(57)【要約】【課題】工程数を増加させることなく、パターン寸法の精度を向上させ得るレチクル製造方法を提供する。【解決手段】レチクル基板に化学増幅型レジスト膜を形成し、該化学増幅型レジスト膜をプリベークし、該化学増幅型レジスト膜にレチクルパターンを描画し、該描画領域にＰＥＢ処理を行う。レチクルパターンの描画データに基づいて、描画領域のパターン密度ＰＤを算出し、該パターン密度に基づいてＰＥＢ処理工程における化学増幅型レジスト膜への加熱量を調節する。【選択図】　　　　図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レチクルイメージのパターン密度を算出し、該パターン密度に基づいてＰＥＢ処理を行うことを特徴とするレチクル製造方法。
【請求項２】
レチクル基板に化学増幅型レジスト膜を形成し、該化学増幅型レジスト膜をプリベークし、該化学増幅型レジスト膜にレチクルパターンを描画し、該描画領域にＰＥＢ処理を行うレチクル製造方法であって、
前記レチクルパターンの描画データに基づいて、前記描画領域のパターン密度を算出し、該パターン密度に基づいてＰＥＢ処理工程における化学増幅型レジスト膜への加熱量を調節することを特徴とするレチクル製造方法。
【請求項３】
レチクル基板に化学増幅型レジスト膜を形成し、該化学増幅型レジスト膜をプリベークし、該化学増幅型レジスト膜にレチクルパターンを描画し、該描画領域にＰＥＢ処理を行うレチクル製造方法であって、
前記レチクルパターンの描画データを複数の格子領域に分割し、各格子領域のパターン密度を算出し、該パターン密度に基づいてＰＥＢ処理工程における化学増幅型レジスト膜への加熱量を調節することを特徴とするレチクル製造方法。
【請求項４】
レチクル基板に化学増幅型レジスト膜を形成し、該化学増幅型レジスト膜をプリベークし、該化学増幅型レジスト膜にレチクルパターンを描画し、該描画領域にＰＥＢ処理を行うレチクル製造方法であって、
前記レチクルパターンの描画データを複数の格子領域に分割し、各格子領域のパターン占有率を算出し、該パターン占有率に基づいてＰＥＢ処理工程における化学増幅型レジスト膜への加熱量を調節することを特徴とするレチクル製造方法。
【請求項５】
前記加熱量は、ＰＥＢ装置のＸＹステージの滞在時間を調整して行うことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のレチクル製造方法。
【請求項６】
前記加熱量は、ＰＥＢ装置において化学増幅型レジスト膜に向かって送風する空気の温度を調整して行うことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のレチクル製造方法。
【請求項７】
レチクルパターンの描画データを生成する描画データ処理部と、
前記描画データに基づいてレチクルイメージデータを生成し、該レチクルイメージデータを複数の格子領域に分割し、該格子領域のパターン密度を算出するレチクルイメージデータ処理部と、
前記パターン密度に基づいて、ＰＥＢ装置のＸＹステージの滞在時間を制御して、レチクル基板上のレジストパターンの寸法誤差の面内不均一性を均一化するベークポイント制御装置と
を備えたことを特徴とするレチクル製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体装置のリソグラフィ工程で使用するレチクルの製造方法に関するものである。
【０００２】
近年、半導体装置は益々高集積化及び微細化が進んでおり、その微細化をさらに推し進めるために、リソグラフィ工程においてより微細なレジストパターンを形成する必要がある。また、微細なレジストパターンを形成するために、リソグラフィ工程で使用するレチクルのパターン精度を向上させることが必要であるとともに、そのレチクル製造工程の工程数の増大を防止することが必要となっている。
【０００３】
【従来の技術】
近年のリソグラフィ技術においては、生産性の向上等を目的として、化学増幅型レジストに代表される高感度レジストの採用が進んでいる。高感度レジストは、一般のレジストに比して高感度ではあるが、ベーキング温度やベーキング時間に対する寸法変化が激しく、高精度のベーキングが不可欠である。
【０００４】
また、露光からベーキングまでの時間に依存して寸法の変化が発生するため、基板上には露光からの経過時間に依存した寸法誤差分布が発生することが知られている。
【０００５】
例えば、電子ビーム露光等の逐次露光方法では、露光時間が長いだけでなく、露光の速度もパターン密度に依存して変えられたりするため、寸法の変動要因がより複雑になっている。
