(57)【要約】【課題】フォトマスク面内の回路パターン密度分布に加え、パターン面積密度と寸法変動量の関係式あるいは基準テーブルを用いて照射エネルギー量を調整することで、現像ローディングによるパターン疎密の寸法差を精度良く補正するパターン描画方法を提供する。【解決手段】算出した各現像ローディング効果小区画における寸法変動量マップと、寸法変動量と照射エネルギー補正量との関係式あるいは基準テーブルから、各現像ローディング効果小区画の照射エネルギー補正量マップを作成するパターン描画方法。【選択図】図２
2011034000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトマスクブランクスに描画する回路パターンを、現像ローディングの影響が出る現像ローディング効果小区画に分割し、
前記回路パターンを前記フォトマスクブランクスに描画する際に、１つの現像ローディング効果小区画に対して、他の現像ローディング効果小区画から現像液中に溶解するレジストの拡散による影響度を算出し、算出した前記レジストの拡散による影響度に各前記現像ローディング効果小区画における前記回路パターンの密度を乗じることにより、前記レジスト拡散の影響度マップを作成し、
前記算出された各前記現像ローディング効果小区画における前記レジスト拡散による影響度と、前記レジスト拡散による影響度と寸法変動量の関係式あるいは基準テーブルから、各前記現像ローディング効果小区画における寸法変動量マップを作成し、
前記算出した各前記現像ローディング効果小区画における前記寸法変動量マップと、前記寸法変動量と照射エネルギー補正量との関係式あるいは前記基準テーブルから、各前記現像ローディング効果小区画の前記照射エネルギー補正量マップを作成することを特徴とするパターン描画方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン描画方法を備えることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項３】
請求項１に記載のパターン描画方法を用いることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載のパターン描画装置を用いることを特徴とするフォトマスク製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載のパターン描画方法を用いて製造されたフォトマスク。
【請求項６】
請求項２に記載のパターン描画装置を用いて製造されたフォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン描画方法に関し、特に、パターン描画装置における照射エネルギー補正によるパターン描画方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスなど微細加工が要求されるパターンの形成には、光学的にパターンを転写する方法（フォトリソグラフィ）が用いられていた。
【０００３】
フォトリソグラフィでは、ステッパ等の露光装置を用い、原版となるフォトマスクに光を照射することにより、フォトマスクのパターンを対象物（ウェハなど）上に転写している。フォトマスクはパターン転写の原版であるため、高い寸法精度が求められる。
【０００４】
フォトマスクでは、密な領域と疎なパターン領域が混在する場合がある。
【０００５】
フォトマスク作製のリソグラフィ工程における現像工程においては、例えばポジレジストの場合、パターンが密な領域で現像液が局所的に不足することにより、パターン寸法（スペース部寸法）に細りが生じる現象（現像ローディング）が起こることが知られている。
【０００６】
そこで、特許文献１には、現像ローディングによるパターン疎密の寸法差を抑えるために、パターン描画装置で照射エネルギー量を調整する方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００７】
具体的に特許文献１は、現像ローディングによるパターン疎密の寸法差を抑えるために、フォトマスク面内の回路パターン密度分布から、パターン描画装置での照射エネルギー量を調整する方法である。