査又はサーペンタイン走査のように、特定の描画パターンを前もって知ることに依存しないで、ウェーハ表面へパターンを描画するベクタ走査及びステンシル方式へ応用できることである。従って、従来技術への一般化が達成される。本発明の利点は、入射電子が、レジストを加熱してパターンのベクタ又はステンシル描画へ適用可能な露光領域を拡大するとき、パターンブルーミングを防止又は緩和することを含む。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下の説明及び図面において、同様な参照番号は、同様な要素を示すために使用される。なお、図面は概略図であって、一定の比率で描かれてはいない。
【００２２】
電子線リソグラフィーの一般的な動作モードは、典型的には１０００ボルト（１ｋＶ）以上の電圧を介して加速された電子の集束ビームを利用する。低電圧電子ビームは、レジスト層によって、より効率的に停止され、それによって、より効率的にレジストを露光する。レジスト中の散乱が少ない高電圧電子ビームが好ましいのは、より正確に集束されたビームへ形成され、より正確なリソグラフィーを生じる能力を有し、より小さなパターンを作り出す能力を有するためである。ここで、「高電圧」電子ビームとは、通常では、約１０ｋＶを超える電子ビームエネルギーを意味するものと理解される。５０〜１００ｋＶの大きなビームエネルギーが使用される。しかし、高電圧（又は、同等の高エネルギー）電子ビームは、望ましくない副作用である加熱を生じる。その改善が本発明の１つの目的である。
【００２３】
図１は、レジスト層３に入射する低エネルギー（約１０ｋＶより小さい）電子ビーム４の概略断面図である。典型的には、レジスト層３は、比較的に薄く、約０．５μｍであろう（「ミクロン」＝１０−６メートル）。レジスト３は、エッチングされる層２の上にあり、それらの全ては、典型的には適当に厚い基板１によって支えられている。リソグラフィーマスクを作製するためには、層２が一般的にマスク材料である。層２は、典型的にはクロムを含む特許組成膜であり、レジスト層と比較して通常は非常に薄い。基板１は、典型的にはガラスであり、無限に厚いと考えてもよい。なぜなら、ここで説明される発明に関連した電子線リソグラフィーで遭遇される効果のいかなるものも、厚いガラス層１の下面によって影響を受けないからである（下面は図１に示されない）。典型的には、Ｘ線リソグラフィーマスクの作製で遭遇される非常に薄い基板は、例外である。図１は、（全ての他の図面と同じく）単なる概略図であって、一定の率で描かれたものではない。
【００２４】
図１に示されるような低エネルギービームの場合、エネルギーの顕著な消散及び電子ビームの広がりが、レジスト層の中で起こる。これらの消散及び広がりは、レジスト表面と衝突したとき実質的に直ちに始まる。この広がり効果は、図１の５で示される。低エネルギー電子ビームの幅の広がりは、透過の深さに相当したものであろう。従って、低エネルギー電子ビームは、レジスト層の中で散乱し、それによって所望される以上にレジストの広い範囲を露光し、意図されたパターンとは異なったパターンで、入射ビームよりも広くレジストを露光する傾向がある。この「パターンブルーミング」は、散乱された電子とレジストとの相互作用によって引き起こされる化学効果又は「近接効果」の結果である。レジスト層の下にある層からの後方散乱も、所望されない露光及びパターンブルーミングを生じる。層２の上における正確なパターンの作成は、電子ビームがレジストを通過するときの広がりを最小にすることによって容易になる。そのためには、高エネルギービームの使用が好ましい。
【００２５】
高エネルギービームの使用は、高い電圧及び高いビーム電流の双方を必要とする。低エネルギー電子ビームは、レジストを露光する必要があるレジスト層の中に、ビームエネルギーの相当に大きな部分を堆積する。従って、低エネルギー電子ビームは、より小さな入射ビーム強度（ビーム電流）を必要とする。なぜなら、レジストを現像するときに、利用可能なビーム強度を、より効率的に使用するからである。従って、ターゲット内に堆積されたエネルギーは、低エネルギー電子ビームの場合、典型的には著しく少ない。なぜなら、電流及び電圧の双方は、高エネルギー電子線リソグラフィーで使用される場合よりも縮小されるからである。即ち、堆積されたエネルギーは、ビーム電圧×ビーム電流×露光持続時間の積であり、電圧及び電流の双方は、約１０ｋＶより少ないビームエネルギーに対して縮小される。
【００２６】
限定ではなく例示として、１０ｋＶビームによるレジストの露光と、５０ｋＶビームによるレジストの露光とを比較してみる。実験的に注意されることは、ビームエネルギーが増加するにつれて、電流は、レジストを十分に露光し続けるためビームエネルギーと殆ど線形に増加しなければならないことである。従って、ビームエネルギーを、１０から５０ｋＶへ５のファクタだけ増加することは、レジストを十分に露光するため約５のファクタだけ電流を付随的に増加する必要がある。電子ビームパルス（又はフラッシュ）ごとに堆積されるエネルギーは、ボルト×アンペア×（パルスの持続時間）である。このエネルギーは、等しいパルスの長さについて、この例で約２５のファクタだけ増加する。高ビーム電圧で生成されたこのエネルギーの大部分は、基板内に堆積された熱になる。
【００２７】
図２は、典型的には約５０ｋＶの高入射ビームエネルギーでレジスト３に入射する電子ビーム４の概略断面図である（一定の率で描かれていない）。図２で示される高エネルギービーム衝突の場合、図１の５で示されたビームの広がりは、典型的にはレジスト層３で無視することができる。そのような高エネルギービームは、実質的なビームの広がりを起こす前に、レジスト層３、マスク層２を貫通して、ガラス基板の中へ良好に進行する傾向がある。それによって、電子ビームが停止したとき、加熱ゾーン６が基板１の中に作り出される。典型的には、約５０ｋＶの電子の場合、ゾーン６は直径が約２０μｍ（ミクロン＝１０−６メートル）であり、その中心点１２は、ガラス基板１の上面から約１０μｍだけ下にあろう。もし入射電子ビーム４がその中心軸１１に関して円柱対称形であれば、加熱ゾーン６は、１１に関して同様に回転対称形であろう。しかし、多くの描画方法は、正方形、長方形、又はビームの軸に関して回転対称形を欠いたビーム断面を使用する。典型的には、円柱対称形からのこれらの逸脱は小さく、無視することができる。もっとも、ステンシル露光の場合、可能な例外が生じるかも知れない。実用的な関心を引く多くの場合、加熱ゾーン６が軸１１に関して回転対称形として処理されるとき、非円柱形入射ビームのプロフィールが、正確にはそれが正しくないものと示しても、典型的には大きな誤りは生じない。
【００２８】
