(57)【要約】【課題】現像ローディング成分の抽出および現像阻害成分を取り除く現像方式などの複雑な工程を必要とせず、実際にマスク面内の寸法を測定し、その結果をフィードバックさせて局所的にパターン面積密度に応じた追加現像処理を行うことで、マスク面内の寸法誤差を低減する現像方法および現像装置を提供する。【解決手段】従来の通常現像処理（Ｓ１）により得た現像後のレジスト寸法を測定する（Ｓ２）。その寸法測定結果と実パターン面積密度と現像ローディングの影響距離から計算された領域に対して、追加現像処理（Ｓ３）を行う。追加現像後のレジスト寸法を測定し（Ｓ４）、現像ローディング成分が低減するまで繰り返しフィードバック成分計算（Ｓ５）が行われ、追加現像処理（Ｓ３）を行う。【選択図】図２
2015079048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成されたレジストパターンを現像する現像方法において、
現像後のレジストパターンの寸法測定を行い、
寸法測定した結果からレジストパターンの面積密度を求め、
求められた面積密度と現像ローディング影響距離から計算されたレジストパターンの領域に対して、追加現像処理を１回以上行い、
現像ローディングを低減してマスク基板の面内寸法誤差を低減することを特徴とする現像方法。
【請求項２】
前記追加現像処理は、実パターンの面積密度と現像ローディングの影響距離から計算された領域に対して、予め追加現像回数が設定されることを特徴とする請求項１に記載の現像方法。
【請求項３】
前記追加現像処理はインクジェット方式機構を搭載した現像ノズルによって現像液がレジストパターンに吐出されることを特徴とする請求項１または２に記載の現像方法。
【請求項４】
前記追加現像処理は追加現像処理が行われた後に希釈現像液又は純水を吐出して追加現像の反応を抑止させ、所望の寸法を得ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の現像方法を用いて、マスク基板を現像することを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスク製造方法に関するものであり、特に、現像工程におけるレジストパターン形成時に発生する現像ローディングを低減するための現像方法及び現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
（フォトマスク製造における現像ローディングの説明）
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。フォトリソグラフィでは、ステッパー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。フォトマスクのパターニングでは、その精度の高さと解像性の高さから、電子線描画機によるパターニングが主となっている。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。そのため、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、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。特に電子線用レジストでは、フォトレジストに比べて溶解速度が低く、現像ローディングの影響が大きいことが報告されている。現像ローディングによるパターン疎密の寸法差を最小限に抑えるためには、スプレー現像、パドル現像などの現像方式の最適化や、現像時間、現像レシピなどの現像条件の最適化が必要である。
【０００３】
（現像ローディングとフォギング現象の説明）
一方、電子線による露光の場合、パターンが密な領域ではフォギング（fogging）の現象が起こることが知られている。Foggingとは、描画機の電子銃より基板に打ち込まれた電子が、基板表面などで散乱、反射を起こし、一部の電子がレジスト面から飛び出していき、描画機チャンバーの内壁で更に反射して、再度レジストへ入射するものである。パターン密度が高いほどfoggingの影響は大きくなり、このfoggingの影響する領域は数十mmにも及ぶことが知られている。レジストはfoggingによる再入射電子のエネルギーによりうっすら感光し、foggingの影響を受けたパターン（現像での溶解部分）寸法では太りが生じる。このようなfoggingと現像ローディングの両方がパターン寸法に影響を与えており、foggingは描画機の補正機能により低減することができるが、現像ローディングを補正する機能については実用化がされていないためプロセス等で低減する必要がある。
【０００４】
このような問題を解決するために、現像ローディング成分のみを抽出する方法として、電子線露光と光露光を組み合わせた方法、また成分抽出用に発明されたパターンが提案されている。（特許文献１、２）また、現像時の現像阻害成分を取り除く、または低減するため様々な現像方式の発明が提案されている（特許文献３、４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−７８５５３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３２３０２号公報
