(57)【要約】【課題】描画時間を短縮することが可能な描画方法を提供する。【解決手段】第１照射条件を用いて、第１エネルギから計算される第１照射量で基板上のレジスト膜に荷電粒子線を照射して、第１描画データのパターンを描画するステップと、第１照射条件より高速に同一面積を描画できる第２照射条件を用いて、レジスト膜の現像による残膜率が変化を開始するエネルギより小さな第２エネルギから計算される第２照射量でレジスト膜に荷電粒子線を照射して、第１描画データのパターンを含む第２描画データのパターンを描画し、レジスト膜の第１描画データのパターン部を選択的に溶解可能とするステップとを含む。第１エネルギと第２エネルギの和は、残膜率の変化が完了するエネルギよりも大きい。【選択図】図１４
2010281950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１照射条件を用いて、第１エネルギから計算される第１照射量で基板上のレジスト膜に荷電粒子線を照射して、第１描画データのパターンを描画するステップと、
前記第１照射条件より高速に同一面積を描画できる第２照射条件を用いて、前記レジスト膜の現像による残膜率が変化を開始するエネルギより小さな第２エネルギから計算される第２照射量で前記レジスト膜に荷電粒子線を照射して、前記第１描画データのパターンを含む第２描画データのパターンを描画し、前記レジスト膜の前記第１描画データのパターン部に選択的に前記第１エネルギと前記第２エネルギの和のエネルギを蓄積するステップとを含み、
前記第１エネルギと前記第２エネルギの和が、前記残膜率の変化が完了するエネルギよりも大きいことを特徴とする描画方法。
【請求項２】
前記第１描画データは、設計レイアウトに含まれる描画パターンから作成され、前記第２描画データは、前記設計レイアウト上で前記描画パターンを囲むように設定された照射領域から作成され、前記第１照射条件を用いて前記描画パターンを描画して前記第２エネルギを前記レジスト膜に蓄積する時間に対して、前記第２照射条件を用いて前記照射領域を描画して前記第２エネルギを前記レジスト膜に蓄積する時間が短いことを特徴とする請求項１に記載の描画方法。
【請求項３】
前記第１照射量による前記第１エネルギの前方散乱エネルギ成分が、前記第１及び第２エネルギの和と前記残膜率が変化を開始するエネルギとの差よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の描画方法。
【請求項４】
前記第１描画データが、前記第１照射条件による近接効果を補正する露光変調係数を添付して作成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の描画方法。
【請求項５】
前記描画パターンと前記照射領域の互いに対向する外縁間の距離が、前記基板の後方散乱径の１倍から５倍であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の描画方法。
【請求項６】
前記描画パターンと前記照射領域の互いに対向する外縁間の距離が、前記基板の後方散乱径の２倍以下の場合、前記第２描画データが、前記第２照射条件による近接効果を補正する露光変調係数を添付して作成されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の描画方法。
【請求項７】
前記第２描画データは、可変成形ビームを用いて描画されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の描画方法。
【請求項８】
前記第１描画データは、スポットビームを用いて描画されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の描画方法。
【請求項９】
前記第２描画データは、前記第１描画データを描画するスポットビームよりも大きなビーム寸法のスポットビームを用いて描画されることを特徴とする請求項８に記載の描画方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の描画方法により前記第１描画データのパターン部に選択的に前記第１エネルギと前記第２エネルギの和のエネルギが蓄積された前記レジスト膜を現像し、前記レジスト膜にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記基板に前記描画パターンを形成する工程
とを含むことを特徴とするインプリント用モールドの製造方法。
【請求項１１】
描画パターンを含む設計レイアウト、前記描画パターンを基板上のレジスト膜に描画する荷電粒子線の第１照射条件、前記第１照射条件より高速に同一面積を描画できる第２照射条件、前記荷電粒子の照射により前記レジスト膜に蓄積される蓄積エネルギに対して、前記レジスト膜の現像による残膜率が変化を開始するエネルギ、及び前記残膜率の変化が完了するエネルギを格納する外部記憶部と、
第１エネルギ及び前記残膜率が変化を開始するエネルギより小さな第２エネルギを、前記第１及び第２エネルギの和が前記残膜率の変化が完了するエネルギよりも大きくなるように設定し、前記第１照射条件を用いて前記描画パターンを描画して前記第２エネルギを前記レジスト膜に蓄積する時間に対して、前記第２照射条件を用いて前記照射領域を描画して前記第２エネルギを前記レジスト膜に蓄積する時間が短くなるように前記設計レイアウト上に前記描画パターンを囲む照射領域を設定する設定部と、
