(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成されたレジスト膜にパターンデザインを描画して現像する電子線リソグラフィに関する、前記描画する際に生じる後方散乱、前方散乱及びビームブラーの影響を軽減する後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正装置において、
前記パターンデザインの情報と、後方散乱補正係数と、シミュレーションに用いるエネルギー閾値とワークピースの物質情報とが入力される入力部と、
前記入力部から入力された前記パターンデザインの情報に基づいて、パターンデザインを構成する周期性を持つパターンの一塊の基本パターンを取得する基本パターン取得部と、
前記基本パターンの情報を取得し、前記入力部から入力された前記エネルギー閾値と前記ワークピースの物質情報とに基づき、基本パターンを構成する図形ごとの面積と最適露光量を取得する、図形ごとの面積と図形ごとの最適露光量取得部と、
前記パターンデザインの情報に基づいて、パターンデザインを構成する周期性パターンにおける、未描画部を含む１周期のパターンを取得し、１周期の面積を取得する、１周期のパターン取得部と、
前記１周期の面積と、前記図形ごとの面積と、前記図形ごとの最適露光量に基づく１周期の平均露光量を取得する、１周期の平均露光量取得部と、
前記平均露光量の情報と、前記図形ごとの最適露光量の情報と、前記後方散乱補正係数と描画面積密度とに基づき、露光量補正値を取得する、図形ごとの露光量補正値取得部と、
前記露光量補正値と前記図形ごとの最適露光量とに基づき、補正後の露光量を取得する、補正後露光量の取得部と、
前記補正後露光量を前記基本パターンと前記パターンデザインとともに出力する出力部と、
を備えることを特徴とする後方散乱、前方散乱およびビームブラー補正装置。
【請求項２】
前記１周期の平均露光量取得部は、少なくとも前記１周期の面積と、前記図形ごとの面積と、前記図形ごとの最適露光量に基づく関数で算出されることを特徴とする請求項１に記載の後方散乱、前方散乱およびビームブラー補正装置。
【請求項３】
前記図形ごとの露光量補正値取得部は、少なくとも前記平均露光量と、前記図形ごとの最適露光量と、前記入力部から入力された後方散乱の大きさを表す前記後方散乱係数に基づく関数で算出されることを特徴とする請求項１に記載の後方散乱、前方散乱およびビームブラー補正装置。
【請求項４】
前記補正後露光量取得部は、少なくとも前記露光量補正値と前記最適露光量に基づく関数で算出されることを特徴とする請求項１に記載の後方散乱、前方散乱およびビームブラー補正装置。
【請求項５】
基板上に形成されたレジスト膜にパターンデザインを描画して現像する電子線リソグラフィに関する、前記描画する際に生じる後方散乱、前方散乱及びビームブラーの影響を軽減する後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正方法において、
前記パターンデザインの情報と、後方散乱補正係数と、シミュレーションに用いるエネルギー閾値とワークピースの物質情報とを入力し、
前記入力部から入力された前記パターンデザインの情報に基づいて、パターンデザインを構成する周期性を持つパターンの一塊の基本パターンを取得し、
前記基本パターンの情報を取得し、前記入力部から入力された前記エネルギー閾値と前記ワークピースの物質情報とに基づき、基本パターンを構成する図形ごとの面積と最適露光量を取得し、
前記パターンデザインの情報に基づいて、パターンデザインを構成する周期性パターンにおける、未描画部を含む１周期のパターンを取得し、１周期の面積を取得し、
前記１周期の面積と、前記図形ごとの面積と、前記図形ごとの最適露光量に基づく１周期の平均露光量を取得し、
前記平均露光量の情報と、前記図形ごとの最適露光量の情報と、前記後方散乱補正係数と描画面積密度とに基づき、露光量補正値を取得し、
前記露光量補正値と前記図形ごとの最適露光量とに基づき、補正後の露光量を取得し、
前記補正後露光量を前記基本パターンと前記パターンデザインとともに出力することを特徴とする後方散乱、前方散乱およびビームブラー補正方法。
【請求項６】
基板上に形成されたレジスト膜にパターンデザインを描画して現像する電子線リソグラフィに関する、前記描画する際に生じる後方散乱、前方散乱及びビームブラーの影響を軽減する後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正プログラムであって、
前記パターンデザインの情報と、後方散乱補正係数と、シミュレーションに用いるエネルギー閾値とワークピースの物質情報との入力を、入力装置を用いて受け付けて記憶装置に記憶する入力手段と、
演算装置を用いて、前記入力部から入力された前記パターンデザインの情報に基づいて、前記パターンデザインを構成する周期性を持つパターンの一塊の基本パターンを取得する基本パターン取得手段と、
前記演算装置を用いて、前記基本パターンの情報を取得し、前記入力部から入力された前記エネルギー閾値と前記ワークピースの物質情報とに基づき、基本パターンを構成する図形ごとの面積と最適露光量を取得する、図形ごとの面積と図形ごとの最適露光量取得手段と、
前記演算装置を用いて、前記パターンデザインの情報に基づいて、パターンデザインを構成する周期性パターンにおける、未描画部を含む１周期のパターンを取得し、１周期の面積を取得する、１周期のパターン取得手段と、
前記演算装置を用いて、前記１周期の面積と、前記図形ごとの面積と、前記図形ごとの最適露光量に基づく１周期の平均露光量とを取得する、１周期の平均露光量取得手段と、
