(57)【要約】【課題】ＣＤ線形性を補正できる可変成形ビームを利用した露光方法を提供する。【解決手段】回路パターンの設計ＣＤに対するＣＤ線形性を補正し、工程上で発生するＣＤ散布及びＭＴＴ差を最小化できる可変成形ビームを利用した露光方法であって、該可変成形ビームを利用した露光方法は、回路パターンを露光するビームショットの設計サイズが所定値以下であるか所定値以上であるかを判別する。判別の結果、設計サイズが所定値以上である場合、ビームショットのサイズを線形的に補正する。判別の結果、設計ＣＤが所定値以下である場合、ビームショットのサイズを非線形的に補正する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路パターンを露光するビームショットの設計サイズが所定値以下であるか所定値以上であるかを判別し、
判別の結果、前記設計サイズが前記所定値以上である場合、前記ビームショットの前記サイズを線形的に補正し、
判別の結果、前記設計サイズが前記所定値以下である場合、前記ビームショットの前記サイズを非線形的に補正する可変成形ビームを利用した露光方法。
【請求項２】
前記設計サイズが前記所定値以下であることは、第１方向であるＸ方向設計サイズ及び前記第１方向に直交する第２方向であるＹ方向設計サイズのうち、少なくとも一つが前記所定値以下であることを含むことを特徴とする請求項１に記載の可変成形ビームを利用した露光方法。
【請求項３】
前記Ｘ方向設計サイズ及び前記Ｙ方向設計サイズのうち、前記少なくとも一つが前記所定値以下であることは、ＭＴＴが非線形的に変化する区間に存在することを意味することを特徴とする請求項１に記載の可変成形ビームを利用した露光方法。
【請求項４】
前記ビームショットのサイズを非線形的に補正することは、
設計ビームショットに基づいて、前記ビームショットを発生させる前に、前記設計サイズに基づいて、第1方向であるＸ方向及び前記第１方向に直交する第２方向であるＹ方向のうち、前記少なくとも１つの方向で前記ビームショットの補正量をあらかじめ設定し、
前記補正量に基づいて、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向のうち、前記少なくとも１つの前記ビームショットの前記設計サイズを調整することを含むことを特徴とする請求項３に記載の可変成形ビームを利用した露光方法。
【請求項５】
前記ビームショットの前記補正量を設定することは、前記Ｘ方向設計サイズ及び前記Ｙ方向設計サイズ別に、前記補正量をテーブル化するか、または前記Ｘ方向補正された設計サイズと前記Ｙ方向補正された設計サイズとをテーブル化することを含むことを特徴とする請求項４に記載の可変成形ビームを利用した露光方法。
【請求項６】
前記ビームショットの前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の設計サイズを調整することは、前記Ｘ方向の設計サイズが前記Ｙ方向の設計サイズより小さい場合、前記ビームショットの前記Ｙ方向の設計サイズを正のＹ方向及び負のＹ方向のうち、１つの方向に補正することを含み、
前記ビームショットの位置を前記正のＹ方向及び前記負のＹ方向のうち、他の１つの方向にシフトさせることをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の可変成形ビームを利用した露光方法。
【請求項７】
前記ビームショットの前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の設計サイズを調整することは、前記Ｙ方向の設計サイズが前記Ｘ方向の設計サイズより小さい場合、前記ビームショットの前記Ｘ方向の設計サイズを正のＸ方向及び負のＸ方向のうち、１つの方向に補正することを含み、
前記ビームショットの位置を前記正のＸ方向及び前記負のＸ方向のうち、他の１つの方向にシフトさせることをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の可変成形ビームを利用した露光方法。
【請求項８】
前記ビームショットの前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の設計サイズを調整することは、前記第１方向の設計ＣＤと前記第２方向の設計ＣＤとが同じである場合、前記生成されたビームショットの測定サイズを前記正のＸ方向または前記負のＸ方向、そして前記正のＹ方向または前記負のＹ方向に補正することを含み、
前記補正ビームショットの位置を前記正のＸ方向または前記負のＸ方向、そして前記正のＹ方向または前記負のＹ方向にシフトさせることをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の可変成形ビームを利用した露光方法。
【請求項９】
回路パターンを露光するビームショットのＸ方向及びＹ方向設計サイズを測定し、
生成されたビームショットの前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の測定サイズを求め、
設計ビームショットの前記Ｘ方向設計サイズ及び前記Ｙ方向設計サイズと、前記生成されたビームショットの前記Ｘ方向測定サイズ及び前記Ｙ方向測定サイズとに基づいて、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向のうち、少なくとも一方向で前記ビームショットの補正量を設定し、
前記補正量に基づいて、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向のうち、少なくとも一方向での測定サイズを調整することを含むことを特徴とする可変成形ビームを利用した露光方法。
【請求項１０】