前記描画パターン及び前記照射領域それぞれに対応する第１及び第２描画データを作成する作成部と、
前記第１及び第２エネルギのそれぞれに対応する荷電粒子線の第１及び第２照射量を計算する計算部と、
前記第１及び第２照射量で前記第１及び第２描画データのパターンを、それぞれ前記レジスト膜に描画する描画処理部
とを備えることを特徴とする描画システム。
【請求項１２】
前記描画処理部が、前記第１照射条件を用いて、前記第１照射量で前記レジスト膜に荷電粒子線を照射して、前記第１描画データのパターンを描画するスポットビーム描画装置、及び前記第２照射条件を用いて、前記第２照射量で前記レジスト膜に荷電粒子線を照射して、前記第２描画データのパターンを描画する可変成形ビーム描画装置を含むことを特徴とする請求項１１に記載の描画システム。
【請求項１３】
前記第１描画データに、前記第１照射条件による近接効果を補正する露光変調係数を添付する補正部を更に備えることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の描画システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線を用いた描画方法、インプリント用モールドの製造方法及び描画システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトマスク、ナノインプリントリソグラフィ用モールド（以下、「インプリント用モールド」と称す。）、極紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィ用マスクなど、微細な構造物の製造に対する要求は大きい。特に、ナノインプリントリソグラフィでは、インプリント用モールドを接触させてインプリント用モールド表面の凹凸パターンを被転写物に転写する。即ち、インプリント用モールドの三次元形状が、等倍で転写されるため、インプリント用モールドには、１００ｎｍ以下の微細なパターン形成が求められる。
【０００３】
半導体装置においては、チップサイズは大きく変化させずパターンの設計寸法を微細化させて高集積化、高速化を実現している。つまり、半導体装置のパターン密度は、増加する傾向にある。そのため、半導体装置製造用のフォトマスクに形成されるパターンの総面積は増加する。
【０００４】
また、ナノインプリントリソグラフィでは、ロールツーロール技術による転写方法を用いて、従来よりも大面積にナノスケールのパターンを転写することが試みられている。ロールツーロール技術では、ロール状モールドが使用される。このロール状モールドへのパターン転写に用いられるインプリント用モールドは、より広い面積にパターンを有していることが望まれている。
【０００５】
微細なパターン形成には、電子線描画装置が用いられる。電子線描画装置により、基板上に塗布したレジスト膜に意図したパターン形状にあわせて選択的に電子線が照射される。その後、レジスト膜を現像して基板表面にパターン形成用のマスクとなるレジストパターンが形成される。
【０００６】
電子線で露光されるレジストでは、感度と解像度は、トレードオフの関係にあることが大半である。そのため、１００ｎｍ以下の微細なパターンを得ようとすると、解像度を重視せざるを得ず、感度を犠牲しなければならない。半導体装置製造用のフォトマスクやナノインプリントリソグラフィに用いるインプリント用モールドの微細なパターンを描画するために高解像度のレジストを用いた場合、描画するパターンの総面積が大きいと、描画時間が膨大になる。
【０００７】
描画時間を短縮するため、描画するパターンを分割して、微細な分割パターンを電子線で描画し、大面積の分割パターンを光で露光する方法が提案されている（特許文献１参照。）。しかし、フォトマスクやインプリント用モールドに含まれる微細パターンの占める割合が増加しているため、提案された方法では、描画時間の短縮は制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５９−１１７２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、低感度な高解像度レジストを用いても描画時間を短縮することが可能な微細パターンの描画方法、インプリント用モールドの製造方法及び描画システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、第１照射条件を用いて、第１エネルギから計算される第１照射量で基板上のレジスト膜に荷電粒子線を照射して、第１描画データのパターンを描画するステップと、第１照射条件より高速に同一面積を描画できる第２照射条件を用いて、レジスト膜の現像による残膜率が変化を開始するエネルギより小さな第２エネルギから計算される第２照射量でレジスト膜に荷電粒子線を照射して、第１描画データのパターンを含む第２描画データのパターンを描画し、レジスト膜の第１描画データのパターン部に選択的に第１エネルギと第２エネルギの和のエネルギを蓄積するステップとを含み、第１エネルギと第２エネルギの和が、残膜率の変化が完了するエネルギよりも大きい描画方法が提供される。
【００１１】
