(57)【要約】【課題】  近接効果とフォギー効果との両者を考慮した高精度の描画パターンの寸法補正を可能とする。【解決手段】  補正対象となる描画パターンをフォギー効果補正用の粗いメッシュと近接効果補正用の細かいメッシュで分割し、各メッシュに対して描画されるパターンが占める面積の割合を求め、計算対象メッシュに対する補正を全く行わない状態で露光した場合のフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーを計算し、求められた蓄積エネルギーよりフォギー効果及び近接効果の影響を縮小してフォギー効果及び近接効果の影響が無視できるパターンと寸法が一致するように初回計算により近接効果補正用の細かいメッシュにおける露光量を求め、フォギー効果及び近接効果の影響を固定したままフォギー効果及び近接効果の影響が無視できるパターンと寸法が一致するように再計算を行い、この再計算を所望の寸法精度に達するまで繰り返す。【選択図】  図２
2006310331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビーム露光によりパターンを描画する方法であって、前記パターンの寸法補正を含む、電子ビーム描画方法において、
前記補正の対象となる描画パターン領域を、フォギー効果補正用のメッシュと近接効果補正用のメッシュで分割し、
前記各メッシュに対して、描画パターンの面積占有率を求め、前記各メッシュに対する補正を全く行わない状態で露光した場合のフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーを計算し、求められた蓄積エネルギーに基づき、フォギー効果及び近接効果の影響が無視できるパターンに対して寸法が一致するような近接効果補正用のメッシュにおける露光量を求める初回計算を行い、
前回の計算によって求められた露光量に基づいてフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーを計算し、求められた蓄積エネルギーに基づき、フォギー効果及び近接効果の影響が無視できるパターンに対して寸法が一致するような近接効果補正用のメッシュにおける露光量を求める再計算を行い、
前記再計算を、所望の寸法精度に達するまで繰り返すことにより、近接効果及びフォギー効果による描画パターンの寸法誤差を補正する補正露光量を求め、
前記補正露光量を用いてパターンを描画する
ことを特徴とする電子ビーム描画方法。
【請求項２】
前記再計算において、
前回の計算における近接効果補正用メッシュの露光量と今回との差を求め、この差に、０より大きく１未満の一定の値を乗じて、前回の計算における露光量に加算した値を今回の露光量として用いる
ことを特徴とする請求項１記載の電子ビーム描画方法。
【請求項３】
前記フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、前記近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュである
ことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の電子ビーム描画方法。
【請求項４】
前記初回計算においては、前記各メッシュに対する補正を全く行わない状態で露光した場合のフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーから、フォギー効果及び近接効果の影響による蓄積エネルギーを縮小して用い、
前記再計算においては、前回の計算で求められた露光量に基づいたフォギー効果及び近接効果の影響による蓄積エネルギーを固定して計算する
ことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の電子ビーム描画方法。
【請求項５】
前記フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、前記近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであり、
前記初回計算においては、前記各メッシュに対する補正を全く行わない状態で露光した場合のフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーから、フォギー効果及び近接効果の影響による蓄積エネルギーを縮小して用い、
前記再計算においては、前回の計算で求められた露光量に基づいたフォギー効果及び近接効果の影響による蓄積エネルギーを固定して計算する
ことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の電子ビーム描画方法。
【請求項６】
前記初回計算及び前記再計算において、前記各メッシュ毎に現像しきい値を指定することにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、現像の面内均一性を補正する
ことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の電子ビーム描画方法。
【請求項７】
前記フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、前記近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであり、
前記初回計算及び前記再計算において、前記フォギー効果補正用の粗いメッシュ毎に現像しきい値を指定することにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、現像の面内均一性を補正する
ことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の電子ビーム描画方法。
【請求項８】
前記初回計算及び前記再計算において、前記各メッシュ毎に現像しきい値及びエッチング変換差を指定することにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、現像の面内均一性を補正し、エッチング後の面内均一性を向上させる
ことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の電子ビーム描画方法。
【請求項９】
前記フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、前記近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであり、
前記初回計算及び前記再計算において、前記フォギー効果補正用の粗いメッシュ毎に現像しきい値及びエッチング変換差を指定することにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、現像の面内均一性を補正し、エッチング後の面内均一性を向上させる
ことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の電子ビーム描画方法。
【請求項１０】
前記初回計算及び前記再計算において、前記各メッシュ毎に現像しきい値を指定し、
前記描画パターンとして、エッチング変換差を補償するサイジングを実施したデータを用いることにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、エッチング後の面内均一性を向上させる
ことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の電子ビーム描画方法。
【請求項１１】
前記フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、前記近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであり、
前記初回計算及び前記再計算において、前記フォギー効果補正用の粗いメッシュ毎に現像しきい値を指定し、
前記描画パターンとして、エッチング変換差を補償するサイジングを実施したデータを用いることにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、エッチング後の面内均一性を向上させる
ことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の電子ビーム描画方法。
【請求項１２】
前記初回計算により求められる露光量は、近接効果もフォギー効果もない場合において所望の寸法の描画パターンが形成される基準ドーズに、近接効果補正の変調量を乗じ、さらに、フォギー補正の変調量を乗じたものである
ことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の電子ビーム描画方法。
【請求項１３】
基板上にマスクパターンが形成されたリソグラフィマスクを製造するリソグラフィマスクの製造方法であって、
請求項１乃至請求項１２のいずれか一に記載の電子ビーム描画方法を用いて、マスクパターンを形成するためのレジスト層にパターン描画を施す工程を有する