前記補正されたビームショットを基板上の感光膜に照射することをさらに含み、
前記測定サイズを補正することは、非線型補正であることを特徴とする請求項９に記載の可変成形ビームを利用した露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置製造用露光方法に係り、さらに具体的には、可変成形ビームのＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）線形性を補正できる可変成形ビームを利用した露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置が高集積化されてパターンの線幅がだんだんと微細化している。このような微細線幅を有するパターンを、フォトリソグラフィ工程を介してウェーハ上に正確に具現することがかなり困難になっている。微細線幅を有するパターンを、フォトリソグラフィ工程を介してウェーハ上に正確に具現するために、多様な露光技術が提案されている。かような露光技術のうち一つとして、電子ビームを利用した露光技術（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）が使われている。電子ビーム露光技術は、他の露光技術に比べて、分解能及び正確度にすぐれるという利点がある。
【０００３】
電子ビーム露光技術としては、ビーム形態によって、ガウシアンビーム方式、セル・プロジェクション方式や可変成形ビーム（ＶＳＢ：Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｓｈａｐｅｄ  Ｂｅａｍ）方式などがある。可変成形ビーム方式の露光技術は、アパーチャの開口部が所定部分オーバーラップされるように配列し、オーバーラップされた開口部を介して電子ビームを透過させ、成形された電子ビームを基板上の感光膜に照射し、前記基板上に感光膜パターンを形成するのである。このような可変成形ビーム方式の露光技術は、設計された回路パターンを多様な大きさを有する多数の四角形のショットに分割して露光させるので、前記分割された回路パターンと同じ大きさを有する電子ビームを生成することが重要である。
【０００４】
実際、設計ビームショットのＣＤに対して生成されたビームショットのＣＤを測定すれば、電子ビーム露光装備のコントロール正確度や工程条件などによって設計ビームショットのＣＤと測定ビームショットのＣＤとの間にＣＤ差が発生するようになり、基板上の所望の感光膜パターンを正確にパターニングすることが困難であった。所望の感光膜パターンを正確にパターニングするためには、設計ビームショットのＣＤと生成されたビームショットＣＤとのＣＤ差を補正しなければならない。特に、レジスト解像力の限界などによって、形成される回路パターンの設計ＣＤが一定値以下である場合には、設計ビームショットのＣＤと生成されたビームショットのＣＤとの差は、さらに大きくなるであろう。
【０００５】
図１は、電子ビーム露光装備を利用し、多様なＣＤを有する回路パターンを露光した場合、前記回路パターンのＣＤ変化に対する線形性を示すグラフである。ここで、前記回路パターンの前記ＣＤは、設計ＣＤを意味する。図１を参照すれば、回路パターンの設計ＣＤが変化することによって、ＭＴＴ（Ｍｅａｎ  Ｔｏ  Ｔａｒｇｅｔ）が変化することになる。前記設計ＣＤが所定値以上である場合、例えば、３００ｎｍ以上である場合には（セクションＡ）、前記設計ＣＤが変化するにつれてＭＴＴが線形的に変化して線形性が良好である一方、設計ＣＤが３００ｎｍ以下である場合には（セクションＢ）、ＭＴＴが非線形的に変化して線形性が悪くなる。前記回路パターンの前記設計ＣＤが小さくなるほど、線形性がさらに悪くなる。
【０００６】
ここで、前記回路パターンは、石英のような基板上に形成される感光膜パターンを意味したり、または半導体ウェーハ上に形成される感光膜パターンを意味することもある。前記設計ＣＤは、前記基板上に形成される感光膜パターンのターゲットＣＤ、または前記ウェーハ上に形成される感光膜パターンのターゲットＣＤを意味する。前記生成ＣＤは、露光工程後に、前記基板または前記ウェーハ上に実際に形成された感光膜パターンから測定されたＣＤを意味しうる。前記線形性は、「前記回路パターンの設計ＣＤと前記回路パターンの測定ＣＤとのＣＤ差が設計ＣＤによって変化する程度」を意味しうる。設計ＣＤと生成ＣＤとのＣＤ差は、前記設計ＣＤが変化するにつれて一定であるように線形性が良好であるということができる。従って、設計された回路パターンを基板上に正確に具現するためには、電子ビーム露光方式での電子ビームのショットサイズを調整してＣＤ線形性を補正しなければならない。
【０００７】
図２は、ＣＤ線形性を補正するために電子ビームのビームショットサイズを調整する方法を説明するためのグラフである。図２を参照すれば、理想的な場合には、基板またはウェーハ上に露光される電子ビームのショット出力（生成されたビームショットのＣＤ）が電子ビーム露光装備で発生する電子ビームのショット入力（設計ビームショットのＣＤ）と同一になる（ライン２１）。このような場合には、回路パターンのＣＤが変化しても、前記設計ビームショットの前記ＣＤと前記生成されたビームショットの前記ＣＤとの間にＣＤ差が発生せず、ビームショットのＣＤを補正する必要がない。
【０００８】
一方、ショット入力が増加するにつれて、ショット出力が一定割合で増加する場合には、電子ビームのショットゲインを調整し、前記ビームショットの前記ＣＤを補正する（ライン２３）。ショット入力が増加するにつれて、ショット出力が常に一定に変化する場合、電子ビームのショットオフセットを調整し、前記ビームショットの前記ＣＤを補正する（ライン２５）。ＭＴＴが線形的に変化する区間（図１のセクションＡ）では、ビームショットのＣＤ線形性を前記ショットオフセット補正方式、またはショットゲイン補正方式に補正できる。しかし、前記ＭＴＴが非線形的に変化する区間（図１のセクションＢ）では、線形補正方式のショットゲインまたはショットオフセット補正方式でビームショットのＣＤ線形性を補正することになれば、図３のように、誤差が大きく発生することになる。
