(57)【要約】【課題】所望のパターンが形成される半導体装置の製造方法及び半導体製造装置を提供する。【解決手段】半導体装置の製造方法は、パターン（６３）を構成する複数の図形から所定の大きさより小さい微小図形を抽出するステップ（Ｓ２４）と、複数の図形の各々に対応するように成形した電子線（５０）を基板（５１）上の複数の図形の各々に対応する図形領域（５２）に照射するステップ（Ｓ２３）とを具備する。抽出するステップ（Ｓ２４）において、微小図形の大きさを所定の大きさと比較する。照射するステップ（Ｓ２３）において、微小図形に対応するように成形した電子線（５０）を基板（５１）上の微小図形に対応する微小図形領域（５２）に照射する単位面積あたりの照射量は、複数の図形のうち抽出するステップ（Ｓ２４）において抽出されなかった非微小図形に対応するように成形した電子線（５０）を基板（５１）上の非微小図形に対応する非微小図形領域（５２）に照射する単位面積あたりの照射量より多い。【選択図】図９
2009004699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンを構成する複数の図形から所定の大きさより小さい微小図形を抽出するステップと、
前記複数の図形の各々に対応するように成形した電子線を基板上の前記各々に対応する図形領域に照射するステップと
を具備し、
前記抽出するステップにおいて、前記微小図形の大きさを前記所定の大きさと比較し、
前記照射するステップにおいて、前記微小図形に対応するように成形した電子線を前記基板上の前記微小図形に対応する微小図形領域に照射する単位面積あたりの照射量は、前記複数の図形のうち前記抽出するステップにおいて抽出されなかった非微小図形に対応するように成形した電子線を前記基板上の前記非微小図形に対応する非微小図形領域に照射する単位面積あたりの照射量より多い
半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記照射するステップは、
前記複数の図形を表す第１電子線照射データに基づいて、前記各々に対応するように成形した電子線を前記図形領域に照射するステップと、
前記微小図形を表す第２電子線照射データに基づいて、前記微小図形に対応するように成形した電子線を前記微小図形領域に照射するステップと
を含む
請求項１の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記複数の図形を表す第１電子線照射データと前記微小図形を表す第２電子線照射データとに基づいて、前記非微小図形を表す第３電子線照射データを生成するステップを具備し、
前記照射するステップは、
前記第２電子線照射データに基づいて、前記微小図形に対応するように成形した電子線を前記微小領域に第１照射量だけ照射するステップと、
前記第３電子線照射データに基づいて、前記非微小図形に対応するように成形した電子線を前記非微小図形領域に前記第１照射量より少ない第２照射量だけ照射するステップと
を含む
請求項１の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記パターンを表すパターンデータから前記第１電子線照射データを生成するステップを具備し、
前記生成するステップにおいて、前記パターンを前記複数の図形に分割する
請求項２又は３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記複数の図形は複数の矩形であり、
前記抽出するステップにおいて、前記微小図形の辺の長さを基準寸法と比較する
請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
パターンを構成する複数の図形から所定の大きさより小さい微小図形を抽出する微小図形抽出部と、
前記複数の図形の各々に対応するように成形した電子線を基板上の前記各々に対応する図形領域に照射する電子線露光装置と
を具備し、
前記微小図形抽出部は、前記微小図形の大きさを前記所定の大きさと比較し、
前記電子線露光装置は、前記微小図形に対応するように成形した電子線を前記基板上の前記微小図形に対応する微小図形領域に照射する単位面積あたりの照射量を、前記複数の図形のうち前記微小図形抽出部によって抽出されなかった非微小図形に対応するように成形した電子線を前記基板上の前記非微小図形に対応する非微小図形領域に照射する単位面積あたりの照射量よりも多くする
