JPH09186070A - 可変成形ビーム評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲイン及びオフセットの具体的なずれの量を
正確に評価することができ、描画装置の寸法精度の向上
に寄与する。 【解決手段】 基板上に形成された感光性材料に対する
パターン露光に用いる可変成形ビームの寸法を評価する
可変成形ビーム評価方法において、同一寸法の複数の矩
形パターン１を用意し、そのうち少なくとも１つは単一
のショットで矩形パターンを描画し、残りは矩形パター
ンの一方の辺に平行な直線でパターンを分割して２つの
ショット２，３で描画し、これらを現像して得られた実
際のパターンに対しＳＥＭを用いて分割線と垂直方向の
パターン寸法を測定し、測定されたパターン寸法と分割
の有無或いは分割位置との関係を調査することによって
可変成形ビームの寸法精度を評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可変成形ビームの
寸法精度を評価する方法に係わり、特に電子ビームを用
いたリソグラフィ装置の高精度化に適した可変成形ビー
ムの評価方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ビームリソグラフィは、半導体微細
加工技術を支える最も有力な手段の一つである。電子ビ
ームリソグラフィには、ガウシアンビームを用いるラス
タスキャン方式、可変成形ビームを用いるＶＳＢ方式、
繰り返し図形を１つのユニットにまとめたセルと呼ばれ
る特殊なアパーチャを使用する一括露光方式など、様々
な描画方式が存在する。このうち、フォトマスク描画に
関しては、一種類のアパーチャから多種多様な図形を生
成できる汎用性と、高いスループットとの両立性から、
ＶＳＢ方式が現在の主流となっている。

【０００３】可変成形ビームの寸法を定義するパラメー
タは２つあり、通常はゲインとオフセットと呼ばれてい
る。電子ビームリソグラフィを例に取ると、図１に示す
ように、定義上のビーム寸法をグラフのｘ軸に取り、形
成された実際のビーム寸法をグラフのｙ軸に取り、両者
の関係を表す直線を引いた場合、該直線の傾きを決定す
る成形偏向アンプの利得をゲインと呼び、該直線のｙ切
片を決定する成形偏向基準電圧をオフセットと呼ぶ。

【０００４】一般化のため、これ以後は単純に上記直線
の傾きをゲイン、ｙ切片をオフセットと呼ぶことにす
る。従って、ビーム寸法を精度良く与えるためには、ゲ
インを１、オフセットを０（図中の破線に示す直線）に
可能な限り近づけることが重要である。

【０００５】電子ビームリソグラフィの従来技術では、
通常ゲインは、様々な寸法のショットの露光量強度分布
を測定し、特定のしきい強度以上の範囲の長さをビーム
寸法として算出し、定義上の寸法とこのビーム寸法の関
係を表す直線の傾きを１とするように調整される。同じ
くオフセットは、様々な寸法のショットを照射したとき
のアパーチャを通過する総電荷量を測定し、定義上の寸
法が０のときに通過電荷量が０となるように調整され
る。

【０００６】より高精度なゲイン／オフセット調整手法
の一例としては、特願平０５−１９５７１０号公報が公
知例として挙げられる。この調整手法は、矩形パターン
をｎ個に分割し、この分割幅、即ち分割個数ｎを変化さ
せながらパターンを描画し、パターン形状を観察するこ
とによって、ゲインとオフセットのずれ量及び矩形ショ
ットの直交度を評価するものである。

【０００７】ところが、近年の光リソグラフィ技術の進
展によって、ウエハ上でのパターン形成技術レベルが光
の解像限界付近にまで押し進められた結果、フォトマス
ク上でのパターン寸法に対する余裕度が低下し、従来よ
りも極めて高い寸法精度がフォトマスクの製作に要求さ
れるようになった。これに伴い、従来は問題とならない
レベルであったＶＳＢ方式のショットつなぎ誤差が重要
視されるようになり、同時に寸法測定手段の測定精度が
向上した結果、従来技術により決定されたゲイン及びオ
フセット値を用いたときでも、なお有意な寸法誤差が生
じていることが判明した。