前述したように、高電圧電子ビームは、典型的には、低電圧ビームよりも非常に多くのエネルギーを基板１の中に堆積するであろう。そのような基板堆積エネルギーは、ビームエネルギーの約２乗だけ増加する（増加電流の必要性も満たされなければならない）。パルスごとのエネルギーは大きくないかも知れないが、レジストを十分に露光するとき、何百万又は何億というパルスが基板に衝突する。従って、高エネルギー電子ビームを使用するとき、基板１の相当な加熱が生じるかも知れない。入射電子ビームによるレジスト層の直接加熱は大きいかも知れないが、それは適用されたドーズから容易に予測可能であり、校正によって補償されることができる。しかし、描画が現在起こっている点の近接加熱は可変である。なぜなら、それは、多くの前のパルスによって熱が堆積された基板内領域からの伝導によって影響を受けるからである。従って、近接加熱は、描画されているパターン、及び過去のパルスのタイミング及び順序に依存する。本発明は、描画点のレジスト温度を近接加熱から決定し、適切なビーム調節を可能にするデータを提供する。
【００２９】
図４は、図４Ａでラスタ走査を示す。ラスタ走査電子線リソグラフィー装置は、機械的ステージが約１ｃｍ／秒の速度で直角方向に基板を動かすとき、典型的には線形通路１３内で２５マイクロ秒ごとに１ｍｍの長さで電子ビームを走査する。１つのビーム走査の終わりと、次のビーム走査の始まりとの間の時間は、約５マイクロ秒であり、「フライバック時間」と呼ばれる。走査のシーケンスは、ラスタ（図４Ａに示される）又は隣接した走査線が反対方向であるサーペンタインであってもよい。図４Ａの１５は、ラスタ走査のピクセルごとの描画特性を示す。ラスタ走査では、電子ビームは走査通路に沿って全ての点に向けられ、描画（・）又は非描画（○）がピクセルごとに起こる。フルオン又はフルオフの間のグレーレベルでの描画もラスタ走査で可能であるが、図４Ａには示されない。
【００３０】
対照的に、図４Ｂは、幾つかの個別の領域１６ａ、１６ｂ、１６ｃが走査ビームによって別個にタイルされるベクタ走査を示す。各々の領域の中で、ビームは形状及びドエル時間について調節されてよく、要求される完全な露光を提供するために露光される領域上をドラッグし、その後で次の領域へ移動してもよい。
【００３１】
幾つかのレジストでは、ラスタ走査がレジストの温度を２０℃の桁で増加させ、他方では、ベクタ走査がレジストの温度を１００℃まで増加させることが観察される。普通に使用されるノボラック（Ｎｏｖｏｌａｃ）レジストは、温度に対する感度をセ氏の１度当たり約０．２％だけ変化させる。即ち、レジスト温度の１００℃の変動は、その感度を約２０％だけ変化させる。これは、電子ビームパターンにとって小さなブルーミング効果ではないであろう。特に、非常に微細なリソグラフィーの場合にそうである。
【００３２】
図３は、増加するレジスト感度から典型的に生じるパターンブルーミングを示す。図３の７は、露光されるレジストの所望のパターンを、平面図（図３Ａ）及び側面図（図３Ｂ）で示す。パターン及びプロセス設計者は、露光点９（例えば）が所望のパターン境界で起こるように、電子ビームの露光を計画するであろう。しかし、増加されたレジスト感度は、予想よりも少ない電子ビームのドーズによって、レジストの完全な露光を生じるかも知れない。即ち、パターンのエッジは位置１０へ移動し、８によって示される広いパターンを生じる。
【００３３】
Ｂａｂｉｎ及びその協力者は、ＳＰＩＥ，　Ｖｏｌ．　１６７１，　ｐｐ．９３−９７（１９９２）で、有効なレジスト露光に必要な電子のドーズ、入射電子ビーム電流、及びレジスト温度の間の関係について論じている。この研究は、電子ビームのドエル時間又は電子ビーム電流の制御は、レジストの近接加熱に起因して生じるレジストの過剰露光を制御及び防止する有効な方法になることを示している。従って、本発明は、プロセスの間のレジスト温度を決定し、ドエル時間及び／又はビーム電流の縮小を含むプロセスパラメータを調節し、増加したレジスト感度を補償する方法及び手順に関する。典型的には、描画点のために本発明によって予測されたレジスト温度の上昇は、レジストの温度感度に関連したファクタによって乗算される。その結果は、ドエル時間又はビーム電流に適用される補正値であり、より正確なレジスト露光を提供する。補正値は、典型的には、１よりも小さい（例えば、０．９７）乗法的因子である。その乗法的因子によつてドエル時間及び／又はビーム電流が調節され、描画点での近接加熱が補正される。こうして、パターンブルーミングが縮小される。
【００３４】
本明細書で指摘するように、電子線リソグラフィーの近接加熱を計算する場合の重要な研究がなされた。正確な予測は、モンテカルロシミュレーションを使用して単一フラッシュの熱源を表すことが必要であり、有限要素、有限差分、又は複雑な解析近似法を含む熱拡散式を解く様々なテクニックが存在するが、非常に大量の計算を必要とする傾向がある。本発明は、非常に高速な様式で近接加熱を予測する方法に関し、それによって描画の進行中に電子ビーム描画プロセスへの近接加熱補正をリアルタイムで計算することを可能にする。原理上は、描画プロセスが実際に実行される前に、規定された電子線リソグラフィープロセスについて近接加熱効果を計算することが可能であろう。従って、候補の電子ビーム描画プロセスを選択して、全てのビーム及び走査パラメータを指定することができよう。近接加熱は、前述した方法を使用して計算することができるが、長い時間を必要とするかも知れない。次に、候補のプロセスパラメータは、近接加熱効果を補償するために調節されるであろう。もし必要であれば、近接加熱計算とパラメータ調節とのサイクルは、プロセスパラメータの安定したセットへ集束するために必要な回数だけ、反復的に実行されてもよい。この全ては、オフラインで（即ち、電子線リソグラフィーが始まる前に、及び典型的には、電子ビーム機器自身から離れた遠隔地で）実行されるであろう。大部分の実用的アプリケーションでは、このアプローチを実行することはできない。
【００３５】
本発明の１つの態様は、電子ビーム描画が実行されているとき近接加熱をリアルタイムで計算するため、以前のテクニックよりも非常に高速にレジストの近接加熱を予測する方法に関する。近接加熱のリアルタイム評価の主たる利点は、集積回路の製造に使用される電子線リソグラフィー装置の詳細な動作を、ベクタ走査に重点を置いてレビューすることにより、最も良好に理解される。ステンシル方式によるパターン化も、本発明のテクニックを利用することができる。
【００３６】
典型的な現代の集積回路（例えば、ペンティアム（Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標））など）は、１０７のトランジスタを含み、２０以上のリソグラフィー層で作製される。各々のリソグラフィー層は、典型的には電子線リソグラフィーで製造されるマスクを必要とする。チップの設計者は、コンポーネントが、チップ上で層ごとに、どのように配列されるかの情報を含むデータファイルを提供する。これらのファイルは、典型的には階層的に組織され、回路設計者には便利な形式であるが、基板を横切る電子ビームの移動及びパターンの描画を制御するには不便な形式である。ファイルは、特定の電子ビーム描画装置を制御するために有用な形式を有する「フラットファイル」を生成するため、「破壊する」必要がある。破壊手順は、典型的には、装置の特定の仕様及び能力に依存して装置ごとに異なる。
【００３７】