本発明の第２の態様によれば、本発明の第１の態様による描画方法により第１描画データのパターン部に選択的に第１エネルギと第２エネルギの和のエネルギが蓄積されたレジスト膜を現像し、レジスト膜にレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンをマスクとして基板に描画パターンを形成する工程とを含むインプリント用モールドの製造方法が提供される。
【００１２】
本発明の第３の態様によれば、描画パターンを含む設計レイアウト、描画パターンを基板上のレジスト膜に描画する荷電粒子線の第１照射条件、第１照射条件より高速に同一面積を描画できる第２照射条件、荷電粒子の照射によりレジスト膜に蓄積される蓄積エネルギに対して、レジスト膜の現像による残膜率が変化を開始するエネルギ、及び残膜率の変化が完了するエネルギを格納する外部記憶部と、第１エネルギ及び残膜率が変化を開始するエネルギより小さな第２エネルギを、第１及び第２エネルギの和が残膜率の変化が完了するエネルギよりも大きくなるように設定し、第１照射条件を用いて描画パターンを描画して第２エネルギをレジスト膜に蓄積する時間に対して、第２照射条件を用いて照射領域を描画して第２エネルギをレジスト膜に蓄積する時間が短くなるように設計レイアウト上に描画パターンを囲む照射領域を設定する設定部と、描画パターン及び照射領域それぞれに対応する第１及び第２描画データを作成する作成部と、第１及び第２エネルギのそれぞれに対応する荷電粒子線の第１及び第２照射量を計算する計算部と、第１及び第２照射量で第１及び第２描画データのパターンを、それぞれレジスト膜に描画する描画処理部とを備える描画システムが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、感度と解像度とのトレードオフを解消して描画時間を短縮することが可能な微細パターンの描画方法、インプリント用モールドの製造方法及び描画システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る描画システムの一例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る描画パターンの一例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る描画方法の説明に用いるレジストの感度曲線の一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る描画方法の説明に用いる電子線の加速電圧とレジスト膜の蓄積エネルギの関係の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る描画方法の説明に用いる蓄積エネルギ分布の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る照射領域の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る描画方法の一例を示す断面図（その１）である。
【図８】本発明の実施の形態に係る描画方法の一例を示す断面図（その２）である。
【図９】本発明の実施の形態に係る描画方法の一例を示す断面図（その３）である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る描画方法の一例を示す断面図（その４）である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る描画方法によるレジスト膜の蓄積エネルギ分布の一例を示す図（その１）である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る描画方法によるレジスト膜の蓄積エネルギ分布の一例を示す図（その２）である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る描画方法によるレジスト膜の蓄積エネルギ分布の一例を示す図（その３）である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る描画方法の一例を示すフローチャ−トである。
【図１５】本発明の実施の形態に係るインプリント用モールドの描画パターンの一例を示す概略図である。
【図１６】本発明の実施の形態に係るインプリント用モールドの製造方法の一例を示す断面図（その１）である。
【図１７】本発明の実施の形態に係るインプリント用モールドの製造方法の一例を示す断面図（その２）である。
【図１８】本発明の実施の形態に係るインプリント用モールドの製造方法の一例を示す断面図（その３）である。
【図１９】本発明の実施の形態に係るインプリント用モールドの製造方法の一例を示す断面図（その４）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下図面を参照して、本発明の形態について説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号が付してある。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１６】
又、以下に示す本発明の実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１７】