【特許文献３】特開２００６−３１９３５０号公報
【特許文献４】特開２００４−２２７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現像ローディング成分を抽出する方法で成分抽出を行い、現像方法の最適化を行っても、レジスト種によって特性が異なることなどにより、現像ローディング成分を無くすことは難しい。また、現像時の現像阻害成分を取り除く現像方式においては、現像液をマスク面に滞留させないようにするため、マスク面上に現像液に浸されていない部分が発生してしまうため、欠陥面でのマスク品質の低下を招いてしまう可能性が高い吐考えられる。
【０００７】
そこで、本発明は現像ローディング成分の抽出及び現像阻害成分を取り除く現像方式などの複雑な工程を必要とせず、実際にマスク面内の寸法を測定し、その結果をフィードバックさせて局所的にパターン面積密度に応じた追加現像処理を行うことで、マスク面内の寸法誤差を低減する現像方法及び現像装置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】
【０００８】
そこで本発明の請求項１に記載の本発明は、
基板上に形成されたレジストパターンを現像する現像方法において、
現像後のレジストパターンの寸法測定を行い、
寸法測定した結果からレジストパターンの面積密度を求め、
求められた面積密度と現像ローディング影響距離から計算されたレジストパターンの領域に対して、追加現像処理を１回以上行い、
現像ローディングを低減してマスク基板の面内寸法誤差を低減することを特徴とする現像方法である。
【０００９】
請求項２に記載の本発明は、
前記追加現像処理は、実パターンの面積密度と現像ローディングの影響距離から計算された領域に対して、予め追加現像回数が設定されることを特徴とする請求項１に記載の現像方法である。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、
前記追加現像処理はインクジェット方式機構を搭載した現像ノズルによって現像液がレジストパターンに吐出されることを特徴とする請求項１または２に記載の現像方法である。
【００１１】
請求項４に記載の本発明は、
前記追加現像処理は追加現像処理が行われた後に希釈現像液又は純水を吐出して追加現像の反応を抑止させ、所望の寸法を得ることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の現像方法である。
【００１２】
請求項５に記載の本発明は、
請求項１から４のいずれかに記載の現像方法を用いて、マスク基板を現像することを特徴とする現像装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の現像方法及び現像装置は、前記のインクジェット方式機構を搭載した現像ノズルを有し、前記の追加現像方法により、現像ローディングによって生じたマスク基板面内の寸法差を低減し均一にすることができるという効果を有する。また、通常の現像工程後に適用している点から、適切なフィードバックが可能であり、且つ局所的な追加現像処理を行ったとしても、欠陥の原因となり得るレジスト溶解物は通常現像工程時の段階で大幅に消費されていることから、マスクの欠陥品質を低下させることなく、現像ローディングによって生じた寸法差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の現像装置及び現像方法の概略を示す図。（ａ）は現像ノズル５１がマスク基板１０１上の端に位置していることを示す図。（ｂ）は現像ノズル５１がマスク基板１０１を横切るように移動することを示す図。（ｃ）は得られたレジストパターン３１ａを示す図。
【図２】本発明に係る現像フローを示す図。
【図３】本発明のフィードバック成分計算方法を示す図。
【図４】現像ローディングの影響距離を加味して、作成した面積密度マップを示す図。
【図５】マスク面内の所望の領域における追加現像処理の積算現像回数を示す図。
【図６】寸法測定箇所対寸法変化量の関係を示す図。
【図７】従来の現像装置及び現像方法を示す図。（ａ）は現像ノズル５１がマスク基板１０１上の端に位置していることを示す図。（ｂ）は現像ノズル５１がマスク基板１０１を横切るように移動することを示す図。
【図８】本発明に係る現像装置及び現像方法を示す図。（ａ）はマスク基板１０１上の端にインクジェット方式機構を搭載した現像ノズル５２が位置していることを示す図。（ｂ）は現像ノズル５２が矢印９７で示す方向に移動しながら現像液滴８１を吐出することを示す図。
【図９】（ａ）は得られた密部のパターン３１ｃの出来上がり寸法７０を示す図。（ｂ）は疎部のパターン３１ｄの出来上がり寸法７１を示す図。
【図１０】実施例１の電子線描画機でレジスト塗布済み基板に描画された実パターン１１５を示す図。
【図１１】実施例１の実パターンを従来の通常現像方法で現像した後の寸法測定結果を示す。
【図１２】実施例１の導出されたパターン面積密度分布マップを示す図。
【図１３】実施例１の設定された各パターン面積密度に対する追加現像処理回数を示す図