前記演算装置を用いて、前記平均露光量の情報と、前記図形ごとの最適露光量の情報と、前記後方散乱補正係数と描画面積密度とに基づき、露光量補正値を取得する、図形ごとの露光量補正値取得手段と、
前記演算装置を用いて、前記露光量補正値と前記図形ごとの最適露光量に基づき、補正後の露光量を取得する、補正後露光量の取得手段と、
出力装置を用いて、前記補正後露光量を前記基本パターンと前記パターンデザインとともに出力する出力手段と、
の各手段の機能をコンピュータに実行させるための後方散乱、前方散乱およびビームブラー補正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画工程において発生する、基板からの後方散乱及びビームブラーによる影響を考慮して、周期性のあるパターンを作成する際に、後方散乱、前方散乱及びビームブラーの効果を考慮して、最適な露光条件を計算する、後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正装置、後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正方法および後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体用フォトマスクや、ナノインプリントのモールドなど、精度と解像度の高さが必要とされる微細加工技術には電子線描画による電子線リソグラフィが主な手法として用いられる。半導体用フォトマスクでは、ＬＳＩの微細化に伴い、より波長の短いＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ    Ｕｌｔｒａ    Ｖｉｏｌｅｔ：極端紫外線）を使ったリソグラフィ（ＥＵＶリソグラフィ）によるデバイスの生産が検討されている。その原版であるＥＵＶマスクには、より微細なパターンが要求され、設計寸法に忠実なパターン形成が必要とされている。また、ナノインプリント用モールドでは、大面積に微細なパターンを精度良く形成することが必要とされている。
【０００３】
基板上に形成されたレジスト膜にマスクパターンを描画して、現像し、レジストパターンを形成する電子線リソグラフィの描画工程において、レジストに照射した電子線が、レジストや基板内で弾性散乱して広がり、描画図形以外の領域にも影響を与えることが知られている。この影響により、描画図形の周辺の図形で、前記の電子線の広がりとかぶっている部分では、オーバードーズ（設定値以上の露光量）で描画したことと同等になり、設計寸法とのずれが生じる。この電子線散乱による広がりは２種類ある。１つは、電子線が入射されてレジスト内を通過しつつ弾性散乱し、半径数ｎｍ（ナノメートル）程度の広がりで高いエネルギーを持つ前方散乱であり、もう１つは、レジストを通過した電子が基板内で弾性散乱し、レジストに再入射することが要因で、前方散乱よりも広い範囲に広がり、低いエネルギーを持つ後方散乱である。上記の描画図形の周辺に影響を与える現象の主な原因は後方散乱による電子線の広がりで、この影響によるパターン寸法のずれを軽減するために、様々な補正方法が考えられている。
【０００４】
上記の後方散乱の影響する範囲は、例えば５０ｋｅＶ以上の高加速電圧の電子ビームで描画した場合に、半径約１０μｍ以上の広い範囲となる。しかも、半径約１０μｍ以内の領域では、後方散乱に起因する露光量の増加がパターン図形に依存せず、単位区画内のパターン面積密度に基づいて均一化されていることが知られている。
【０００５】
後方散乱を補正する方法として、代表図形法や面積密度マップ法などがある。代表図形法では、前記の後方散乱の特徴を活かして、描画パターンのデザインを一定サイズの単位区画に分割し、単位区画内の１又は複数の図形を、単位区画内の図形総面積に等しく、且つ、面積重心点に位置する１つの矩形図形に置き換えることで補正を行う。
【０００６】
また、面積密度マップ法では、単位区画をビットマップ展開して、単位区画内のパターン図形のパターン面積密度を算出し、隣接する単位区画同士のパターン面積密度を平均化する平均化処理を施し、後方散乱補正を行う。
【０００７】
また、広範囲に周期性を持つパターンを含むデザインを描画する場合、描画パターン全体を単位区画で分割し、隣接する単位区画間におけるパターン面積密度の変化の勾配が大きいときは単位区画を複数の領域に分割し、それぞれの領域に異なる補正量を適用する方法が考えられている。（特許文献１参照）。
【０００８】
後方散乱は広い範囲に影響を及ぼすが、一方で、前方散乱やビームブラー（Ｂｅａｍ  Ｂｌｕｒ：ビームぼけ）は狭い範囲に影響を及ぼし、パターン寸法にずれを生じさせることが知られている。電子線描画方法としては、スポットビーム電子線描画法、可変成型電子線描画法が代表的であるが、いずれも電子線を均一な電流密度で照射することはできず、クーロン力などによって電子線が広がり、ビームブラーが発生する。パターン同士が隣接する場合、レジストに照射したビームはこのビームブラーによって広がり、隣接するパターンに影響を与える。その結果、目標とするパターン寸法が得られないことが問題となっている。前方散乱についても、ビームブラーと同様で、隣接するパターンが影響し合い、目標の寸法が得られなくなる要因となっている。
【０００９】
描画するパターンの微細化と共に、パターン同士の距離は短くなってきている。ビームブラーや前方散乱の広がりは数ｎｍ〜数十ｎｍであり、その広がりの範囲にあるパターン同士は影響し合い、目標とするパターン寸法に必要な露光量よりも多く露光されたことと同じ現象が起き、パターン寸法は太る、もしくは細る傾向になる。
【００１０】