ことを特徴とするリソグラフィマスクの製造方法。
【請求項１４】
電子ビーム露光によりパターンを描画するための装置であって、前記パターンの寸法補正機能を含む、電子ビーム描画装置において、
前記補正の対象となる描画パターン領域を、フォギー効果補正用のメッシュと近接効果補正用のメッシュで分割し、
前記各メッシュに対して、描画パターンの面積占有率を求め、前記各メッシュに対する補正を全く行わない状態で露光した場合のフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーを計算し、求められた蓄積エネルギーに基づき、フォギー効果及び近接効果の影響が無視できるパターンに対して寸法が一致するような近接効果補正用のメッシュにおける露光量を求める初回計算を行い、
前回の計算によって求められた露光量に基づいてフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーを計算し、求められた蓄積エネルギーに基づき、フォギー効果及び近接効果の影響が無視できるパターンに対して寸法が一致するような近接効果補正用のメッシュにおける露光量を求める再計算を行い、
前記再計算を、所望の寸法精度に達するまで繰り返すことにより、近接効果及びフォギー効果による描画パターンの寸法誤差を補正する補正露光量を求め、前記補正露光情報を記憶する補正情報記憶部と、
描画パターン情報を記憶するパターン情報記憶部と、
前記描画パターン情報のうちの前記補正の対象となる描画領域のパターン情報と、前記補正露光情報とを用い、近接効果及びフォギー効果による描画パターンの寸法誤差を補正したパターンを電子線描画する描画機本体と
を有することを特徴とする電子線描画装置。
【請求項１５】
前記再計算において、
前回の計算における近接効果補正用メッシュの露光量と今回との差を求め、この差に、０より大きく１未満の一定の値を乗じて、前回の計算における露光量に加算した値を今回の露光量として用いる
ことを特徴とする請求項１４記載の電子線描画装置。
【請求項１６】
前記フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、前記近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュである
ことを特徴とする請求項１４、または、請求項１５記載の電子ビーム描画装置。
【請求項１７】
前記初回計算においては、前記各メッシュに対する補正を全く行わない状態で露光した場合のフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーから、フォギー効果及び近接効果の影響による蓄積エネルギーを縮小して用い、
前記再計算においては、前回の計算で求められた露光量に基づいたフォギー効果及び近接効果の影響による蓄積エネルギーを固定して計算する
ことを特徴とする請求項１４、または、請求項１５記載の電子ビーム描画装置。
【請求項１８】
前記フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、前記近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであり、
前記初回計算においては、前記各メッシュに対する補正を全く行わない状態で露光した場合のフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーから、フォギー効果及び近接効果の影響による蓄積エネルギーを縮小して用い、
前記再計算においては、前回の計算で求められた露光量に基づいたフォギー効果及び近接効果の影響による蓄積エネルギーを固定して計算する
ことを特徴とする請求項１４、または、請求項１５記載の電子ビーム描画装置。
【請求項１９】
前記初回計算及び前記再計算において、前記各メッシュ毎に現像しきい値を指定することにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、現像の面内均一性を補正する
ことを特徴とする請求項１４、または、請求項１５記載の電子ビーム描画装置。
【請求項２０】
前記フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、前記近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであり、
前記初回計算及び前記再計算において、前記フォギー効果補正用の粗いメッシュ毎に現像しきい値を指定することにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、現像の面内均一性を補正する
ことを特徴とする請求項１４、または、請求項１５記載の電子ビーム描画装置。
【請求項２１】
前記初回計算及び前記再計算において、前記各メッシュ毎に現像しきい値及びエッチング変換差を指定することにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、現像の面内均一性を補正し、エッチング後の面内均一性を向上させる
ことを特徴とする請求項１４、または、請求項１５記載の電子ビーム描画装置。
【請求項２２】
前記フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、前記近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであり、
前記初回計算及び前記再計算において、前記フォギー効果補正用の粗いメッシュ毎に現像しきい値及びエッチング変換差を指定することにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、現像の面内均一性を補正し、エッチング後の面内均一性を向上させる
ことを特徴とする請求項１４、または、請求項１５記載の電子ビーム描画装置。
【請求項２３】
前記初回計算及び前記再計算において、前記各メッシュ毎に現像しきい値を指定し、
前記描画パターンとして、エッチング変換差を補償するサイジングを実施したデータを用いることにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、エッチング後の面内均一性を向上させる
ことを特徴とする請求項１４、または、請求項１５記載の電子ビーム描画装置。
【請求項２４】
前記フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、前記近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであり、
前記初回計算及び前記再計算において、前記フォギー効果補正用の粗いメッシュ毎に現像しきい値を指定し、
前記描画パターンとして、エッチング変換差を補償するサイジングを実施したデータを用いることにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、エッチング後の面内均一性を向上させる
ことを特徴とする請求項１４、または、請求項１５記載の電子ビーム描画装置。
【請求項２５】
前記初回計算により求められる露光量は、近接効果もフォギー効果もない場合において所望の寸法の描画パターンが形成される基準ドーズに、近接効果補正の変調量を乗じ、さらに、フォギー補正の変調量を乗じたものである
ことを特徴とする請求項１４、または、請求項１５記載の電子ビーム描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置や液晶表示装置等の製造工程、もしくは、それら工程において用いられるリソグラフィマスクを製造する工程で使用される電子ビーム描画方法及び電子ビーム描画装置に関し、電子ビームにより描画されるパターンの寸法制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、フォトマスクの製造工程においては、フォトマスクブランク上に形成されたレジスト膜に対して所定のパターンを電子ビームによって描画する電子ビーム描画方法が用いられている。
【０００３】
この電子ビーム描画方法においては、特許文献１及び特許文献２に記載されているように、描画されるパターンの寸法制御について、近接効果及びフォギー（Foggy）効果によって生ずる寸法誤差の補償が課題となっている。
【０００４】
近接効果は、レジスト膜を透過して基板表面で反射（散乱）された電子ビーム（後方散乱電子）によりレジストが感光することによって寸法誤差が生ずる現象であり、例えば、５０ｋＶの電子ビームを用いた場合における影響範囲は、約１５μｍである。
【０００５】
フォギー効果は、レジスト膜の表面や基板表面からの散乱電子が、描画装置のカラムやチェンバによって反射され、再びレジスト膜に到達してレジストを感光させる現象であり、描画装置の構造にもよるが、約３０ｍｍの範囲に亘って影響が生ずるものである。
【０００６】
これら２つの現象は、近接効果がレジスト膜を透過した電子ビームの後方散乱によるかぶり、フォギー効果がレジスト膜の表面における反射電子のカラム等による散乱によるかぶりと、原因及び散乱半径に極端な違いがあるものの、両者ともにかぶり現象である。なお、両者においてかぶりを生じさせている電子ビームの総エネルギーは、ほぼ等しいものである。