近接加熱は、フラットファイルから決定される必要がある。なぜなら、フラットファイルのフォーマットのみが、パターンが描画される空間順序及び時間順序、並びに基板の様々な区域の上に衝突するビーム強度に関する情報を含むからである。パターンを描画する前にフラットファイルを生成することは、原理上は、パターン描画プロセスを調節して近接加熱に責任を取るため、オフラインでプロセスを実行することを可能にする。しかし、フラットファイルは、典型的には非常に大きく、おそらく１０１２バイトを含み、パターンの描画前にファイルを破壊することを困難にする。従って、ファイルをフラットフォーマットへ破壊することは、典型的には、電子ビーム描画装置で直ちに使用されるように、必要に応じてリアルタイムで行われる。
【００３８】
本発明は、電子ビーム描画の時間と両立可能な時間尺度で、主としてベクタ走査電子線リソグラフィーに関連して、近接加熱を予測する方法に関するが、ステンシル方式が本発明の実施から本来的に除外されるわけではない。典型的には、チップ設計者によって作られたファイルは、電子線リソグラフィー装置及び本発明の方法によって同時に使用されるようにフラットフォーマットへ断片化される。近接加熱を計算する以前の方法と異なり、本発明は、近接加熱に応答して電子ビーム描画プロセスの調節を可能にする時間尺度で、レジストの近接加熱を予測することができる。
【００３９】
ラスタ走査電子ビーム描画のために近接加熱を決定することは、米国特許５，８４７，９５９号及びＩｎｎｅｓらの係属特許出願（米国特許出願第０９／３４３，９６０号）の主題であった。ベクタ走査電子線リソグラフィーは、レジストの近接加熱を決定及び補正する場合に克服されるべき追加の難題を有する。即ち、（１）ラスタ走査と比較して、ベクタ走査によってトレースされるパターンは、前もって規定及び決定された運動に従わない。ラスタ走査の場合、もし点ｉが描画された位置及び時間が与えられるならば、点ｉ＋Ｎが描画されるロケーション及び時間は、任意のｉ及びＮについて独特に知られる。人は、ベクタ走査が次に描画する場所をアルゴリズムで予測することはできない（一般的に）。（２）ベクタ走査装置は、連続領域に描画した後に他の連続領域へ移動する傾向がある。従って、良好なニュースは、ベクタ走査の描画が完全にランダムであるのではなく、１つのロケーションで集団化した後に、他のロケーションへ移動する傾向があることである。悪いニュースは、集団化された描画が、ラスタ走査によって引き起こされる近接加熱よりも非常に大きなレジストの近接加熱、おそらく５〜１０のファクタだけ近接加熱を生じる傾向があることである。従って、ベクタ走査は、ラスタ走査よりも近接加熱の非常に重大な問題を有する傾向がある。しかし、ベクタ走査に利点がないわけではない。例えば、ラスタ走査は硬直的プロセスであり、一度開始されると、全体の描画プロセスの重大な分裂なしに遅延又は中断することができない。他方、ベクタ走査は、中断又は遅延に対する耐性が大きく、全体のリソグラフィーの大きな分裂なしに中断点で描画プロセスを容易に再開することができる。従って、本発明の幾つかの実施形態は、限られた量だけ描画を遅延させる計算を実行する必要があるかも知れないが、そのようなタイミングの遅延は、レジストの温度を決定する場合に考慮に入れなければならない。なぜなら、パターンが描画された後に経過した時間は、経過時間の或る部分が計算上の遅延から生じたものであっても、現在の温度を決定するときの重要なファクタだからである。ラスタ走査とは異なり、ベクタ走査における限られた遅延は許容することができ、より良好な計算を実行するため一時的に休止することによって、描画精度の増加がもたらされて正当化されるとき、遅延が導入されてもよい。
【００４０】
我々は、ベクタ走査の特別の例について（ベクタ走査は現代の装置で典型的に実行されるから）、本発明の特定の実施形態を説明する。それは、具体的な説明を提供するためであるが、本発明がベクタ走査へ固有に限定されることを意味するものではない。近接加熱を予測及び補正するためここで説明される手順は、ステンシル方式にも応用されてもよいが、必要に応じて詳細に注意することにする。
【００４１】
図５は、パターンをウェーハの上に描画する典型的なベクタ走査手順を、描画を実行している電子ビームの方向に沿って上方から見た図である。ウェーハの一部分のみが示される。３つのタイプの運動を区別すべきである。（１）ステージの機械的運動（１７）は、電子ビームのフィールド内でウェーハ又はマスクを比較的遅い速度で平行移動させる。１７は、ｘ方向のみの運動を示すが、ウェーハの機械的平行移動は、一般的にはｘ及びｙ方向（組み合わせ又は逐次に）であり、ウェーハの全面を電子ビームへ露光するであろう。（２）「大フィールド」運動は、典型的には、ウェーハの表面に対して電子ビームのターゲット区域を比較的少ない頻度で転置するが、その運動は比較的大きい（典型的には約１ｍｍ）。大フィールドは、比較的大きな区域を電子ビームの衝突へ露光する。図５の１８で示された大フィールドは、図５で近似的に正方形として示され、典型的には一辺が約１ｍｍである。１つの実施形態において、大フィールドの偏向は、電子ビームの磁気偏向によって達成される。磁気偏向は、ビームの運動に歪みを導入し、正確に描画するための正確なビームが大フィールドの新しいロケーションで再確立される前に、「固定期間」を必要とする。典型的には、一度、ビームが新しい大フィールドのロケーションへ向けられたとき、ビームを固定するため約１００マイクロ秒が必要である。各々の大フィールドの中には、典型的には幾つかの「小フィールド」が置かれる。典型的な小フィールドは、図５の１９で示され、大フィールド１８の中にある。（３）第３のタイプの運動は、典型的には、高速の静電偏向である。この偏向は、小フィールド内で１つのフラッシュロケーションから他のフラッシュロケーションへ電子ビームを移動するために使用される。小フィールドは、普通、側面の長さが約５０μの正方形又は長方形である。電子ビームは、前述したベクタ走査手順で図５の１６で示した適切な領域をタイルするため、小フィールド内で場所から場所へと向けられる。典型的には、磁気大フィールドビーム偏向は、大フィールド内でビームを新しい小フィールドロケーションへ移動するために使用される。従って、３つのタイプの運動は、次のように要約される。即ち、（１）１つの大フィールドから他の大フィールドへ移動するための機械的（又はステージ）運動、（２）大フィールド内で新しい小フィールドロケーションへ移動するための大フィールド運動（典型的には、磁気偏向）、（３）小フィールド内でベクタ走査を実行してパターンを描画するための偏向。この偏向は、典型的には、静電偏向であり、非常に高速である。
【００４２】
本発明は、個々の電子ビームフラッシュの加熱効果を「セル」の中へ集団化し、近接加熱の目的のためにセルを単一のユニットとして処理することによって、ベクタ走査のために近接加熱の決定を加速する。セルの賢明な選択によって、個別のフラッシュによる加熱効果を収集し、単一の熱源として処理することができる。これは、近接加熱の決定を大きくスピードアップし、同時に正確性の許容レベルを維持する。これは、本発明によって、以下で概説される一連のステップで達成される。
【００４３】