【０００８】特願平０５−１９５７１０号公報による調
整手法は上記問題を解決するための一つの回答である
が、寸法誤差に対するゲインとオフセットの寄与を明確
に分離できない点で改善が必要である。また、矩形パタ
ーンを分割描画するデータを各分割数毎に用意する必要
があり、描画データ準備に手間がかかる点が問題であ
る。さらに、分割描画したパターンの形状観察に際し、
パターンのつなぎずれというあまり数値化に適さない評
価パラメータを、光学顕微鏡又は電子顕微鏡を用いて観
察するために、評価が観察者の主観に委ねられやすく、
ゲイン及びオフセットの具体的なずれの量の算定にあた
り、客観性と再現性を保証できない点が問題となってい
た。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来は問
題とならないレベルであったＶＳＢ方式のショットつな
ぎ誤差が重要視されるようになり、同時に寸法測定手段
の測定精度が向上した結果、従来技術により決定された
ゲイン及びオフセット値を用いたときでも、なお有意な
寸法誤差が生じていることが判明した。また、特願平０
５−１９５７１０号公報においても、寸法誤差に対する
ゲインとオフセットの寄与を明確に分離できない、ゲイ
ン及びオフセットの具体的なずれの量の算定にあたり客
観性と再現性を保証できない、点が問題となっていた。

【００１０】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、ゲイン及びオフセット
の具体的なずれの量を正確に評価することができ、最大
ショットサイズ以内のどのような寸法でも正確な寸法の
ショットを形成することができ、描画装置の寸法精度の
向上に寄与することが可能な可変成形ビームの評価方法
を提供することにある。

【００１１】

【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。即ち本発明は、基板上に形成さ
れた感光性材料に対するパターン露光に用いる可変成形
ビームの寸法を評価する可変成形ビーム評価方法におい
て、同一寸法の複数の矩形パターンを用意し、そのうち
少なくとも１つは単一のショットで矩形パターンを描画
し、残りは矩形パターンの一方の辺に平行な直線でパタ
ーンを分割して２つのショットで描画し、これらを現像
して得られた実際のパターンに対し所定のパターン寸法
測定手段を用いて分割線と垂直方向のパターン寸法を測
定し、測定されたパターン寸法と分割の有無或いは分割
位置との関係を調査することによって可変成形ビームの
寸法精度を評価することを特徴としている。

【００１２】また本発明は、基板上に形成された感光性
材料に対するパターン露光に用いる可変成形ビームの寸
法を評価する可変成形ビーム評価方法において、同一寸
法の複数の矩形パターンを用意し、そのうち少なくとも
１つは単一のショットで矩形パターンを描画し、残りは
矩形パターンの一方の辺に平行な直線でパターンを分割
して２つのショットで描画すると仮定し、パターン分割
描画時の２つのショットの露光量強度分布を個別に測定
して記録し、パターン分割描画時の総露光量分布を計算
機上で再現するように、一方の露光量強度分布を平行移
動した後で両者を足し合わせ、得られた強度分布の特定
のしきい強度以上の範囲の長さを本強度分布のしきい寸
法として求め、本しきい寸法とパターン分割の有無或い
は分割位置との関係から可変成形ビームの寸法精度を評
価することを特徴としている。

【００１３】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。 (1) ビーム分解能に比べて十分に大きいパターンを、ビ
ーム分解能程度の微小部分と残りの部分とに分割して描
画したときのパターン寸法若しくは露光量強度分布から
算出したしきい寸法が、分割せずに単一のショットで描
画したときの寸法よりも大きい場合は、定義上は寸法が
ゼロであるはずのショットが、現実には正の大きさのシ
ョットを与えているものと判定し、逆に分割しないとき
の寸法より小さい場合には、定義上は寸法がゼロである
はずのショットが、現実には仮想的に負の寸法のショッ
トに相当すると判定する。