微細パターンの電子線描画の場合、パターンデータにあらかじめサイジングを施す方法が知られている。パターン寸法が目標とする寸法より細ると予想できる場合には、目標より大きい寸法にパターンデータを修正することで、リソグラフィ後のパターン寸法を目標値に近づける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−２９５８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記の代表図形法や図形マップ方、図形マップ方の発展方法では、描画パターンを単位区画内で平均化したり、矩形に置き換えるので、パターンのひとつずつに影響するブラーや前方散乱、後方散乱の大きさを加味することは出来ず、パターン寸法の目標値とのずれを補正することはできない。
【００１３】
上記の単位区画を複数の領域に分割する方法では、細かく後方散乱補正値を適用することは可能だが、ビームブラーや前方散乱の影響を軽減することはできない。
【００１４】
上記のサイジングの方法では、適切なサイジング量を計算し、最適化するために事前描画などが必要であり、高度な技術や時間、コストを要する。また、サイジングを施すことで、周辺に及ぼす後方散乱の大きさが変化する。その変化に応じて、周辺のパターンデザインにもサイジングを施す必要がある。このように、ビームブラーや前方散乱の影響を考慮しつつ、後方散乱の影響も考慮し、パターンデータにサイジングを施すことは困難である。
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するものであり、大面積に周期性を持つパターンを電子線描画する場合に、後方散乱、前方散乱及びビームブラーによる影響を考慮した最適露光条件を計算することができる。これをもとにパターンを作成することで、後方散乱、前方散乱及びビームブラーの影響を低減し、レジストパターン寸法と、目標とする設計上のパターン寸法とのずれを軽減することができる、後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正装置と、後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正方法と、後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正プログラムと、を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
高精度で高解像度の微細パターンが要求される中で、後方散乱と、前方散乱・ビームブラーの影響とを同時に補正することが求められている。つまり、数十ｎｍ〜数百ｎｍのパターンひとつずつと、１０μｍ以上の大面積に広がる後方散乱と、異なるスケールを同時に考慮し、補正を行う必要がある。また、微細化に伴い、パターン数も増加しているが、全てのパターンに対して時間を掛けずに最適露光条件を計算する必要がある。
【００１７】
本発明は、半導体や半導体用フォトマスクの一部、ナノインプリント用モールド、光学関連素子、バイオチップなど大面積に周期性をもつパターンを電子線描画するときに、高精度、高解像度で形成するための露光量補正値を簡単に算出するためのものである。
【００１８】
上記の課題に鑑み、本発明に係る後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正装置は、基板上に形成されたレジスト膜にパターンデザインを描画して現像する電子線リソグラフィに関する、前記描画する際に生じる後方散乱、前方散乱及びビームブラーの影響を軽減する後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正装置において、前記パターンデザインの情報と、後方散乱補正係数と、シミュレーションに用いるエネルギー閾値とワークピースの物質情報とが入力される入力部と、前記入力部から入力された前記パターンデザインの情報に基づいて、パターンデザインを構成する周期性を持つパターンの一塊の基本パターンを取得する基本パターン取得部と、前記基本パターンの情報を取得し、前記入力部から入力された前記エネルギー閾値と前記ワークピースの物質情報とに基づき、基本パターンを構成する図形ごとの面積と最適露光量を取得する、図形ごとの面積と図形ごとの最適露光量取得部と、前記パターンデザインの情報に基づいて、パターンデザインを構成する周期性パターンにおける、未描画部を含む１周期のパターンを取得し、１周期の面積を取得する、１周期のパターン取得部と、前記１周期の面積と、前記図形ごとの面積と、前記図形ごとの最適露光量に基づく１周期の平均露光量を取得する、１周期の平均露光量取得部と、前記平均露光量の情報と、前記図形ごとの最適露光量の情報と、前記後方散乱補正係数と描画面積密度とに基づき、露光量補正値を取得する、図形ごとの露光量補正値取得部と、前記露光量補正値と前記図形ごとの最適露光量とに基づき、補正後の露光量を取得する、補正後露光量の取得部と、前記補正後露光量を前記基本パターンと前記パターンデザインとともに出力する出力部と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
上記の後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正装置において、前記１周期の平均露光量取得部は、少なくとも前記１周期の面積と、前記図形ごとの面積と、前記図形ごとの最適露光量に基づく関数で算出することを特徴とする。
【００２０】
上記の後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正装置において、前記図形ごとの露光量補正値取得部は、少なくとも前記平均露光量と、前記図形ごとの最適露光量と、前記入力部から入力された後方散乱の大きさを表す前記後方散乱係数に基づく関数で算出することを特徴とする。
【００２１】