【図１４】実施例１の追加現像後１、及び追加現像後２の５０％密度部の寸法が０％密度部とほぼ同等となったことを示す図。
【図１５】現像ノズル５２で純水液滴１３４を吐出して現像による反応を制御し、所望の寸法が得られたことを示す図。（ａ）は所望のパターン面積密度領域にインクジェット方式機構を搭載した現像ノズル５２によって現像液滴１３２を吐出することを示す図。（ｂ）は純水液滴１３４を吐出して現像液を希釈することで現像による反応を制御することを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、従来の現像方法について説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、従来の現像方法であるパドル現像方法を示している。図１（ａ）に示すように、現像ノズル５１はマスク現像処理用チャック５３上の、ガラス基板１１をレジスト３１で覆ったマスク基板１０１上の端に位置しており、図１（ｂ）に示すように端からマスク基板を横切るように移動することで、マスク基板１０１のレジスト３１上に現像液６１を盛って現像を行い、図１（ｃ）に示すような所望のレジストパターン３１ａを得る方法である。尚、符号２１は遮光膜である。
【００１６】
次いで、本発明のフィードバック方法について図２のフロー図を用いて説明する。まず、上記従来の通常現像処理（Ｓ１）により得た現像後のレジスト寸法を測定する（Ｓ２）。その寸法測定結果と実パターン面積密度と現像ローディングの影響距離から計算された領域に対して、追加現像処理（Ｓ３）を行う。そして、追加現像後のレジスト寸法を測定
し（Ｓ４）、現像ローディング成分が低減するまで繰り返しフィードバック成分計算（Ｓ５）が行われる。
【００１７】
次いで、本発明のフィードバック計算方法について説明する。図３に示す実パターン１０５に対して、パターンの面積密度を計算する。図３に示すパターンはそのパターン面積密度がＸ軸方向に０％（符号９１）→５０％（符号９２）→１００％（符号９３）のパターンを示しており、また符号１０７はメインパターンである。ここで本発明では面積密度が変化する境界部９４及び９５では境界部以外の領域と現像条件を変えて行う。
【００１８】
さらに、現像ローディングの影響距離を加味して、その影響距離を１グリッドとして図４に示すような面積密度マップを作成する（図４では面積密度を０〜２０％、２０〜４０％、４０〜６０％、６０〜８０％、８０〜１００％の区切りで作成したマップを示す）。図４に示すマップは面積率が変化する境界におけるパターンの面積密度の変化の様子を２次元的に示す模式図である。続いてパターンの面積密度がそのマップのパターン面積密度に基づいて、図５に示すようにマスク面内の所望の領域における追加現像処理の積算現像回数を決定する。尚、現像ローディングの影響距離については、あらかじめ基礎データとして図６に示すような寸法測定箇所対寸法変化量のデータを取得しておき、この影響距離より小さい範囲内でグリッド単位を定義し面積密度マップを作成する。尚、符号８０は現像ローディングの成分の影響距離を示す。即ち符号８０の部分はパターン面積が０％と５０％の境界部において現像を同一処理で行った場合に寸法の変化が生じてしまうことを示している。本発明は、このパターン面積が変化する境界部とパターン面積５０％の部分の寸法の変化量をなくすことである。
【００１９】
次に、本発明の現像装置構成について説明する。図７（ａ）、（ｂ）は従来の現像装置及び現像方法を示す図で、図８（ｃ）、（ｄ）は、本発明の現像装置構成と現像方法を説明するための図である。図７（ａ）に示すように、マスク現像処理用チャック５３上の、ガラス基板１１をレジスト３１で覆ったマスク基板１０１上の端に現像ノズル５１が位置しており、図７（ｂ）に示すように基板１０１の端から矢印９６で示す方向にマスク基板を横切るように移動することで、マスク基板１０１のレジスト３１上に現像液６１を盛って現像処理を行う。図７（ａ）、（ｂ）に示される現像装置には、従来の現像装置であるパドル現像装置を用いることが出来る。
【００２０】
その後、上記フィードバック方法に基づき、図８（ａ）、（ｂ）に示す現像装置及び現像方法によって、現像ノズル５２から所望の領域に対し追加現像処理を行う。本発明では、現像ノズル５２はインクジェット方式機構を搭載した現像ノズルであって、図８（ａ）に示すようにマスク現像処理用チャック５３上のガラス基板１１上に形成されたレジストパターン３１ｂで覆ったマスク基板１０１上の端にインクジェット方式機構を搭載した現像ノズル５２が位置しており、図８（ｂ）に示すように矢印９７で示す方向に移動する。この場合現像ノズルにインクジェット方式機構を搭載したノズルを用いることによって、マスク基板１０１のレジストパターン３１ｂ上に現像液６２を少量供給することが出来、過剰な現像処理を行わないようにすることが可能となる。
【００２１】
追加現像処理が完了したら、通常通り純水リンス及び回転乾燥処理を行い、再度レジスト寸法測定を行う。この追加現像処理による現像ローディング成分の補正が不足していた場合は、再度繰り返しフィードバック及び追加現像処理を行う。
【００２２】
