(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジスト材料に電子線を照射するための所定の描画パターンが形成された電子線描画用マスクにおいて、
前記マスクが、散乱によって電子線を前記レジスト材料の解像限界以下の電子量に減衰させる基板と、前記基板の少なくとも片面に形成された電子線を遮断する金属膜とを含み、
前記描画パターンが、前記基板と前記金属膜とを貫通する開口部で形成される主パターンと、前記主パターン近傍に形成され、前記基板上の前記金属膜を除去したウィンドウ部で形成される補助パターンとで構成されていることを特徴とする電子線描画用マスク。
【請求項２】
レジスト材料に電子線を照射するための所定の描画パターンが形成された電子線描画用マスクにおいて、
前記マスクが、電子線を遮断する金属膜と、散乱によって電子線を前記レジスト材料の解像限界以下の電子量に減衰させる第１の基板と、前記第１の基板と貼り合わされ、前記金属膜を挟み込む第２の基板とを含み、
前記描画パターンが、少なくとも前記第１の基板と前記金属膜とを貫通する開口部で形成される主パターンと、前記主パターン近傍に形成され、前記基板上の前記金属膜を除去したウィンドウ部で形成される補助パターンとで構成されていることを特徴とする電子線描画用マスク。
【請求項３】
前記補助パターンが、予め行われた計算に基づき、前記主パターンの近接効果を補正するように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子線描画用マスク。
【請求項４】
散乱によって電子線を前記レジスト材料の解像限界以下の電子量に減衰させる前記基板が、シリコン薄膜を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の電子線描画用マスク。
【請求項５】
前記金属膜が、タングステン、モリブデン又は電子線を遮蔽する効果を有する他の重金属を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の電子線描画用マスク。
【請求項６】
レジスト材料に電子線を照射するための所定の描画パターンが形成された電子線描画用マスクの作製方法において、
散乱によって電子線を前記レジスト材料の解像限界以下の電子量に減衰させる基板の少なくとも片面に、電子線を遮断する金属膜を形成する工程と、前記基板上の前記金属膜を除去して補助パターンを形成する工程と、前記基板と前記金属膜とを貫通する主パターンを形成する工程と、を少なくとも有することを特徴とする電子線描画用マスクの作製方法。
【請求項７】
レジスト材料に電子線を照射するための所定の描画パターンが形成された電子線描画用マスクの作製方法において、
散乱によって電子線を前記レジスト材料の解像限界以下の電子量に減衰させる第１の基板上に、電子線を遮断する金属膜を形成する工程と、前記第１の基板上の前記金属膜を除去して補助パターンを形成する工程と、前記金属膜を挟み込むように第２の基板を貼り合わせる工程と、少なくとも前記第１の基板と前記金属膜とを貫通する主パターンを形成する工程と、を少なくとも有することを特徴とする電子線描画用マスクの作製方法。
【請求項８】
前記補助パターンが、予め行われた計算に基づき、前記主パターンの近接効果を補正するように形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の電子線描画用マスクの作製方法。
【請求項９】
散乱によって電子線を前記レジスト材料の解像限界以下の電子量に減衰させる前記基板が、シリコン薄膜を含むことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一に記載の電子線描画用マスクの作製方法。
【請求項１０】
前記金属膜が、タングステン、モリブデン又は電子線を遮蔽する効果を有する他の重金属を含むことを特徴とする請求項６乃至９のいずれか一に記載の電子線描画用マスクの作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子線描画用マスク及びその作製方法に関し、特に、近接効果を補正する手段を有する電子線描画用マスク及びその作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子線露光法は、電子線をレジスト上で走査することにより回路パターンを直接描画する露光技術であり、この電子線露光法を用いると、０．１μｍ以下の寸法のパターンを高解像度、高精度で描画することができる。そのため、電子線露光法はフォトマスク等のパターン形成や半導体デバイスの配線形成等の微細加工に広く用いられている。
【０００３】
しかしながら、電子線露光法では、レジスト膜に入射した電子線がレジスト膜を構成する原子と衝突して前方散乱すると共に、レジスト膜を透過した後、半導体基板や配線パターンを構成する原子量の大きい原子と衝突して後方散乱してしまう。その結果、本来の電子線照射領域の周辺のレジスト膜にまで前方散乱又は後方散乱した電子が照射されてしまい、描画パターンの角が丸まったり、パターン密度の違いによりパターンの寸法精度が劣化するという現象が生じる。この現象は、一般にパターン間隔を狭くすると現れるため、「近接効果」と呼ばれている。
【０００４】