本発明の実施の形態に係る描画システムは、図１に示すように、処理ユニット１０、外部記憶部１２、描画データ記憶部１４、入力装置１８、出力装置１９、及び描画処理部１６等を備える。処理ユニット１０は、入力部２０、設定部２２、補正部２４、作成部２６、計算部２８、及び内部記憶部３０等を備えている。外部記憶部１２は、設計情報データファイル４０、装置情報データファイル４２、材料情報データファイル４４等を備える。描画処理部１６には、高解像度の第１描画装置１６Ａ、及び高速の第２描画装置１６Ｂが含まれる。
【００１８】
処理ユニット１０は、設計レイアウトに含まれる描画パターンを基板上のレジスト膜に描画する荷電粒子線の第１照射条件によりレジスト膜に蓄積されて、描画パターンが現像によりレジスト膜に解像する閾値エネルギを第１エネルギと、レジスト膜の現像による残膜率が変化を開始する開始エネルギより小さな第２エネルギに分割する。
【００１９】
第１照射条件により描画パターンを描画して第２エネルギをレジスト膜に蓄積する時間に対して、第１照射条件より高速に同一面積を描画できる第２照射条件によりレジスト膜に描画されて第２エネルギを蓄積する時間が短くなるように設計レイアウト上に描画パターンを囲む照射領域を設定する。描画パターン及び照射領域それぞれに対応する第１及び第２描画データを作成する。
【００２０】
描画処理部１６の第１及び第２描画装置１６Ａ、１６Ｂは、電子線やイオンビーム等の荷電粒子線を用いた描画装置で、ナノインプリント用のモールドやフォトリソグラフィ用のフォトマスクの製造に用いられる。第１及び第２描画装置１６Ａ、１６Ｂは、処理ユニット１０で生成された描画データを用いて、基板上のレジスト膜に描画パターンを描画する。簡便のため、以下においては電子線描画装置を用いて描画パターンを形成する場合について説明する。
【００２１】
処理ユニット１０に接続された外部記憶部１２の設計情報データファイル４０は、描画パターンの図形仕様及び描画パターンのレイアウト等を含むモールドの設計仕様情報を格納する。モールドの設計パターンデータとして、図２に示すように、転写対象の描画パターン２を含む設計レイアウト８が取得される。例えば、描画パターン２は幅Ｗが数１００ｎｍ以下の矩形パターンである。
【００２２】
装置情報データファイル４２は、第１及び第２描画装置１６Ａ、１６Ｂの加速電圧、ビーム形状、ビーム寸法、走査方式等の電子線照射条件を含む装置仕様情報を格納する。例えば、第１描画装置１６Ａの照射条件は、加速電圧１００ｋＶ、スポットビーム、ビーム寸法４ｎｍφ、ベクタスキャン等である。第２描画装置１６Ｂの照射条件は、加速電圧５０ｋＶ、可変成形ビーム、ビーム寸法２μｍ×２μｍ、ベクタスキャン等である。なお、加速電圧やビーム寸法の値は限定されず、任意の値を採用することができる。また、走査方式はベクタスキャンに限定されず、ラスタスキャンであってもよい。
【００２３】
一般に、スポットビーム方式では、ビーム径が小さく低ビーム電流である。クーロン効果によるビームボケを抑制することができ、高解像度が実現できる。したがって、数１００ｎｍ以下の微細なパターンの描画に好適である。しかし、スポットビーム方式では、描画時間が大きくなってしまう。一方、可変成形ビーム方式では、ビーム径が大きく高ビーム電流である。そのため、クーロン効果によるビームボケが大きく解像度は低下する。しかし、可変成形ビーム方式では、大面積のパターンの描画時間を低減することが可能となる。例えば、ビーム電流及び露光量等の照射条件を同じにして同じ面積を照射する場合、第１描画装置１６Ａに比べて第２描画装置１６Ｂでは、単純な計算上では約１０万分の１の時間で高速に描画することが可能である。
【００２４】
材料情報データファイル４４は、パターンが転写されるレジストや基板等の前方散乱径、後方散乱径、後方散乱係数等の散乱パラメータ、電子線によるレジストの蓄積エネルギ特性やレジストの感度曲線等の材料特性情報が格納される。例えば、ポジ型フォトレジストの感度曲線は、図３に示すように、蓄積エネルギに対する現像後のレジスト膜厚の関係である。電子線によるレジストの蓄積エネルギ特性は、図４に示すように、電子線の加速電圧に対するレジストの蓄積エネルギの関係である。
【００２５】
電子線をレジスト膜に照射すると、電子はレジスト膜中で前方散乱し、基板から反射（後方散乱）される。後方散乱電子は、基板からレジスト膜に再入射してレジスト膜を感光させる。図５に示すように、レジスト膜に蓄積される電子線エネルギ（蓄積エネルギ）Ｅは、前方散乱エネルギＥｆ及び後方散乱エネルギＥｂの和になる。レジスト膜を現像した時に解像するレジストパターンの幅が、前方散乱エネルギＥｆの分布幅Ｗｆとなるように現像の閾値エネルギＥｄを規定する。例えば、前方散乱エネルギＥｆの１／２と後方散乱エネルギＥｂとの和を、閾値エネルギＥｄとする。また、例えば、加速電圧が１００ｋＶの場合、後方散乱径は、前方散乱径に比べて約１００倍以上大きい。したがって、前方散乱エネルギＥｆの分布幅Ｗｆに比べて、後方散乱エネルギＥｂの分布幅Ｗｂは大きくなる。
【００２６】
図３に示した感度曲線は、例えば、電子線によるポジ型レジスト膜の蓄積エネルギを変化させて描画を行い、現像後のレジスト膜厚の変化を調べた結果である。なお、感度曲線は、レジストの仕様で与えられる感度曲線を用いてもよい。レジスト膜の現像による残膜率の変化が開始する蓄積エネルギを開始エネルギＴｈstart、レジスト膜厚の残膜率の変化が完了する蓄積エネルギを完了エネルギＴｈendとする。描画パターンをレジスト膜に許容範囲内の寸法で解像させる設定エネルギＥＣは、完了エネルギＴｈendよりも大きく設定される。