半導体製造装置。
【請求項７】
前記電子線露光装置は、
前記複数の図形を表す第１電子線照射データに基づいて、前記各々に対応するように成形した電子線を前記基板上の前記図形領域に照射し、
前記微小図形を表す第２電子線照射データに基づいて、前記微小図形に対応するように成形した電子線を前記微小図形領域に照射する
請求項６の半導体製造装置。
【請求項８】
前記複数の図形を表す第１電子線照射データと前記微小図形を表す第２電子線照射データとに基づいて、前記非微小図形を表す第３電子線照射データを生成するデータ生成部を具備し、
前記電子線露光装置は、
前記第２電子線照射データに基づいて、前記微小図形に対応するように成形した電子線を前記微小領域に第１照射量だけ照射し、
前記第３電子線照射データに基づいて、前記非微小図形に対応するように成形した電子線を前記非微小図形領域に前記第１照射量より少ない第２照射量だけ照射する
請求項６の半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法及び半導体製造装置に関し、特に電子線を照射してリソグラフィ用のマスクパターンを描画するための半導体製造方法及び半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、一般的な半導体装置の製造方法は、半導体装置の回路パターン（以下、「デバイスパターン」という。）を設計するステップＳ１と、デバイスパターンに対応するマスクパターンを有するマスクを作製するステップＳ２と、マスクパターンをウエハ上のレジスト層に転写し、転写されたパターンに対応する回路を形成するリソグラフィ工程としてのステップＳ３とを具備する。マスクは、レチクルと呼ばれる場合がある。
【０００３】
図２は、可変成形型の電子線露光装置を用いてマスク基板上にマスクパターンを描画してマスクを作製する場合のステップＳ２の例を示している。ステップＳ２は、ステップＳ２１と、ステップＳ２２と、ステップＳ２３とを備える。
【０００４】
ステップＳ２に関連する技術が特許文献１乃至４に開示されている。
【０００５】
ステップＳ２１において、光近接効果補正（ＯＰＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）処理が実行される。ＯＰＣは、ウエハ上に微細なパターンを形成するための超解像技術（ＲＥＴ：Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｓｙ）の一つである。一般的に、ＯＰＣ処理を実行する情報処理装置は光強度シミュレータと呼ばれる。
【０００６】
図３（ａ）乃至図３（ｃ）を参照してＨＡＴ呼ばれるＯＰＣを説明する。図３（ａ）は、設計されたデバイスパターンとしての設計デバイスパターン７１を示している。設計デバイスパターン７１は細長い矩形である。光強度シミュレータは、設計デバイスパターン７１と幾何学的に相似なＯＰＣ処理前マスクパターンを転写したときにウエハ上のレジスト層が感光するパターンとしての感光デバイスパターン７２を計算する。図３（ｂ）は、感光デバイスパターン７２を示している。感光デバイスパターン７２は、端部における光量が不足するために設計デバイスパターン７１に比較して長手方向に縮んでいる。光強度シミュレータは、それによってレジスト層が感光するパターンが設計デバイスパターン７１に一致するようなマスクパターンとしてのＯＰＣ処理後マスクパターン７３を求める。図３（ｃ）は、ＯＰＣ処理後マスクパターン７３を示している。ＯＰＣ処理後マスクパターン７３と設計デバイスパターン７１を比較すると、ＯＰＣ処理後マスクパターン７３においては、枠で囲まれたＯＰＣ処理後マスクパターン７３の端部を強調する補助パターンが付加されている。これにより、ウエハ上のレジスト層が感光するパターンが設計デバイスパターン７１に比較して長手方向に縮むことが防がれる。
【０００７】