【０００７】
しかしながら、フォギー効果は、近接効果理論が確立されてから久しい段階で発見されたという歴史的ないきさつから、近接効果とは別の現象として扱われ、描画パターンの寸法誤差の補正も、各効果ごとに個別に行われてきた。
【０００８】
従来、近接効果による描画パターンの寸法誤差の補正は、以下のようにして行われている。
【０００９】
５０ｋＶの電子ビームを用いる一般的な描画装置において用いられている近接効果補正（ＰＥＣ）は、図５に示すように、後方散乱の影響を、ドーズ（Dose：露光量）を調整することで補償し、寸法誤差を補正するものである。そして、近年の描画装置においては、露光量の算出を、再計算手法を用いて行っている。この再計算手法においては、初回計算として、前世代の描画装置における補正方法と同一の手法を用い、２回目以降の再計算において異なる計算式を用いている。最新の描画装置は、これらの計算を露光しながら行うようになっている。そのため、計算機で処理しやすいように、計算の簡略化の手法が種々採用されている。
【００１０】
ところが、このような再計算手法における初回計算においては、「パターン密度は計算対象とその周囲では一定である」との特殊な仮定を含んでいる。近接効果補正のための計算式が四則演算のみで記述できる非常に簡単なものでありながら、初回計算にこのような特殊な仮定を含み、論理の飛躍があるため、良好な補正が行えないこととなっている。
【００１１】
〔初回計算〕
このような再計算手法における初回計算、すなわち、前世代の描画装置における補正方法は、以下のようにして行われる。
【００１２】
まず、後方散乱がどの程度のものであるかを見積もる。例えば、図５における中央の描画パターンＥ０に対する後方散乱の見積もりは、後方散乱の影響領域を所定の大きさ（０．５μｍ角（四方）乃至１．０μｍ角（四方））のセルに区切って行う。すなわち、セル毎に、セルに占める描画パターンの面積を求める。各セルの中央にセルに占める描画パターンが存在するとして、それぞれのセルから描画パターンＥ０が描画されるセルまでの後方散乱の影響の度合いを重みずけして積算し、後方散乱の蓄積エネルギー比率Ｅbpを求める。描画パターンＥ０が描画されるセルを含め、全てのセルが描画された場合は、Ｅbpは１となる。この段階では、近接効果補正の結果はまだ計算されていないので、全ての描画は同一のドーズで描画されたと仮定している。このような初回計算におけるＥbpをＥbp0とする。
【００１３】
ここで、電子ビーム描画におけるエネルギープロファイルを図７に示す。ここでは、露光量が前方散乱のエネルギーとなるように単位系を組んでいる。また、前方散乱のエネルギープロファイルについては、計算を簡略化するために台形とし、後方散乱については、完全にフラットなオフセットとして表現している。前方散乱を表す台形の傾斜部分の幅Ｘ０は、ビームプロファイル、前方散乱及びレジストの性能を反映した解像度を表現するパラメータである。この台形の傾斜部分と現像しきい値Ｅthとの交点が描画されるパターンのエッジの位置となる。
【００１４】
次に、どのような描画パターンに対して寸法を合わせ込むかであるが、ここでは、後方散乱が存在しない場合の孤立パターンに対して、寸法を合わせ込む方式について説明する。このときの描画パターンのエッジの位置をＸａ、このときの露光量を基準ドーズＤａとする。
【００１５】
そして、後方散乱が存在することにより、描画パターンのエッジは、Ｘｂにずれる（補正前の状態）。ここで、露光量を基準ドーズＤａから補正ドーズＤs0に変更すれば、描画パターンのエッジの位置はＸａに補正される（補正後の状態）。
【００１６】
ここで、前方散乱で吸収されるエネルギーと後方散乱で吸収されるエネルギーの比率をηｅとすると、前述のモデルから、初回計算における補正露光量Ｄs0は、以下の〔式１〕で表現される。
【００１７】
Ｄs0＝Ｄａ／｛１＋（Ｄａ／Ｅth）ηｅ・Ｅbp｝          ・・・・・・（式１）
ただし、実際の描画装置においては、電子ビームの径と描画パターンの寸法とを一致させるとの建前より、以下の〔式２〕が成立すると仮定している。
【００１８】
Ｄａ／Ｅth＝２                                         ・・・・・・（式２）
すると、Ｄs0は、以下の〔式３〕で表現される。
【００１９】
Ｄs0＝Ｄａ／（１＋２ηｅp・Ｅbp）                      ・・・・・・（式３）
ところが、〔式２〕が実際のプロセスで成立しているとは限らないので、〔式３〕中のηｅpは、単なる装置制御パラメータということになる。
【００２０】
ここまでの補正では、前述したように、「パターン密度は計算対象とその周囲では一定である」との仮定を含んでいる。補正前において、後方散乱は〔Ｄａ・η・Ｅbp〕であるが、補正後においては、〔Ｄｓ・η・Ｅbp〕に変化している。これは、図５における各描画パターンＥ１，Ｅ２，Ｅ３が全て同じドーズＤｓで描画されたことを前提としている。
【００２１】
このような補正方法によっては、パターン密度が計算対象とその周囲で一定である広域のＬ／Ｓパターンについては正しい補正が行われるが、パターン密度が計算対象とその周囲で一定でない場合には、正しい補正が行われないことになる。このような補正方法は、計算機資源が不十分であった時代において、最小限の計算により、ほどほどに正解に近い結果を得ようとする妥協の産物であったといえる。
【００２２】
〔再計算〕
再計算においても、後方散乱の蓄積エネルギー比率Ｅbpを計算する。まず、再計算１回目について説明する。再計算においては、計算対象とその周囲の全てが同一の露光量により描画されるという仮定は用いない。再計算１回目で用いる後方散乱の蓄積エネルギー比率Ｅbp（Ｅbp1）は、初回計算結果の露光量を用いて計算する。
【００２３】
再計算では、図８に示すように、計算対象の周囲の露光量が計算対象の露光量とは一致しないとするので、後方散乱のオフセットは固定し、計算対象の露光量のみを調整して補正を行う。
【００２４】
このようなモデルから導かれる補正式は、以下の〔式４〕である。
【００２５】
Ｄｓ1＝Ｄａ｛１−（Ｄａ／Ｅth）ηｅ・Ｅbp1｝            ・・・・・・（式４）
ただし、初回計算と同様の理由により、実際の描画装置では、以下の〔式５〕を用いている。
【００２６】
Ｄｓ1＝Ｄａ（１−２ηｅp・Ｅbp1）                      ・・・・・・（式５）
当然ながら、再計算により露光量が変化すると、実際の後方散乱も影響を受ける。この影響については、再計算を複数回行うことにより、正しい値に収束させていく。すなわち、再計算法は、一種のフィードバック回路と言える。
【００２７】
再計算２回目以降は、前回の再計算による値を初期値として、後方散乱の蓄積エネルギー比率Ｅbpを求め、同様の手法を繰り返してゆく。
【００２８】
初回計算と再計算とで、計算式が異なるのは、再計算では、後方散乱の大きさを変更しないので、Ｄｓが極端に小さくなる過補正の状態になることがあるからである。
【００２９】
この再計算において、初期値があまりにかけ離れた値であると、収束が遅くなる。例えば、初回計算の結果を初期値として再計算を２回行った程度の精度を、全て再計算式で行って得るには、１０回以上の再計算が必要であった。すなわち、前述の初回計算は、必ずしも正しくない仮定の下での計算であったが、再計算（２回目計算以降）における初期値としての精度は充分にあると言える。
【００３０】
〔フォギー効果の補正〕
フォギー効果によるかぶりの補正としては、基本的には、計算メッシュを１ｍｍ程度まで拡張して、前述した初回計算を行っている。
【００３１】
そして、実際の露光量は、基準ドーズ、すなわち、近接効果もフォギー効果もない場合において所望の寸法の描画パターンが形成されるドーズに対し、以下の〔式６〕のように記述されている。
【００３２】
〔実際の露光量〕
＝〔基準ドーズ〕×〔近接効果補正の変調量〕×〔フォギー効果補正の変調量〕
・・・・・・（式６）
なお、フォトマスク等のリソグラフィマスクの製造においては、まず、透明基板上に遮光膜を有するフォトマスクブランクに遮光膜パターンを形成するために塗布されたレジス卜層に対し、前述したように、パターン描画を施す。次いで、レジス卜層を現像してレジストパターンを形成し、このレジス卜パターンをマスクとして遮光膜をエッチングし、残存したレジストパターンを剥離することによって、フォトマスクの製造が行われる。
【００３３】
【特許文献１】特開２００３−３３２２０３公報
【特許文献２】特開２００３−１０７６６５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３４】
ところで、上述のような電子ビーム描画方法においては、以下のような問題があった。
【００３５】
すなわち、従来の電子ビーム描画方法においては、近接効果補正の結果はフォギー効果に影響し、また、フォギー効果補正の結果が近接効果補正に影響するにもかかわらず、このような影響が全く考慮されていないのである。
【００３６】