以上より、図９（ａ）に示すパターン３１ｃの密部の出来上がり寸法７０と、図９（ｂ）に示すパターン３１ｄの疎部の出来上がり寸法７１の誤差をなくすことができる。且つ、現像液に溶けたレジスト溶解物によって引き起こされる欠陥の増加についても本方法により抑制できる。
【実施例１】
【００２３】
以下、本発明の現像装置及び現像方法の実施例を説明する。はじめにＣｒ（クロム）遮光膜付き６インチＱｚ（クオーツ）基板を準備し、この基板に化学増幅型ポジレジストを１５０ｎｍ膜厚にて塗布した。
【００２４】
次に、電子線描画機にて図１０に示す実パターン１１５を前記準備したレジスト塗布済み基板に描画した。パターンＡには１０００ｎｍのラインアンドスペースパターンを用いた。パターン密度は、０％と５０％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。
【００２５】
次に、描画後の基板に対しＰＥＢ処理（Ｐｏｓｔ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ  Ｂａｋｅ：露光後に行うベーキング処理）及び通常の（従来の）現像処理を行い、レジストパターンを形成する。そして、現像処理後のレジストパターンＡの寸法測定を走査型電子顕微鏡にて５０００倍の倍率により１ｍｍ間隔で測定した。寸法測定結果を図１１（この結果を比較例とする）に示す。
【００２６】
次いで、図１０に示すパターンの面積密度を現像ローディングの影響距離から図１２に示すようなパターン面積密度分布マップを作成する。さらに、図１３に示すような各パターン面積密度領域に対する現像処理回数を設定する。以上より、パターン面積密度に対する現像処理回数を導出し、追加現像処理を行う。
【００２７】
追加現像処理後の寸法測定の結果、図１４の追加現像後１に示すように５０％密度部に発生していた現像ローディング成分が低減していることが確認できた。しかし、０％密度部との差がまだ見られているため、追加現像処理を再度行った。その結果、図１４の追加現像後２に示すように５０％密度部の寸法が０％密度部とほぼ同等になり、現像ローディング成分が低減できていることを確認した。
【００２８】
また本実施例においては、図１５（ａ）に示すように所望のパターン面積密度領域にインクジェット方式機構を搭載した現像ノズル５２によって現像液滴１３２を吐出し、レジスト３１上に現像液１３１を塗付し所望の現像時間が経過した後に、図１５（ｂ）に示すように追加現像と同様の方法でインクジェット方式機構を搭載した現像ノズル５２で純水液滴１３４を吐出して純水１３３を塗付し現像液を希釈（希釈された現像液を符号１３５で示す）することで、現像による反応を制御し、所望の寸法が得られた。
【００２９】
以上のように本発明の現像方法及び現像装置によれば、フォトマスク製造における現像工程のレジストパターン形成時に発生する現像ローディングの影響を低減することが出来、マスク面内の寸法誤差を低減することが出来る。
【符号の説明】
【００３０】
１１・・・ガラス基板
２１・・・遮光膜
３１・・・レジスト
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ・・・現像処理によって得られたレジストパターン
３２・・・露光部
３３・・・レジスト溶解物
５１・・・現像ノズル
５２・・・インクジェット方式搭載型現像ノズル
５３・・・マスク現像処理用チャック
６１・・・現像液
６２・・・現像液滴
７０・・・実レジストパターン
８０・・・現像ローディング成分の影響距離
８１・・・現像液滴
９１・・・面積密度が０％のパターン
９２・・・面積密度が５０％のパターン
９３・・・面積密度が１００％のパターン
９４・・・面積密度が変化する境界部
９５・・・面積密度が変化する境界部
９６・・・現像ノズルの移動方向
９７・・・現像ノズル（インクジェット機構のノズル）の移動方向
１０１・・・実パターンマスク基板
１０５・・・実パターン
１０６・・・パターン面積密度マップ
１０７・・・メインパターン
１１５・・・実施例１の実パターン
１１６・・・実施例１の実パターン面積密度マップ
１２０・・・実施例１の現像ローディング成分の改善
１３１・・・実施例１の現像液
１３２・・・実施例１の現像液滴
１３３・・・実施例１の純水
１３４・・・実施例１の純水液滴
１３５・・・実施例１の純水により希釈された現像液
【図１】
2015079048.tif 000003
【図５】
2015079048.tif 000004
【図７】
2015079048.tif 000005
【図８】
2015079048.tif 000006
【図９】
2015079048.tif 000007
【図１０】
2015079048.tif 000008
【図１１】
2015079048.tif 000009
【図１３】
2015079048.tif 000010
【図１４】
2015079048.tif 000011
【図１５】
2015079048.tif 000012
【図２】
2015079048.tif 000013
【図３】
2015079048.tif 000014
【図４】
2015079048.tif 000015
【図６】
2015079048.tif 000016
【図１２】
2015079048.tif 000017