【０００６】
また、露光の終了後から露光後ベーク（ＰＥＢ：Ｐｏｓｔ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ　Ｂａｋｅ）までの時間に依存して、雰囲気の影響や発生した酸触媒の影響を受ける。
ステッパ等の光露光で用いられるレチクルもリソグラフィ技術を用いて製造されるが、レチクル製造工程においては、高感度レジストを用いても、一時間を超える露光時間を必要とする高密度データの露光もある。
【０００７】
この露光時間の長さに依存する寸法変動は、レチクルパターンの高精度化の要求に対し許容されるものではない。
また、特にレチクルの場合にはその外形形状が方形で厚さも数ｍｍと厚く、さらに熱伝導性が著しく悪い石英等のガラスでできているため、円形で熱伝導性に優れたウェハに比して複雑な熱特性を示し、レジスト膜の均一なベーキングを一層困難にしている。
【０００８】
このような高感度レジストを使用して、レチクルパターンの高精度化を図るパターン形成方法が、特開平１１−１９４５０６号公報に開示されている。
すなわち、寸法分布の均一化を目的に２回のベーキング工程を行い、各工程間においてパターン寸法の測定を行うことでＰＥＢ工程を含む第一のベーキング工程後に光学的に反応したレジストパターンの寸法を測定する。
【０００９】
次いで、その測定結果に基づいて、第二のベーキング工程で寸法誤差分布の面内不均一を均一化するようなベーキングを行う方法が開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のようなパターン形成方法では、２回のベーキング工程を必要とするため、工程数が増大するという問題点がある。
【００１１】
また、レジストパターンの寸法測定は、クローム（Ｃｒ）等の遮光膜の寸法測定に比して、測定ばらつきが大きく、第二のベーキング工程で寸法誤差を確実に補正するためのデータを得ることができない。
【００１２】
また、第一のベーキング工程後のレジストパターンの寸法測定は、サンプルの測定で代替することはできるが、依然として２回のベーキング工程を必要とするため、工程数の増大を防止することはできない。
【００１３】
この発明の目的は、工程数を増加させることなく、パターン寸法の精度を向上させ得るレチクル製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
レチクル基板に化学増幅型レジスト膜を形成し、該化学増幅型レジスト膜をプリベークし、該化学増幅型レジスト膜にレチクルパターンを描画し、該描画領域にＰＥＢ処理を行うレチクル製造方法において、前記レチクルパターンの描画データに基づいて、前記描画領域のパターン密度を算出し、該パターン密度に基づいてＰＥＢ処理工程における化学増幅型レジスト膜への加熱量を調節する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化したレチクル製造方法及びレチクル製造装置の一実施の形態を図面に従って説明する。
【００１６】
図１に示すように、レチクル製造に先立って、描画データ処理部１ではレチクルパターンの描画データの生成が行われ、生成された描画データは描画データファイル２に格納される。
【００１７】
次いで、描画データファイル２に格納されている描画データと、描画配置情報及び変換パラメータ入力部３から入力されるデータに基づいて、レチクルイメージデータ処理部４でイメージデータ処理が行われ、その処理結果が密度定義ファイル５に格納される。
【００１８】
そして、密度定義ファイル５に格納されたデータに基づいて、ベークポイント制御装置６が動作して、ＰＥＢ装置の制御が行われる。
前記レチクルイメージデータ処理部４の処理内容を図２に示す。描画データファイル２からの描画データの入力に続いて（ステップ１）、まず描画データの座標変換を行う（ステップ２）。
【００１９】
描画データの中心座標は、各データ領域の左下部に設定されているが、描画配置情報及び変換パラメータ入力部３から入力される描画配置情報は、原点座標をデータ領域の中心として設定されている。
【００２０】
そこで、描画データの中心座標を描画配置情報の中心座標と一致するように、各データ領域の原点座標がデータ領域の中心となるように変換する。
次いで、描画配置情報に基づいて全描画データをレチクルイメージに展開する（ステップ３）。次いで、展開後の描画データでパターンの重複部分の検出を妥当性チェックとして行い（ステップ４）、重複部分がなければ、描画データの合成処理を行う（ステップ５）。このような描画データの合成処理により、図６に示すレチクルイメージ７が生成される。