また、従来の電子ビーム描画方法においては、エッチングや現像の面内均一性に起因する誤差を補正することができず、さらに、エッチングによるローカルなローディング効果を補正することができない。
【００３７】
さらに、例えば、特許文献２の請求項１３に記載されているように、「線幅補正を露光量のみで行う方法」においては、近接効果補正量が面内で変動することとなり、パターン寸法の粗密依存性が変動することとなる。
【００３８】
特に、半導体装置の高集積化等に伴ない、パターンが微細化、かつ、複雑化する傾向にあるリソグラフィマスクにおいては、高い寸法精度のマスクパターンが要求されている。
【００３９】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、近接効果とフォギー効果との両者を考慮した高精度の描画パターンの寸法補正が可能であり、また、描画パターンの粗密等による寸法特性の変動を防止し、さらに、レジスト段階での面内均一性を向上させることができる電子ビーム描画方法及び電子ビーム描画装置を提供しようとするものである。
【００４０】
また、本発明は、前記電子ビーム描画方法及び電子ビーム描画装置を用いてリソグラフィマスクを製造することにより、寸法精度の高いマスクパターンを有するリソグラフィマスクの製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００４１】
上述の課題を解決するため、本発明に係る本発明に係る電子ビーム描画方法は、以下の構成のいずれか一を備えるものである。
【００４２】
〔構成１〕
電子ビーム露光によりパターンを描画する方法であって、パターンの寸法補正を含む電子ビーム描画方法において、補正の対象となる描画パターン領域をフォギー効果補正用のメッシュと近接効果補正用のメッシュで分割し、各メッシュに対して描画パターンの面積占有率を求め、各メッシュに対する補正を全く行わない状態で露光した場合のフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーを計算し、求められた蓄積エネルギーに基づき、フォギー効果及び近接効果の影響が無視できるパターンに対して寸法が一致するような近接効果補正用のメッシュにおける露光量を求める初回計算を行い、前回の計算によって求められた露光量に基づいてフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーを計算し、求められた蓄積エネルギーに基づき、フォギー効果及び近接効果の影響が無視できるパターンに対して寸法が一致するような近接効果補正用のメッシュにおける露光量を求める再計算を行い、再計算を、所望の寸法精度に達するまで繰り返すことにより、近接効果及びフォギー効果による描画パターンの寸法誤差を補正する補正露光量を求め、補正露光量を用いてパターンを描画することを特徴とするものである。
【００４３】
〔構成２〕
構成１を有する電子ビーム描画方法において、再計算において、前回の計算における近接効果補正用メッシュの露光量と今回との差を求め、この差に、０より大きく１未満の一定の値を乗じて、前回の計算における露光量に加算した値を今回の露光量として用いることを特徴とするものである。
【００４４】
〔構成３〕
構成１、または、構成２を有する電子ビーム描画方法において、フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであることを特徴とするものである。
【００４５】
〔構成４〕
構成１、または、構成２を有する電子ビーム描画方法において、初回計算においては、各メッシュに対する補正を全く行わない状態で露光した場合のフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーから、フォギー効果及び近接効果の影響による蓄積エネルギーを縮小して用い、再計算においては、前回の計算で求められた露光量に基づいたフォギー効果及び近接効果の影響による蓄積エネルギーを固定して計算することを特徴とするものである。
【００４６】
〔構成５〕
構成１、または、構成２を有する電子ビーム描画方法において、フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであり、初回計算においては、各メッシュに対する補正を全く行わない状態で露光した場合のフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーから、フォギー効果及び近接効果の影響による蓄積エネルギーを縮小して用い、再計算においては、前回の計算で求められた露光量に基づいたフォギー効果及び近接効果の影響による蓄積エネルギーを固定して計算することを特徴とするものである。
【００４７】
〔構成６〕
構成１、または、構成２を有する電子ビーム描画方法において、初回計算及び再計算において、各メッシュ毎に現像しきい値を指定することにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、現像の面内均一性を補正することを特徴とするものである。
【００４８】
〔構成７〕
構成１、または、構成２を有する電子ビーム描画方法において、フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであり、初回計算及び再計算において、フォギー効果補正用の粗いメッシュ毎に現像しきい値を指定することにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、現像の面内均一性を補正することを特徴とするものである。
【００４９】
〔構成８〕
構成１、または、構成２を有する電子ビーム描画方法において、初回計算及び再計算において、各メッシュ毎に現像しきい値及びエッチング変換差を指定することにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、現像の面内均一性を補正し、エッチング後の面内均一性を向上させることを特徴とするものである。
【００５０】
〔構成９〕
構成１、または、構成２を有する電子ビーム描画方法において、フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであり、初回計算及び再計算において、フォギー効果補正用の粗いメッシュ毎に現像しきい値及びエッチング変換差を指定することにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、現像の面内均一性を補正し、エッチング後の面内均一性を向上させることを特徴とするものである。
【００５１】
〔構成１０〕
構成１、または、構成２を有する電子ビーム描画方法において、初回計算及び再計算において、各メッシュ毎に現像しきい値を指定し、描画パターンとして、エッチング変換差を補償するサイジングを実施したデータを用いることにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、エッチング後の面内均一性を向上させることを特徴とするものである。
【００５２】
〔構成１１〕
構成１、または、構成２を有する電子ビーム描画方法において、フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであり、初回計算及び再計算において、フォギー効果補正用の粗いメッシュ毎に現像しきい値を指定し、描画パターンとして、エッチング変換差を補償するサイジングを実施したデータを用いることにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、エッチング後の面内均一性を向上させることを特徴とするものである。
【００５３】
〔構成１２〕
構成１、または、構成２を有する電子ビーム描画方法において、初回計算により求められる露光量は、近接効果もフォギー効果もない場合において所望の寸法の描画パターンが形成される基準ドーズに、近接効果補正の変調量を乗じ、さらに、フォギー補正の変調量を乗じたものであることを特徴とするものである。
【００５４】
また、本発明に係る本発明に係るリソグラフィマスクの製造方法は、以下の構成を備えるものである。
【００５５】
〔構成１３〕
基板上にマスクパターンが形成されたリソグラフィマスクを製造するリソグラフィマスクの製造方法であって、構成１乃至構成１２のいずれか一を有する電子ビーム描画方法を用いて、マスクパターンを形成するためのレジスト層にパターン描画を施す工程を有することを特徴とするものである。
【００５６】
そして、本発明に係る本発明に係る電子ビーム描画装置は、以下の構成のいずれか一を備えるものである。
【００５７】
〔構成１４〕