しかし、現像ローディングによるパターン疎密の寸法差を精度良く補正することが困難になってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１５０２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、フォトマスク面内の回路パターン密度分布に加え、パターン面積密度と寸法変動量の関係式あるいは基準テーブルを用いて照射エネルギー量を調整することで、現像ローディングによるパターン疎密の寸法差を精度良く補正するパターン描画方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る発明は、フォトマスクブランクスに描画する回路パターンを、現像ローディングの影響が出る現像ローディング効果小区画に分割し、回路パターンをフォトマスクブランクスに描画する際に、１つの現像ローディング効果小区画に対して、他の現像ローディング効果小区画から現像液中に溶解するレジストの拡散による影響度を算出し、算出したレジストの拡散による影響度に各現像ローディング効果小区画における回路パターンの密度を乗じることにより、レジスト拡散の影響度マップを作成し、算出された各現像ローディング効果小区画におけるレジスト拡散による影響度と、レジスト拡散による影響度と寸法変動量の関係式あるいは基準テーブルから、各現像ローディング効果小区画における寸法変動量マップを作成し、算出した各現像ローディング効果小区画における寸法変動量マップと、寸法変動量と照射エネルギー補正量との関係式あるいは基準テーブルから、各現像ローディング効果小区画の照射エネルギー補正量マップを作成することを特徴とするパターン描画方法としたものである。
【００１１】
本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載のパターン描画方法を備えることを特徴とするパターン描画装置としたものである。
【００１２】
本発明の請求項３に係る発明は、請求項１に記載のパターン描画方法を用いることを特徴とするフォトマスクの製造方法としたものである。
【００１３】
本発明の請求項４に係る発明は、請求項２に記載のパターン描画装置を用いることを特徴とするフォトマスク製造方法としたものである。
【００１４】
本発明の請求項５に係る発明は、請求項１に記載のパターン描画方法を用いて製造されたフォトマスクとしたものである。
【００１５】
本発明の請求項６に係る発明は、請求項２に記載のパターン描画装置を用いて製造されたフォトマスクとしたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フォトマスク面内の回路パターン密度分布に加え、パターン面積密度と寸法変動量の関係式あるいは基準テーブルを用いて照射エネルギー量を調整することで、現像ローディングによるパターン疎密の寸法差を精度良く補正するパターン描画方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る現像ローディング効果補正小区画の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る現像ローディング評価パターンの一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る照射エネルギー補正量と寸法変動量との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るレジスト拡散影響度と寸法変動量との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る現像ローディング効果による寸法変動量を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る現像ローディング効果によるレジスト拡散影響度を示す図である。
【図７】本発明の実施例に係る現像ローディング評価パターンを示す図である。
【図８】比較例に係る現像ローディング補正を適用しない場合の現像ローディング効果による寸法変動量を示す図である。
【図９】本発明の実施例に係る現像ローディング補正を適用した場合の現像ローディング効果による寸法変動量を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ、説明する。
【００１９】
本発明の実施の形態に係る照射エネルギー補正量の演算方法の流れの一例について説明する。
【００２０】
まず、図１に示すように、基板面内の描画領域について、μｍ〜ｍｍオーダ、例えば、０．５〜１ｍｍの寸法でメッシュ状に分割された現像ローディング効果補正用の単位領域を定義する。
【００２１】
次に、各現像ローディング効果補正単位領域（ｘ，ｙ）における、現像ローディング効果を補正する照射エネルギー補正量α（ｘ，ｙ）を計算する。現像時に現像液へ溶解したレジストの拡散分布は、拡散半径σのガウス分布で近似でき、基板面内の任意の点（ｘ，ｙ）における現像液へ溶解したレジスト拡散影響度Ｅ（ｘ，ｙ）は以下の式（１）に示すように求められる。
【００２２】
【数１】
2011034000.tif 000003
【００２３】
式（１）より、各現像ローディング効果補正単位領域（ｘ，ｙ）におけるレジスト拡散影響度Ｅ（ｘ，ｙ）は、以下の式（２）に示すように表される。ここでγは現像ローディング効果補正係数、ρ（ｘ、ｙ）は現像ローディング効果補正用単位領域におけるパターン面積密度、Ｓｍｅｓｈは現像ローディング効果補正用の単位領域の面積である。