上記の後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正装置において、前記補正後露光量取得部は、少なくとも前記露光量補正値と前記最適露光量に基づく関数で算出されることを特徴とする。
【００２２】
上記の課題に鑑み、本発明に係る後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正方法は、基板上に形成されたレジスト膜にパターンデザインを描画して現像する電子線リソグラフィに関する、前記描画する際に生じる後方散乱、前方散乱及びビームブラーの影響を軽減する後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正方法において、前記パターンデザインの情報と、後方散乱補正係数と、シミュレーションに用いるエネルギー閾値とワークピースの物質情報とを入力し、前記入力部から入力された前記パターンデザインの情報に基づいて、パターンデザインを構成する周期性を持つパターンの一塊の基本パターンを取得し、前記基本パターンの情報を取得し、前記入力部から入力された前記エネルギー閾値と前記ワークピースの物質情報とに基づき、基本パターンを構成する図形ごとの面積と最適露光量を取得し、前記パターンデザインの情報に基づいて、パターンデザインを構成する周期性パターンにおける、未描画部を含む１周期のパターンを取得し、１周期の面積を取得し、前記１周期の面積と、前記図形ごとの面積と、前記図形ごとの最適露光量に基づく１周期の平均露光量を取得し、前記平均露光量の情報と、前記図形ごとの最適露光量の情報と、前記後方散乱補正係数と描画面積密度とに基づき、露光量補正値を取得し、前記露光量補正値と前記図形ごとの最適露光量とに基づき、補正後の露光量を取得し、前記補正後露光量を前記基本パターンと前記パターンデザインとともに出力することを特徴とする。
【００２３】
上記の課題に鑑み、本発明に係る後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正プログラムは、基板上に形成されたレジスト膜にパターンデザインを描画して現像する電子線リソグラフィに関する、前記描画する際に生じる後方散乱、前方散乱及びビームブラーの影響を軽減する後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正プログラムであって、前記パターンデザインの情報と、後方散乱補正係数と、シミュレーションに用いるエネルギー閾値とワークピースの物質情報との入力を、入力装置を用いて受け付けて記憶装置に記憶する入力手段と、演算装置を用いて、前記入力部から入力された前記パターンデザインの情報に基づいて、前記パターンデザインを構成する周期性を持つパターンの一塊の基本パターンを取得する基本パターン取得手段と、前記演算装置を用いて、前記基本パターンの情報を取得し、前記入力部から入力された前記エネルギー閾値と前記ワークピースの物質情報とに基づき、基本パターンを構成する図形ごとの面積と最適露光量を取得する、図形ごとの面積と図形ごとの最適露光量取得手段と、前記演算装置を用いて、前記パターンデザインの情報に基づいて、パターンデザインを構成する周期性パターンにおける、未描画部を含む１周期のパターンを取得し、１周期の面積を取得する、１周期のパターン取得手段と、前記演算装置を用いて、前記１周期の面積と、前記図形ごとの面積と、前記図形ごとの最適露光量に基づく１周期の平均露光量とを取得する、１周期の平均露光量取得手段と、前記演算装置を用いて、前記平均露光量の情報と、前記図形ごとの最適露光量の情報と、前記後方散乱補正係数と描画面積密度とに基づき、露光量補正値を取得する、図形ごとの露光量補正値取得手段と、前記演算装置を用いて、前記露光量補正値と前記図形ごとの最適露光量に基づき、補正後の露光量を取得する、補正後露光量の取得手段と、出力装置を用いて、前記補正後露光量を前記基本パターンと前記パターンデザインとともに出力する出力手段と、の各手段の機能をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、大面積に周期性を持つパターンを電子線描画する場合に、後方散乱と、前方散乱やビームブラーによる影響を考慮した最適露光条件を計算することができる。これをもとにパターンを作成することで、後方散乱と前方散乱、ビームブラーの影響を低減し、レジストパターン寸法と、目標とする設計上のパターン寸法とのずれを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正装置の構成の一例を示すブロック図
【図２】本発明の実施形態を示すものであり、大面積描画部分とパターンデザインの一部拡大の一例を表すブロック図
【図３】本発明の実施形態を示すものであり、パターンデザインを構成する１周期の範囲と基本パターンの例を表す図
【図４】本発明の実施形態を示すものであり、パターンデザインの例を表す図
【図５】本発明の実施形態を示すものであり、基本パターンを表す図
【図６】本発明の実施形態を示すものであり、シミュレーションによる蓄積エネルギー分布の計算結果を表す図
【図７】本発明の実施形態を示すものであり、図４の基本パターンと１周期の範囲とを表す図
【図８】本発明の実施形態を示すものであり、後方散乱補正係数に基づく描画面積密度と露光量補正の関係を表す図
【図９】本発明の実施形態を示すものであり、従来法と補正後露光量を適用したときの蓄積エネルギー分布の比較を表す図
【図１０】本発明の実施形態を示すものであり、パターンデザインの例を表す図
【図１１】本発明の実施形態を示すものであり、パターンデザインの例を表す図
【図１２】本発明の実施形態を示すものであり、従来法と補正後露光量を適用したときの蓄積エネルギー分布の比較を表す図