（１）「標準セル」のライブラリが、前もって計算され、将来の参照のために蓄積される。標準セルは、標準セルからの様々な距離、及び標準セルが描画された後の様々な時間における近接加熱効果のテーブルを提供する。標準セルのライブラリは、典型的には、フラッシュによってセル内に堆積された相対的電荷に従ってカタログされる。定電流を有する電子ビームの普通の例では、堆積される電荷は、フラッシュの持続時間及びフラッシュの面積に比例する。ライブラリ内の各々のプロトタイプセルは、単位トータル電荷を有する。なぜなら、加熱は、堆積された実際の電荷に単純に比例し、電流密度に比例するからである。電流密度は、典型的にはマスク又はウェーハの描画中に変化しない。
【００４４】
（２）実際のパターンがベクタ走査装置によって描画されるにつれて、パターンを生成しているフラッシュは、「セル」の中へ集団化される。この後で詳細に指定されるように、各々のセル（例えば、ｋ番目のセル）は、「誕生時間」を有して「成熟まで成長する」であろう（この時点で、それ以上の成長は許されない）。成熟を達成すると（それ以上の成長が許されないと）、各々のセルｋは、２つのロケーション数、即ちその「電荷重心」の（ｘ，ｙ）ロケーション、及び熱の消散が測定される場所及び時間を決定する単一の時間数（「時間重心」）によって特徴付けられる。セルのサイズは、セルの空間電荷重心から、レジストのｘ，ｙ平面で測定されたセル内の最も遠いフラッシュまでの距離によって範囲を定められる。もしこの距離がプリセットされた限界を超過すれば、セルは成熟したものと考えられ、新しいセルがスタートする。ベクタ走査装置のドエル時間は、典型的には５０ｎｓ以上であるから、重心の計算を実行し成熟限界をテストすることは、専用プロセッサを使用することによって可能である。専用プロセッサは、入力情報として各々のフラッシュのドエル及び面積を必要とする。この後で詳細に説明するように、時間重心とは、セルｋからの熱の消散を決定する場合に「クロックをスタートする」単一の時点である。ｋ番目の電荷重心から空間的にあまりに遠く、及び／又はｋ番目の時間重心から時間的にあまりに遠いレジスト上の点における将来の描画は、セルｋに堆積された熱によって影響を受けないであろう。
【００４５】
更に、セルのサイズは、セルの年齢によって範囲を定められる。もしプリセットされた或る年齢限界を超過すると、セルは成熟したものと考えられ、新しいセルがスタートする。サイズ及び年齢の限界をセルに課すこれらの規則は、或る柔軟性を許されてもよい。例えば、もし連続したタイル区域の描画を完了するために、ほんの少数の追加フラッシュが必要であれば、新しいセルをスタートしないで、これらの少数の追加フラッシュを既存のセルへ追加してもよい。
【００４６】
パターンをレジストに描画するとき、前に描画されたフラッシュパターンによって生じた近接加熱は、以前に成熟したセルを加熱ユニットとして処理することによって決定されるであろう。時間的及び空間的にもっと離れた描画の場合、これから説明するように、セルをスーパーセルへ集団化し、スーパーセルをスーパースーパーセルなどへ集団化して、加熱へ顕著に貢献するには空間的及び時間的に離れすぎているセルを無視してもよい。このセルの集団化は、ベクタ走査電子線リソグラフィーのために近接加熱を決定するとき、大きな単純化を達成する。
【００４７】
（３）各々のフラッシュロケーションにおける温度は、空間・時間グリッドへスナップする点について計算される。このグリッドは、基板内の電子拡散及び後続の熱拡散によって空間的に不鮮明となる温度変化を表すために必要である以上に、微細である必要はない。もし現在のフラッシュがスナップしたグリッド点の温度が存在しなければ、その温度は、過去の描画の各々のセルが、現在のグリッド点の温度へ顕著に寄与した表の温度をルックアップすることによって計算され、これらの温度が追加的に累積される。各々のセルの温度は、時間及び空間におけるセル重心から現在のグリッド点までの経過時間及び距離をルックアップの引数として使用することによって、セル電荷及び電流密度によって基準化されたセルの定義特性に最も近くマッチするライブラリの対応セルから得られる。もし後続のフラッシュが同じグリッド点へスナップすれば、温度を再計算する必要はない。加熱プロセッサは、どのグリッド点が温度を次に必要とするかを予想するため、パターン発生器からルックアヘッド情報を提供されるか、又は現在の点に近いグリッド点で部分的温度を推測及び計算してもよい。将来のグリッド点の温度は、必然的に部分的である。なぜなら、それらの温度は、まだ起こっていない描画によって影響を受けるからである。しかし、これらの計算は、グリッド点での最終温度が必要になるとき、計算時間を縮小するであろう。もし現在のフラッシュが、温度が知られていない空間及び時間の新しいグリッド点へスナップするならば、パターン発生器は、温度が利用可能となるまで停止されることができる。そのような中断を許容するベクタ走査装置のこの特性は、前に説明された。５０ｋＶビーム電圧では、グリッドをかなり粗くする、例えば約５〜１０μｍにすることができる。従って、１μｍの正方形フラッシュで描画する装置は、そのような停止を頻繁には必要としない。
【００４８】
（１）標準セルのライブラリ
本発明に従った近接レジスト加熱の予測及び補正の１つのコンポーネントは、標準セルのライブラリの構成に関連する。現在の描画点におけるレジスト温度は、前に描画された全てのフラッシュの加熱効果の合計である。セルの使用によって、前に描画された多数のフラッシュを集団化することができ、そのようなセルの各々は、少数のセルパラメータによって特徴付けられる。前に描画された全てのフラッシュの加熱効果の決定は、前に描画された全てのセル（及び、或る特別の状況では、現在のセルの中で前に描画されたフラッシュ）の加熱効果の決定と同じになる。標準セルのライブラリは、セルの加熱データを再計算させるのではなく検索させる高速アクセス可能データベースである。従って、温度予測の正確性及び高速アクセス可能性を達成するため、標準セルのライブラリを生成及び蓄積することは、本発明のこのコンポーネントの目的である。
【００４９】
標準セルのライブラリは、幾つかのセルタイプから構成される。我々は、セルタイプを少数のパラメータの観点で定義する。最も単純な標準セルは、単一の瞬間に単一の点で堆積された単位電荷に起因する温度Ｔ（ｒ，ｔ）を記述するセルである。Ｔ（ｒ，ｔ）は、電荷の堆積に続く経過時間ｔ、及び電荷が堆積された点からの距離ｒ（レジストの平面ｒ＝（ｘ，ｙ）で測定される）における温度を示す。従って、表の値は、時間ｔ及びロケーションｒにおける点のグリッドである。
【００５０】
電荷Ｃの実際のフラッシュの温度効果は、知られた標準セルの値を、ＣＴ（ｒ，ｔ）のように、ファクタＣによって基準化することによって決定されるであろう。実際の温度は、基板の中へ堆積されたエネルギーのジュール数によって決定され、単純に電荷によっては決定されない。しかし、典型的なベクタ走査装置は、一定の電圧及び電流密度によって描画し、従って電荷は、堆積されたエネルギーに比例する。
【００５１】