電子ビーム露光によりパターンを描画するための装置であって、パターンの寸法補正機能を含む、電子ビーム描画装置において、補正の対象となる描画パターン領域をフォギー効果補正用のメッシュと近接効果補正用のメッシュで分割し、各メッシュに対して描画パターンの面積占有率を求め、各メッシュに対する補正を全く行わない状態で露光した場合のフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーを計算し、求められた蓄積エネルギーに基づき、フォギー効果及び近接効果の影響が無視できるパターンに対して寸法が一致するような近接効果補正用のメッシュにおける露光量を求める初回計算を行い、前回の計算によって求められた露光量に基づいてフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーを計算し、求められた蓄積エネルギーに基づき、フォギー効果及び近接効果の影響が無視できるパターンに対して寸法が一致するような近接効果補正用のメッシュにおける露光量を求める再計算を行い、再計算を、所望の寸法精度に達するまで繰り返すことにより、近接効果及びフォギー効果による描画パターンの寸法誤差を補正する補正露光量を求め、補正露光情報を記憶する補正情報記憶部と、描画パターン情報を記憶するパターン情報記憶部と、描画パターン情報のうちの補正の対象となる描画領域のパターン情報と補正露光情報とを用い近接効果及びフォギー効果による描画パターンの寸法誤差を補正したパターンを電子線描画する描画機本体とを有することを特徴とするものである。
【００５８】
〔構成１５〕
構成１４を有する電子線描画装置において、再計算において、前回の計算における近接効果補正用メッシュの露光量と今回との差を求め、この差に、０より大きく１未満の一定の値を乗じて、前回の計算における露光量に加算した値を今回の露光量として用いることを特徴とするものである。
【００５９】
〔構成１６〕
構成１４、または、構成１５を有する電子ビーム描画装置において、フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであることを特徴とするものである。
【００６０】
〔構成１７〕
構成１４、または、構成１５を有する電子ビーム描画装置において、初回計算においては、各メッシュに対する補正を全く行わない状態で露光した場合のフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーから、フォギー効果及び近接効果の影響による蓄積エネルギーを縮小して用い、再計算においては、前回の計算で求められた露光量に基づいたフォギー効果及び近接効果の影響による蓄積エネルギーを固定して計算することを特徴とするものである。
【００６１】
〔構成１８〕
構成１４、または、構成１５を有する電子ビーム描画装置において、フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであり、初回計算においては、各メッシュに対する補正を全く行わない状態で露光した場合のフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーから、フォギー効果及び近接効果の影響による蓄積エネルギーを縮小して用い、再計算においては、前回の計算で求められた露光量に基づいたフォギー効果及び近接効果の影響による蓄積エネルギーを固定して計算することを特徴とするものである。
【００６２】
〔構成１９〕
構成１４、または、構成１５を有する電子ビーム描画装置において、初回計算及び再計算において、各メッシュ毎に現像しきい値を指定することにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、現像の面内均一性を補正することを特徴とするものである。
【００６３】
〔構成２０〕
構成１４、または、構成１５を有する電子ビーム描画装置において、フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであり、初回計算及び再計算において、フォギー効果補正用の粗いメッシュ毎に現像しきい値を指定することにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、現像の面内均一性を補正することを特徴とするものである。
【００６４】
〔構成２１〕
構成１４、または、構成１５を有する電子ビーム描画装置において、初回計算及び再計算において、各メッシュ毎に現像しきい値及びエッチング変換差を指定することにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、現像の面内均一性を補正し、エッチング後の面内均一性を向上させることを特徴とするものである。
【００６５】
〔構成２２〕
構成１４、または、構成１５を有する電子ビーム描画装置において、フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであり、初回計算及び再計算において、フォギー効果補正用の粗いメッシュ毎に現像しきい値及びエッチング変換差を指定することにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、現像の面内均一性を補正し、エッチング後の面内均一性を向上させることを特徴とするものである。
【００６６】
〔構成２３〕
構成１４、または、構成１５を有する電子ビーム描画装置において、初回計算及び再計算において、各メッシュ毎に現像しきい値を指定し、描画パターンとして、エッチング変換差を補償するサイジングを実施したデータを用いることにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、エッチング後の面内均一性を向上させることを特徴とするものである。
【００６７】
〔構成２４〕
構成１４、または、構成１５を有する電子ビーム描画装置において、フォギー効果補正用のメッシュは、粗いメッシュであり、近接効果補正用メッシュは、細かいメッシュであり、初回計算及び再計算において、フォギー効果補正用の粗いメッシュ毎に現像しきい値を指定し、描画パターンとして、エッチング変換差を補償するサイジングを実施したデータを用いることにより、描画パターンの粗密依存特性を面内で一定に保ちつつ、エッチング後の面内均一性を向上させることを特徴とするものである。
【００６８】
〔構成２５〕
構成１４、または、構成１５を有する電子ビーム描画装置において、初回計算により求められる露光量は、近接効果もフォギー効果もない場合において所望の寸法の描画パターンが形成される基準ドーズに、近接効果補正の変調量を乗じ、さらに、フォギー補正の変調量を乗じたものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００６９】
本発明に係る電子ビーム描画方法においては、近接効果とフォギー効果との両者を考慮した高精度の描画パターンの寸法補正が可能である。
【００７０】
また、本発明においては、感度の面内補正のみでは変動してしまうパターンの粗密等による寸法特性を変動させないようにすることができ、レジスト段階での面内均一性を向上させることができる。さらに、本発明においては、エッチング段階での面内均一性を向上させることもできる。
【００７１】
すなわち、本発明は、近接効果とフォギー効果との両者を考慮した高精度の描画パターンの寸法補正が可能であり、また、描画パターンの粗密等による寸法特性の変動を防止し、さらに、レジスト段階での面内均一性を向上させることができる電子ビーム描画方法及び電子ビーム描画装置を提供することができるものである。
【００７２】
また、本発明は、前記電子ビーム描画方法及び電子ビーム描画装置を用いてリソグラフィマスクを製造することにより、寸法精度の高いマスクパターンを有するリソグラフィマスクの製造方法を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７３】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００７４】
本発明に係る電子ビーム描画方法は、半導体装置や液晶表示装置等の製造工程において、基板上に形成されたレジスト膜に対して所定のパターンを電子ビームによって描画する方法であり、近接効果及びフォギー（Foggy）効果によって生ずる寸法誤差を補償して、描画されるパターンの寸法制御を行うものである。
【００７５】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明に係る電子ビーム描画方法の第１の実施の形態として、近接効果補正（ＰＥＣ）とフォギー効果補正とを統合した描画パターンの寸法補正の基本部分について説明する。これは、近接効果及びフォギー効果の両者を考慮した多重計算手法に関するものである。
【００７６】
なお、以下の実施の形態においては、描画装置としては、５０ｋＶの電子ビームにより描画を行う装置を用いているものとして説明している。
【００７７】
補正対象となる描画パターンを、フォギー効果補正用の粗いメッシュ（以下、フォギーメッシュという。本実施の形態では、１ｍｍ角（四方）である。）と近接効果補正用の細かいメッシュ（以下、近接効果補正メッシュという。本実施の形態では、０．５μｍ角（四方）である。）で分割する。なお、フォギーメッシュは近接効果補正メッシュに比べて粗くすることにより、計算を高速化することができるため、実用上好ましいが、フォギーメッシュを近接効果補正メッシュと同じ大きさとすることもできる。
【００７８】
それぞれのメッシュの大きさは、それぞれの影響範囲（フォギー効果で約３０ｍｍ、近接効果で約１５μｍ）に対して、十分に小さいと考えられる大きさとする。