【００２４】
【数２】
2011034000.tif 000004
【００２５】
次に、レジスト拡散影響度Ｅとパターン寸法変動量Ｌの関係を任意の関数にする。
【００２６】
【数３】
2011034000.tif 000005
【００２７】
この式（３）から、各現像ローディング補正単位領域（ｘ，ｙ）におけるパターン寸法変動量Ｌ（ｘ，ｙ）が算出できる。
【００２８】
次に、パターン寸法変動量Ｗとその寸法変動量を補正するための照射エネルギー補正量αの関係を任意の関数にする。
【００２９】
【数４】
2011034000.tif 000006
【００３０】
この式（４）から、各現像ローディング補正単位領域（ｘ，ｙ）における現像ローディング効果を補正するための照射エネルギー補正量α（ｘ，ｙ）が算出できる。
【００３１】
次に、上記現像ローディング補正に必要な各パラメータ及び関数の算出方法の一例を示す。
【００３２】
現像ローディング評価用の基板として、Ｃｒ遮光膜付き６インチＱｚ基板を準備し、この基板上に化学増幅型電子線用ポジ型レジストをコートする。
【００３３】
次に、電子線描画装置を用いて、図２に示すパターンを描画する。図２に示すように、パターンＡ１からＡ５は、寸法測定パターンである。また、パターンＢからＩは、ダミーパターンであり、そのパターン密度をＢ＜Ｃ＜Ｄ＜Ｅ＜Ｆ＜Ｇ＜Ｈ＜Ｉの順番で設定する。ダミーパターンＢのパターン密度は、できるだけ小さいほうが好ましい。また、このダミーパターンの電子線照射量は、このパターンＢからＩのパターン密度と電子線照射量の関係がパターン密度＝ｋ／電子線照射量となるように設定する。また、ダミーパターンは、寸法測定パターン内の寸法測定箇所に、近接効果の影響を与えないよう、寸法測定箇所から、距離を開けて配置する。また、ダミーパターンは、指定した電子線照射量にて描画するために、電子線描画装置でのかぶり補正機能や近接効果補正機能等の電子線照射量補正機能を用いない。また、パターンＪ１からＪ６は、それぞれ電子線照射量が異なる寸法測定パターンである。
【００３４】
次に、上記基板にＰＥＢ（Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｂａｋｅ）及び現像処理をして寸法測定パターンを測定し、現像ローディング補正に必要な各パラメータ及び関数を下記方法にて算出する。
【００３５】
まず、パターン寸法変動量とその寸法変動量を補正するための相対照射量の関係式の作成方法について説明する。電子線照射量の異なるＪ１からＪ６の寸法測定パターンを測定し、電子線照射エネルギー補正量と寸法変動量の関係をグラフにする。図３は、本発明の実施の形態に係る照射エネルギー補正量と寸法変動量との関係を示す図である。図３に示すプロットを任意の関数に近似、あるいはその基準テーブルを作成する等により、式（４）が作成できる。なお、本発明の実施の形態においては、６個の寸法測定パターンを設けているが、この個数に限定されない。
【００３６】
次に、レジスト拡散影響度とパターン寸法変動量の関係式の作成方法について説明する。ダミーパターンＢからＩのパターン密度と電子線照射量の関係が、パターン密度＝ｋ／電子線照射量の関係にあるので、ダミーパターンＢからＩが、寸法測定パターンＡ１からＡ５の測定部ｂからｉに与えるｆｏｇｇｉｎｇによるエネルギー量は同じになる。一方、ダミーパターンＢからＩのパターン密度の違いから、寸法測定パターンＡ１からＡ５の測定部ｂからｉに与える現像ローディングの影響が異なる。従って、寸法測定パターンＡ１からＡ５の測定部ｂからｉが、ダミーパターンＢからＩより受けるｆｏｇｇｉｎｇの影響は同じであるが、現像ローディングの影響は異なる。この現像ローディングの影響により、測定部ｂからｉのパターン寸法に違いが生じる。
【００３７】
ここで、測定部ｂを基準にして測定部ｃからｉとのパターン寸法差をそれぞれ計算する。一方、ダミーパターンＢのパターン密度を基準にしてダミーパターンＣからＩのパターン密度の差を計算する。このパターン密度の差は現像液へのレジスト拡散量の差になるので、レジスト拡散影響度の差となる。ここで、ダミーパターンＢのパターン密度はできるだけ小さくしていることから、パターン密度はほぼ０と解釈でき、先のレジスト拡散影響度の差はレジスト拡散影響度としてよい。このレジスト拡散影響度と先に計算したパターン寸法差すなわち寸法変動量をグラフにしたものが、図４である。この関係を任意の関数に近似、あるいはその基準テーブルを作成する事により式（３）が作成でき、０から１までの任意のレジスト拡散影響度とそのときのパターン寸法変動量が出せるようになる。なお、本発明の実施の形態においては、８個のダミーパターンを設けているが、この個数に限定されない。