標準セルの最も単純なライブラリは、典型的には、２つの数値パラメータによって特徴づけられる。即ち、セルが「成熟する」年齢（後で詳細に定義される）、及びセル内の電荷の空間分布測定量である。標準セル内に堆積されたトータルの電荷は１として取られ、温度計算の間に、必要に応じて実際の堆積電荷のために基準化される。更に精密な特徴づけは、各々の標準セルの中に堆積された電荷の空間分布及び時間分布のために高次のモーメント拡張を含んでよい。しかし、本発明を明確に説明するため、セルは、その「電荷のゼロモーメント」又はトータル電荷（温度は、それに比例する）によって定義されるものと考えられる。最初の近似は、トータル電荷を、実際の電荷分布の最初のモーメントロケーション、即ち空間電荷重心で堆積されたものと考える。これは、セルを特徴づける単一のパラメータとして詳細に説明されるであろう。標準セルをカタログするための高次モーメントの使用は、データの蓄積及び検索のサイズと複雑性を、直接的な様式で単純に増加するだけであり、本発明の範囲の中に含まれる。
【００５２】
従って、本発明のこの実施形態では、空間及び時間における正規化された電荷分布を記述する指標が存在するであろう。その指標によって、標準セルが標準ライブラリの中にカタログ（従って検索）される。これらの指標のもとで蓄積されたデータは、数値グリッドを含む。この数値グリッドは、標準セルの電荷重心から点Ｐまでのレジスト平面（ζ，η）における距離の関数として特定の標準セルによってレジスト上の点Ｐで生じる温度増分ΔＴ、及び標準セルが描画された後の時点τで点Ｐに生じた温度増分を与える。即ち、堆積されたトータル電荷ｑについて、標準セルとは、レジスト温度への効果が決定されるべきセルの指標に最も近くマッチする指標を有するセルである。この標準セルは、温度増分ΔＴ（ζ，η，τ）の値を含む。その値の中で、レジスト平面内の点Ｐのロケーションが明確になる。描画されたセルの温度は、ｑΔＴ（ζ，η，τ）であろう。幾つかの実際的な目的のために、特定のセルによる加熱は、セルのロケーションに関して円柱対称形になるであろう。ここで、ΔＴは、ウェーハ平面でフラッシュから点Ｐ（ｘ，ｙ）までの距離にのみ依存するであろう。ベクタρ＝（ρ，τ）及びρ＝｜ρ｜であるから、方向を無視した距離は、単一の数である。本発明のこの実施形態における標準セルのライブラリは、電荷分布指標によってインデックスされた単位電荷に対する増分温度ΔＴ（ρ，τ）の値を含む２次元テーブルから構成される。
【００５３】
点Ｐを描画しているとき、描画されるべき点におけるレジストの温度は、次のようにして決定される。
【００５４】
（ａ）Ｐにおける温度への無視できない寄与を有する、前に描画されたセルを識別する。
【００５５】
（ｂ）ステップ（ａ）で識別された各々のセルについて、電荷分布指標に関してそのセルに最も近くマッチする標準セルライブラリ内のセルを識別する。ライブラリからΔＴとして検索されたテーブルから、ρ及びτの値でセルに最も近くマッチするΔＴ（ρ，τ）の値を識別する。もし現在のセル電荷がｑであれば、現在の描画グリッド点へのその温度寄与は、ｑΔＴであろう。温度のルックアップは、最も近い表の点を取るか、幾つかの変数の中で補間計画を使用してもよい。補間計画は単純な線形補間に限定されない。本発明は、使用される補間計画の正確な詳細に依存しない。
【００５６】
（ｃ）ステップ（ｂ）で得られたライブラリ値に従って点Ｐの温度を増分する。
【００５７】
（ｄ）点Ｐの温度を決定するため、Ｐの温度に影響を及ぼす全てのセルについてステップ（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）を反復する。
【００５８】
ここで、前述したステップ（ａ）〜（ｄ）を実行するため本発明に従って使用される標準セルライブラリの構成を説明する。
【００５９】
説明を通して、単一の電子ビーム電圧が使用されるものと仮定する。描画するときの変数は、フラッシュ位置を除けば、露光の時間（又はドエル時間）及びフラッシュ面積である。これらの数値の積は、堆積される電荷に比例する。ベクタ走査では、加熱プロセッサにこの数値を計算させるのではなく、パターン発生器がそれを引き渡すことが有利であろう。もしビーム電流の密度が変化するのであれば、基準化法則が適用されるので、標準セルライブラリを再計算することは必要でない。
【００６０】
説明を具体的にするため、全体を通して標準ビーム電流密度を使用し、ドエル時間とフラッシュ面積との積は、堆積される電荷に比例すると仮定する。必要に応じて基準化を適用してもよい。しかし、ここで注意したいことは、ビーム電圧の変動に対して基準化が有効でないことである。なぜなら、電圧は、電子透過深度、堆積された熱の球サイズ、及び他の非線形、非基準化効果を決定するからである。従って、異なったビーム電圧及び異なった基板材料については、新しい標準セルライブラリを計算する必要がある。
【００６１】
基板の熱特性は知られており、基板温度から独立であると仮定する。基板の熱特性が、異なった組成を有する基板ごとに変化する場合、ここで説明される手順は、典型的には作り直す必要がある。
【００６２】
標準セルのライブラリは、次のようにして構成される。
【００６３】
（ｉ）単一の電子フラッシュの特性が、ビーム電圧を含めて仮定される。本発明の１つの実施形態に従えば、入射電子フラッシュは点、小さな円盤、又はガウス分布であると仮定することによって、基板中の熱の堆積が十分に表現されることが発見された。もし必要であれば、もっと複雑なフラッシュ断面、又はフラッシュ形状の範囲について、本発明に従ったシミュレーションを実行することができる。
【００６４】
（ｉｉ）（ｉ）で定義されたフラッシュ特性について、基板の層及び材料の定義を必要とする基板に堆積される熱を確かめるため、モンテカルロ法計算が実行される。この計算の結果は、値Ｑ（ｘ，ｙ，ｚ）の３次元テーブルである。このテーブルは、単一のフラッシュについて、基板内の点（ｘ，ｙ，ｚ）に堆積されるエネルギーの量を、例えばワット／ｃｍ３で与える。これらの値は、式（１）で使用される原始項を決定する。
【００６５】
（ｉｉｉ）フラッシュ持続時間について、時間のグリッドが選択される。典型的には、本発明の実施には、１００ｎｓ、２００ｎｓ、５００ｎｓ（ｎｓ＝ナノ秒）、１μｓ、２μｓ、５μｓ、１０μｓで十分であることが見出された。もっとも、これらの値に対して固有の限定又は制限は存在せず、他の値も等しく良好に使用されてもよい。選択された各々の時間値（例えば１００ｎｓ）について、次のようにして温度を計算するため、市販の熱拡散プログラム（例えばＡＮＳＹＳ）が使用される。
【００６６】
（ｉｉｉ．ａ）時間ゼロ、ｔ＝０で、ＡＮＳＹＳ又は同等のプログラムが開始される（単なる「ＡＮＳＹＳ」の記述は、実質的に同等の結果を与えるプログラムを含んでいる）。ｔ＝０では、初期の熱源は存在しない。しかし、ｔ＝０で直ちに、電子フラッシュの衝突による熱が、Ｑ（ｘ，ｙ，ｚ）によって与えられる空間分布で生成されると想定される。モンテカルロシミュレーションの結果は、フラッシュの持続時間の間均一に生成されると想定されるＱ（ｘ，ｙ，ｚ）の情報を提供する。ＡＮＳＹＳは、フラッシュの持続時間の間稼動し、モンテカルロ計算からのＱ（ｘ，ｙ，ｚ）を使用して、フラッシュの持続時間中の熱拡散を追跡する。
【００６７】
（ｉｉｉ．ｂ）想定されたフラッシュの時間が経過したとき（即ち、この例では１００ｎｓ）、それ以上の熱は、電子ビームの衝突によって基板内に生成されず、従って全ての後の時間では、Ｑ（ｘ，ｙ，ｚ）＝０である。ＡＮＳＹＳは、空間及び時間におけるレジスト温度の展開を計算し続ける。
【００６８】