【００１４】即ち、分割して描画したときのパターン寸
法若しくは露光量強度分布から算出したしきい寸法が、
分割せずに単一のショットで描画したときの寸法よりも
大きい場合は、オフセットが正（＋）であると判定し、
逆の場合はオフセットが負（−）であると判定する。 (2) パターン分割線が矩形パターン中心線の近傍にある
時の寸法変化に注目したときに、該矩形パターンの位置
を代表する点として扱われる１つの基点から、離れる方
向へのパターン分割線の移動に伴って、パターン寸法若
しくは露光量強度分布から算出したしきい寸法が徐々に
小さくなる場合には、定義上のショット寸法を横軸にし
て実際のショット寸法を縦軸にしたときのグラフの直線
の傾き（ゲイン）が１より大きく、逆に該分割線の移動
に伴って、パターン寸法若しくはしきい寸法が徐々に大
きくなる場合には、上記直線の傾き（ゲイン）が１より
小さいと判定する。 (3) 測定されたパターン寸法に関して、ゲインが１近傍
の複数点とオフセットが０近傍の複数点の組合せにおけ
るゲイン／オフセットのチャートを予め求めておき、次
に測定されたパターン寸法からゲイン／オフセットのチ
ャートを求め、このチャートと予め記憶されたゲイン／
オフセットのチャートの最も近いものを判断し、これを
元に可変成形ビームの寸法精度を評価する。 （作用）本発明は、従来技術の様々な問題点を解決す
る、ゲイン／オフセット評価手法を与えるものである。
本評価手法では従来例のようにパターン分割を等分割に
限定せず、分割位置を任意に変えながら、分割位置に依
存して変動するパターン寸法の測定を行う。寸法測定を
通してゲインとオフセットのずれ量の定量的評価が行
え、両者の影響を明確に分離でき、しかも寸法測定以外
の熟練作業を必要としないところが本発明の特徴であ
る。

【００１５】以下に、本評価手法の詳細な内容を説明す
る。図２に示すように、寸法Ｗの矩形パターンを、寸法
ｘと寸法（Ｗ−ｘ）の２つの部分に分割する。図中の１
は分割前の矩形パターン、２は矩形パターン１の分割に
より生じる第１番目の矩形パターン、３は矩形パターン
１の分割により生じる第２番目の矩形パターン、４は矩
形パターン１の位置決め代表点、５は矩形パターン２の
位置決め代表点、６は矩形パターン３の位置決め代表点
である。寸法Ｗは可変成形ビームの分解能に比べて充分
に大きい値で、かつ１回のショットで描画可能な大きさ
とする。もう一方の辺の長さはＷよりも充分に大きくと
れば、値はいくらでも構わない。

【００１６】このように分割されたパターンを、２つの
ショットで描画して基板上に形成し、適当な寸法測定手
段を用いて寸法を測定する。或いは分割描画時の２つの
ショットの露光量強度分布の測定及び計算機上での加算
を行い、しきい寸法を算出する。得られた測定寸法又は
しきい寸法をグラフの縦軸に取り、分割寸法ｘの値をグ
ラフの横軸に取って曲線を描く。ここで、ｘ＝０とはパ
ターンを分割せずに１つのショットで描画した場合に相
当する。

【００１７】様々なゲインとオフセットの組み合わせに
ついて、本グラフを作成した結果を、図３〜図５に示
す。なお、ここでの結果は、矩形パターンの代表点を、
図２の通り矩形の左下の頂点（又は左上でも可）に認定
したときのものである。図３〜図５に見るとおり、オフ
セットが正の場合、ｘがビーム分解能程度の小さい値の
とき（ｘ<<Ｗ）、パターン寸法若しくはしきい寸法が、
ｘ＝０の場合つまり１回のショットで描画したパターン
と比べて太ることが分かる。オフセットが負の場合に
は、これとは逆に、分割したときの方が、ｘ＝０の場合
と比べて細ることが分かる。

【００１８】また、ｘ＝Ｗ／２付近の寸法変化に注目す
ると、ゲインが１より大きい場合、ｘが大きくなるに従
って寸法が細ることが分かる。反対にゲインが１より小
さい場合、ｘが大きくなるに従って寸法が太ることが分
かる。なお、対称性より、矩形パターンの位置を代表す
る基準点を右上又は右下の頂点に設定した場合には、上
記の現象がそれぞれ逆になる。

【００１９】以上まとめると、可変成形ビームの分解能
よりも充分に大きいパターンを、ビームの分解能程度の
微小部分と残りの部分に分割して描画・形成したときの
寸法が、分割せずに形成したパターンよりも太い場合に
は、オフセットの値は正であると判定される。逆に分割
したパターンの方か細い場合には、オフセットは負であ
ると判定される。

【００２０】さらに、パターン分割線がパターン中心線
の近傍を通るとき、パターンの位置を代表する点から遠
ざかる方向への分割線の移動に伴って、パターン寸法が
小さくなる場合には、ゲインの値が１より大きいと判定
される。逆にパターン寸法が大きくなる場合には、ゲイ
ンの値は１より小さいと判定される。