【００７９】
まず、初回計算手法について説明する。
【００８０】
各フォギーメッシュ及び近接効果補正メッシュに対して、描画されるパターンが占める面積の割合ＳｄＦk,l，ＳｄＰm,nを求める。
【００８１】
すなわち、ＳｄＦk,lは、フォギーメッシュｋ，ｌにおける描画面積密度であり、ＳｄＰm,nは、近接効果補正メッシュｍ，ｎにおける描画面積密度である。
【００８２】
そして、フォギー及び後方散乱について、計算対象メッシュに対する補正を全く行わない状態で露光した場合のフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーＦbp0 k,l，Ｅbp0 m,nを、以下の〔式７〕により計算する。
【００８３】
Ｆbp0 k,l＝ΣΣ（ＤａＳｄＦk+i,l+j・Ｆｉｄi,j）／ΣΣＤａ・Ｆｉｄi,j
Ｅbp0 m,n＝ΣΣ（ＤａＳｄＰm+i,n+j・Ｅｉｄi,j）／ΣΣＤａ・Ｅｉｄi,j
・・・・・・（式７）
ここで、計算範囲（Ｉ，ｊの範囲）は、フォギーや近接効果の影響範囲が十分に含まれるように設定する。
【００８４】
また、Ｄａは、補正無しの露光量（基準ドーズ）であり、Ｆbp0 k,lは、初回計算用のフォギー効果による蓄積エネルギー密度であり、Ｅbp0 m,nは、初回計算用の近接効果による蓄積エネルギー密度であり、Ｆｉｄi,jは、入射電子が周辺区画（ｉ，ｊ）に与えるフォギー電子エネルギー強度の分布であり、Ｅｉｄi,jは、入射電子が周辺区画（ｉ，ｊ）に与える近接効果電子エネルギー強度の分布である。
【００８５】
なお、基準ドーズＤａとは、フォギーと近接効果補正を無視できる状況下で所望の寸法に仕上がる露光量を意味している。
【００８６】
全面塗りつぶしの場合において、計算範囲が効果範囲に比べて大きければ、蓄積エネルギーＦbp0 k,l，Ｅbp0 m,nは、それぞれ１となる。
【００８７】
求められた蓄積エネルギーＦbp0k,l，Ｅbp0m,nより、近接効果補正メッシュｍ，ｎにおける初回計算による露光量Ｄｓm,nを、以下の〔式８〕により求める。なお、近接効果補正メッシュｍ，ｎは、フォギーメッシュｋ，ｌの内部に含まれるとする。
【００８８】
Ｄｓ0 m,n＝Ｄａ／｛１＋（Ｄａ／Ｅth）（ηｅ・Ｅbp0 m,n＋ηｆ・Ｆbp0 k,l）｝
・・・・・・（式８）
ここで、Ｄｓ0 m,nは、補正露光量であり、Ｄａは、〔式７〕と同じく基準ドーズであり、Ｅthは、現像しきい値である。また、ηｅは、後方散乱計数（前方散乱と後方散乱のエネルギー比）であり、ηｆは、前方散乱とフォギー効果とのエネルギー比である。
【００８９】
図１は、第１の実施の形態の初回計算の概念図である。
【００９０】
この図１に示すように、第１の実施の形態では、後方散乱成分とフォギー成分とを合計したオフセット成分を考える。
【００９１】
補正後は、前方散乱成分（立ち上がりのある部分）、後方散乱成分、そして、フォギー成分も一定の比率で縮小させた状態で、後方散乱もフォギー成分も無視できるパターンと寸法が一致できるようにする。この縮小補正は、計算を高速化するのに有効であるため、実用上行うことが好ましいが、行わなくてもよい。
【００９２】
そして、再計算（ｋ回目）は、以下の〔式９〕によって行う。
【００９３】
Ｄｓk m,n＝Ｄａ｛１−（Ｄａ／Ｅth）（ηｅ・Ｅbpk m,n＋ηｆ・Ｆbpk k,l））｝
Ｅbpk m,n＝ΣΣＤｓk-1 n+i,m+j・Ｓｄn+i,m+j・Ｅｉｄi,j／ΣΣＤａ・Ｅｉｄi,j
Ｆbpk k,l＝ΣΣＥk-1 n+i,m+j・Ｆｉｄi,j／ΣΣＤａ・Ｆｉｄi,j
・・・・・・（式９）
ただし、Ｆpbk k,lについては、前回計算の露光量より計算メッシュ内の総露光量を算出し、次にこれを計算メッシュの面積で割った結果である計算メッシュ内の平均露光密度Ｅk-1を用いる必要がある。
【００９４】
この再計算を、所望の寸法精度に達するまで繰り返す。
【００９５】
図２は、第１の実施の形態の再計算の概念図である。
【００９６】
この図２に示すように、第１の実施の形態においては、後方散乱成分とフォギー成分とを合計したオフセット成分を考えている。
【００９７】
初回計算では、前方散乱成分（立ち上がりのある部分）、後方散乱成分及びフォギー成分を一定の比率で縮小させた状態で、後方散乱もフォギー成分も無視できるパターンと寸法が一致できるようにした。
【００９８】
再計算では、後方散乱成分とフォギー成分とを合計したオフセット成分を固定したまま、前方散乱成分の強度（Ｄｓ）を調整することにより、後方散乱もフォギー成分も無視できるパターンと寸法が一致できるようにした。
【００９９】
〔第１の実施の形態の効果〕
本実施の形態においては、フォギー効果と近接効果との両者を考慮した高精度の補正が可能である。そして、後述する第２の実施の形態に比較すると、計算に必要となる記憶素子の記憶容量が小さくて済み、計算機資源を節約することができる。
【０１００】
〔第２の実施の形態〕
この第２の実施の形態において、初回計算までについては、前述した第１の実施の形態と同様である。
【０１０１】
そして、再計算１回目については、以下の〔式１０〕及び〔式１１〕を用いて行う。
【０１０２】
なお、第１の実施の形態における計算方式を単純再計算方式と称し、第２の実施の形態の計算方式をフィードバック再計算方式と称する。
【０１０３】
Ｄｓ1 m,n＝Ｄａ｛１−（Ｄａ／Ｅth）（ηｅ・Ｅbp1 m,n＋ηｆ・Ｆbp1 k,l））｝
ＤｓF1 m,n＝Ｄｓ1−Ｃ（Ｄｓ0−Ｄｓ1）
・・・・・・（式１０）
ここで、Ｃは、フィードバック係数であり、通常は０．７である。
【０１０４】
Ｅbp1 m,n＝ΣΣＤｓ0 n+i,m+j・Ｓｄn+i,m+j・Ｅｉｄi,j／ΣΣＤａ・Ｅｉｄi,j
Ｆbp1 k,l＝ΣΣＥ0 n+i,m+j・Ｆｉｄi,j／ΣΣＤａ・Ｆｉｄi,j
・・・・・・（式１１）
ここで、Ｆpb1 k,lについては、初回計算の露光量より計算メッシュ内の総露光量を算出し、次に、これを計算メッシュの面積で割った結果である計算メッシュ内の平均露光密度Ｅ0 k,lを用いる必要がある。
【０１０５】
再計算２回目以降は、以下の〔式１２〕に示すように、フィードバック方式用蓄積エネルギー密度ＥbpFk m,n及びＦbpFk k,lの算出に、前回のフィードバック再計算方式の結果を用いる。
【０１０６】
Ｄｓk m,n＝Ｄａ｛１−（Ｄａ／Ｅth）（ηｅ・ＥbpFk m,n＋ηｆ・ＦbpFk k,l））｝
ＤｓFk m,n＝ＤｓFk-1−Ｃ（ＤｓFk-1−Ｄｓk）
ＥbpFk m,n＝ΣΣＤｓFk-1 n+i,m+j・Ｓｄn+i,m+j・Ｅｉｄi,j／ΣΣＤａ・Ｅｉｄi,j
ＦbpFk k,l＝ΣΣＥFk-1 n+i,m+j・Ｆｉｄi,j／ΣΣＤａ・Ｆｉｄi,j
・・・・・・（式１２）
この再計算を、所望の寸法精度に達するまで繰り返す。なお、この方式では、前回の露光量を記憶しておく必要がある。
【０１０７】
図３は、第２の実施の形態の再計算の概念図である。
【０１０８】
この図３に示すように、この第２の実施の形態において、後方散乱成分とフォギー成分とを合計したオフセット成分を固定するのは、第１の実施の形態と同様である。第１の実施の形態では、再計算において、前方散乱成分の強度として、後方散乱もフォギー成分も無視できるパターンと寸法が一致できる値Ｄｓ1を用いた。しかし、この第２の実施の形態においては、このＤｓとＤｓ1との差をとり、この差（変動量）に、０以上１未満の一定の値を乗じて、もとのＤｓに加算したＤｓ1´を結果として用いる。
【０１０９】
すなわち、この実施の形態においては、計算の仮定として、オフセット成分を固定しているが、実際には、露光量が変動すれば、オフセット成分も変動することになる。したがって、Ｄｓ1が過補正の状態になるのに対し、この実施の形態におけるＤｓ1´は、過補正の状態を回避することができる。これは、フィードバック回路の収束性を高めるためのフィードバック係数のアナロジーと言える。
【０１１０】
〔第２の実施の形態の効果〕
本実施の形態においては、フォギー効果と近接効果との両者を考慮した高精度の補正が可能であり、前述した第１の実施の形態に比較して、解の収束性に優れている。同程度の精度を得るために、第１の実施の形態の１／３程度の再計算回数で済むこととなる。
【０１１１】
〔第３の実施の形態〕
第３の実施の形態は、前述した第１の実施の形態、または、第２の実施の形態の使用を前提として、現像均一性の補正を組み込む方法である。描画装置としては、５０ｋＶの電子ビームにより描画を行う装置を用いているものとして説明する。
【０１１２】
まず、補正対象となる描画パターンを、フォギーメッシュ（本実施の形態では１ｍｍ角（四方））と近接効果補正メッシュ（本実施の形態では０．５μｍ角（四方））によって分割する。
【０１１３】
現像の面内分布（不均一性）は、面内の感度、または、現像しきい値が変動することに起因する。そこで、面内で孤立パターンが所望の寸法に仕上がる基準露光量の分布を求め、これを、フォギーメッシュ毎に割り当てる。現像均一性は、ｍｍオーダーの領域で記述できる現象だからである。
【０１１４】
以下、フォギーメッシュ毎に基準露光量を割り当てた場合の計算方法について説明する。