【００２７】
図４に示した蓄積エネルギ特性は、例えば、加速電圧を変えて電子線により同一の描画パターンをレジスト膜に描画した時に、同一のレジストパターン寸法を得るために必要な照射量を求めた結果である。蓄積エネルギは、加速電圧１００ｋＶの蓄積エネルギで規格化されている。なお、蓄積エネルギ特性は、モンテカルロシミュレーション等により計算してもよい。図４に示すように、電子線の加速電圧が高いほど、蓄積エネルギは小さくなる。高加速電圧では、前方散乱が小さく解像度が高い。しかし、蓄積エネルギが小さいため、描画時間が増大する。また、後方散乱径が大きくなるため、電子線を照射した領域の近傍のレジスト膜にもエネルギが蓄積されることから、近接効果が問題となる場合がある。このような場合は、近接効果補正を適用することが望ましい。
【００２８】
処理ユニット１０の入力部２０は、設計情報データファイル４０から、電子線の照射により基板上のレジスト膜に描画される描画パターン２を含む設計レイアウト８を取得する。装置情報データファイル４２から、電子線の照射条件が取得される。材料情報データファイルから、レジスト膜や基板の材料特性を取得する。例えば、図２に示した設計レイアウト８、図１に示した第１及び第２描画装置１６Ａ、１６Ｂそれぞれの照射条件、図３に示したレジスト膜の感度曲線、図４に示した蓄積エネルギ特性、及び基板の散乱パラメータ等が取得される。
【００２９】
設定部２２は、図３に示すように、高解像度の第１描画装置１６Ａの照射条件（第１照射条件）によりレジスト膜に蓄積されて、描画パターンが現像によりレジスト膜に解像する設定エネルギＥＣを、第１エネルギＥＡと第２エネルギＥＢに分割する。第２エネルギＥＢは、開始エネルギＴｈstartより小さく設定される。
【００３０】
また、設定部２２は、図６に示すように、取得された設計レイアウト８上に、描画パターン２を囲むように照射領域６を設定する。照射領域６は、高速の第２描画装置１６Ｂの照射条件（第２照射条件）により照射領域６を描画して第２エネルギＥＢをレジスト膜に蓄積する時間が、第１描画装置１６Ａの第１照射条件により描画パターン２を描画して第２エネルギＥＢをレジスト膜に蓄積する時間に対して短くなるように設定される。
【００３１】
なお、描画パターン２と照射領域６の互いに対向する外縁間の距離ＷＤは、描画パターン２が転写されるモールドの基板の後方散乱径の１倍〜５倍、好ましくは２倍〜５倍、より好ましくは３倍〜５倍が望ましい。例えば、基板として石英ガラスを用いる場合、加速電圧が５０ｋＶでは石英ガラスの後方散乱径は約１０μｍであるので、距離ＷＤは、約１０μｍ〜約５０μｍ、好ましくは約２０μｍ〜約５０μｍ、より好ましくは約３０μｍ〜約５０μｍが望ましい。
【００３２】
補正部２４は、電子線の第１照射条件で描画パターン２をレジスト膜に描画する場合に発生する近接効果を補正する。例えば、リソグラフィシミュレーション等により蓄積エネルギ分布を計算して、前方散乱エネルギ成分の１／２の強度が一定となるように露光変調係数を求める。また、描画パターン２と設定された照射領域６の互いに対向する外縁間の距離ＷＤの距離によって照射領域６の描画に近接効果補正を実施するか否かを決定する。距離ＷＤが充分大きければ、照射領域６を描画することによって描画パターン２の領域のレジスト膜に蓄積されるエネルギ量は一定値となるため、近接効果補正をしなくてもよい。逆に、距離ＷＤが充分大きくない場合には、照射領域６を描画することによって描画パターン２の領域のレジスト膜に蓄積されるエネルギ量が一定とならないため、近接効果補正が必要となる。ここで、「距離ＷＤが充分大きい」とは、第２照射条件にてモールド基板に描画を行った場合の後方散乱径の３倍程度以上である場合を示す。例えば、基板として石英ガラスを用いる場合、加速電圧が５０ｋＶでの後方散乱径は約１０μｍであるので、距離ＷＤは約３０μｍ以上となる。なお、第１照射条件による近接効果による描画パターン２のレジスト膜への転写像の寸法変動が許容範囲内であれば、近接効果補正は実施しなくてもよい。
【００３３】
作成部２６は、描画パターン２及び照射領域６それぞれに対応する第１及び第２描画データを作成する。第１照射条件による近接効果補正の露光変調係数が補正部２４で求めてあれば、第１描画データに露光変調係数が添付される。また、第２照射条件による近接効果補正の露光変調係数が補正部２４で求めてあれば、第２描画データに露光変調係数が添付される。作成された第１及び第２描画データは、描画データ記憶部１４に格納される。
【００３４】
計算部２８は、第１照射条件の加速電圧、例えば１００ｋＶで第１及び第２エネルギＥＡ、ＥＢを蓄積させる照射量をそれぞれ計算する。第１エネルギＥＡに対応する照射量を、第１描画装置１６Ａの第１照射条件による第１照射量とする。第２エネルギＥＢに対応する照射量は、図４に示した蓄積エネルギ特性より、第２照射条件の加速電圧、例えば５０ｋＶでの照射量に換算して、第２描画装置１６Ｂの第２照射条件による第２照射量とする。具体的には、図４に示すように、加速電圧１００ｋＶと５０ｋＶの蓄積エネルギの比は、１：１．８４である。加速電圧１００ｋＶで求めた第２エネルギＥＢに対応する照射量を１．８４で割り算すればよい。計算された第１及び第２照射量は、それぞれ描画処理部１６の第１及び第２描画装置１６Ａ、１６Ｂに出力される。