【００２１】ゲインとオフセットの変化によって、この
ような寸法変化が生じる理由は、以下のように非常に簡
単に説明することができる。一般に、パターンの寸法
は、ショット寸法のみならず、照射量によっても変化す
る。このことを概念的に図６に示す。図６で（ａ）は照
射量に依存するパターン寸法変化を示し、（ｂ）はショ
ットサイズに依存するパターン寸法変化を示している。
そこで、上記分割描画の寸法変化がどのようにして生じ
るかの理由を、照射量とショット寸法の２通りの観点か
ら説明する。以下の説明では、ゲインをａ、オフセット
をｂとして表す。

【００２２】まず、パターン寸法を決定する要因とし
て、照射量が支配的であると考えた場合について説明す
る。図７（ａ）に設計段階でのショットサイズとショッ
ト位置との関係を示し、図７（ｂ）にゲイン／オフセッ
トを考慮したショットサイズとショット位置との関係を
示す。図７より、分割描画時の２つのショットの総エネ
ルギー量の合計は、 （ａｘ＋ｂ）＋ａ（Ｗ−ｘ）＋ｂ ＝ａＷ＋２ｂ … (1) に比例する。分割しない場合では、 ａＷ＋ｂ … (2) に比例する。

【００２３】従って、差し引きオフセットｂに比例する
分だけ、分割描画の方が総エネルギー量が大きいことに
なる。パターンをビーム分解能程度の微小部と残りの部
分に分ける分割描画の場合、図８（ａ）に示す通り、オ
フセットｂに比例する余剰エネルギー量が、パターンの
エッジ部に集中するために、オフセットｂの変化を直接
反映して寸法が増減する。これにより、オフセットによ
る寸法変化の理由が説明される。

【００２４】一方、パターン寸法を決定する要因とし
て、ショット寸法が支配的であると考えた場合について
説明する。パターンの位置を代表する点を、パターンの
左下あるいは左上の頂点に設定した場合、図７に示す通
り、パターンの右のエッジと左のエッジとの距離、即ち
パターン寸法は、 ｘ＋ａ（Ｗ−ｘ）＋ｂ ＝（１−ａ）ｘ＋ａＷ＋ｂ … (3) となる。

【００２５】従って、ゲインａが１より大きい場合に
は、(3) 式の（１−ａ）が負となるため、ｘが増加する
とパターン寸法は細ることになる。これにより、ゲイン
による寸法変化が説明される。特に、分割線がパターン
中心近傍にあるときは、ゲインによる寸法変化がよりは
っきりと分かりやすくなる理由は、図８（ｂ）に示され
ている。即ち、オフセットのずれに起因する余剰エネル
ギー量の集中する部分がパターン中心付近となり、両方
のエッジに均等に影響を及ぼすため、オフセットずれの
影響を取り除いた形でゲインずれのみの影響が観察でき
るためである。

【００２６】

【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。 （第１の実施形態）可変成形電子ビーム描画装置を用い
て、石英基板上にクロム遮光膜を有するフォトマスクを
描画した結果について述べる。

【００２７】図９は、本実施形態に用いた電子ビーム描
画装置を示す概略構成図である。図中の１１は電子銃、
１２はビームをＯＮ・ＯＦＦするためのブランキング電
極、１３はビーム寸法可変用偏向器、１４は位置決め用
偏向器、１５は照射レンズ、１６は投影レンズ、１７は
対物レンズ、１８はビーム寸法可変用の第１のアパーチ
ャマスク、１９はビーム寸法可変用の第２のアパーチャ
マスク、２０は表面にレジストが塗布されたフォトマス
ク（試料）である。

【００２８】この装置構成は公知のものと同様であり、
電子銃１１から発射された電子ビームは、偏向器１３及
びアパーチャマスク１８，１９によりビーム寸法が可変
制御され、この寸法制御されたビームが対物レンズ１７
により試料２０上に結像され、かつ偏向器１４により位
置決めしてショット露光されるものとなっている。