【０１１５】
なお、この例では、第１の実施の形態の方法を用いることとする。
【０１１６】
まず、初回計算手法について説明する。
【０１１７】
各フォギーメッシュ及び近接効果補正メッシュに対して、描画される面積の割合ＳｄF k,l，ＳｄP m,nを求める。すなわち、ＳｄF k,lは、フォギーメッシュｋ，ｌの描画面積密度であり、ＳｄP m,nは、近接効果補正メッシュｍ，ｎ毎の描画面積密度である。
【０１１８】
フォギー成分及び後方散乱について、以下の〔式１３〕により、計算対象メッシュに対する補正を全く行わない状態で露光した場合のフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーを計算する。
【０１１９】
ここでは、フォギーメッシュの中に近接効果補正メッシュが存在している場合である。
【０１２０】
Ｆbp0 k,l＝ΣΣ（Ｄａk+i,l+j・ＳｄF k+i,l+j・Ｆｉｄi,j）／ΣΣＤａk,l・Ｆｉｄi,j
Ｅbp0 m,n＝ΣΣ（Ｄａk,l・ＳｄP m+i,n+j・Ｅｉｄi,j）／ΣΣＤａk,l・Ｅｉｄi,j
・・・・・・（式１３）
ここで、Ｆbp0 k,lは、初回計算用フォギー効果による蓄積エネルギー密度であり、Ｅbp0 m,nは、初回計算用近接効果による蓄積エネルギー密度であり、Ｄａk,lは、フォギーメッシュｋ，ｌの基準露光量である。また、Ｆｉｄi,jは、入射電子が周辺区画（ｉ，ｊ）に与えるフォギー電子エネルギー強度の分布であり、Ｅｉｄi,jは、入射電子が周辺区画（ｉ，ｊ）に与える近接効果電子エネルギー強度の分布である。
【０１２１】
フォギーメッシュｋ，ｌでの現像しきい値をＥth k,lとすると、Ｄａk,lは、以下の〔式１４〕で表される。
【０１２２】
Ｄａk,l＝Ｄａ・Ｅth k,l／Ｅth
・・・・・・（式１４）
ここで、Ｄａは、補正無しの露光量の平均値（基準ドーズ）であり、Ｅthは、基準ドーズＤａにより所望の寸法のパターンが得られる現像しきい値である。
【０１２３】
なお、計算範囲（Ｉ，ｊの範囲）は、フォギー効果や近接効果の影響範囲が十分に含まれるように設定する。全面塗りつぶしの場合において、計算範囲が効果範囲に比べて大きければ、Ｅbp0 m,nは、１となる。
【０１２４】
求められたＦbp0 k,lとＥbp0 m,nより、近接効果補正メッシュｍ，ｎにおける初回計算による露光量Ｄｓm,nは、以下の〔式１５〕により求められる。なお、近接効果補正メッシュｍ，ｎは、フォギーメッシュｋ，ｌの内部に含まれるとする。
【０１２５】
Ｄｓ0 m,n＝Ｄａk,l／｛１＋（Ｄａk,l／Ｅth k,l）（ηｅ・Ｅbp0 m,n＋ηｆ・Ｆbp0 k,l）｝
・・・・・・（式１５）
ここで、Ｄｓ0 m,nは、近接効果補正メッシュｍ，ｎにおける補正露光量であり、Ｄａk,lは、フォギーメッシュｋ，ｌにおける基準ドーズであり、Ｅth k,lは、フォギーメッシュｋ，ｌでの現像しきい値である。また、ηｅは、後方散乱計数（前方散乱と後方散乱とのエネルギー比）であり、ηｆは、前方散乱とフォギー効果とのエネルギー比である。
【０１２６】
そして、再計算（ｋ回目）は、以下の〔式１６〕によって行う。
【０１２７】
Ｄｓk m,n＝Ｄａk,l｛１−（Ｄａk,l／Ｅth k,l）（ηｅ・Ｅbpk m,n＋ηｆ・Ｆbpk k,l））｝
Ｅbpk m,n＝ΣΣＤｓk-1 n+i,m+j・Ｓｄn+i,m+j・Ｅｉｄi,j／ΣΣＤａk,l・Ｅｉｄi,j
Ｆbpk k,l＝ΣΣＥk-1 n+i,m+j・Ｆｉｄi,j／ΣΣＤａ・Ｆｉｄi,j
・・・・・・（式１６）
ただし、Ｆpbk k,lについては、前回計算の露光量より計算メッシュ内の総露光量を算出し、次に、これを計算メッシュの面積で割った結果である計算メッシュ内の平均露光密度Ｅk-1を用いる必要がある。
【０１２８】
この再計算を、所望の寸法精度に達するまで繰り返す。
【０１２９】
なお、この実施の形態では、各フォギーメッシュ毎に異なる描画パラメータが入力可能な描画装置を用いる必要がある。パラメータの入力例としては、「Ｄａ，ηｅ，ηｆ，Ｅth k,l」（組み合わせ１）のマップ、もしくは、「Ｄａk,lのマップ，ηｅp k,lのマップ，ηｆp k,lのマップ」（組み合わせ２）が考えられる。
【０１３０】
〔第３の実施の形態の効果〕
本実施の形態においては、フォギー効果と近接効果との両者を考慮した高精度の補正が可能であり、さらに、感度の面内補正のみでは変動してしまうパターンの粗密等による寸法特性を変動させないようにすることができる。したがって、レジスト段階での面内均一性を向上させることができる。
【０１３１】
〔第４の実施の形態〕
第４の実施の形態は、各フォギーメッシュ毎に露光パラメータを入力できる描画装置の使用を前提として、前述の第３の実施の形態において、エッチング均一性の補正を組み込む方法である。
【０１３２】
エッチングの面内分布（不均一性）は、レジストの面内分布が無視できる状態、すなわち、前述の第３の実施の形態を実施した状態では、エッチング変換差の面内分布と言える。
【０１３３】
したがって、均一なエッチング分布を得るには、レジスト寸法にエッチング変換差を相殺する面内分布を持たせる必要がある。
【０１３４】
まず、補正対象となる描画パターンを、フォギーメッシュ（本実施の形態では１ｍｍ角（四方））で分割する。
【０１３５】
そして、エッチング変換差の面内分布から、各フォギーメッシュにおけるレジストパターンの補正量を算出する。例えば、あるフォギーメッシュにおいて、平均値より５ｎｍ太く仕上がるとすれば、レジストの寸法目標値は、平均より５ｎｍ細く仕上げる。
【０１３６】
このような方法により、レジスト寸法補正値ΔＬのマップを決定する。
【０１３７】
すなわち、各フォギーメッシュに対し、基準ドーズと装置入力値を、以下の〔式１７〕に示すように定める。
【０１３８】
Ｄａk,l＝２・Ｅth k,l｛Ｘ０／（Ｘ０−ΔＬ）｝
ηｅp k,l＝ηｅ｛Ｘ０／（Ｘ０−ΔＬ）｝
ηｆp k,l＝ηｆ｛Ｘ０／（Ｘ０−ΔＬ）｝
・・・・・・（式１７）
ここで、Ｄａk,lは、各フォギーメッシュｋ，ｌにおける基準ドーズであり、Ｅth k,lは、各フォギーメッシュｋ，ｌにおける現像しきい値であり、Ｘ０は、レジスト性能込みのビームだれを示し、ηｅp k,lは、各フォギーメッシュｋ，ｌにおける後方散乱パラメータ（装置入力値）であり、ηｅは、前方散乱に対する後方散乱の割合であり、ηｆp k,lは、各フォギーメッシュｋ，ｌにおけるフォギーパラメータ（装置入力値）であり、ηｆは、前方散乱に対するフォギーの割合である。
【０１３９】
なお、この例では、第１の実施の形態の方法を用いることとする。
【０１４０】
まず、初回計算手法について説明する。
【０１４１】
各フォギーメッシュ及び近接効果補正メッシュに対して、描画される面積の割合ＳｄF k,l，ＳｄP m,nを求める。ＳｄF k,lは、フォギーメッシュｋ，ｌにおける描画面積密度であり、ＳｄP m,nは、近接効果補正メッシュｍ，ｎ毎の描画面積密度である。
【０１４２】
フォギー成分及び後方散乱について、以下の〔式１８〕に示すように、計算対象メッシュに対する補正を全く行わない状態で露光した場合のフォギー効果及び近接効果による蓄積エネルギーを計算する。
【０１４３】
ここでは、フォギーメッシュの中に近接効果補正メッシュが存在している場合である。
【０１４４】
Ｆbp0 k,l＝ΣΣ（Ｄａk+i,l+j・ＳｄF k+i,l+j・Ｆｉｄi,j）／ΣΣＤａk,l・Ｆｉｄi,j
Ｅbp0 m,n＝ΣΣ（Ｄａk,l・ＳｄP m+i,n+j・Ｅｉｄi,j）／ΣΣＤａk,l・Ｅｉｄi,j
・・・・・・（式１８）
ここで、Ｄａk,lは、フォギーメッシュｋ，ｌにおける基準ドーズであり、Ｆbp0 k,lは、初回計算用のフォギー効果による蓄積エネルギー密度であり、Ｅbp0 m,nは、初回計算用の近接効果による蓄積エネルギー密度であり、Ｆｉｄi,jは、入射電子が周辺区画（ｉ，ｊ）に与えるフォギー電子エネルギー強度の分布であり、Ｅｉｄi,jは、入射電子が周辺区画（ｉ，ｊ）に与える近接効果電子エネルギー強度の分布である。
【０１４５】
計算範囲（Ｉ，ｊの範囲）は、フォギー効果や近接効果の影響範囲が十分に含まれるように設定する。全面塗りつぶしの場合で、計算範囲が効果範囲に比べて大きければ、Ｅbp0 m,nは、１となる。
【０１４６】
求められたフォギー効果による蓄積エネルギー密度Ｆbp0 k,l及び近接効果による蓄積エネルギー密度Ｅbp0 m,nより、近接効果補正メッシュｍ，ｎにおける初回計算による露光量Ｄｓm,nを以下の〔式１９〕により求める。なお、近接効果補正メッシュｍ，ｎはフォギーメッシュｋ，ｌの内部に含まれるとする。
【０１４７】
Ｄｓ0 m,n＝Ｄａk,l／〔１＋｛Ｘ０／（Ｘ０−ΔＬ）｝（ηｅ・Ｅbp0 m,n＋ηｆ・Ｆbp0 k,l）〕
・・・・・・（式１９）
ここで、Ｄｓ0 m,nは、補正露光量であり、ηｅは、後方散乱計数（前方散乱と後方散乱とのエネルギー比）であり、ηｆは、前方散乱とフォギー効果とのエネルギー比である。
【０１４８】
そして、再計算（ｋ回目）は、以下の〔式２０〕によって行う。
【０１４９】