【０００９】
従って、回路パターンの設計ＣＤが所定値以上である場合には、前記ビームショットの前記ＣＤをショットゲインまたはショットオフセット補正方式を利用して線形的に調整し、ＣＤ線形性を補正できる。しかし、回路パターンの設計ＣＤが所定値以下である場合には、前記ビームショットの前記ＣＤを非線形的に補正しなければならない。本発明では、前記回路パターンの前記設計ＣＤが所定値以下である場合には、前記回路パターンの設計ＣＤに対する前記ビームショットの前記ＣＤをテーブル化し、前記ビームショットの前記ＣＤに対する前記テーブルをそのまま利用するか、または前記テーブルから得られる規則を利用し、前記ビームショットの前記ＣＤを非線形的に調整してＣＤ線形性を補正する。本発明のＣＤ線形性を補正する方法については、以下で詳細に記述する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、回路パターンのＣＤ変化による可変成形ビームのＣＤ線形性を非線形的に補正できる可変成形ビームを利用した露光方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の本発明の技術的課題を達成するために、本発明の一態様によれば、可変成形ビームを利用した露光方法を提供する。まず、回路パターンを露光するビームショットの設計サイズが所定値以下であるか以上であるかを判別する。判別の結果、前記設計サイズが前記所定値以上である場合、前記ビームショットのサイズを線形的に補正する。判別の結果、前記設計サイズが前記所定値以下である場合、前記ビームショットの前記サイズを非線形的に補正する。前記所定値は、図１に図示されているようなＭＴＴ変化によって、設計ＣＤが線形関係から非線関係に遷移する臨界値でありうる。
【００１２】
設計サイズが前記値より小さい場合は、第１方向（Ｘ方向）での設計サイズと第２方向での設計サイズ（Ｙ方向）とのうち、少なくとも一つが前記値より小さい実施例を含むことができる。設計サイズが前記値より小さい場合は、第１方向（Ｘ方向）での設計サイズと第２方向での設計サイズ（Ｙ方向）とのうち、少なくとも一つが前記所定値より小さい場合を含むことができる。
【００１３】
前記ビームショットのサイズを非線形的に補正することは、前記ビームショットの第１方向（Ｘ方向）設計サイズ及び前記第１方向に直交する第２方向（Ｙ方向）設計サイズに基づいて、前記ビームショットの補正量をあらかじめ設定し、前記補正量に基づいて、前記ビームショットの前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向のビームショットの設計サイズを個別的に調整することを含むことができる。
【００１４】
前記ビームショットの前記補正量をあらかじめ設定することは、前記Ｘ方向設計サイズ及び前記Ｙ方向設計サイズ別に、前記補正量をテーブル化するか、または前記補正量に基づいて、前記Ｘ方向の前記ビームショットの補正サイズと前記Ｙ方向の前記ビームショットの補正サイズとをテーブル化することができる。
前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の設計サイズを個別的に調整することは、前記Ｘ方向の設計サイズが前記Ｙ方向の設計サイズより小さい場合、前記ビームショットの前記Ｙ方向の設計サイズを正のＹ方向（以下、「（＋）Ｙ方向」という。）または負のＹ方向（以下、「（−）Ｙ方向」という。）のうち、１つの方向に補正することを含むことができる。
【００１５】
前記方法は、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の設計サイズを個別的に調整した後、前記ビームショットの位置を前記（＋）Ｙ方向または前記（−）Ｙ方向のうち、他の方向にシフトさせることをさらに含むことができる。
前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の設計サイズを個別的に調整することは、前記Ｙ方向の設計サイズが前記Ｘ方向の設計サイズより小さい場合、前記Ｘ方向の設計サイズを正のＸ方向（以下、「（＋）Ｘ方向」方向という。）または負のＸ方向（以下、「（−）Ｘ方向」という。）のうち、１つの方向に補正することを含むことができる。
【００１６】
前記方法は、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の設計サイズを個別的に調整した後、前記ビームショットの位置を前記（＋）Ｘ方向または（−）Ｘ方向のうち、他の１つの方向にシフトさせることをさらに含むことができる。
前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の設計サイズを個別的に調整することは、前記第１方向の設計ＣＤと前記第２方向の設計ＣＤとが同じである場合、前記（＋）Ｘ方向または（−）Ｘ方向、そして（＋）Ｙ方向または（−）Ｙ方向に前記ビームショットの生成されたサイズを補正することを含むことができる。
【００１７】
前記方法は、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の設計サイズを個別的に調整した後、前記（＋）Ｘ方向または前記（−）Ｘ方向、そして前記（＋）Ｙ方向または前記（−）Ｙ方向に補正されたビームショットの位置をシフトさせることをさらに含むことができる。