【００２１】
次いで、レチクルイメージ７を多数の格子領域８に分割する（ステップ６）。例えば図６において、レチクルイメージ７は変換パラメータに基づいて、実際のパターン領域に若干のマージンを見込んで１５０ｍｍ□の有効領域で設定され、格子領域８は有効領域を２０分割した７．５ｍｍ□として設定される。
【００２２】
次いで、分割された格子領域８のパターン密度を算出し（ステップ７）、そのパターン密度に基づいて前記密度定義ファイル５を生成する（ステップ８）。
密度定義ファイル５に格納されるデータは、次のようなものである。
【００２３】
最小パターン寸法；　図６に示すように、格子領域８内のパターンの最小幅ｗ１を格納する。同図に示す例では、例えば３００ｎｍとして格納される。
最小スペース寸法；　格子領域８内のパターン間の最小間隔ｗ２を格納する。図６に示す例では、例えば２００ｎｍとして格納される。
【００２４】
格子の左下座標；　レチクルイメージ７の原点座標に対する格子の左下角Ｃ１のＸ，Ｙ座標が格納される。
格子の左上座標；　レチクルイメージ７の原点座標に対する格子の左上角Ｃ２のＸ，Ｙ座標が格納される。
【００２５】
格子の右上座標；　レチクルイメージ７の原点座標に対する格子の右上角Ｃ３のＸ，Ｙ座標が格納される。
格子の右下座標；　レチクルイメージ７の原点座標に対する格子の右下角Ｃ４のＸ，Ｙ座標が格納される。
【００２６】
格子中心座標；　レチクルイメージ７の原点座標に対する格子の中心Ｃ５のＸ，Ｙ座標が格納される。
格子の面積；各格子の面積が格納される。図６に示す例では、７．５ｍｍ□の格子の面積として、５６．２５ｍｍ２の値が格納される。
【００２７】
格子内総パターン面積；格子領域８内のパターン部分の総面積が格納される。図６に示す例では、３３．８６ｍｍ２の値が格納される。
パターン密度；格子の面積に対する格子内総パターン面積の比率を格納する。レチクルイメージ７上での各格子領域８のパターン密度分布ＰＤは、図７に示すように、通常のデバイスでは中央部分のパターン密度が高く、周囲部分のパターン密度が低くなる。
【００２８】
パターン占有率；パターン密度×１００を算出して、パターン占有率として格納する。図７においては、各格子領域８のパターン占有率を円の大きさで相対的に表したものであり、最大パターン占有率は６０％、最小パターン占有率は０．１％である。
【００２９】
図４は、ＰＥＢ装置９の概要を示す。ＸＹステージ駆動回路部１０はベークポイント制御装置６から出力される制御信号に基づいて、モータコントローラ１１を制御する。
【００３０】
モータコントローラ１１は、Ｘモータ１２及びＹモータ１３を制御して、ＸＹステージ１４をＸ方向あるいはＹ方向に移動させる。
図５に示すように、ＸＹステージ１４上にはクールプレート１５を介してレチクル基板１６が載置され、レチクル基板１６の上方にガイドプレート１９が設けられる。
【００３１】
温調制御回路部１７には、前記ＸＹステージ駆動回路部１０からＸＹステージの位置情報が入力されるとともに、ベークポイント制御装置６から温調制御情報が入力される。そして、温調制御回路部１７は入力情報に基づいて温調制御部１８を制御する。
【００３２】
前記温調制御部１８は、温調制御回路部１７から出力される制御信号に基づいて、送風管２０から９５°に温調された空気をレチクル基板１６上にスポット状に送風する。
【００３３】
送風管２０の送風口は、熱拡散を考慮して、格子領域より小さい６ｍｍ□で構成される。
次に、レチクル製造工程を図３に従って説明する。レチクル基板１６の表面にポジレジストを塗布し（ステップ１１）、プリベーク装置によりプリベーク処理を行う（ステップ１２）。
【００３４】
次いで、電子ビーム露光装置でレチクル基板１６に対しレチクルパターンの描画を行う（ステップ１３）。
次いで、ベークポイント制御装置６の制御に基づいて、ＰＥＢ装置９によりレチクル基板１６上の描画領域にＰＥＢ処理を行う（ステップ１４）。すなわち、ＰＥＢ処理はＸＹステージ１４をＸ方向あるいはＹ方向にステップ移動させて、各格子領域毎に行う。
【００３５】
そして、図８に示すように、対象となる格子領域８のパターン占有率が６０％の場合には、ＸＹステージ１４を１５秒間滞在させて、温調した空気をレジスト膜面に向けて送風する。
【００３６】
また、対象となる格子領域８のパターン占有率が３０％の場合には、ＸＹステージ１４を３０秒間滞在させて、温調した空気をレジスト膜面に向けて送風する。
【００３７】