図４（ａ）乃至図４（ｃ）を参照してセリフと呼ばれるＯＰＣを説明する。図４（ａ）は、設計されたデバイスパターンとしての設計デバイスパターン７４を示している。設計デバイスパターン７４はかぎ状に曲がった屈曲部を有する。光強度シミュレータは、設計デバイスパターン７４と幾何学的に相似なＯＰＣ処理前マスクパターンを転写したときにウエハ上のレジスト層が感光するパターンとしての感光デバイスパターン７５を計算する。図４（ｂ）は、感光デバイスパターン７５を示している。感光デバイスパターン７５は、設計デバイスパターン７４に比較して屈曲部が丸まっている。光強度シミュレータは、それによってレジスト層が感光するパターンが設計デバイスパターン７４に一致するようなマスクパターンとしてのＯＰＣ処理後マスクパターン７６を求める。図４（ｃ）は、ＯＰＣ処理後マスクパターン７６を示している。ＯＰＣ処理後マスクパターン７６と設計デバイスパターン７４を比較すると、ＯＰＣ処理後マスクパターン７６においては、枠で囲まれたＯＰＣ処理後マスクパターン７６の屈曲部が強調されている。これにより、ウエハ上のレジスト層が感光するパターンが設計デバイスパターン７４に比較して屈曲部が丸まることが防がれる。
【０００８】
ＯＰＣは、ＨＡＴとセリフに加えて、マスクパターンの一部を構成するパターンの寸法や形状を隣接するパターンとの距離に基づいて補正するものも含む。
【０００９】
図５は、ステップＳ２１の説明図である。ステップＳ１において設計された設計デバイスパターン６１からＯＰＣ処理後マスクパターン６２がもとめられる。一般的に、ＯＰＣ処理後マスクパターン６２は設計デバイスパターン６１よりも形状が複雑である。
【００１０】
図６は、ステップＳ２２の説明図である。データ変換処理により、ＯＰＣ処理後マスクパターン６２を複数の矩形に分割した電子線照射パターン６３が求められる。ＯＰＣ処理後マスクパターン６２が複雑である場合、電子線照射パターン６３を構成する複数の矩形はサイズの小さな矩形を含みやすい。電子線照射パターン６３のデータは、可変成形型の電子線露光装置がマスク基板上にＯＰＣ処理後マスクパターン６２に対応するマスクパターンを描画するために用いられる。
【００１１】
図７は、ステップＳ２３で用いられる可変成形型の電子線露光装置３の光学系を示す。電子線露光装置３の光学系は、電子銃３２と、第１アパチャー３３と、成形偏向器３４と、第２アパチャー３５を備える。電子銃３２が発した電子線５０は、第１アパチャー３３、成形偏向器３４及び第２アパチャー３５により矩形に成形される。
【００１２】
ステップＳ２３において、電子線露光装置３は、矩形に成形された電子線５０をマスク基板５１を支持するステージの移動に同期させて照射し、電子線照射パターン６３の複数の矩形の各々に対応するマスク基板上５１の露光領域５２を感光させる。このようにして、電子線露光装置３はＯＰＣ処理後マスクパターン６２をマスク基板５１上に描画する。電子線露光装置３は、通常、電子線５０の照射野（露光領域５２に対応）が一辺１〜１０００ｎｍの矩形領域となるように電子線５０を成形できる。ここで、矩形領域は、正方形領域である場合と、長辺と短辺の長さが異なる長方形領域である場合とがある。
【００１３】
電子線照射パターン６３を構成する複数の矩形は、サイズの小さい矩形と大きい矩形とを含む。共通の電子線照射条件で大きい矩形に対応する露光領域５２と小さい矩形に対応する露光領域５２とを感光させる場合、大きい矩形に対応する露光領域５２が十分に感光するが小さい矩形に対応する露光領域５２が十分に感光しないことがある。照射野が小さくなるように電子線５０を成形すると、収差やクーロン効果によりブラーと呼ばれる現象が発生し、このような電子線５０が照射される露光領域５２が受けるエネルギー強度が不足するからである。
【００１４】
【特許文献１】特開平９−６３９３０号公報
【特許文献２】特表２０００−５１１３０３号公報
【特許文献３】特開２００１−２９６６４５号公報
【特許文献４】特開２００２−３３２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明者は、電子線照射パターンが小さいサイズの図形を含む場合、マスク基板上に所望のマスクパターンが形成されず、その結果、ウエハ上に所望のデバイスパターンが形成されないときがあることを認識した。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以下に、（発明を実施するための最良の形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための最良の形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１７】