【図１３】本発明の実施形態を示すものであり、従来法と補正後露光量を適用したときの蓄積エネルギー分布の比較を表す図
【図１４】本発明の実施形態を示すものであり、従来法と補正後露光量を適用したときのレジスト形状と設計寸法の差の比較を、図形ごとに表す図
【図１５】本発明の実施形態を示すものであり、従来法と補正後露光量を適用したときのレジスト形状と設計寸法の、差の合計の比較を表す図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本発明の一実施形態による後方散乱、前方散乱及びビームブラーの補正システム１００について図１を参照して説明する。図１は、本実施形態による後方散乱、前方散乱及びビームブラーの補正システム１００の構成を示す概略ブロック図である。図１に示す通り、後方散乱、前方散乱及びビームブラーの補正装置１００は、入力部（入力手段）１０１と、記憶部（記憶装置）１０２と、周期性パターンにおける一塊の基本パターンの取得部（基本パターン取得手段）１０３と、図形ごとの面積Ｓn（ｎ＝１、２、・・）と最適露光量αn（ｎ＝１、２、・・）の取得部（図形ごとの面積Ｓnと最適露光量αnの取得手段）１０４と、１周期のパターン取得部（１周期のパターン取得手段）１０５と、１周期の平均露光量Ｄの取得部（周期の平均露光量Ｄの取得手段）１０６と、図形ごとの露光量補正値βn（ｎ＝１、２、・・）取得部（露光量補正値βn取得手段）１０７と、図形ごとの補正後露光量α’n（ｎ＝１、２、・・）の取得部（補正後露光量α’n取得部）１０８と、出力部（出力手段）１０９とを備える。
【００２７】
当該後方散乱補正装置１００はコンピュータの構成を備えており、基板上に形成されたレジスト膜にパターンを描画して現像する電子線リソグラフィに関する、前記描画する際に生じる基板からの後方散乱と、前方散乱及びビームブラーの影響を軽減する後方散乱、前方散乱及びビームブラーの補正プログラムとの協調により、上記の各部が構成される。なお、後方散乱、前方散乱及びビームブラーの補正装置１００を専用のＬＳＩなどのハードウェアのみからなる構成としてもよい。
【００２８】
後方散乱、前方散乱及びビームブラーの補正装置１００は、あらかじめ求められたレジストの特性に依存する後方散乱補正係数（描画面積密度に基づく描画補正値）ηを用いて、パターンデザインを描画する際のパターンごとの最適な露光条件を決定する。
【００２９】
なお、本実施の形態において、後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正装置１００は、シミュレーションを使って最適露光量αnを求めて使用する例について説明するが、本研究はこれに限らない。例えば、実際に電子線リソグラフィによりレジストパターンを形成し、その結果から最適露光量αnを決定しても良い。また、本実施形態において、数値計算に利用する数値やパラメータは最低限必要な要素の一例であり、これ以外の要素を用いて最適露光量αnや補正値βnを取得するものであってもよい。
【００３０】
入力部１０１は、後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正装置１００によって利用される情報の入力を受け付け、記憶部１０２に記憶させる。この入力部１０１には、描画するパターンデザインの情報が入力される。当該入力部１０１は、後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正装置１００の外部からの送信データを受信する送受信インタフェース、外部記憶装置からデータが入力される入力インタフェース、ディスプレイ、キーボード、マウス、タブレットなどを用いたマンマシンインタフェースなどの、入力装置を用いて構成することができる。
【００３１】
入力部１０１には、パターンデザインの情報の他に、露光量補正値βn取得部１０７が行う計算に必要な、描画面積密度に基づく後方散乱補正係数ηの情報と、最適露光量αn取得部１０４が行う計算に必要なエネルギー閾値Ｅｔｈと、基板材料やレジスト材料などのワークピースの物質情報とが入力される。なお、これらの詳細については後述する。記憶部１０２は、入力部１０１から入力された情報を記憶する。この記憶部１０２は、入力部１０１から入力されるパターンデザインの情報、後方散乱補正係数ηの情報、エネルギー閾値Ｅｔｈの情報を記憶する。当該記憶部１０２は、ＲＡＭ、フラッシュメモリ記憶装置、磁気ディスク記憶装置、光ディスク記憶装置などの記憶装置を用いて構成することができる。
【００３２】
周期性パターンにおける一塊の基本パターンの取得部１０３では、記憶部１０２に記憶されたパターンデザインに基づき、図２のように大面積描画部１の範囲の全面にパターン２がデザインされているとすると、図３のパターン３のように一塊の基本パターンを取得し、パターンを構成する図形ごと、またはショットサイズごとに番号をつける。図３の場合、基本パターンは図３に示すように図形５、６、７に分けられる。周期性パターンは、基本パターンの軸対象、線対称を含む。未描画部を含む１周期の面積はすべて同じか無視できるほどの差でなければならない。取得した基本パターンは、図形ごとの面積Ｓnと図形ごとの最適露光量αnの取得部１０４に出力される。
【００３３】