【００２９】レジストはポジ型電子線レジスト（ＥＢＲ
−９）を用い、スピナーによりフォトマスク上に回転塗
布した後、１８０℃でプリベークした。ベーク後のレジ
スト膜厚は５５０ｎｍであった。描画装置の加速電圧は
１５ｋＶ、パターン形成描画のビーム分解能は０．３μ
ｍであり、パターニング照射量は３．０μＣ／ｃｍ²で
あった。

【００３０】フォトマスクに対しては、電子ビーム描画
後にメチルイソブチルケトン液によって現像し、さらに
イソプロピルアルコール液を用いてリンスした。その
後、形成されたレジストパターンをマスクとして、硝酸
第２セリウムアンモニウム液によるクロムエッチング処
理を行った。

【００３１】寸法Ｗ＝２．５μｍのパターンについて、
ｘ＝０からｘ＝２．４μｍまで０．１μｍ刻みで分割位
置を変化させ、計２５個のパターンについてＳＥＭやレ
ーザ顕微鏡を用いて寸法を測定し、横軸をｘ値、縦軸を
寸法値とするグラフを描いた結果を図１０（ａ）に示
す。これを見るとｘ＝０．３μｍ、即ちビーム分解能程
度の値の微小分割が入るときに寸法が細くなっているの
で、オフセットが負であることが分かる。また、ｘが
０．５から２．０μｍまでの範囲の寸法の傾きが負であ
るので、ゲインは１より大きいことが分かる。さらに、
上記結果から厳密ではないものの、オフセットの大きさ
（０からのズレ）及びゲインの大きさ（１からのズレ）
を判定することも可能である。

【００３２】上記の作業は、可変成形ビームのｘ方向の
ゲインとオフセット調整に関するものである。同じ評価
を今度はｙ方向のゲインとオフセット調整に関して行っ
た。ｘ方向を長手方向とする、寸法Ｗ＝２．５μｍのパ
ターンを、ｙ＝０からｙ＝２．４μｍまで０．１μｍ刻
みで分割位置を変化させ、同様のグラフを描いた結果を
図１０（ｂ）に示す。これを見ると、ｙ＝０．３μｍ付
近の寸法は若干太っており、オフセットはやや０よりも
大きいことが分かった。また、ｙ＝０．５から２．０μ
ｍの範囲の寸法の傾きも若干負であるので、ゲインも僅
かながら１よりも大きいことが分かった。さらに、上記
結果から厳密ではないものの、オフセットの大きさ（０
からのズレ）及びゲインの大きさ（１からのズレ）を判
定することも可能である。

【００３３】従って、上記のオフセット及びゲインのズ
レを描画装置側にフィードバックすることにより、実際
に形成されるパターンの寸法精度の向上をはかることが
できる。ここで、ズレの量のフィードバックとしては、
オフセットに関しては前記偏向器１３の基準電圧を変化
させ、第１アパーチャマスク１８を通過した電子ビーム
の第２アパーチャマスク１９上での原点位置を補正すれ
ば良く、ゲインに関しては前記偏向器１３を駆動するた
めの偏向アンプのゲインを補正すれば良い。

【００３４】このように本実施形態によれば、ゲイン及
びオフセットの具体的なずれの量を正確に評価すること
ができる。そして、これを実際に描画する際の描画デー
タにフィードバックすることにより、最大ショットサイ
ズ以内のどのような寸法でも正確な寸法のショットを形
成することができ、これにより描画装置の寸法精度の向
上に寄与することが可能となる。 （第２の実施形態）０．９５程度から１．０５程度まで
の範囲で、ゲインを０．０１刻みで１１通り設定する。
同じようにオフセットを、−５０ｎｍ程度から＋５０ｎ
ｍ程度までの範囲で１０ｎｍ刻みで１１通り設定する。
第１の実施形態と同じフォトマスク作成手段を用いてパ
ターンを形成し、１１×１１の計１２１通りのゲインと
オフセットの組み合わせに対して、横軸を分割位置、縦
軸を寸法値とするグラフを予め作成しておき、ゲイン／
オフセットチャートとして保存しておく。

【００３５】ビーム調整用の描画を定期的に行い、ｘ方
向とｙ方向の両方について同グラフを作成する。そし
て、予め用意された上記チャートの中から最も適合する
ものを選び出し、そのゲインとオフセット値を現在の値
として採用し、ゲインとオフセットを再調整する。この
ようにして、ｘ方向とｙ方向のゲインとオフセットが良
好に調整された状態を、長期に渡って保つことが可能と
なる。