また、本発明の一見地によれば、可変成形ビームを利用した露光方法を提供する。まず、回路パターンを露光するビームショットのＸ方向及び前記Ｘ方向に直交するＹ方向の設計サイズを測定する。前記生成されたビームショットの前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の測定サイズを求める。前記ビームショットの前記Ｘ方向設計サイズ及び前記Ｙ方向設計サイズと、前記生成されたビームショットの前記Ｘ方向測定サイズ及びＹ方向測定サイズとに基づいて、前記ビームショットの補正量をあらかじめ設定する。前記補正量に基づいて、前記ビームショットの前記Ｘ方向測定サイズ及びＹ方向測定サイズを個別的に調整する。
【００１８】
前記ビームショットの前記補正量をあらかじめ設定することは、前記Ｘ方向設計サイズ及び前記Ｙ方向設計サイズ別に、前記補正量をテーブル化するか、または前記補正量に基づいて、前記Ｘ方向の前記ビームショットの補正サイズと前記Ｙ方向の前記ビームショットの補正サイズとをテーブル化することができる。
前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の設計サイズを個別的に調整することは、前記Ｘ方向測定ＣＤ差が十分に小さい場合には、前記Ｘ方向の直交方向である前記Ｙ方向測定サイズを前記Ｙ方向ＣＤ差に基づいて補正し、前記Ｙ方向測定ＣＤ差が十分に小さい場合には、前記Ｙ方向の直交方向である前記Ｘ方向測定サイズを前記Ｘ方向ＣＤ差に基づいて補正することを含むことができる。用語「十分に小さい（ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ  ｓｍａｌｌ）」は、測定ＣＤ差を無視できるということを意味する。
【００１９】
前記方法は、測定サイズを個別的に調整した後、前記ビームショットの位置を前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向のうち、一方向にシフトさせることをさらに含むことができる。
前記方法は、前記ビームショットの前記Ｘ方向の測定サイズが線形的に補正される場合、前記ビームショットの前記位置を（＋）Ｘ方向及び前記（−）Ｘ方向のうち、１つの方向にシフトさせ、前記ビームショットの前記Ｙ方向の測定サイズが線形的に補正される場合、前記ビームショットの前記位置を（＋）Ｙ方向及び前記（−）Ｙ方向のうち、１つの方向にシフトさせることをさらに含むことができる。
【００２０】
前記設計サイズを個別的に調整することは、前記Ｘ方向の測定ＣＤ差と前記Ｙ方向ＣＤ差とが同じである場合、前記Ｘ方向測定ＣＤ差と前記Ｙ方向測定ＣＤ差とに基づいて、前記Ｘ方向測定サイズと前記Ｙ方向測定サイズとをそれぞれ補正することを含むことができる。
【００２１】
前記方法は、前記測定サイズを個別的に調整した後、前記Ｘ方向そして前記Ｙ方向に、前記ビームショットの位置をシフトさせることをさらに含むことができる。
また、本発明の一態様によれば、可変成形ビームを利用した露光方法を提供する。まず、回路パターンを露光するビームショットのＸ方向及び前記Ｘ方向に直交するＹ方向の設計サイズを測定する。前記生成されたビームショットの前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の測定サイズを求める。前記ビームショットの前記Ｘ方向設計サイズ及び前記Ｙ方向設計サイズと、前記生成されたビームショットの前記Ｘ方向測定サイズ及びＹ方向測定サイズとに基づいて、前記ビームショットの補正量をあらかじめ設定する。前記ビームショットの前記補正量に基づいて、前記ビームショットの前記Ｘ方向測定サイズ及びＹ方向測定サイズのうち、少なくとも一方向での測定サイズを非線形的に補正する。前記補正されたビームショットを基板上の感光膜に照射して露光する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の可変成形ビームを利用した露光方法によれば、回路パターンの設計サイズが所定値以下である場合には、回路パターンの設計ＣＤに対するビームショットサイズをテーブル化し、前記テーブルをそのまま適用するか、またはテーブルから得られる規則に基づいて、前記回路パターンの設計ＣＤに対するビームショットサイズを非線形的に補正できる。従って、前記回路パターンの設計ＣＤ別に線形的にまたは非線形的に適切に電子ビームのショットサイズを補正することができる。
【００２３】
また、本発明の露光方法は、電子ビームのショットサイズを補正した後、電子ビームが照射される位置を補正することによって、感光膜の所望の正確な位置上に電子ビームを正確に照射させることができる。また、前記回路パターンがＸ方向の設計ＣＤとＹ方向の設計ＣＤとが相異なる場合、Ｘ方向または／及びＹ方向の直交方向に対する影響を考慮し、電子ビームのショットサイズを補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付した図面に基づいて、本発明の望ましい実施例について説明する。しかし、本発明の実施例は、さまざまな他の形態に変形され、本発明の範囲が後述する実施例によって限定されるものであると解釈されることがあってはならない。本発明の実施例は、当業界で当業者に本発明についてさらに完全に説明するために提供されるものである。従って、図面での要素の形状は、さらに明確な説明を強調するために誇張されており、図面上で同じ符号で表示された要素は、同じ要素を意味する。
【００２５】
（第１実施形態）