図形ごとの面積Ｓnと図形ごとの最適露光量αnの取得部１０４は、基本パターン取得部１０３で取得した、周期性パターンを構成する基本パターンの情報を取得する。レジスト水平方向でｘ方向とｙ方向とを定義する。そして、記憶部１０２に記憶されたエネルギー閾値Ｅｔｈの情報に基づき、基本パターンを構成する図形もしくはショットサイズごとに最適露光量αnを計算する。具体的には、電子線散乱シミュレーションにて記憶部１０２に記憶されている基板材料とレジスト材料の情報を基に、基本パターンを露光したときに、レジストに蓄積される蓄積エネルギーを計算する。記憶部１０２に記憶されているエネルギー閾値Ｅｔｈの情報から、ポジ型レジストの場合はＥｔｈより高い部分はリソグラフィ後に現像され、ネガ型レジストの場合はＥｔｈより低い部分が現像される部分として、現像後のレジスト形状を予測する。エネルギー閾値Ｅｔｈはレジスト特有のパラメータであり、レジスト種により異なるため、あらかじめ実験などで求めて入力部１０１に入力する。エネルギー閾値Ｅｔｈで区切られた範囲がレジスト寸法となると予想できるので、その範囲が設計寸法と同値になるよう、露光量αnを調節する。図形ごとにシミュレーションを行い、重ね合わせる際に最小二乗法などを使ってＥｔｈで設計寸法になるように露光量を最適化すると、αnは簡単に求められる。図３の場合、図形５にはα1、６にはα2、７にはα3のように求められる。次に、図形ごとの面積Ｓnを取得する。図３の場合、図形５の面積をＳ1、６の面積をＳ2、７の面積をＳ3と求められる。取得した最適露光量αnと面積Ｓnを１周期の平均露光量Ｄの取得部１０６と、図形ごとの補正値βn取得部１０７に出力する。
【００３４】
１周期のパターン取得部１０５は、記憶部１０２に記憶されたパターンデザインから、未露光部を含む１周期のパターンを取得する。図３のような周期パターンの場合、図４の点線で示す範囲が１周期のパターンに当たる。１周期の面積ΔＳを計算する。取得した１周期のパターンの情報は、１周期の平均露光量Ｄの取得部１０６に出力される。
【００３５】
１周期の平均露光量Ｄの取得部１０６は、図形ごとの最適露光量αnと図形ごとの面積Ｓnの取得部１０４から出力されたαnとＳnとを用いて、下記式（１）に基づき、平均露光量Ｄを取得する。下記式（１）は、一般化して下記式（２）のように表される。式（２）のｉは図形数もしくはショット数もしくはその両方を示す。取得した平均露光量Ｄは、図形ごとの補正量βnの取得部１０７に出力される。
【００３６】
【数１】
0006035792.tif 000002
【００３７】
【数２】
0006035792.tif 000003
【００３８】
図形ごとの補正量βnの取得部１０７は、平均露光量Ｄの取得部１０６から出力されたＤの情報と、図形ごとの最適露光量αｎと図形ごとの面積Ｓnの取得部１０４から出力されたαnの情報と、記憶部１０２に記憶されている後方散乱補正係数ηの情報を取得する。後方散乱補正係数ηは、基板やレジスト条件に固有の値であり、あらかじめシミュレーションや実験によって求める必要がある。図形ごとの補正量βnは、最適露光量αnと、平均露光量Ｄと、後方散乱補正係数ηで表される関数である。ここでは、βnを表すのに適した式として下記式（３）を用いる。αnの値が全ての図形に対して等しく一律である場合、下記式（３）は下記式（４）で表され、単純な描画面積密度に対する補正値となることがわかる。βnを表す式には、１周期よりも大きな単位面積（例えば１０μｍ四方）における描画面積密度σを導入しても良い。下記式（３）の場合、下記式（５）のように表される。式（５）におけるσは、１周期をベタパターンと仮定した場合の面積密度で、大面積描画の際の中央部分か端部分の描画面積密度の違いを表す場合に用いる。σは記憶部１０２に記憶されているパターンデザインから取得する。以下ではσ＝１の場合を想定する。
【００３９】
【数３】
0006035792.tif 000004
【００４０】
【数４】
0006035792.tif 000005
【００４１】
【数５】
0006035792.tif 000006
【００４２】
図形ごとの補正値α’nの取得部１０８では、図形ごとの補正量βnの取得部１０７から出力されたβnの情報と、図形ごとの最適露光量αnとパターンごとの面積Ｓnの取得部１０４から出力されたαnの情報を取得する。α’nは補正量βnとαnを用いた関数で表され、ここでは適した式として下記式（６）を用いる。式（６）によって算出された補正値α’nは、出力部１０９に出力される。
【００４３】
【数６】
0006035792.tif 000007
【００４４】
出力部１０９は、基本パターン取得部１０３から１周期を構成するパターンの情報を取得し、記憶部１０２に記憶されているパターンの位置を取得し、前記図形ごとの補正後露光量α’nの情報と共に出力する。出力部１０９は、外部のコンピュータやメモリ等と接続された出力インタフェースなどの出力装置を用いて構成することができる。
【００４５】
前記図形ごとの補正後露光量α’nを用いて記憶部１０２に記憶されたパターンデザインを描画することで、後方散乱、前方散乱及びビームブラーの影響を軽減した、所望のレジストパターンを作成することができる。
【００４６】
なお、上述の後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正装置１００の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＣＰＵ等の演算装置及び各種メモリやＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含むものである。また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷ（インターネット）環境システムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
【実施例】
【００４７】
以下に、実施例を示す。
最初に、入力部１０１に描画パターンデザインを入力する。入力されたパターンデザインは、記憶部１０２に記憶される。図４に、今回実施例に用いたパターンデザインを示す。図４のパターンは図１に示すような大面積描画の一部を表す。図４から、パターンデザインが周期性を持つパターンから構成されていることがわかる。