Ｄｓk m,n＝Ｄａk,l〔１−｛Ｘ０／（Ｘ０−ΔＬ）｝（ηｅ・Ｅbpk m,n＋ηｆ・Ｆbpk k,l））〕
Ｅbpk m,n＝ΣΣＤｓk-1 n+i,m+j・Ｓｄn+i,m+j・Ｅｉｄi,j／ΣΣＤａk,l・Ｅｉｄi,j
Ｆbpk k,l＝ΣΣＥk-1 n+i,m+j・Ｆｉｄi,j／ΣΣＤａ・Ｆｉｄi,j
・・・・・・（式２０）
ただし、Ｆpbk k,lについては、前回計算の露光量より計算メッシュ内の総露光量を算出し、次に、これを計算メッシュの面積で割った結果である計算メッシュ内の平均露光密度Ｅk-1を用いる必要がある。
【０１５０】
この再計算を、所望の寸法精度に達するまで繰り返す。
【０１５１】
なお、この実施の形態では、各フォギーメッシュ毎に異なる描画パラメータが入力可能な描画装置を用いている。パラメータの入力例としては、「Ｄａ，ηｅ，ηｆ，Ｅth k,l」（組み合わせ１）のマップ、もしくは、「Ｄａk,lのマップ，ηｅp k,lのマップ，ηｆp k,lのマップ」（組み合わせ２）が考えられる。
【０１５２】
〔第４の実施の形態の効果〕
本実施の形態においては、フォギー効果と近接効果との両者を考慮した高精度の補正が可能であり、さらに、感度の面内補正のみでは変動してしまうパターンの粗密等による寸法特性を変動させないようにすることができる。したがって、レジスト段階での面内均一性を向上させることができる。
【０１５３】
また、露光量を制御しているので、後述する第５の実施の形態に比較して、描画やデータのグリッドに依存しない高精度での補正が可能である。
【０１５４】
〔第５の実施の形態〕
第５の実施の形態は、各フォギーメッシュ毎に露光パラメータを入力できる描画装置の使用を前提として、前述の第３の実施の形態において、エッチング均一性の補正を組み込む方法である。
【０１５５】
エッチングの面内分布（不均一性）は、レジストの面内分布が無視できる状態、すなわち、前述の第３の実施の形態を実施した状態では、エッチング変換差の面内分布と言える。
【０１５６】
したがって、均一なエッチング分布を得るには、レジスト寸法にエッチング変換差を相殺する面内分布を持たせる必要がある。
【０１５７】
まず、補正対象となる描画パターンを、フォギーメッシュ（本実施の形態では１ｍｍ角（四方））で分割する。
【０１５８】
そして、エッチング変換差の面内分布から、各フォギーメッシュにおけるレジストパターンの補正量を算出する。例えば、あるフォギーメッシュにおいて、平均値より５ｎｍ太く仕上がるとすれば、レジストの寸法目標値は、平均より５ｎｍ細く仕上げる。
【０１５９】
このような方法により、レジスト寸法補正値ΔＬのマップを決定する。
【０１６０】
図４は、描画パターンの元データとサイジングマップとの対応関係を示す概念図である。
【０１６１】
図４中の（ａ）に示す元データ（設計データ）の分布に対応して、図４中の（ｂ）に示すように、ΔＬの値に対応して、フォギーメッシュ毎に、レイヤ（Layer）を変えたマップデータを作成する。
【０１６２】
そして、元データとマップデータにおける特定レイヤとの論理和（ＡＮＤ）をとり、特定レイヤにおいて指定されているΔＬにより、サイジング処理を行う。
【０１６３】
この処理を順次繰り返すことにより、サイジング処理が異なるデータを作成していく。
【０１６４】
このサイジング処理が終了したら、データを合成し、描画データを作成する。
【０１６５】
このように作成された描画データを用いて、前述の第３の実施の形態における描画装置を用いて、描画を行う。
【０１６６】
〔第５の実施の形態の効果〕
本実施の形態においては、フォギー効果と近接効果の両者を考慮した高精度の補正が可能であり、さらに、感度の面内補正のみでは変動してしまうパターンの粗密等による寸法特性を変動させないようにすることができる。そして、エッチング段階での面内均一性を向上させることができる。
【０１６７】
この実施の形態においては、前述の第４の実施の形態に比較して、描画装置で行う計算量が少なくて済む。また、描画装置は、第３の実施の形態において使用する描画装置に相当する装置であり、簡易である。
【０１６８】
〔第６の実施の形態〕
前述の第１の実施の形態及び第２の実施の形態における初回計算式については、初期値であるので、精度をあまり高くせずとも、その後の計算回数が多ければ収束する。
【０１６９】
したがって、この初期値は、従来より用いられている以下の〔式２１〕のような露光量計算によって求めることも可能である。
【０１７０】
〔実際の露光量〕
＝〔基準ドーズ〕×〔近接効果補正の変調量〕×〔フォギー効果補正の変調量〕
・・・・・・（式２１）
〔第７の実施の形態〕
本実施の形態は、前述の第１乃至第６の実施の形態に係る電子ビーム描画方法を、半導体製造用のフォトマスクの製造方法に適用したものである。
【０１７１】
本実施の形態においては、まず、透明基板（１５２．４ｍｍ角（四方））上に遮光膜を有するフォトマスクブランクに遮光膜パターンを形成するために塗布されたレジス卜層に対し、第１の実施の形態における電子ビーム描画方法を用いて、面内に粗密差を有する微細パターンの描画を施す。
【０１７２】
次いで、レジス卜層を現像してレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして遮光膜をエッチングし、残存レたレジストパターンを剥離することによって、フォトマスクの製造が行われる。
【０１７３】
その結果、第１の実施の形態の電子ビーム描画方法によって得られる効果により、極めて寸法精度の高い遮光膜パターンを有するフォトマスクを製造することができる。
【０１７４】
また、第２乃至６の実施の形態における電子ビーム描画方法を用いた場合も同様に、それぞれの実施の形態の電子ビーム描画方法によって得られる効果により、極めて寸法精度の高い遮光膜パターンを有するフォトマスクを製造することができる。
【０１７５】
なお、本実施の形態においては、遮光膜パターンをマスクパターンとして有するフォトマスクの製造方法について述べているが、他のリソグラフィマスクの製造に適用してもよい。例えば、他のフォトマスクとして、位相シフト層をマスクパターンとして備える位相シフトマスクや、光露光用であるフォトマスクに限らず、Ｘ線露光のためのマスクや、電子線露光のためのマスクの製造にも用いることができ、また、透過型、反射型等、マスクの方式も問わず適用することができる。
【０１７６】
〔第８の実施の形態〕
本実施の形態は、前述の第１乃至第６の実施の形態に係る電子ビーム描画方法を実施するための電子ビーム描画装置である。なお、図６は、本実施の形態の電子ビーム描画装置の模式図である。
【０１７７】
本実施の形態の装置においては、図６のように、被露光体に対する描画パターンデータが記憶されているパターン情報記憶部１と、前述の第１乃至第６の実施の形態において求めた補正露光量を算出するためのコンピュータ２と、その算出されたデータを記憶するストレージ３を有する補正情報記憶部４と、パターン情報記憶部１から出力される補正対象の描画領域に含まれるパターン情報（パターン形状及びパターン位置）と補正情報記憶部４のストレージ３から出力される予め算出されたそのパターンに対する補正情報とにより補正露光量を制御する描画コントローラ５と、電子線６を放出する露光ヘッド７と、被露光体８を載置するステージ９と、露光機本体１０とにより、主に構成されている。
【０１７８】
本実施の形態による電子ビーム露光装置によれば、第１乃至第６の実施の形態の電子ビーム露光方法によって得られる効果により、極めて寸法精度の高いパターンを描画することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７９】
【図１】本発明に係る電子ビーム描画方法の第１の実施の形態の初回計算の概念図である。
【図２】本発明に係る電子ビーム描画方法の第１の実施の形態の再計算の概念図である。
【図３】本発明に係る電子ビーム描画方法の第２の実施の形態の再計算の概念図である。
【図４】本発明に係る電子ビーム描画方法の第５の実施の形態における描画パターンの元データとサイジングマップとの対応関係を示す概念図である。
【図５】レジスト上に描画されるパターンを示す平面図である。
【図６】本発明に係る第８の実施の形態の電子ビーム描画装置の模式図である。
【図７】従来の電子ビーム描画方法における初回計算の概念図である。
【図８】従来の電子ビーム描画方法における再計算の概念図である。
【符号の説明】
【０１８０】
１    パターン情報記憶部
２    コンピュータ
３    ストレージ
４    補正情報記憶部
５    描画コントローラ
６    電子線
７    露光ヘッド
８    被露光体
９    ステージ
１０  露光機本体
【図１】
2006310331.tif 000003
【図２】
2006310331.tif 000004
【図３】
2006310331.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2006310331.tif 000008
【図７】
2006310331.tif 000009
【図８】
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