【００３６】なお、ゲイン／オフセットチャートから最
も適合する１つを選び出す方法は、調整者自身の判断で
あっても構わないが、チャートと実測値の残差が最小と
なるように選択したり、或いは適当なハードウエアやソ
フトウエアにより実装されたパターン認識手法による方
が、客観性を保証する点で望ましい。 （第３の実施形態）第１及び第２の実施形態において
は、実際にフォトマスク上にパターンを形成して寸法を
測定した結果について述べた。しかし、この手法では、
描画→現像→エッチング→剥離・洗浄→寸法測定と、評
価の１タームに極めて時間がかかり、得られた結果を描
画装置にフィードバックするのが遅くなる可能性があ
る。

【００３７】そこで、基板上にはパターンを形成せず、
パターン分割描画を想定したショットのビーム強度分布
を測定して計算機上で加算する手法を行った。即ち、可
変成形ビームのショット内露光量強度分布を測定する手
段と、測定した強度分布を記録する手段と、記録された
強度分布データに対して計算機上で平行移動，加算等の
加工を行う手段とを設け、第１の実施形態におけるパタ
ーン分割描画時の２つのショットの露光量強度分布を個
別に測定して記録し、パターン分割描画時の総露光量分
布を計算機上で再現するように、一方の露光量強度分布
を平行移動した後で両者を足し合わせ、得られた強度分
布の特定のしきい強度以上の範囲の長さを本強度分布の
しきい寸法として求め、本しきい寸法とパターン分割の
有無或いは分割位置との関係から可変成形ビームの寸法
精度を評価した。

【００３８】ここで、ビーム強度分布を測定する手段と
しては、ファラデーカップ上でビームを走査すれば良
い。さらに、反射電子係数の大きい微粒子や細線上を電
子ビームで走査して得られる反射電子を検出しても良
い。また、強度分布データを平行移動する手段として
は、一方のショットの設計データ段階での左端を他方の
ショットの設計データ段階での右端に一致させるように
すれば良い。

【００３９】そして、強度分布から算出されるしきい寸
法が分割位置によらず一定となるまで調整を繰り返した
後、調整後のビームを用いて、実際に基板上にパターン
を形成した。この寸法を測定した結果、分割位置に依存
しない、正確な寸法のパターン形成が行われていること
が確認された。これにより、ビーム調整ごとに逐一マス
クを作成せずとも、ショット強度分布によるビーム調整
が可能であることが実証された。

【００４０】これまで可変成形電子ビーム描画装置とポ
ジ型電子線レジストを用いて、フォトマスク上にパター
ン形成を行った結果について述べてきた。しかし、本発
明の効果は上記実施形態に限らず、電子ビーム以外の可
変成形ビームを使用する描画装置を用いた場合でも、或
いはネガ型レジストを用いた場合でも、全く同じように
有効である。また、パターンを形成する試料はフォトマ
スクに限らず、半導体ウエハ等その他のいかなる微細加
工対象であっても構わない。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。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ゲ
イン及びオフセットの具体的なずれの量を正確に評価す
ることができ、最大ショットサイズ以内のどのような寸
法でも、正確な寸法のショットを形成することができ
る。従って、描画装置の寸法精度の大幅な向上に寄与す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】可変成形ビームの定義寸法と実際の寸法との関
係を示す特性図。