（ｉｉｉ．ｃ）ＡＮＳＹＳの動作中、時間値の適切なグリッドで、温度分布の「スナップショット」がライブラリに蓄積される。このスナップショットは、その特定の時間における空間の点について、ＡＮＳＹＳによって与えられた温度値である。しかし、我々は、レジスト内に存在するウェーハの表面、ｚ＝０の点にのみ興味を有する。更に、実質的に関心を引く大部分の場合、我々は特定の点の、フラッシュ（又はフラッシュの重心）からの距離ｒ＝（ｘ２＋ｙ２）１／２にのみ興味を有する。実質的に関心を引く大部分の場合、熱は基板内に比較的深く堆積され、フラッシュがオンである間、本質的に熱はレジスト表面へ到達しないことが予想される（即ち、Ｑ（ｘ，ｙ，ｚ）≠０であるとき）。しかし、これは本発明における固有の限定ではない。近接加熱の決定に十分な正確性を与えるため、もし必要であれば、フラッシュの間の時間に時間「スナップショット」を取ってもよい。
【００６９】
（ｉｉｉ．ｄ）ステップ（ｉｉｉ．ａ）、（ｉｉｉ．ｂ）、（ｉｉｉ．ｃ）は、（ｉｉｉ）で指定された所望の時間グリッドについて反復される。
【００７０】
標準セルのライブラリが今や構成されて、各々のセルから空間的及び時間的に様々な距離にある温度増分ΔＴ（ｒ，τ）を与える。我々は、典型的な分布をカバーするように各々の標準セルを設計するので、我々はセルの重心が空間及び時間のどこに置かれているかを知っている。セルは、空間及び時間の予想された範囲をカバーする予想されたドエル時間のフラッシュのグループから構成される。熱拡散式を再び解く必要はない。むしろ、我々は、前述したテーブルから補間され、適切なフラッシュエネルギーへ基準化された個々のセルフラッシュメンバーの温度を重畳することによってセルを構成するフラッシュグループの空間・時間重心からの任意の距離及び任意の経過時間におけるレジスト表面上の温度を決定することができる。厳密に言えば、我々は、成分フラッシュのフラッシュドエル時間を知る必要があるが、これらドエル時間を粗く、例えば１００ｎｓ、１μｓ、及び１０μｓのドエルへグループ化することで、実際には十分に正確であろう。所与のケースにおいて、典型的には、これらの中の１つが必要であろう。同じ堆積されたエネルギーについて１００ｎｓのフラッシュと１μｓのフラッシュとの温度の間には、実際には非常に小さな差分しか見出されないであろう（高ビーム電圧では）。しかし、もし特定のパターンについて、フラッシュの大部分が、（例えば）２５０ｎｓのドエルであることが分かれば、そのケースをフラッシュ温度ライブラリに含めるべきである。フラッシュの単一のラインを表すセルについては、単に２つの値｜ｒ｜及びｔではなく、３つの空間・時間値（ｘ，ｙ，ｔ）の関数として温度を表にする必要がある十分な平面（ｘ，ｙ）内非対称性が存在するかも知れない。しかし、もしコンピュータメモリ及び他のリソースが許すならば、３つの空間・時間量（ｘ，ｙ，ｔ）を使用することができる。
【００７１】
（２）パターンフラッシュをセルの中へ集団化する
近接加熱を決定し、パターンの描画を補正して補償するため、描画されたパターンをセルの中へ集団化することが必要である。次に、それらのセルは、標準セルライブラリからのセルと比較されてもよい。後の描画におけるこれらセルの熱効果は、実際に描画された（「スナップ」又は補間された）セルに対応するエントリについてライブラリから引き出された温度効果によって決定される。このセクションでは、フラッシュをセルの中へ集団化するため現在好ましいと考えられる実施形態を説明する。
【００７２】
図６は、入射電子ビームの方向に沿って上方から見たフラッシュの描画シーケンス２０ａ、２０ｂ、２０ｃを示す。フラッシュは、図６では正方形として示されるが、これは単なる例である。長方形、円形、又は更に複雑な形状が使用されてよく、又は電子ビームは、オンである間基板の一部分を横切ってドラッグされてもよい。これらは、全て本発明の範囲の中にある。更に、必ずしもフルオン又はフルオフに限定しないで、様々なレベルのビーム電流を使用してもよい（標準セルライブラリと比較するため、基準化に注意しながら）。
【００７３】
セルの構造を説明するに当たって、一度セルが完全にアセンブルされたとき、どのように情報が使用されるかを留意することが助けとなる。このセルによって生じる後の描画点での加熱（言い換えれば、フラッシュのこの集団化によって生じた加熱）を決定するためには、（ｘ，ｙ）平面におけるこのセルの有効ロケーション、このセルが描画された有効時間、及びこのセルに寄与する描画の有効電荷（又は持続時間）を指定する必要があろう。この情報によって、我々は、このセルを標準ライブラリ内のセルと関連づけて、そこからレジスト加熱情報を引き出し、ウェーハ表面における後の描画の補正に使用することができる。
【００７４】
例を目的として、フラッシュ２０ａは、新しいセルの最初の描画フラッシュであると仮定する。我々は、この後で、セルが「成熟」したと考えられ、それ以上の描画に対して閉止される条件を指定する。従って、フラッシュ２０ａは、セルの閉止に続く（又は閉止の原因となる）最初のフラッシュであるか、マスク又はウェーハの上に描画される最初のフラッシュであろう。フラッシュ２０ａは、空間及び時間内でセルを位置決めしてその電荷を決定するプロセスを開始する。
【００７５】
（１）半径２２は、フラッシュ２０ａの（ｘ，ｙ）ロケーションを、その原点として有するように定義される。半径２２は、エンジニアによって与えられるパラメータである。半径２２は、近似的に現在の描画条件における電子拡散範囲であるが、それより大きいか小さい逸脱も、本発明の範囲から除外されない。なぜなら、そのような逸脱は、本発明のプロセスを更に効率的にするのに有用だからである。
【００７６】
（２）フラッシュ２０ａは、このセルが描画された有効時間を決定する「クロックをスタートする」。従って、フラッシュ２０ａは、時間ｔ＝０で起こる。
【００７７】
（３）第２のフラッシュ２０ｂが描画される。セルの「電荷重心」は、フラッシュ２０ａ及び２０ｂで堆積された相対電荷によって加重された２０ａ及び２０ｂの加重平均として決定される。即ち、もし（ｘａ，ｙａ）が、電荷ｑａが堆積されたフラッシュ２０ａの中心であり、（ｘｂ，ｙｂ）が、電荷ｑｂが堆積されたフラッシュ２０ｂの中心であれば、これら２つのフラッシュの後のセル電荷重心は、（ｘ０，ｙ０）に置かれる。
【００７８】
ここで、
【式２】
2004505462.tif 000004
【００７９】
（４）式（２）によって定義された電荷重心に加えて、類似の仕方で「時間重心」を定義する。もしｔａが、フラッシュ２０ａが電荷ｑａ（セル内の最初のフラッシュではゼロ、後のフラッシュでは非ゼロ）を堆積する平均時間であり、ｔｂが、フラッシュ２０ｂが電荷ｑｂを堆積する平均時間であれば、「時間重心」は次のように定義される。
【式３】
2004505462.tif 000005
【００８０】
式（２）及び（３）は、２０ｃの空間及び時間座標、及び電荷重心及び時間重心のために前に計算された空間及び時間座標を使用して、後のフラッシュ、例えば２０ｃが描画されるとき電荷重心及び時間重心を更新するために使用される。従って、後のフラッシュが、セル内のトータル電荷の中で、より小さな端数変化を生じるにつれて、電荷重心及び時間重心は、ますます小さく変化する。セル内の描画が連続している必要はない。フラッシュ２０ｄもセル内にある。更に、セル内のフラッシュが重複しないことも要求されない。電荷及び時間重心を計算及び更新する上記の手順は、双方のケースに適用されてもよい。