【００４８】
次に、基本パターンの取得部１０３では、記憶部１０２から取得したデザインパターンの情報から、周期性を持つ一塊の基本パターンを取得する。図４のパターンデザインの場合、図５のような一塊の基本パターンが得られる。図５から、基本パターンは図５に示すように二つの図形（９）と図形（１０）に分けられる。（９）をｎ1、（１０）をｎ2とする。これらの基本パターンの情報を、図形ごとの面積Ｓnと図形ごとの最適露光量αn取得部１０４に出力する。
【００４９】
図形ごとの面積Ｓnと図形ごとの最適露光量αn取得部１０４では、シミュレーションを使って最適露光量αnを取得する。今回はシミュレーションを用いるが、実験によって最適露光量αnを求めて用いても良い。
【００５０】
上記基本パターン取得部１０３から取得した情報から、図形ｎ1、ｎ2の寸法・配置と、面積Ｓ1、Ｓ2を取得する。図形ｎ1、ｎ2の寸法と配置は図５に示した通りで、それぞれの面積は、Ｓ１＝０．０２［μｍ2］とＳ２＝０．１２［μｍ2］となる。
【００５１】
上記の図５における図形の寸法・配置の情報と、入力部１０１に入力され、記憶部１０２に記憶されている基板材料、膜厚や材料などのレジスト条件、露光条件などの情報を用いてシミュレーションを行う。シミュレーションでは、電子線露光した場合にレジストに蓄積される蓄積エネルギーを計算する。図形ｎ1とｎ2に１［μＣ／ｃｍ2］電子線露光した場合の、シミュレーション結果を図６に示す。図６の蓄積エネルギー分布は、図５のようにパターンに対して水平方向に座標軸を設定し、任意のｙで区切ったときの、ｘ方向のエネルギー値を表している。レジストの深さ方向には規格化している。ポジ型レジストの場合、エネルギーの高い部分が現像され、ネガ型レジストの場合はその逆である。本実施例ではポジ型レジストを用いる。
【００５２】
入力部１０１に入力され、記憶部１０２に記憶されているエネルギー閾値Ｅｔｈの情報を基に、最適露光量αnを計算する。ポジ型レジストの場合、閾値Ｅｔｈ以上の部分は現像し、Ｅｔｈ以下の部分はレジストが残るとして現像後のレジスト形状を予測できる。本実施例では、Ｅｔｈ＝３．７×１０7［ｅＶ／μｍ3］とする。前記Ｅｔｈを基に、図形ｎ1、ｎ2の最適露光量α１、α２を計算すると、それぞれα1＝１．６２［μＣ／ｃｍ2］、α2＝１．４５［μＣ／ｃｍ2］であった。最適露光量で露光した場合の蓄積エネルギー分布を図６に示す。Ｅｔｈ以上の部分はｎ1が５０［ｎｍ］、ｎ2は３００［ｎｍ］となる。上記Ｓ1、Ｓ2、α1、α2の情報を図形ごとの補正値βn取得部１０７と、平均露光量Ｄの取得部１０６に出力する。
【００５３】
次に、１周期のパターンの取得部１０５では、記憶部１０２に記憶されているパターンデザインの情報を基に、１周期のパターンを取得する。図４のようなパターンデザインの場合、１周期は図７のように表される。１周期の大きさは、ｘ方向に１［μｍ］、ｙ方向に１［μｍ］で、面積ΔＳは１［μｍ2］である。図７ではパターンが中央に配置されるように１周期を定めたが、パターン部分と未描画部分の配分が図７と同じであれば、パターンは１周期の範囲のどこに配置されてもかまわない。上記の１周期のパターンの情報を、平均露光量Ｄの取得部１０６に出力する。
【００５４】
平均化露光量Ｄの取得部１０６では、上記の１周期の情報と、図形ごとの面積Ｓnと図形ごとの最適露光量αn取得部１０４から取得したＳ1、Ｓ2、α1、α2の情報を基に、１周期の平均露光量Ｄを取得する。Ｄの計算には式（２）を用いる。本実施例の場合、Ｄは０．２０６［μＣ／ｃｍ2］となる。取得したＤの情報を、図形ごとの補正値βnの取得部１０７に出力する。
【００５５】
図形ごとの補正値βnの取得部１０７では、上記のＤの情報と、図形ごとの面積Ｓnと図形ごとの最適露光量αn取得部１０４から取得したα1、α2の情報と、入力部１００で入力され、記憶部１０２で記憶されている後方散乱補正係数ηの情報と、場合によっては記憶部１０２に記憶されているパターンデザインの情報から描画面積σの情報を取得し、図形ごとの補正値βnを取得する。βnの計算には式（３）を用いる。ηは基板やレジスト条件に依存する値であり、本実施例ではη＝１．１５の値を用いる。η＝１．１５のときの、露光量補正値と描画面積密度の関係を図８に示す。図８から、描画面性密度が増加すると、実際の描画に適した最適露光量が減少することがわかる。上記のηの値を式（３）に代入すると、β1＝０．８７、β2＝０．８６が求められる。取得したβ1、β2の情報を、補正後露光量α’nの取得部１０８に出力する。
【００５６】
補正後露光量α’nの取得部１０８では、図形ごとの補正値βｎの取得部１０７から取得したβnの情報と、図形ごとの面積Ｓnと図形ごとの最適露光量αn取得部１０４から取得したα1、α2の情報から、補正後露光量α’nを取得する。α’nの計算には式（６）を用い、α’1＝１．４２［μＣ／ｃｍ2］、α’2＝１．２５［μＣ／ｃｍ2］と求められる。取得したα’1、取得したα’2の情報は、出力部１０９に出力する。
【００５７】
上記補正後露光量α’1、α’2を適用し、シミュレーションで電子線露光後の蓄積エネルギー分布を作成した結果を図９に示す。本実施例で取得した補正後露光量α’1、α’2を適用せず、従来法（単位区画内のパタ−ンは全て同じ露光量で露光する方法）で補正した露光量を適用した場合の結果と比較する。図９から、図形面積の小さいｎ1の蓄積エネルギーは補正後露光量α’1を適用した方が従来法より高く、図形面積の大きいｎ2の蓄積エネルギーは補正後露光量α’2を適用した方が低くなっているのがわかる。
【００５８】