【００３５】
内部記憶部３０は、入力部２０で取得された設計情報データ、装置情報データ、及び材料情報データ、設定部２２で設定された蓄積エネルギや照射領域、補正部で計算された近接効果補正の露光変調係数、作成部２６で作成された描画データ、計算部２８で計算された照射量等を一時的に格納する。また、内部記憶部３０は、処理ユニット１０において、処理途中のデータを一時的に保存する。
【００３６】
処理ユニット１０は、通常のコンピュータシステムの中央処理装置（ＣＰＵ）の一部として構成すればよい。入力部２０、設定部２２、補正部２４、作成部２６、及び計算部２８は、それぞれ専用のハードウェアで構成しても良く、通常のコンピュータシステムのＣＰＵを用いて、ソフトウェアで実質的に等価な機能を有していても構わない。
【００３７】
入力装置１８は、キーボード、マウス等の機器を指す。入力装置１８から入力操作が行われると対応するキー情報が処理ユニット１０に伝達される。出力装置１９は、モニタなどの画面を指し、ブラウン管、液晶表示装置（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）パネル、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）パネル等が使用可能である。出力装置１９は、処理ユニット１０により処理される描画パターンや照射領域等のレイアウト等を表示する。
【００３８】
実施の形態に係る描画システムによれば、描画パターン２を囲むように照射領域６が設けられる。描画パターン２は、高解像度の第１描画装置１６Ａを用いて描画される。照射領域６は、高速の第２描画装置１６Ｂを用いて描画される。その結果、感度と解像度とのトレードオフを解消して微細な描画パターンの描画時間を短縮することができる。
【００３９】
描画処理部１６で実施されるパターン描画方法を、図７〜図１０に示した工程断面図、及び図１１〜図１３に示した蓄積エネルギ分布図を用いて説明する。なお、図７〜図１０に示した工程断面図は、図６のＡ−Ａ線に沿って切った断面に対応する。
【００４０】
図７に示すように、スピナ等の塗布装置により石英ガラス等の基板５８の表面に高解像度のレジスト膜５６が塗布される。基板５８は、図１に示した描画処理部１６の第１描画装置１６Ａに装着される。
【００４１】
第１描画装置１６Ａは、描画データ記憶部１４から第１描画データを読み出す。第１描画データ及び第１照射条件を用いて、処理ユニット１０の計算部２８で第１エネルギＥＡから計算された第１照射量で、図６に示した描画パターン２をレジスト膜５６に描画する。その結果、図８に示すように、レジスト膜５６にエネルギが蓄積された潜像５６ａが形成される。第１照射量の電子線照射により、図１１に示すように、レジスト膜５６には前方散乱エネルギ成分ＥＡｆと後方散乱エネルギ成分ＥＡｂの和の第１エネルギＥＡが蓄積される。前方散乱エネルギ成分ＥＡｆの半値幅が描画パターン２の寸法ＷＡとなるように潜像５６ａの幅が規定される。
【００４２】
潜像５６ａが形成された基板５８は、第２描画装置１６Ｂに装着される。第２描画装置１６Ｂは、描画データ記憶部１４から第２描画データを読み出す。第２描画データ及び第２照射条件を用いて、処理ユニット１０の計算部２８で第２エネルギＥＢから計算された第２照射量で、図６に示した照射領域６をレジスト膜５６に描画する。その結果、図９に示すように、レジスト膜５６に潜像５６ａ、５６ｂが形成される。第１照射量の電子線照射により、図１２に示すように、レジスト膜５６には第２エネルギＥＢが蓄積される。第２エネルギＥＢの分布は、照射領域６の寸法ＷＢより広がる。
【００４３】
図１３に示すように、潜像５６ａには第１及び第２エネルギＥＡ、ＥＢの和の設定エネルギＥＣが蓄積され、潜像５６ｂには第２エネルギが蓄積される。現像の閾値エネルギＥｄは、第１エネルギＥＡの前方散乱エネルギ成分ＥＡｆの１／２と後方散乱エネルギ成分ＥＡｂと第２エネルギＥＢの和により規定される。また、第２エネルギＥＢは、開始エネルギＴｈstartよりも小さい。その結果、潜像５６ａ、５６ｂが形成されたレジスト膜５６を現像すると、図１０に示すように、潜像５６ａが選択的に溶解されてレジストパターン５９が形成される。
【００４４】
実施の形態に係る描画方法によれば、描画パターン２を囲むように照射領域６が設けられる。描画パターン２は、高解像度の第１描画装置１６Ａを用いて描画される。照射領域６は、高速の第２描画装置１６Ｂを用いて描画される。その結果、感度と解像度のトレードオフを解消して微細な描画パターンの描画時間を短縮することができる。
【００４５】
なお、上記の説明では、スポットビーム式の第１描画装置１６Ａ、及び可変成形ビーム式の第２描画装置１６Ｂを用いて描画パターン２及び照射領域６が描画される。しかし、同一の描画装置を用いて描画パターン２及び照射領域６を描画してもよい。例えば、スポットビーム式の第１描画装置１６Ａを用いる場合、第１照射条件のビーム寸法より、第２照射条件のビーム寸法を大きくすればよい。第２照射条件では、ビーム寸法を大きくしているので、第１照射条件より高速描画が可能である。また、高速描画を可能にするため、加速電圧を低くしたり、ビーム電流を高くしてもよい。