【００３８】
次に、拡散半径σと現像ローディング効果補正係数γの算出方法について説明する。まず、寸法測定パターンであるＡ１とＡ５を測定し、その差を算出する。そのグラフを図５に示す。次に、レジスト拡散影響度Ｅとパターン寸法変動量Ｌの式（３）を用いて、図５の縦軸を寸法変動量からレジスト拡散影響度に変換する。そのグラフを図６に示す。このグラフを式（１）の関数にフィッティングさせ、その際のσとγを算出する。
【００３９】
上述したように、本発明の実施の形態は、フォトマスク面内の回路パターン密度分布に加え、パターン面積密度と寸法変動量の関係式あるいは基準テーブルを用いて照射エネルギー量を調整することにより、現像ローディングによるパターン疎密の寸法差を精度良く補正することができ、フォトマスクの寸法面内均一性を改善することができる。
【実施例】
【００４０】
本発明の実施例について説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるわけではない。
【００４１】
まず、現像ローディング評価用の基板として、Ｃｒ遮光膜付き６インチＱｚ基板を実施例用及び比較例用として２枚準備した。次に、Ｃｒ遮光膜付きＱｚ基板上に化学増幅型電子線用ポジ型レジストを膜厚２００ｎｍにコートした。ここで、以下、Ｃｒ遮光膜付きＱｚ基板、化学増幅型電子線用ポジ型レジストを有するものを「基板」という。
【００４２】
次に、電子線描画装置を用いて、基板に図７に示すパターンを描画した。パターンＫ及びＫ’には、１０００ｎｍのラインアンドスペースパターンを用いた。パターンＭにはパターン密度１００％のパターン内全面描画パターンを用いた。パターンＮにはパターン密度２５％になるように１０００ｎｍのラインアンドスペースパターンを用いた。
【００４３】
パターンＮの電子線照射量は、パターンＭの電子線照射量の４倍になるように設定した。また、パターンＭ及びＮは、電子線描画装置でのかぶり補正機能や近接効果補正機能等の露光量補正機能を用いなかった。
【００４４】
実施例用の基板のパターンＫ及びＫ’の電子線照射量には、前述した方法にて作成した現像ローディング補正を適用し、比較例用の基板のパターンＫ及びＫ’の電子線照射量には、現像ローディング補正を適用しなかった。
【００４５】
次に、上記基板にＰＥＢおよび現像処理を施し、それぞれ基板のパターンＫ及びＫ’を走査型電子顕微鏡にて５００００倍の倍率でパターンＫとパターンＫ’の１０００ｎｍのスペース部を１ｍｍ間隔で測長し、その差分から現像ローディングによる寸法変動量を算出した。
【００４６】
現像ローディング補正を適用した基板（実施例）の現像ローディングによる寸法変動量の結果を図９に示し、現像ローディング補正を適用しなかった基板（比較例）の現像ローディングによる寸法変動量の結果を図８に示す。
【００４７】
図９に示すように、現像ローディング補正を適用した基板（実施例）は、パターン疎部から密部まで均一な傾向になり、現像ローディングが精度良く補正できていることが確認できた。一方に、図８に示す現像ローディング補正を適用しなかった基板（比較例）は、パターン疎密の寸法差の補正ができなくなってしまう。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、フォトマスクの面内寸法均一性の改善方法として有用であり、半導体デバイスやＤＶＤ等の記録デバイス、カラーフィルタなどの製造において用いられるフォトマスクの製造工程におけるパターン描画に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４９】
Ａ１…寸法測定パターン、Ａ２…寸法測定パターン、Ａ３…寸法測定パターン、Ａ４…寸法測定パターン、Ａ５…寸法測定パターン、Ｂ…ダミーパターン、Ｃ…ダミーパターン、Ｄ…ダミーパターン、Ｅ…ダミーパターン、Ｆ…ダミーパターン、Ｇ…ダミーパターン、Ｈ…ダミーパターン、Ｉ…ダミーパターン、Ｊ１…寸法測定パターン、Ｊ２…寸法測定パターン、Ｊ３…寸法測定パターン、Ｊ４…寸法測定パターン、Ｊ５…寸法測定パターン、Ｊ６…寸法測定パターン、Ｋ…寸法測定パターン、Ｋ’…寸法測定パターン、Ｍ…ダミーパターン、Ｎ…ダミーパターン、
【図３】
2011034000.tif 000007
【図４】
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【図５】
2011034000.tif 000009
【図６】
2011034000.tif 000010
【図７】
2011034000.tif 000011
【図８】
2011034000.tif 000012
【図９】
2011034000.tif 000013
【図１】
2011034000.tif 000014
【図２】
2011034000.tif 000015