上記の実施例で使用したパターンデザインの他に、図１０と図１１に示すパターンデザインの例を挙げる。図１０と図１１では、パターンデザインを構成する基本パターンは図５に示したものと同じだが、１周期の面積が異なり、図１０の場合のΔＳは０．５［μｍ2］で、図１１の場合のΔＳは０．２５［μｍ2］である。図１０の場合と図１１の場合も、図１に示す後方散乱、前方散乱及びビームブラーの補正システム１００に則って補正後の露光量α’ｎを取得する。図１０のパターンデザインにおけるα’1は１．２６［μＣ／ｃｍ2］、α’2は１．１０［μＣ／ｃｍ2］であった。また、図１１のパターンデザインにおけるα’1は１．０３［μＣ／ｃｍ2］、α’2は０．８８［μＣ／ｃｍ2］であった。取得したα’ｎを用いて、シミュレーションでパターン露光したときの蓄積エネルギー分布を計算すると、図１２と図１３が得られる。  図１２と図１３から、１周期の面積が小さくなるに従って全体的な描画密度は増大するため後方散乱からの影響が大きくなっているのがわかる。また、図９と同様、図形面積の小さいｎ1の蓄積エネルギーは補正後露光量α’1を適用した方が従来法より高く、図形面積の大きいｎ2の蓄積エネルギーは補正後露光量α’2を適用した方が低くなっているのがわかる。
【００５９】
補正後の露光量α’nを適用した場合の蓄積エネルギー分布を表す上記の図４、図１２、図１３より、エネルギー閾値Ｅｔｈを用いて図形ｎ1とｎ2の寸法を計算する。設計寸法と、計算によるｎ1とｎ2の寸法の差分をΔＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ    Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）とすると、ΔＣＤとパターンデザインの関係は図１４で表される。図１４では、図４のパターンデザインをＰ１、図１０をＰ２、図１１をＰ３として表している。図１４から、従来法に基づく露光量と本実施例とを適用したときのΔＣＤを比較すると、ｎ2の寸法は本実施例の方が従来法より設計寸法に近いが、ｎ1の寸法は本実施例の方が若干従来法よりずれが大きくなっている。しかしΔＣＤの合計で比較すると、図１５に示すように、従来法の方が設計寸法とのずれは大きくなっていて、露光量α’nを適用した方が、全体的には設計寸法とのずれは小さくなっている。
【００６０】
なお、この寸法のずれを更に小さくすることは、後方散乱補正係数ηの値と適用方法を調整することで可能である。従来法でもηを調整することでΔＣＤを小さくすることは可能だが、個々のパターンのずれの差を小さくすることはできず、全体的なΔＣＤの改善には限界がある。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、例えば半導体や半導体用フォトマスクの一部、ナノインプリント用モールド、光学関連素子、バイオチップなど大面積に周期性をもつパターンの作製に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１        大面積描画部
２        描画パターン
３        基本パターン
４        描画パターンを構成する１周期の範囲
５        基本パターンを構成する図形１
６        基本パターンを構成する図形２
７        基本パターンを構成する図形３
８        電子線描画部
９        基本パターンを構成する図形ｎ1
１０      基本パターンを構成する図形ｎ2
１００    後方散乱、前方散乱及びビームブラー補正装置
１０１    入力部（入力手段）
１０２    記憶部（記憶装置）
１０３    基本パターン取得部（周期性パターンにおける一塊の基本パターンの取得部、基本パターンの取得手段）
１０４    面積Ｓnと最適露光量αnの取得部（図形ごとの面積Ｓnと図形ごと最適露光量αnの取得部、図形ごとの面積Ｓnと図形ごと最適露光量αnの取得手段）
１０５    １周期のパターンの取得部（１周期のパターンの取得方法）
１０６    １周期の平均化露光量Ｄの取得部（１周期の平均化露光量Ｄの取得手段）
１０７    図形ごとの補正値βnの取得部（図形ごとの補正値βnの取得手段）
１０８    補正後露光量α’nの取得部（補正後露光量α’nの取得手段）
１０９    出力部（出力手段）
ｎ1      基本パターンを構成する図形
ｎ2      基本パターンを構成する図形
Ｓ1      図形ｎ1の面積
Ｓ2      図形ｎ2の面積
α1      図形ｎ1の最適露光量
α2      図形ｎ2の最適露光量
α’1    図形ｎ1の補正後の露光量
α’2    図形ｎ2の補正後の露光量
Ｄ        平均化露光量
ΔＳ      １周期の面積
Ｅｔｈ    エネルギー閾値
η        後方散乱補正係数
σ        描画面積密度
【図１】
0006035792.tif 000008
【図２】
0006035792.tif 000009
【図３】
0006035792.tif 000010
【図４】
0006035792.tif 000011
【図５】
0006035792.tif 000012
【図６】
0006035792.tif 000013
【図７】
0006035792.tif 000014
【図８】
0006035792.tif 000015
【図９】
0006035792.tif 000016
【図１０】
0006035792.tif 000017
【図１１】
0006035792.tif 000018
【図１２】
0006035792.tif 000019
【図１３】
0006035792.tif 000020
【図１４】
0006035792.tif 000021
【図１５】
0006035792.tif 000022