【００４６】
また、第１照射量による第１エネルギＥＡの前方散乱エネルギ成分ＥＡｆは、設定エネルギＥＣと開始エネルギＴｈstartとの差よりも大きいことが望ましい。前方散乱エネルギ成分ＥＡｆが設定エネルギＥＣと開始エネルギＴｈstartとの差よりも小さいと、プロセス余裕度が狭くなり、転写像の劣化を招く。
【００４７】
また、描画パターン２が照射領域６に先行して描画されているが、描画順は限定されない。第２描画装置１６Ｂにおいて照射領域６を描画した後に、第１描画装置１６Ａにおいて描画パターン２を描画してもよい。
【００４８】
また、第１及び第２描画データは描画データ記憶部１４に格納されている。しかし、第１及び第２描画データを処理ユニット１０の内部記憶部３０に一次記憶させてもよい。第１及び第２描画装置１６Ａ、１６Ｂは、第１及び第２描画データを内部記憶部３０から読み出す。あるいは、作成部２６から、第１及び第２描画データを直接第１及び第２描画装置１６Ａ、１６Ｂに出力してもよい。
【００４９】
次に、実施の形態に係る描画方法を用いたインプリント用モールドの製造方法を、図１４に示したフローチャート、図１５に示した設計レイアウト、及び図１６〜図１９に示す工程断面図を用いて説明する。なお、図１６〜図１９に示した工程断面図は、図１５のＢ−Ｂ線に沿って切った断面に対応する。
【００５０】
（イ）ステップＳ１００で、図１に示した処理ユニット１０の入力部２０により、インプリント用モールドの設計レイアウト８が外部記憶部１２の設計情報データファイル４０から取得される。設計レイアウト８は、図１５に示すように、パターン領域４に配置された複数の描画パターン２を含む。
【００５１】
（ロ）ステップＳ１０１で、入力部２０により、第１描画装置１６Ａの第１照射条件及び第２描画装置１６Ｂの第２照射条件が外部記憶部１２の装置情報データファイル４２から取得される。第１照射条件は高解像度の描画が可能で、第２描画条件は第１描画条件より高速描画が可能である。
【００５２】
（ハ）ステップＳ１０２で、入力部２０により、石英ガラス等のインプリント用モールドの基板及びレジスト膜の材料特性が外部記憶部１２の材料情報データファイル４４から取得される。材料特性としては、図３に示したレジスト膜の感度曲線、図４に示した蓄積エネルギ特性、及び基板の散乱パラメータ等が含まれる。
【００５３】
（ニ）ステップＳ１０３で、設定部２２により、第１照射条件により描画された描画パターン２が解像するようにレジスト膜５６に蓄積される設定エネルギＥＣを設定する。設定エネルギＥＣは、図３に示すように、第１エネルギＥＡと、開始エネルギＴｈstartより小さい第２エネルギＥＢとの和である。
【００５４】
（ホ）ステップＳ１０４で、設定部２２により、設計レイアウト８上に、複数の描画パターン２を囲むように照射領域６を設定する。照射領域６は、第２照射条件により照射領域６を描画して第２エネルギＥＢをレジスト膜に蓄積する時間が、第１照射条件により描画パターン２を描画して第２エネルギＥＢをレジスト膜に蓄積する時間に対して短くなるように設定される。
【００５５】
（ヘ）ステップＳ１０５で、第１照射条件により発生する近接効果で描画パターン２のレジスト膜への転写像の寸法変動が計算される。寸法変動が許容範囲内であるかどうか判定する。許容範囲内と判定された場合、近接効果補正は行われない。また、照射領域６に関して、描画パターン２と照射領域６の互いに対向する外縁間の距離ＷＤが判定される。距離ＷＤが基板の後方散乱径の２倍より大きい場合、近接効果補正は行われない。
【００５６】
（ト）ステップＳ１０５で寸法変動が許容範囲を越えて近接効果補正が必要と判定された場合、ステップＳ１０６で、補正部２４により、前方散乱エネルギ成分の１／２の強度が一定となるように露光変調係数を求める。また、ステップＳ１０５で距離ＷＤが基板の後方散乱径の２倍以下の場合、補正部２４により、第２照射量による近接効果を補正する露光変調係数が計算される。
【００５７】
（チ）ステップＳ１０７で、作成部２６により、描画パターン２及び照射領域６それぞれに対応する第１及び第２描画データが作成される。第１照射条件による近接効果補正の露光変調係数があれば、第１描画データに露光変調係数が添付される。また、第２照射条件による近接効果補正の露光変調係数があれば、第２描画データに露光変調係数が添付される。第１及び第２描画データは、描画データ記憶部１４に格納される。
【００５８】
（リ）ステップＳ１０８で、計算部２８により、図４に示した蓄積エネルギ特性に基いて第１及び第２エネルギＥＡ、ＥＢに対応する第１及び第２照射量を計算する。計算された第１及び第２照射量は、それぞれ描画処理部１６の第１及び第２描画装置１６Ａ、１６Ｂに出力される。
【００５９】
（ヌ）ステップＳ１０９で、第１及び第２描画装置１６Ａ、１６Ｂを用いて、描画パターン２の描画処理が実施される。例えば、図１６に示すように、塗布装置等により基板５８上にレジスト膜５６が塗布される。第１描画装置１６Ａにおいて、描画データ記憶部１４から第１描画データが読み出され、第１描画データ及び第１照射条件を用いて、第１エネルギＥＡから計算された第１照射量で、複数の描画パターン２がレジスト膜５６に描画される。第２描画装置１６Ｂにおいて、描画データ記憶部１４から第２描画データが読み出され、第２描画データ及び第２照射条件を用いて、第２エネルギＥＢから計算された第２照射量で、照射領域６がレジスト膜５６に描画される。その結果、図１７に示すように、複数の描画パターン２に対応する複数の潜像５６ａ、及び照射領域６に対応する潜像５６ｂが形成される。