図４は、本発明の第１実施形態による可変成形ビームを発生させる可変成形ビーム発生装置の構成を図示したものである。可変成形ビーム発生装置１００は、電子ビーム発生器１１０、第１開口１２５を具備する第１アパーチャ１２０、及び第２開口１３５を具備する第２アパーチャ１３０を具備する。電子ビーム発生器１１０から電子ビームが発生し、前記電子ビームが第１アパーチャ１２０の第１開口１２５を透過し、四角形の電子ビームに成形される。第１アパーチャ１２０を透過した四角形のビームは、第２アパーチャ１３０の第２開口１３５を透過し、第１アパーチャ１２０の第１開口１２５と、第２アパーチャ１３０の第２開口１３５とのオーバーレイによって一定サイズを有する電子ビームに成形される。
【００２６】
可変電子ビーム成形装置１００は、前記電子ビームを偏向させるための偏向器１４０をさらに備えることができる。偏向器１４０は、成形偏向器（ｓｈａｐｉｎｇ  ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）１４１と位置偏向器（ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）１４５とを備えることができる。成形偏向器１４１は、第１アパーチャ１２０によって成形された前記電子ビームを第２アパーチャ１３０の第２開口１３５を透過するように偏向させる。位置偏向器１４５は、第２アパーチャ１３０を透過した前記電子ビームが感光膜１５３の露光される部分１５４に正確に照射されるように、前記電子ビームの位置を偏向させる。
【００２７】
図５は、本実施形態による図４の可変成形ビーム露光装備１００を利用した電子ビーム露光方法について説明するためのフローチャートである。図５を参照すれば、Ｘ方向またはＹ方向での設計サイズが所定値以下であるかを判別する（Ｓ１１０）。前記所定値は、ＭＴＴ（Ｍｅａｎ  Ｔｏ  Ｔａｒｇｅｔ）変化によって、設計ＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）が線形関係から非線型関係に変化する臨界値を示す所定値である。
【００２８】
Ｓ１１０で、Ｘ方向またはＹ方向の設計サイズが前記所定値以下ならば、前記ビームショットは、前記所定値以下の設計サイズに対して非線形的に補正される（Ｓ１２０）。Ｘ方向及びＹ方向のいずれの方向でも設計サイズが所定値以下である場合、いずれのサイズをも非線形的に補正できる。
Ｓ１１０で、Ｘ方向またはＹ方向の設計サイズが前記所定値以下ではない場合、前記ビームショットは、線形的に補正できる（Ｓ１３０）。生成されたビームの位置でシフトを補正するために、前記サイズ補正されたビームショットの位置が補正されうる（Ｓ１４０）。これについては、詳細に後述することとする。
【００２９】
（第２実施形態）
図６は、本発明の第２実施形態による図４の可変成形ビーム露光装備１００を利用した電子ビーム露光方法について説明するためのフローチャートである。図７は、図５及び図６の電子ビーム露光方法を利用して露光される回路パターンを例示したものである。例えば、図７に示すように、電子ビーム露光方法によって露光される回路パターン１５５がＦ字形であり、互いに異なる設計ＣＤを有する複数個のパターン１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃに分割し、全体を露光するために、３回のビームショットを照射すると仮定する。
【００３０】
感光膜１５３の回路パターン１５５を電子ビームのショットサイズ別に多数のパターン１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃに分割し、各パターン１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃに対する設計ビームショットの設計サイズを測定する（Ｓ２１０）。設計サイズは、パターン１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃを露光させるために設計された前記ビームショットの前記ＣＤを意味する。前記ビームショットの前記サイズは、パターン１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃの設計ＣＤと一致する。次に、前記設計ビームショットに対する生成されたビームショットの測定サイズを求める（Ｓ２２０）。測定サイズとは、パターン１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃの前記設計ＣＤと同じ設計サイズを有するビームショットに、図４の基板１５１上の記感光膜１５３を露光した場合、感光膜１５３に照射される生成されたビームショットの測定されたＣＤを意味する。
【００３１】
第１パターン１５５ａに対する前記設計ビームショットは、第１方向、例えばＸ方向の設計サイズがｄ１ｘであり、前記第１方向に直交する第２方向、例えばＹ方向の設計サイズがｄ１ｙである。前記Ｘ方向の設計サイズｄ１ｘが前記Ｙ方向の設計サイズｄ１ｙより相対的に大きくありうる。第２パターン１５５ｂに対する前記設計ビームショットは、前記Ｘ方向の設計サイズがｄ２ｘであり、前記Ｙ方向の設計サイズがｄ２ｙである。前記Ｘ方向のサイズｄ２ｘが前記Ｙ方向の設計サイズｄ２ｙより相対的に小さくありうる。第３パターン１５５ｃに対する前記設計ビームショットは、前記Ｘ方向の設計サイズがｄ３ｘであり、前記Ｙ方向の設計サイズがｄ３ｙである。前記Ｘ方向設計サイズｄ３ｘと、前記Ｙ方向の設計サイズｄ３ｙとが実際に同一でありうる。
【００３２】
次に、ＭＴＴが非線形的に変化する区間で、前記設計ビームショットの前記測定サイズを前記サイズに基づいて非線形的に補正する。まず、前記ビームショットの前記サイズを非線形的に調整する１つの方法として、前記Ｘ方向設計サイズ及びＹ方向設計サイズと、前記生成されたビームショットのＸ方向測定サイズ及びＹ方向測定サイズとに基づいて、各設計ビームショットに対する設計サイズをテーブル化する（Ｓ２３０）。すなわち、前記ビームショットのＸ方向設計サイズ及びＹ方向設計サイズに対する補正ビームショットのＸ方向サイズ及びＹ方向サイズを、表１のようにテーブル化する。表１には、設計ビームショットのＸ方向設計サイズがそれぞれ１０００ｎｍ、５００ｎｍ、３００ｎｍ、２００ｎｍ、１００ｎｍ、そしてＹ方向設計サイズがそれぞれ１０００ｎｍ、５００ｎｍ、３００ｎｍ、２００ｎｍ、１００ｎｍである場合、前記補正ビームショットのＸ方向及びＹ方向の補正量がテーブル化されている。