【００８１】
前述したように、そのような「セル」を構成する機能は、セル内の多数のフラッシュの加熱効果を単一の空間、時間、電荷座標の中へ集団化して、標準セルライブラリから正しい加熱情報を選択するときに使用するためである。この目的のために、本発明において、空間座標及び時間座標の双方を、堆積された電荷で加重することが好ましい。
【００８２】
電荷重心が追加のフラッシュで更新されるにつれて、セルの中心半径は、電荷重心に従って場所を移動する。即ち、セルの半径２２は、最初に固定され、セルの構成中に変化しない。しかし、セルの中心は、常に、最も近時に更新された電荷重心のロケーションに置かれる。もし電荷重心がロケーション２３へシフトすれば、セルは今や２６であり、２２’によって示される同じ長さの半径を有する。
【００８３】
フラッシュは基板への衝突を続け、電荷重心及び時間重心は、セルの「成熟」が起こるまで更新され続ける。一度、セルの成熟が宣言されると、そのセルは閉止されたものと考えられる。後続のフラッシュは、電荷重心又は時間重心のいずれをも変更することを許されない。セルの成熟は、２つの「終了条件」のいずれかが最初に発生したときに宣言される。その「終了条件」とは、（１）フラッシュが、セルの外側、即ち円２６の外側でウェーハ表面に衝突したこと（例えば、図６のフラッシュ２４ａのように）。（２）セルが「年齢」を取りすぎたこと、即ちセルの時間重心が、プリセットされた値を超過したことである。我々は、セルの数を制限し、標準セルライブラリを合理的な限界の中に保ちたいので、セルの最大半径及び最大年齢を制限しなければならない。標準ライブラリは、起こるかも知れない空間及び時間内の電荷分布の典型的範囲を十分な正確度でカバーするプロトタイプの範囲を含まなければならない。
【００８４】
セルが閉止されたとき、時間重心は、セルが描画された電荷加重経過時間、即ち成熟時又はセル閉止時のセル「年齢」を与える。前述したように、この年齢は、セル閉止を決定することに関連する。なぜなら、１つの規準は、セルは、閉止の前に年齢を取り過ぎないことだからである。しかし、一度、セルの閉止が起こると、近接加熱の決定は、標準セルライブラリ内のセルと比較するための異なった時間を必要とする。現在描画されている点でセルｋによって生じる温度増分の決定は、セルｋの描画時点から現在の描画時点までの時間間隔の知識を必要とする。ここで説明される手順に従ったセルの構成では、各々のセルの時間重心は、その特定のセルの誕生を、時間の原点ｔ＝０として参照することによって与えられる。標準セルと比較するためには、各々のセルの時間重心は、セルが誕生したクロック時間によってオフセットされなければならない。従って、本発明のこの実施形態では、セルの成熟時にセルの時間重心へ加えられたセル誕生クロック時間を一時的に蓄積するか、時間の始まりをセルの特定の（従って独特の）誕生時間として取るのではなく、セル誕生クロック時間からの時間重心を累積することが必要である。
【００８５】
セルが成熟し将来の描画が閉止すると、堆積されたトータル電荷、電荷重心、及びセルの時間重心（クロック時間を含むように修正された）も固定される。セルの電荷重心（例えば点２３）は、この閉止したセルによって現在の描画点に生じた温度変化を決定するため閉止セルから現在の描画点まで距離が測定されるロケーションである。閉止したセルの時間重心は、閉止したセルの描画時点からウェーハ上で現在の点を描画する時点までの経過時間が測定される時間である。閉止したセルが年齢を取りすぎると（セルの時間重心から現在の描画時点までの時間間隔によって測定されたように）、閉止したセルの中に堆積された熱は、効果的に全く消散する。従って、この時点で、閉止したセルは考慮の対象から外されてもよい。なぜなら、それは、もはや、レジストの近接加熱に寄与しないからである。
【００８６】
上記の規定は、後のフラッシュ、例えば２４ａが、閉止したセルと重複する半径を有するセル（図６には示されない）を作り出した場合でも変更されないことが注意される。本発明の手順は、セルが空間的に重複しないことを決して要求しない。更に、一度、セル２１が閉止されると、セル２１の中に存在する後のフラッシュは、実質的に（今は閉止された）セル２１の上に新しいセルを誕生させる。前述したように、ベクタ走査パターン化の１つの特性は、実際上その描画を予測できないことである。本発明は、ベクタ走査のパターン化が、互いに素のセルへ集団化する傾向があるとき、その最大効率を達成するが、本来的にそのように限定を有するわけではない。コンピュータ時間の大量のコストが可能であれば、高度にランダムなパターンでも、本発明の範囲の中で処理されてもよい。
【００８７】
（３）ステンシル方式
電子線リソグラフィーの幾つかの実施形態は、ビームの横方向の広がりが単一のフラッシュで全体のステンシルをカバーするようにビームをステンシルの上に向けることによって、全体のパターン（例えば、メモリセル）を露光する。ステンシルの概略図（特定の電子コンポーネントを表していない）は、図７の２５で示される。ステンシルのそのようなフラッシュ露光も、本発明の範囲に含まれてもよいが、標準セルのライブラリを作成するとき、或る追加の複雑性のコストが生じる。基本的複雑性は、ビームがステンシルを描画するとき、ビームの形状が、そのように描画されたセルによって生じた近接加熱効果に影響を有することである。これまで、フラッシュの形状は、特定のフラッシュによって生じた近接加熱効果を決定する場合に重要なファクタではないと仮定した。堆積された電荷、ロケーション、及び時間のみが、重要であると考えられた。ステンシルは、この仮定の緩和を必要とする。従って、標準セルライブラリは、他の箇所で注意したパラメータに加えて、ウェーハを描画するとき使用される様々なステンシルごとにカタログされなければならない。完全なパターンを描画するときに使用される特定のステンシルのために、ＡＮＳＹＳの異なった実行は必要でない。ステンシルのパターンは、熱を重畳させるため一連の原始ライブラリフラッシュへ分解されることができる。これらのフラッシュは、全て同時に描画されるものと考えられるが、異なった空間ロケーションで描画される。プロトタイプのステンシルに対する温度Ｔ（ζ，η，τ）は、近似値ではない。なぜなら、それは同じタイプの全ての描画されたステンシルを正確にモデル化するからである（座標の回転及び／又は反射の中で）。この追加のカタログ指標は、重大な複雑性を本発明の実際の実施の中へ導入するとは考えられない。
【００８８】
ステンシルの電荷重心は、フラッシュのシーケンスについて前に定義された電荷重心と同じようにして決定される。ステンシルは、典型的には、単一のフラッシュで露光されるから、ビーム電流の密度が、ステンシル区域の上で実質的に一定であるという仮定の下で（実際上、これは典型的には真である）、電荷重心はステンシルを通過して下方のウェーハ表面へ衝突するビーム電流の中心のロケーションである。この電荷重心は、図７の２７で示されるステンシルの重心のロケーションでこのステンシルを描画することによって生じた近接加熱を決定するために使用されるロケーションである。しかし、ステンシルの場合、重心を使用する必要はなく、約束によって確立され、首尾一貫して使用される便利な点が、描画されるステンシルのために使用されてもよい。重心は、フラッシュのランダムな集団化で最大の正確度を達成するために必要である。なぜなら、ライブラリのプロトタイプは、実際に描画されたものと正確にはマッチしないからである。ステンシルにおいて、他方では、プロトタイプは描画されるものの正確なモデルである。