【００６０】
第１及び第２描画装置１６Ａ、１６Ｂによる描画処理後、現像処理により複数の潜像５６ａが選択的に溶解されて複数のレジストパターン５９が形成される。
【００６１】
（ル）図１９に示すように、レジスト膜５６及び潜像５６ｂをマスクとして、ドライエッチング等によりレジストパターン５９内に露出した基板５８の表面が所定の深さまで選択的に除去される。その後、レジスト膜５６及び潜像５６ｂがレジストストリッパ等により除去される。このように、基板５８上に複数のホールパターンが配置されたパターン領域６４を有するインプリント用モールドが製造される。
【００６２】
実施の形態に係るインプリント用モールドの製造方法によれば、複数の描画パターン２を囲むように照射領域６が設けられる。複数の描画パターン２は、高解像度の第１描画装置１６Ａを用いて描画される。照射領域６は、高速の第２描画装置１６Ｂを用いて描画される。その結果、微細な描画パターンの描画時間を短縮することができる。
【００６３】
なお、基板５８として石英ガラスを用いて説明したが、石英ガラスに限定されない。基板５８として、例えば、耐熱ガラス、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、及びフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）等の透明材料や、これら透明材料の積層構造を用いてもよい。また、シリコン（Ｓｉ）等の半導体材料、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、及びタングステン（Ｗ）等の金属材料であってもよい。更に、上記の透明材料、半導体材料、及び金属材料の積層構造を用いてもよい。
【００６４】
また、インプリント用モールドのパターン領域６４には、複数のホールパターン６０が形成されているが、限定されない。例えば、ラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ）、ドット（ピラー）等の複数のパターンが配置されてもよい。更に、パターン形状は、基板５８表面に対して凹型でも凸型でもよい。また、パターンのピッチやアスペクト比（溝深さと開口幅の比の値）は限定されず任意である。
【００６５】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者にはさまざまな代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００６６】
本発明の実施の形態においては、ポジ型レジストを用いて説明したが、ネガ型レジストを用いてもよい。ネガ型レジストの感度曲線は、現像による残膜率の変化が開始する開始エネルギＴｈstartまでは、レジスト膜は溶解し、残膜率の変化が完了する完了エネルギＴｈend以上でレジスト膜は不溶となる。したがって、ネガ型レジスト膜では、ポジ型レジスト膜に対して反転したレジストパターンが転写される。
【００６７】
このように、本発明はここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係わる発明特定事項によってのみ定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、荷電粒子線を用いた描画方法、インプリント用モールドの製造方法及び描画システムに適用できる。
【符号の説明】
【００６９】
２…描画パターン
４…パターン領域
６…照射領域
８…設計レイアウト
１０…処理ユニット
１２…外部記憶部
１４…描画データ記憶部
１６…描画処理部
１６Ａ…第１描画装置
１６Ｂ…第２描画装置
１８…入力装置
１９…出力装置
２０…入力部
２２…設定部
２４…補正部
２６…作成部
２８…計算部
３０…内部記憶部
４０…設計情報データファイル
４２…装置情報データファイル
４４…材料情報データファイル
５６…レジスト膜
５８…基板
【図１】
2010281950.tif 000003
【図２】
2010281950.tif 000004
【図３】
2010281950.tif 000005
【図４】
2010281950.tif 000006
【図５】
2010281950.tif 000007
【図６】
2010281950.tif 000008
【図７】
2010281950.tif 000009
【図８】
2010281950.tif 000010
【図９】
2010281950.tif 000011
【図１０】
2010281950.tif 000012
【図１１】
2010281950.tif 000013
【図１２】
2010281950.tif 000014
【図１３】
2010281950.tif 000015
【図１４】
2010281950.tif 000016
【図１５】
2010281950.tif 000017
【図１６】
2010281950.tif 000018
【図１７】
2010281950.tif 000019
【図１８】
2010281950.tif 000020
【図１９】
2010281950.tif 000021