本発明による半導体装置の製造方法は、パターン（６３）を構成する複数の図形から所定の大きさより小さい微小図形を抽出するステップ（Ｓ２４）と、複数の図形の各々に対応するように成形した電子線（５０）を基板（５１）上の複数の図形の各々に対応する図形領域（５２）に照射するステップ（Ｓ２３）とを具備する。抽出するステップ（Ｓ２４）において、微小図形の大きさを所定の大きさと比較する。照射するステップ（Ｓ２３）において、微小図形に対応するように成形した電子線（５０）を基板（５１）上の微小図形に対応する微小図形領域（５２）に照射する単位面積あたりの照射量は、複数の図形のうち抽出するステップ（Ｓ２４）において抽出されなかった非微小図形に対応するように成形した電子線（５０）を基板（５１）上の非微小図形に対応する非微小図形領域（５２）に照射する単位面積あたりの照射量より多い。
【００１８】
本発明による半導体製造装置（１）は、パターン（６３）を構成する複数の図形から所定の大きさより小さい微小図形を抽出する微小図形抽出部（２３）と、複数の図形の各々に対応するように成形した電子線（５０）を基板（５１）上の複数の図形の各々に対応する図形領域（５２）に照射する電子線露光装置（３）とを具備する。微小図形抽出部（２３）は、微小図形の大きさを所定の大きさと比較する。電子線露光装置（３）は、微小図形に対応するように成形した電子線（５０）を基板（５１）上の微小図形に対応する微小図形領域（５２）に照射する単位面積あたりの照射量を、複数の図形のうち微小図形抽出部（２３）によって抽出されなかった非微小図形に対応するように成形した電子線（５０）を基板（５１）上の非微小図形に対応する非微小図形領域（５２）に照射する単位面積あたりの照射量よりも多くする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、所望のパターンが形成される半導体装置の製造方法及び半導体製造装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
添付図面を参照して、本発明による半導体装置の製造方法及び半導体製造装置を実施するための最良の形態を以下に説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
図８に示されるように、本発明の第１の実施形態に係る半導体製造装置１は、情報処理装置２と、電子線露光装置３と具備する。情報処理装置２は、記憶装置と処理装置とを備える。処理装置は、記憶装置の記録媒体に記録されたプログラムに従って、ＯＰＣ処理部２１、データ変換部２２、及び微小図形抽出部２３として動作する。電子線露光装置３は、ブランキング電極３７と、成形偏向器３４と、ステージ３６と、これらを制御する制御装置３１を備える。ステージ３６は、ＸＹステージである。電子線露光装置３の光学系は、図７に示されるように、電子銃３２と、第１アパチャー３３と、成形偏向器３４と、第２アパチャー３５と、ブランキング電極３７と、ブランキングアパチャー３８とを備える。第１アパチャー３３、成形偏向器３４及び第２アパチャー３５は、電子銃３２が発した電子線５０を所望の形状に成形する。ブランキング電極３７及びブランキングアパチャー３８は、電子線５０の照射及び非照射を切り替える。ステージ３６は、電子線５０が照射されるマスク基板５１を移動する。本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、図１に示すように、半導体装置の回路パターンとしてのデバイスパターンを設計するステップＳ１と、デバイスパターンに対応するマスクパターンを有するマスクを作製するステップＳ２と、マスクパターンをウエハ上のレジスト層に転写し、転写されたパターンに対応する回路を形成するリソグラフィ工程としてのステップＳ３とを具備する。本実施形態に係るステップＳ２は、図９に示すように、ステップＳ２１と、ステップＳ２２と、ステップＳ２４と、ステップＳ２３を備える。情報処理装置２は、ステップＳ２１と、ステップＳ２２と、ステップＳ２４を実行する。電子線露光装置３は、ステップＳ２３を実行する。
【００２２】