【００８９】
（４）スーパーセルなどへの階層的集団化
これまで説明したセルへの集団化は、横方向への広がりが約１０μで、成熟（閉止）までの時間が約１０μｓであるセルを想定した。これは、通常のベクタ走査の描画で約１００フラッシュを含む。この１００のファクタを、考慮されなければならない個別のフラッシュの数へ低減することが重要であるが、合理的に利用可能なテクノロジを使用して描画プロセスの間にリアルタイムで決定されることができる管理可能な大きさへ近接加熱の問題を縮小するためには、追加の集団化が必要である。これは、本発明に従って、セルをスーパーセル、スーパースーパーセルなどへ階層的に集団化することによって達成される。これまで説明したセルは、その電荷重心及び時間重心によって特徴づけられる。幾つかのそのようなセルは、成分電荷重心及び成分時間重心の加重平均を計算することによって、スーパーセルの中へ集団化されることができる。結果のスーパーセルは、より高次のスーパースーパーセルへ更に集団化されてもよい。従って、計算は、必要なレベルの正確度を達成することと矛盾しない任意の程度へ単純化される。
【００９０】
（５）補正点のグリッド
過去の描画から生じる全ての描画されたフラッシュの時間及びロケーションにおける温度を計算することは、禁止されると同時に不必要である。電子拡散及び後続する熱拡散は、点で描画している高電圧電子ビームの温度が、空間及び時間において急速に変化しないことを確実にする。従って、我々は、実際に描画されたフラッシュを「スナップ」する補正点の粗い空間・時間グリッドを定義することができる。このグリッドは、基板内の電子拡散及び後続する熱拡散によって空間的に不鮮明となる温度変化を表すために必要である以上に微細である必要はない。もし現在のフラッシュがスナップするグリッド点における温度が、前に決定されていなければ、その温度は、過去の描画の各々のセルが現在のグリッド点の温度へ顕著に寄与する表の温度をルックアップすることによって計算され、これらの温度が追加的に累積される。温度は、時間及び空間におけるセル重心から現在のグリッド点までの経過時間及び距離をルックアップの引数として使用することによって、セルの電荷及び電流密度によって基準化されたセルの定義特性に最も近くマッチするライブラリ対応セルから、各々のセルについて得られる。もし後続するフラッシュが同じグリッド点へスナップするならば、温度を再計算する必要はない。加熱プロセッサは、どのグリッド点が次に温度を必要とするかを予想するためパターン発生器からルックアヘッド情報を提供されるか、現在の描画点に近いグリッド点で部分的温度を推定及び計算してもよい。将来のグリッド点における温度は、必然的に部分的である。なぜなら、それらの温度は、まだ起こっていない描画によって影響を受けるからである。しかし、これらの事前の計算は、グリッド点における最終温度が必要となるとき、計算時間を縮小するであろう。もし現在のフラッシュが、温度が知られていない空間及び時間の新しいグリッド点へスナップするならば、パターン発生器は、温度が計算されてしまうまで停止されることができる。そのような中断を許すベクタ走査装置のこの特性は、前に説明された。５０ｋＶビーム電圧では、グリッドをかなり粗くする、例えば５又は１０ミクロンにすることができ、従って１μｍ正方形のフラッシュで描画する装置は、そのような停止を頻繁には必要としない。時間の粗さは、要件に依存するが、マイクロ秒の範囲にある。メモリでは、２つだけの時間平面が必要である。なぜなら、時間が新しい点へスナップしたとき、前の時間平面によって占拠されていたメモリは解放されるからである。同様に、メモリの空間的広がりは、同様にミリメートル範囲にある近接加熱の有意範囲によって制限される。
【００９１】
（６）セル内のフラッシュの自己加熱
２種類の加熱を考慮すべきである。
【００９２】
６．１　レジスト、クロム層（もし存在すれば）、及び基板の上部層を介する熱伝導に起因する近隣加熱。熱の計算は、このタイプの加熱が、近隣フラッシュを考慮するだけでよく、各々のフラッシュが描画されるときテーブルルックアップによって十分明瞭にされることを示す。
【００９３】
６．２　同一セル内の前のフラッシュに起因して基板内に深く堆積された熱からの加熱。ここで説明された手順の１つの実施形態では、セルの年齢が高電圧リソグラフィーでは十分に制限されるので、同じセルの前のフラッシュからの有意の熱が表面に到達する前に、セルが完了することが予想される。これは、必ずしも常に可能であるわけではない。熱は、隣接するフラッシュの間の距離と比較して大きな深さに堆積され、過去のフラッシュに起因して前に計算された温度の簡単なテーブルルックアップが可能になる事実は、利点にすることができる。
【００９４】
これまでの手順は、ベクタ走査リソグラフィー装置のパターン発生器が、堆積された電荷を決定する各々のフラッシュの面積、及び小フィールドにおけるフラッシュ座標を加熱プロセッサへ供給するように設計され、小フィールドのロケーションが、大フィールドの座標と同じく基板座標内で利用できることを暗黙的に仮定して説明された。
【００９５】
本発明を詳細に説明したので、当業者は、この開示を与えられれば、ここで説明された発明的概念の趣旨から逸脱することなく、本発明に対して修正が行われてもよいことを理解するであろう。従って、本発明の範囲が、図示及び説明された特定の好ましい実施形態へ限定されることは意図されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
基板、エッチングされるマスク、及びレジスト層の上に衝突する低エネルギー電子ビームの概略断面図である。
【図２】
基板、エッチングされるマスク、及びレジスト層の上に衝突する高エネルギー電子ビームの概略断面図であって、基板内に堆積された熱を示す。
【図３Ａ】
露光されたレジスト領域の平面図及び側面図であって、過剰露光によるパターンブルーミングを示す。
【図３Ｂ】
露光されたレジスト領域の平面図及び側面図であって、過剰露光によるパターンブルーミングを示す。
【図４】
ラスタ走査及びベクタ走査の概略図である。
【図５】
大露光フィールド及び小露光フィールドの概略図である。
【図６】
フラッシュのセルへの集団化を示す概略図である。
【図７】
ステンシルの概略図である。
【国際公開パンフレット】
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2004505462.tif 000007
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【国際調査報告】
2004505462.tif 000047
2004505462.tif 000048