【００３３】
次に、テーブル化されている補正量に基づいて、発生する補正ビームショットのサイズを非線形的に補正する（Ｓ２４０）。表１で「１０／１０」は、設計ビームショットのＸ方向設計サイズが３００ｎｍであり、前記設計ビームショットのＹ方向設計サイズが３００ｎｍである場合には、前記設計ビームショットの前記Ｘ方向で前記設計サイズを１０ｎｍほど、前記設計ビームショットの前記Ｙ方向で設計サイズを１０ｎｍほど補償し、補償ビームショットの前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の補正サイズがそれぞれ３１０ｎｍ、３１０ｎｍにならねばならないことを示す。従って、前記Ｘ方向設計ＣＤが３００ｎｍであり、前記Ｙ方向設計ＣＤが３００ｎｍである第３パターン１５５ｃを露光する場合、実際にウェーハ上に露光される生成されたビームショットのＸ方向及びＹ方向の測定ＣＤは、それぞれ２９０ｎｍ、２９０ｎｍになる。従って、Ｘ方向設計ＣＤとＹ方向設計ＣＤとがそれぞれ３００ｎｍ、３００ｎｍである第３パターン１５５ｃを露光するためには、Ｘ方向及びＹ方向のＣＤがそれぞれ（３００＋１０）ｎｍ、（３００＋１０）ｎｍである補正ビームショットが使われなければならない。
【００３４】
表１で「２０／１０」は、ビームショットのＸ方向設計ＣＤが３００ｎｍであり、Ｙ方向設計ＣＤが２００ｎｍである場合、Ｘ方向で設計ビームショットの設計ＣＤを２０ｎｍほど、Ｙ方向で設計ビームショットの設計ＣＤを１０ｎｍほど補償し、補正ビームショットのＸ方向及びＹ方向の補正ＣＤがそれぞれ３２０ｎｍ、２１０ｎｍになれねばならないことを示す。従って、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の設計ＣＤがそれぞれ３００ｎｍ、２００ｎｍである第１パターン１５５ａを露光するためには、それぞれ前記補正ビームショットのＸ前記方向ＣＤと前記Ｙ方向ＣＤとがそれぞれ３２０ｎｍ、２１０ｎｍにならねばならない。「１０／２０」は、前記設計ビームショットの前記Ｘ方向設計ＣＤが２００ｎｍであり、前記設計ビームショットの前記Ｙ方向設計ＣＤが３００ｎｍである場合、前記設計ビームショットの前記Ｘ方向で設計ＣＤを１０ｎｍほど、前記設計ビームショットの前記Ｙ方向で設計ＣＤを２０ｎｍほど補償し、前記補償ビームショットの前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の補正ＣＤがそれぞれ２１０ｎｍ、３２０ｎｍにならねばならないことを示す。従って、前記Ｘ方向及び前記Ｙ方向の設計ＣＤがそれぞれ２００ｎｍ、３００ｎｍである第２パターン１５５ｂを露光するためには、それぞれ前記補正ビームショットのＸ方向及びＹ方向の補正ＣＤがそれぞれ２１０ｎｍ、３２０ｎｍにならねばならない。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
図８Ａは、Ｘ方向設計サイズは一定であり、Ｙ方向での設計サイズが変化する多様なビームショットを示す図面である。図８Ｂは、図８ＡのビームショットのＸ方向ＭＴＴ及びＹ方向ＭＴＴを図示したものである。図８Ｃは、図８Ａのビームショットの設計サイズに対して直交方向でのビームショットサイズを補償した後のＭＴＴを図示したものである。図８Ａ及び図８Ｂを参照すれば、前記設計ビームショットの前記Ｘ方向設計サイズは一定であり、前記Ｙ方向設計サイズが変わる場合、前記Ｙ方向ＭＴＴは変化が小さく、一方、前記Ｘ方向ＭＴＴは、前記Ｙ方向設計ＣＤが変わるにつれて大きく変化することになる。
【００３７】
従って、前記設計ビームショットの前記Ｘ方向及びＹ方向の設計サイズが異なる場合、前記Ｘ方向設計サイズ及び前記Ｙ方向設計サイズによって前記生成されたビームショットの測定サイズは、前記設計ビームショットの直交方向での前記設計サイズによって大きく影響を受けることになる。例えば、前記設計ビームショットの前記Ｘ方向設計サイズ及び前記設計ビームショットの前記Ｙ方向設計サイズのうち、Ｘ方向設計サイズに対するＭＴＴが非線型区間にある場合には、前記生成されたビームショットの前記Ｘ方向測定サイズより前記生成されたビームショットの前記Ｙ方向測定サイズが大きく変化することになる。前記設計ビームショットの前記Ｘ方向設計サイズ及び前記Ｙ方向設計サイズのうち、前記Ｙ方向設計サイズに対するＭＴＴが非線型区間にある場合には、前記生成されたビームショットの前記Ｙ方向測定サイズより前記生成されたビームショットの前記Ｘ方向測定サイズが大きく変化することになる。
【００３８】
従って、露光されるパターンの前記設計サイズのうち、前記Ｘ方向設計サイズに対するＭＴＴが非線型区間では、前記設計ビームショットの前記Ｘ方向設計サイズに対して前記生成されたビームショットの前記Ｙ方向測定サイズを補償する。前記露光されるパターンの前記設計サイズのうち、前記Ｙ方向設計サイズに対するＭＴＴが非線形区間では、前記設計ビームショットの前記Ｙ方向設計サイズに対して前記生成されたビームショットの前記Ｘ方向測定サイズを補正しなければならない。図８Ｃを参照すれば、前記Ｘ方向設計サイズ及び前記Ｙ方向設計サイズが異なり、前記Ｙ方向設計サイズに対するＭＴＴが非線型である場合には、前記設計ビームショットに対し、前記Ｙ方向設計サイズに対して直交方向である前記Ｘ方向での測定サイズを補正すれば、前記Ｘ方向ＭＴＴが大きく改善されうる。
【００３９】