ステップＳ２１において、ＯＰＣ処理部２１は、ＯＰＣ処理を実行し、ステップＳ１において設計された設計デバイスパターン６１を示すデバイスパターン設計データ４１からＯＰＣ処理後マスクパターン６２を示すＯＰＣ処理後マスクパターンデータ４２を生成する。デバイスパターン設計データ４１は、例えば、ＧＤＳ２のデータである。デバイスパターン設計データ４１は、ステップＳ１において設計されたパターンと幾何学的に相似なパターン（ＯＰＣ処理前マスクパターン）を示していても良い。設計デバイスパターン６１及びＯＰＣ処理後マスクパターン６２は図５に示されている。ＯＰＣ処理後マスクパターン６２は、ＨＡＴ、セリフ等のＯＰＣにより設計デバイスパターン６１が補正されたものである。ＯＰＣ処理部２１は、ＯＰＣ処理をモデルベースで実行してもよく、ルールベースで実行してもよい。モデルベースのＯＰＣ処理では、設計デバイスパターン６１と幾何学的に相似なマスクパターンを出発点として、マスクパターンによってウエハ上のレジスト層が感光するパターンをシミュレーションし、シミュレーションしたパターンが設計デバイスパターン６１に一致するようにマスクパターンを補正することによりＯＰＣ処理後マスクパターン６２が求められる。ルールベースのＯＰＣ処理では、ＯＰＣ処理後マスクパターン６２は、設計デバイスパターン６１を所定のルールに従って補正することで求められる。
【００２３】
ステップＳ２２において、データ変換部２２は、ＯＰＣ処理後マスクパターンデータ４２から電子線露光装置３に対応するフォーマットの第１電子線照射データ４３を生成する。このとき、データ変換部２２はＯＰＣ処理後マスクパターン６２を複数の図形に分割する。第１電子線照射データ４３は、ＯＰＣ処理後マスクパターン６２が複数の図形、例えば矩形、に分割された電子線照射パターン６３を示している。したがって、電子線照射パターン６３は、図６に示されるように、複数の図形により構成されている。
【００２４】
ステップＳ２４において、微小図形抽出部２３は、電子線照射パターン６３を構成している複数の図形から、微小図形を抽出する。微小図形とは、例えば、Ｘ、Ｙ寸法（長辺、短辺の長さ）のうちどちらか一方、又は両方が所定の基準寸法より小さい図形をいう。微小図形抽出部２３は、微小図形を抽出するために複数の図形の各々の寸法を基準寸法と比較する。微小図形の抽出には、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社のＳｍａｒｔＭＲＣのようなマスクルールチェックシステムを利用することが可能である。微小図形抽出部２３は、抽出した全ての微小図形により構成される電子線照射パターン６４を示す第２電子線照射データ４４を生成する。電子線照射パターン６４は図１０に示されている。第２電子線照射データ４４のデータフォーマットは、第１電子線照射データ４３のデータフォーマットと同じである。
【００２５】
ステップＳ２３において、電子線露光装置３は、第１電子線照射データ４３に基づいて、電子線照射パターン６３の複数の図形の各々の形状に対応するように成形された電子線５０をマスク基板５１を支持するステージ３６の移動に同期させて照射し、複数の図形の各々の位置に対応する露光領域５２を感光させる。ここで、制御装置３１は、電子線照射パターン６３の複数の図形の各々に対応して、第１制御信号４７を成形偏向器３４に出力し、第２制御信号４８をステージ３６に出力し、第３制御信号４９をブランキング電極３７に出力する。第１制御信号４７及び第２制御信号４８は、電子線照射パターン６３の複数の図形の各々の形状及び位置に対応する電子線５０の形状及びステージ３６の位置を指定する。第３制御信号４９は、各々の図形に対応した電子線の照射量情報に基づき、電子線５０の照射時間を指定する。
【００２６】
ステップＳ２３において、電子線露光装置３は、第２電子線照射データ４４に基づいて、電子線照射パターン６４の複数の微小図形の各々の形状に対応するように成形された電子線５０をステージ３６の移動に同期させて照射し、複数の微小図形の各々に対応する露光領域５２を感光させる。ここで、制御装置３１は、電子線照射パターン６４の複数の微小図形の各々に対応して、第１制御信号４７を成形偏向器３４に出力し、第２制御信号４８をステージ３６に出力し、第３制御信号４９をブランキング電極３７に出力する。
【００２７】
微小図形に対応する露光領域５２が二重に露光されるため、微小図形に対応する露光領域５２に対する電子線の単位面積あたりの照射量が複数の図形のうち微小図形ではないものに対応する露光領域５２に対する電子線の単位面積あたりの照射量よりも多くなる。微小図形に対応する露光領域５２が電子線照射により受けるエネルギーの強度不足が補償されため、寸法細りが防がれて、ＯＰＣ処理後マスクパターン６２を忠実に再現するマスクパターンがマスク基板５１上に形成される。このように作製されたマスクを用いることで、ウエハ上に設計デバイスパターン６１を忠実に再現するデバイスパターンが形成される。