【図２】パターン分割描画を説明するための模式図。

【図３】パターン分割位置とパターン寸法との関係を示
す特性図。

【図４】パターン分割位置とパターン寸法との関係を示
す特性図。

【図５】パターン分割位置とパターン寸法との関係を示
す特性図。

【図６】照射量で決定するパターン寸法と、ショット寸
法により決定するパターン寸法の概念図。

【図７】設計段階のショット位置及び寸法と実際のショ
ット位置及び寸法との関係を説明するための模式図。

【図８】パターン分割線の位置と露光量強度分布との関
係を示す特性図。

【図９】本発明の実施形態に使用した電子ビーム描画装
置を示す概略構成図。

【図１０】パターン分割位置とパターン寸法の関係図。

【符号の説明】

１…分割前の矩形パターン ２…矩形パターン１の分割により生じる第１番目の矩形
パターン ３…矩形パターン１の分割により生じる第２番目の矩形
パターン ４…矩形パターン１の位置決め代表点 ５…矩形パターン２の位置決め代表点 ６…矩形パターン３の位置決め代表点 ７…矩形パターン２を描画するショット ８…矩形パターン３を描画するショット １１…電子銃 １２…ブランキング電極 １３…ビーム寸法可変用偏向器 １４…位置決め用偏向器 １５…照射レンズ １６…投影レンズ １７…対物レンズ １８…第１のアパーチャマスク １９…第２のアパーチャマスク ２０…フォトマスク（試料）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に形成された感光性材料に対するパ
   ターン露光に用いる可変成形ビームの寸法を評価する可
   変成形ビーム評価方法において、 同一寸法の複数の矩形パターンを用意し、そのうち少な
   くとも１つは単一のショットで矩形パターンを描画し、
   残りは矩形パターンの一方の辺に平行な直線でパターン
   を分割して２つのショットで描画し、これらを現像して
   得られた実際のパターンに対し所定のパターン寸法測定
   手段を用いて分割線と垂直方向のパターン寸法を測定
   し、測定されたパターン寸法と分割の有無或いは分割位
   置との関係を調査することによって可変成形ビームの寸
   法精度を評価することを特徴とする可変成形ビーム評価
   方法。
2. 【請求項２】基板上に形成された感光性材料に対するパ
   ターン露光に用いる可変成形ビームの寸法を評価する可
   変成形ビーム評価方法において、 同一寸法の複数の矩形パターンを用意し、そのうち少な
   くとも１つは単一のショットで矩形パターンを描画し、
   残りは矩形パターンの一方の辺に平行な直線でパターン
   を分割して２つのショットで描画すると仮定し、パター
   ン分割描画時の２つのショットの露光量強度分布を個別
   に測定して記録し、パターン分割描画時の総露光量分布
   を計算機上で再現するように、一方の露光量強度分布を
   平行移動した後で両者を足し合わせ、得られた強度分布
   の特定のしきい強度以上の範囲の長さを本強度分布のし
   きい寸法として求め、本しきい寸法とパターン分割の有
   無或いは分割位置との関係から可変成形ビームの寸法精
   度を評価することを特徴とする可変成形ビーム評価方
   法。
3. 【請求項３】ビーム分解能に比べて十分に大きいパター
   ンを、ビーム分解能程度の微小部分と残りの部分とに分
   割して描画したときのパターン寸法若しくは露光量強度
   分布から算出したしきい寸法が、分割せずに単一のショ
   ットで描画したときの寸法よりも大きい場合は、定義上
   は寸法がゼロであるはずのショットが、現実には正の大
   きさのショットを与えているものと判定し、逆に分割し
   ないときの寸法より小さい場合には、定義上は寸法がゼ
   ロであるはずのショットが、現実には仮想的に負の寸法
   のショットに相当すると判定することを特徴とする請求
   項１又は２記載の可変成形ビーム評価方法。
4. 【請求項４】パターン分割線が矩形パターン中心線の近
   傍にある時の寸法変化に注目したときに、該矩形パター
   ンの位置を代表する点として扱われる１つの基点から、
   離れる方向へのパターン分割線の移動に伴って、パター
   ン寸法若しくは露光量強度分布から算出したしきい寸法
   が徐々に小さくなる場合には、定義上のショット寸法を
   横軸にして実際のショット寸法を縦軸にしたときのグラ
   フの直線の傾きが１より大きく、逆に該分割線の移動に
   伴って、パターン寸法若しくはしきい寸法が徐々に大き
   くなる場合には、上記直線の傾きが１より小さいと判定
   することを特徴とする請求項１又は２記載の可変成形ビ
   ーム評価方法。
5. 【請求項５】前記測定されたパターン寸法に関して、ゲ
   インが１近傍の複数点とオフセットが０近傍の複数点の
   組合せにおけるゲイン／オフセットのチャートを予め求
   めておき、前記測定されたパターン寸法からゲイン／オ
   フセットのチャートを求め、このチャートと予め記憶さ
   れたゲイン／オフセットのチャートの最も近いものを判
   断し、これを元に可変成形ビームの寸法精度を評価する
   ことを特徴とする請求項１記載の可変成形ビーム評価方
   法。