図９は、前記Ｘ方向設計サイズ及び前記Ｙ方向設計サイズが異なる場合、例えば、第１パターン１５５ａを露光するための設計ビームショットの線形性を補正する方法について説明するための図面である。図９を参照すれば、第１パターン１５５ａを露光するために設計された設計ビームショット１５５ａａは、前記Ｘ方向設計サイズｄ１ｘｂとＹ方向設計サイズｄ１ｙｂとを有する。理想的な場合には、設計されたビームショット１５５ａａを利用して第１パターン１５５ａを露光するとき、設計されたビームショット１５５ａａが図１に示す感光膜１５３に照射される。しかし、実際に感光膜１５３に照射されたビームショットを測定すれば、生成されたビームショットの前記Ｘ方向設計サイズｄ１ｘｂ’とＹ方向設計サイズｄ１ｙｂ’とを有する測定ビームショット１５５ａｂが得られる。
【００４０】
設計ビームショット１５５ａａと生成されたビームショット１５５ａｂとから、前記Ｘ方向の設計サイズと測定サイズとのＣＤ差２Δｘを求め、Ｙ方向での設計サイズと測定サイズとのＣＤ差２Δｙを求める。従って、前記Ｘ方向では、前記設計サイズｄ１ｘｂより前記測定サイズｄ１ｘｂ’が十分に小さく、Ｘ方向での前記ＣＤ差２Δｘは、十分な意味を有することができる。一方、前記Ｙ方向では、前記設計サイズｄ１ｙｂが前記測定サイズｄ１ｙｂ’とほぼ類似しており、前記Ｙ方向での前記ＣＤ差２Δｙは無視できる。すなわち、前記Ｙ方向での設計サイズと前記測定サイズとのＣＤ差は、前記測定ビームショットの測定サイズに大きく影響を及ぼさないと見なすことができる。これは、例えば、表１でＸ方向及びＹ方向の設計サイズがそれぞれ１０００ｎｍ、１００ｎｍである場合であるといえる。
【００４１】
求められたＣＤ差２Δｘに基づいて、生成されたビームショット１５５ａｂのショットゲインまたはオフセットを調整し、生成されたビームショット１５５ａｂの前記測定サイズを線形的に補正する。設計ビームショット１５５ａａの前記設計ＣＤｄ１ｘｂと、生成されたビームショット１５５ａｂの測定ＣＤｄ１ｘｂ’との差を考慮し、（＋）Ｘ方向にΔｘと、（−）Ｘ方向にΔｘとの和である２ΔｘほどのＣＤ差を線形的に補正すれば、ＣＤが補正されたビームショット１５５ａｃが得られる。最初に補正されたビームショット１５５ａｃは、Ｘ方向補正ＣＤｄ１ｘｂ’’とＹ方向補正ＣＤｄ１ｙｂ’’とを有する。補正ビームショット１５５ａｃは、設計ビームショット１５５ａａの前記Ｘ方向設計ＣＤｄｌｘｂと同一のＸ方向ＣＤｄ１ｘｂ’’とを有することができ、従って補正ビームショット１５５ａｃは、設計ビームショット１５５ａａの前記Ｙ方向設計ＣＤｄ１ｙｂと同一のＹ方向ＣＤｄ１ｙｂ’’を有することができる。
【００４２】
一方、生成されたビームショット１５５ａｂを線形的に補正して補正ビームショット１５５ａｃを生成するとき、生成されたビームショット１５５ａｂは、生成されたビームショット１５５ａｂの一側エッジを基準に（＋）Ｘ方向または（−）Ｘ方向のうち、一方向、例えば（＋）Ｘ方向にのみ伸張することになる。このようなイメージシフティングは、可変成形された電子ビームのビームショット、すなわち生成されたビームショット１５５ａｂは、図１に図示されているように、第２アパーチャ１３０の第２開口１３５のエッジ１３７を基準に、第１アパーチャ１２０の第１開口１２５と第２アパーチャ１３０の第２開口１３５とのオーバーレイ程度によって生成されるためである。
【００４３】
従って、生成されたビームショット１５５ａｂが線形的に補正された補正ビームショット１５５ａｃを図１に示す感光膜１５３上に照射しても、補正ビームショット１５５ａｃが感光膜１５３の第１パターン１５５ａが形成される部分に照射されるのではなく、Δｘほど（＋）Ｘ方向にシフトされた部分に照射される。設計ビームショット１５５ａａと同じサイズを有する補正ビームショット１５５ａｃを感光膜１５３上に照射しても、補正ビーム１５５ａの前記シフトによって、補正ビーム１５５ａｃが感光膜１５３に照射される位置が正確に形成されない。
【００４４】
従って、補正ビームショット１５５ａｃを（−）Ｘ方向にΔｘほど位置移動させ、位置が補正されたビームショット１５５ａｄを生成する。位置補正されたビームショット１５５ａｄは、（−）Ｘ方向にΔｘほどシフトされた状態で感光膜１５３に照射されるので、感光膜１５３の第１パターン１５５ａが形成される位置に正確に露光される電子ビームが生成される。このように、Ｘ方向での設計サイズｄ１ｘがＹ方向での設計サイズｄ１ｙより大きく、Ｙ方向でのＣＤ差を無視できる第１パターン１５５ａを露光する場合には、Ｘ方向での前記測定サイズは線形的に補正され、（−）Ｘ方向に位置補正されて補正ビームショット１５５ａｃがシフトされるので、補正ビームショット１５５ａｃは、設計ビームショット１５５ａａと同じＣＤ及び位置に対応できる。
【００４５】
一方、前記Ｘ方向の設計サイズと前記Ｙ方向の設計サイズとが異なる第２パターン１５５ｂは、Ｘ方向設計サイズｄ２ｘがＹ方向設計サイズｄ２ｙより小さく、Ｘ方向設計サイズに対するＭＴＴが非線型区間である場合、例えば、表１でＸ方向及びＹ方向の設計サイズがそれぞれ１００ｎｍ、１，０００ｎｍである場合である。第２パターン１５５ｂを露光するためのビームショットを使用する場合には、Ｘ方向の設計サイズｄ２ｘよりＹ方向の設計サイズｄ２ｙが大きく、Ｘ方向での設計ビームショットの前記設計サイズと、生成されたビームショットの前記測定サイズとのＣＤ差が十分に小さく、Ｘ方向でのＣＤ差を無視できる。一方、Ｙ方向での前記設計サイズと前記測定サイズとのＣＤ差は十分に大きく、Ｙ方向での設計ビームショットのＣＤに大きく影響を及ぼしうる。
【００４６】