【００２８】
電子線露光装置３が第２電子線データ４４に基づいて電子線５０を照射するときの照射量は、第１電子線データ４３に基づいて電子線５０を照射するときの照射量の１０〜１００％であることが好ましい。電子線露光装置３の加速電圧が５０ｋＶである場合、第２電子線データ４４に基づいて電子線５０を照射するときの照射量は、第１電子線データ４３に基づいて電子線５０を照射するときの照射量の２０％であることが特に好ましい。具体的には、マスク上の標準的な寸法のパターンに対する電子線の照射量が１５ｕＣ／ｃｍ２であった時、マスク上の５０ｎｍ以下の寸法のパターンに対する追加の電子線の照射量は、＋３ｕＣ／ｃｍ２程度であることが望ましい。
【００２９】
（第２の実施形態）
図１１に示されるように、本発明の第２の実施形態に係る半導体製造装置１は情報処理装置２と、電子線露光装置３とを具備する。情報処理装置２は、記憶装置と処理装置とを備える。処理装置は、記憶装置の記録媒体に記録されたプログラムに従って、ＯＰＣ処理部２１、データ変換部２２、微小図形抽出部２３、及び差分処理部（データ生成部）２４として動作する。本実施形態に係る電子線露光装置３は、第１の実施形態に係る電子線露光装置３と同様に、制御装置３１と、電子銃３２と、第１アパチャー３３と、成形偏向器３４と、第２アパチャー３５と、ステージ３６と、ブランキング電極３７と、ブランキングアパチャー３８とを備える。本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、図１に示すように、半導体装置の回路パターンとしてのデバイスパターンを設計するステップＳ１と、デバイスパターンに対応するマスクパターンを有するマスクを作製するステップＳ２と、マスクパターンをウエハ上のレジスト層に転写し、転写されたパターンに対応する回路を形成するステップＳ３とを具備する。本実施形態に係るステップＳ２は、図１２に示すように、ステップＳ２１と、ステップＳ２２と、ステップＳ２４と、ステップＳ２５と、ステップＳ２３を備える。情報処理装置２は、ステップＳ２１と、ステップＳ２２と、ステップＳ２４と、ステップＳ２５を実行する。電子線露光装置３は、ステップＳ２３を実行する。
【００３０】
本実施形態に係るステップＳ２１、ステップＳ２２、ステップＳ２４は、第１の実施形態に係るステップＳ２１、ステップＳ２２、ステップＳ２４と同様である。
【００３１】
ステップＳ２５において、差分処理部２４は、第１電子線照射データ４３及び第２電子線照射データ４４から差分処理（ＸＯＲ処理）により第３電子線照射データ４５を生成する。第３電子線照射データ４５のデータフォーマットは、第２電子線照射データ４４のデータフォーマットと同じである。第３電子線照射データ４５は、電子線照射パターン６５を表す。電子線照射パターン６５は、図１３に示されるように、電子線照射パターン６３を構成する複数の図形から電子線照射パターン６４を構成する複数の微小図形を除いた複数の非微小図形で構成される。
【００３２】
ステップＳ２３において、電子線露光装置３は、第２電子線照射データ４４に基づいて、電子線照射パターン６４の複数の微小図形の各々の形状に対応するように成形された電子線５０をステージ３６の移動に同期させて照射し、複数の微小図形の各々に対応する露光領域５２を感光させる。ここで、制御装置３１は、電子線照射パターン６４の複数の微小図形の各々に対応して、第１制御信号４７を成形偏向器３４に出力し、第２制御信号４８をステージ３６に出力し、第３制御信号４９をブランキング電極３７に出力する。第１制御信号４７及び第２制御信号４８は、電子線照射パターン６４の複数の微小図形の各々の形状及び位置に対応する電子線５０の形状及びステージ３６の位置を指定する。第３制御信号４９は、各々の図形に対応した電子線の照射量情報に基づき、電子線５０の照射時間を指定する。ここで、第３制御信号４９が電子線照射パターン６４の複数の微小図形の各々に対応して指定する電子線５０の照射時間は、第１時間である。
【００３３】