このようにして、各格子領域８のパターン占有率に基づいて、ＸＹステージ１４の滞在時間を線形補正する。
また、上記補正処理に加えて、ステップ１３でのパターン描画からＰＥＢ処理を行うまでの時間についての補正処理も行う。すなわち、パターン描画からＰＥＢ処理を施すまでの高感度レジストの触媒反応の経時変化に対し、ＸＹステージ１４の滞在時間を線形補正する。
【００３８】
図９に示すように、パターン描画処理からＰＥＢ処理までの経過時間が長くなるにつれて、格子領域８内のパターン間のスペース寸法が大きくなる。描画処理から２４０分経過したとき、５０ｎｍの寸法誤差が発生するとき、６０分経過する毎に平均１２．５ｎｍの寸法誤差が発生する。
【００３９】
そこで、ＰＥＢ処理において、描画処理から２４０分近く経過した格子領域８では、ＸＹステージ１４を３２秒間滞在させ、６０分経過した格子領域８では２４秒間滞在させるというような線形補正を行う。
【００４０】
次いで、ステップ１５において、レジスト膜の現像処理を行い、従来と同様なポストベーク処理、ディスカム処理及びエッチング処理を行って、レチクル製造を行う（ステップ１６〜１８）。
【００４１】
上記のようなレチクル製造方法により、図７に示すパターン占有率を備えたレチクルにおいて、従来例のように均一なベーキングを施した場合に比して、寸法誤差及びレチクル面上の位置に関する寸法誤差のばらつきの縮小が可能となる。
【００４２】
上記のようなレチクル製造方法では、次に示す作用効果を得ることができる。
（１）測定ばらつきの大きいベーキング処理後のレジストパターン寸法を測定して、その後のベーキング処理を補正するのではなく、描画データに基づいてパターン密度分布を算出し、そのパターン密度分布に基づいてＰＥＢ処理に補正を加えることとした。従って、レジストパターンの寸法誤差の面内不均一性を補正するＰＥＢ処理を１回のＰＥＢ工程で行うことができる。
（２）１回のＰＥＢ工程で、パターン寸法の寸法誤差の面内不均一性を均一化したレチクルを製造することができる。従って、レチクル製造工程を増大させることはない。
（３）レチクルイメージ７を分割した多数の格子領域８のパターン占有率に基づいて、各格子領域８毎にＰＥＢ処理の補正を行うことができる。従って、正確なレジストパターンを形成することができる。
（４）レジストパターンの描画からＰＥＢ処理までの経過時間に基づいて、各格子領域８毎にＰＥＢ処理の補正を行うことができる。従って、高感度レジストの使用に基づくレジストパターンの寸法誤差の面内不均一性を補正して、正確なレジストパターンを形成することができる。
（５）算出されたパターン密度分布あるいはパターン占有率に基づいてＰＥＢ装置９を制御することにより、ＰＥＢ処理の補正を行うことができる。従って、ＰＥＢ処理工程以外の工程は、従来と同様な処理でよいので、煩雑な工程変更を必要とすることはない。
【００４３】
上記実施の形態は、次に示すように変更することもできる。
・各格子領域８のパターン密度情報あるいはパターン占有率に基づいて、ＰＥＢ処理における加熱量を加熱温度で制御してレジストパターンの補正を行うようにしてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明は工程数を増加させることなく、パターン寸法の精度を向上させ得るレチクル製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態のＰＥＢ処理データ生成部を示す説明図である。
【図２】ＰＥＢ補正処理データ生成工程を示すフローチャート図である。
【図３】レチクル製造工程を示すフローチャート図である。
【図４】ＰＥＢ装置を示す概要図である。
【図５】ＸＹステージを示す概要図である。
【図６】ＰＥＢ補正処理データ生成動作を示す説明図である。
【図７】パターン密度分布を示す説明図である。
【図８】ステージ滞在時間の補正値を示す説明図である。
【図９】描画後経過時間とレジストパターンの寸法誤差との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　　　　描画データ処理部
４　　　　　レチクルイメージデータ処理部
６　　　　　ベークポイント制御装置
７　　　　　レチクルイメージ
８　　　　　格子領域
９　　　　　ＰＥＢ装置
１４　　　　ＸＹステージ
１６　　　　レチクル基板
ＰＤ　　　　パターン密度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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