従って、第２パターン１５５ｂの場合には、図９の補正方法と同様に、生成されたビームショットのＹ方向測定サイズとＹ方向設計サイズとのＣＤ差を求め、前記得られたＹ方向のＣＤ差に基づいて、前記生成されたビームショットの前記Ｙ方向測定サイズを前記設計ビームショットのＹ方向サイズに線形的に補正する。次に、サイズが補正されたビームショットを（＋）Ｙ方向または（−）Ｙ方向に位置補正する。
【００４７】
その上、パターンのＸ方向の設計ＣＤとＹ方向の設計ＣＤとが同じである場合には、例えば、第３パターン１５５ｃの場合、例えば、表１でＸ方向及びＹ方向の設計サイズがそれぞれ３００ｎｍ、３００ｎｍである場合である。第３パターン１５５ｃのＸ方向設計サイズｄ３ｘとＹ方向設計サイズｄ３ｙとが同一なので、表１の補正量に基づいて、生成されたビームショットの前記測定サイズを非線形的に補正し（Ｓ２４０；図６）、前記ビームショットの位置を図９でのような方法を使用し、（−）Ｘ方向及び（＋）Ｘ方向のうち１つの方向、そして（−）Ｙ方向及び（＋）Ｙ方向のうち１つの方向に、Δｘ、Δｙほど位置移動させる（Ｓ２５０；図６）。
【００４８】
このように、ＭＴＴが非線形区間で、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ及び図９に図示された補正方法を使用し、前記設計ビームショットの前記Ｘ方向の設計サイズに対する前記生成されたビームショットの前記Ｙ方向測定サイズを補償したり、または前記設計ビームショットの前記Ｙ方向設計サイズに対する前記生成されたビームショットの前記Ｘ方向測定サイズを補正することになる。前記補正ビームショットに対するデータをテーブル化する方法としては、表１のように、前記ビームショットの前記Ｘ方向及びＹ方向のＣＤ補正量をテーブル化したり、または前記補正ビームショットの前記Ｘ方向及びＹ方向の補正ＣＤをテーブル化することもできる。前記ビームショットサイズを非線形的に補正する方法としては、前記表１のように、テーブル化された前記補正ビームショットに対するデータをそのまま使用する方法以外に、前記表１のデータから特定ルールを求め、該求められたルールを利用し、ビームショットを非線形的に補正することもできる。
【００４９】
前記のような方法で、前記ビームショットの線形性及び位置を補正した後、各パターン１５５ａ、１５５ｂ、１５５ｃ別に補正された補正ビームショットを、図示しない縮少レンズを介して図４の基板１５１上に塗布された感光膜１５３に照射する。感光膜１５３のうち、前記電子ビームによって露光された部分１５４は、現像工程を介して除去されて感光膜パターンが形成される。前記感光膜パターンによってＣｒのような遮光膜１５２をエッチングして遮光膜パターンを形成し、前記感光膜パターンを除去してマスク１５０を製作することになる。
【００５０】
以上、本発明について望ましい実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で当業者によってさまざまな変形が可能であろう。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明のＣＤ線形性を補正できる可変成形ビームを利用した露光方法及びこれを利用したパターン形成方法は、例えば、半導体関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】一般的な電子ビーム露光装備を利用して多様なＣＤを有する回路パターンを露光した場合のＣＤ変化による線形性を示すグラフである。
【図２】一般的なＣＤ線形性を補正するための方法について説明するためのグラフである。
【図３】一般的な非線型区間で、線形補正方式でビームショットの線形性を補正した場合に発生する誤差を示すグラフである。
【図４】本発明の第１実施形態による可変成形ビームを生成する可変成形ビーム発生装置の構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態による図４の可変成形ビーム発生装置を利用した電子ビーム露光方法について説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態による図４の可変成形ビーム発生装置を利用した電子ビーム露光方法について説明するためのフローチャートである。
【図７】図５と図６との電子ビーム露光方法を利用して露光される回路パターンの例を示す模式図である。
【図８Ａ】本発明の実施例によるＸ方向設計ＣＤは一定であり、Ｙ方向設計ＣＤが変化する多様なビームショットを示す模式図である。
【図８Ｂ】図８ＡのビームショットのＸ方向ＭＴＴ及びＹ方向ＭＴＴを示すグラフである。
【図８Ｃ】図８Ａのビームショットの設計ＣＤに対する直交方向でのビームショットＣＤを補償した後、ビームショットのＸ方向ＭＴＴ及びＹ方向ＭＴＴを示すグラフである。
【図９】本発明の実施例による設計ビームショットのＸ方向設計ＣＤとＹ方向設計ＣＤとが異なる場合、生成されたビームショットのＣＤを補償する方法について説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１００：可変線形ビーム発生装置、１１０：電子ビーム発生器、１２０：第１アパーチャ、１２５：第１開口、１３０：第２アパーチャ、１３５：第２開口、１３７：第２開口のエッジ、１４０：偏向器、１４１：成形偏向器、１４５：位置偏向器、１５０：マスク、１５１：基板、１５２：遮光膜、１５３：感光膜、１５４：露光される部分、１５５：パターン、１５５ａ：第１パターン、１５５ａａ：設計ビームショット、１５５ａｂ：測定ビームショット、１５５ａｃ：補正されたビームショット、１５５ａｄ：位置が補正されたビームショット、１５５ｂ：第２パターン、１５５ｃ：第３パターン
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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