ステップＳ２３において、電子線露光装置３は、第３電子線照射データ４５に基づいて、電子線照射パターン６５の複数の非微小図形の各々の形状に対応するように成形された電子線５０をマスク基板５１を支持するステージ３６の移動に同期させて照射し、複数の非微小図形の各々の位置に対応する露光領域５２を感光させる。ここで、制御装置３１は、電子線照射パターン６５の複数の非微小図形の各々に対応して、第１制御信号４７を成形偏向器３４に出力し、第２制御信号４８をステージ３６に出力し、第３制御信号４９をブランキング電極３７に出力する。第１制御信号４７及び第２制御信号４８は、電子線照射パターン６５の複数の非微小図形の各々の形状及び位置に対応する電子線５０の形状及びステージ３６の位置を指定する。第３制御信号４９は、各々の図形に対応した電子線の照射量情報に基づき、電子線５０の照射時間を指定する。ここで、第３制御信号４９が電子線照射パターン６５の複数の非微小図形の各々に対応して指定する電子線５０の照射時間は、第１時間より短い第２時間である。
【００３４】
微小図形に対応する露光領域５２に対する電子線の照射時間が非微小図形に対応する露光領域５２に対する電子線の照射時間よりも長いため、微小図形に対応する露光領域５２に対する電子線の単位面積あたりの照射量が非微小図形に対応する露光領域５２に対する電子線の単位面積あたりの照射量よりも多くなる。微小図形に対応する露光領域５２が電子線照射により受けるエネルギーの強度不足が補償されるため、寸法細りが防がれて、ＯＰＣ処理後マスクパターン６２を忠実に再現するマスクパターンがマスク基板５１上に形成される。このように作製されたマスクを用いることで、ウエハ上に設計デバイスパターン６１を忠実に再現するデバイスパターンが形成される。
【００３５】
電子線露光装置３が第２電子線データ４４に基づいて電子線５０を照射するときの照射量は、第３電子線データ４５に基づいて電子線５０を照射するときの照射量の１１０〜２００％であることが好ましい。
【００３６】
上記実施形態における露光領域５２のサイズと露光領域５２が電子線照射により受けるエネルギー強度との関係を図１４から１８を参照して説明する。
【００３７】
図１４（ａ）は、露光領域５２としての露光領域５２ａを示している。露光領域５２ａは、辺の長さが５００ｎｍの正方形である。図中に露光領域５２ａの一辺に平行な直線Ａが示されている。直線Ａは、点Ａ１及びＡ２において露光領域５２ａの輪郭線と交わる。図１４（ｂ）は、露光領域５２としての露光領域５２ｂを示している。露光領域５２ｂは、辺の長さが２０ｎｍの正方形である。図中に露光領域５２ｂの一辺に平行な直線Ｂが示されている。直線Ｂは、点Ｂ１及びＢ２において露光領域５２ｂの輪郭線と交わる。
【００３８】
図１５は、マスク基板５１上におけるエネルギー強度分布を示すグラフである。縦軸は、電子線照射によってマスク基板５１上の被照射面が受けるエネルギーの強度を示す。横軸は、直線Ａ及び直線Ｂに沿う被照射面上の位置を示す。例えば加速電圧５０ｋＶ、電流密度１５Ａ／ｃｍ２の電子線露光装置で露光領域５２ａを露光した場合、点Ａ１及びＡ２の間においては、エネルギー強度は位置によらず一定値をとる。点Ａ１の外側においては、収差やクーロン効果により、点Ａ１から離れるほどエネルギー強度が低下し、２０〜５０ｎｍ離れた位置ではエネルギー強度がゼロになる。点Ａ２の外側においても同様である。このようにエネルギー強度が露光領域５２ａから離れるに従って低下する露光領域５２ａの周囲の領域は、ブラーの領域と呼ばれる。露光領域５２ａと同一の条件で露光領域５２ｂを露光した場合、点Ｂ１及びＢ２の間（露光領域５２ｂの内部）においては、露光領域５２ｂのサイズ（２０ｎｍ）がブラーの領域の幅（２０〜５０ｎｍ）より小さいため、点Ａ１及びＡ２の間（露光領域５２ａの内部）に比べてエネルギー強度が低い。
【００３９】
図１６は、加速電圧５０ｋＶ、電流密度１５Ａ／ｃｍ２の電子線露光装置で露光した場合の露光領域のサイズと露光領域の内部におけるエネルギー強度との関係を示すグラフである。縦軸は、エネルギー強度を示す。横軸は、露光領域５２のサイズを示す。露光領域５２のサイズ（辺の長さ）が５０ｎｍより大きい場合、露光領域５２の内部におけるエネルギー強度は露光領域５２のサイズによらず一定である。露光領域５２のサイズが５０ｎｍより小さい場合、露光領域５２のサイズが小さいほど露光領域５２の内部におけるエネルギー強度が低い。
【００４０】
図１７は、マスク基板５１上の露光領域５３及び５４を示している。幅１０００ｎｍのマスクパターン５５を形成するために、露光領域５３と露光領域５４とに電子線が照射される。
【００４１】
図１８は、マスク上の露光領域５３の寸法ａを０ｎｍから１０００ｎｍの範囲に設定し、露光領域５４の寸法ｂを１０００−ａに設定して電子線を照射した場合に形成されるマスクパターン５５の寸法ｃを示している。縦軸は、寸法ｃを示す。横軸は寸法ａを示す。寸法ａ又はｂが５０ｎｍのとき、寸法ｃが最小となる。したがって、上記実施形態のステップＳ２４における基準寸法は、１００ｎｍ以下の寸法に設定されることが好ましい。基準寸法は、２０〜５０ｎｍの範囲に設定されることが特に好ましい。
【００４２】
微小図形は、ＯＰＣ処理によって設計デバイスパターン６１に付加された補助パターンの一部を構成するものである場合と設計デバイスパターン６１の一部を構成するものである場合とがある。上記実施形態によれば、図形の大きさに基づいて電子線の照射量を多くすべき微小図形を選択しているため、どちらの場合であってもＯＰＣ処理後マスクパターン６２を忠実に再現するマスクパターンがマスク基板５１上に形成される。
【００４３】
第１電子線照射パターン６３を構成する複数の図形が矩形である場合について説明したが、上記実施形態において複数の図形は台形のような他の形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は、マスク作製工程を示すフローチャートである。
【図３】図３は、ＨＡＴ処理の説明図である。
【図４】図４は、セリフ処理の説明図である。
【図５】図５は、ＯＰＣ処理の説明図である。
【図６】図６は、データ変換処理の説明図である。
【図７】図７は、電子線露光装置の光学系を示す斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施形態に係る半導体製造装置の機能ブロック図である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係るマスク作製工程を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、微小図形抽出処理の説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施形態に係る半導体製造装置の機能ブロック図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態に係るマスク作製工程を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、差分処理の説明図である。
【図１４】図１４は、マスク基板上の露光領域を示す平面図である。
【図１５】図１５は、マスク基板上におけるエネルギー強度分布を示すグラフである。
【図１６】図１６は、露光領域のサイズとエネルギー強度の関係を示すグラフである。
【図１７】図１７は、マスク基板上の露光領域を示す平面図である。
【図１８】図１８は、露光領域のサイズとマスクパターンのサイズとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１…半導体製造装置
２…情報処理装置
２１…ＯＰＣ処理部
２２…データ変換部
２３…微小図形抽出部
２４…差分処理部
３…電子線露光装置
３１…制御装置
３２…電子銃
３３…第１アパチャー
３４…成形偏向器
３５…第２アパチャー
３６…ステージ
３７…ブランキング電極
３８…ブランキングアパチャー
４１…デバイスパターン設計データ（ＯＰＣ処理前マスクパターンデータ）
４２…ＯＰＣ処理後マスクパターンデータ
４３…第１電子線照射データ
４４…第２電子線照射データ
４５…第３電子線照射データ
４７…第１制御信号
４８…第２制御信号
４９…第３制御信号
５０…電子線
５１…マスク基板
５２、５２ａ、５２ｂ、５３、５４…露光領域
５５…マスクパターン
６１…設計デバイスパターン（ＯＰＣ処理前マスクパターン）
６２…ＯＰＣ処理後マスクパターン
６３、６４、６５…電子線照射パターン
７１、７４…設計デバイスパターン（ＯＰＣ処理前マスクパターン）
７２、７５…感光デバイスパターン
７３、７６…ＯＰＣ処理後マスクパターン
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【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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