特に、レジスト膜の下層に後方散乱係数の大きいタングステンやモリブデン等の材料からなる配線パターン等が形成されている場合には、後方散乱電子による近接効果が顕著に現れる。そこで、電子線露光法においてパターンの寸法精度を向上させるためには、電子線を照射する前に近接効果の影響を考慮して予めシミュレーションによる計算をし、電子線の露光量を調整するという近接効果補正を行う必要がある。
【０００５】
この近接効果補正の方法として、▲１▼予め電子線によりレジスト膜に蓄積される電子線の蓄積エネルギーの分布をシミュレーションにより計算し、この計算結果に応じて、設計パターンと形状の異なるパターンをマスク上に作り込むことにより、実描画時の近接効果を補正する方法（マスクバイアス等）や、▲２▼通常のパターン描画後に、近接効果により不足したエネルギーを補うための補助露光を別途実施する方法や、▲３▼スカルペルゴースト法に代表されるようなメンブレン構造のマスクを用いて補助露光を行う方法等がある。
【０００６】
上述した近接効果の補正方法の中で、デバイスパターンとは形状の異なるパターンをマスク上に作り込む方法について、図２を参照して説明する。図２は、従来の近接効果を補正するための電子線描画用のマスクパターンを示す図であり、図の左側は設計上のデバイスパターン、図の右側はマスク上に作り込むパターンを示している。
【０００７】
ここで、図２には、近接効果を補正する２つの方法を記載している。すなわち、図２の上側は、電子線蓄積エネルギーの分布のシミュレーション結果を参照して、露光・現像後のレジストパターンが設計パターンと同じになるように、予めデバイスパターン１とはサイズの異なるパターン９をマスク１０上に製作する方法であり、この方法によれば、近接効果により不足したエネルギーを補うための補助露光を別途行うことなく近接効果の補正を行うことができる。
【０００８】
また、図２の下側は、デバイスパターン１の周辺部分に近接効果を補正するための補助パターンを追加する方法であり、特開２０００−６８１８０号公報に記載されている技術である。上記公報によれば、最外側の描画用デバイスパターン１のコーナー部分にレジストの解像限界以下の電子量を透過する幅を持つ近接効果補正用の微小補助スリット８を設け、後方散乱径程度の補助露光を行うことにより、デバイスパターン１のコーナー部の近接効果を補正するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２の上側に示す方法では、設計データとサイズの異なるパターン９をマスク１０に作り込まなければならないため、設計データとマスク上パターンとの比較検査をすることができず、欠陥検査が困難になってしまい、また、データ量が膨大になり、マスクの作製に時間がかかり、コストが増大してしまうという問題が生じる。
【００１０】
また、図２の下側に示す方法では、マスク１０上に近接効果を見越した微小補助スリット８を設けるため、微小補助スリット８自体が解像されないように、設計ルールよりも微小且つ、複雑なパターンを形成しなければならない。従って、設計通りのパターンを形成するよりも更に高い加工精度が要求され、マスクの作製が困難になってしまうという問題が生じる。
【００１１】
更に、近接効果により不足したエネルギーを補うための補助露光を別途実施する方法では、補助露光に要する時間だけスループットの低下を招いてしまい、メンブレン構造のマスクを用いて補助露光を行う方法では、コントラストが低下してしまうという問題も生じる。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、デバイスパターンよりも微小且つ、複雑なパターンを形成することなく、近接効果を有効に補正することができる電子線描画用マスク及びその作製方法を提供することにある。
【００１３】
【問題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、レジスト材料に電子線を照射するための所定の描画パターンが形成された電子線描画用マスクにおいて、前記マスクが、散乱によって電子線を前記レジスト材料の解像限界以下の電子量に減衰させる基板と、前記基板の少なくとも片面に形成された電子線を遮断する金属膜とを含み、前記描画パターンが、前記基板と前記金属膜とを貫通する開口部で形成される主パターンと、前記主パターン近傍に形成され、前記基板上の前記金属膜を除去したウィンドウ部で形成される補助パターンとで構成されているものである。
【００１４】
また、本発明は、レジスト材料に電子線を照射するための所定の描画パターンが形成された電子線描画用マスクにおいて、前記マスクが、電子線を遮断する金属膜と、散乱によって電子線を前記レジスト材料の解像限界以下の電子量に減衰させる第１の基板と、前記第１の基板と貼り合わされ、前記金属膜を挟み込む第２の基板とを含み、前記描画パターンが、少なくとも前記第１の基板と前記金属膜とを貫通する開口部で形成される主パターンと、前記主パターン近傍に形成され、前記基板上の前記金属膜を除去したウィンドウ部で形成される補助パターンとで構成されているものである。
【００１５】
本発明は、レジスト材料に電子線を照射するための所定の描画パターンが形成された電子線描画用マスクの作製方法において、散乱によって電子線を前記レジスト材料の解像限界以下の電子量に減衰させる基板の少なくとも片面に、電子線を遮断する金属膜を形成する工程と、前記基板上の前記金属膜を除去して補助パターンを形成する工程と、前記基板と前記金属膜とを貫通する主パターンを形成する工程と、を少なくとも有するものである。
【００１６】
また、本発明は、レジスト材料に電子線を照射するための所定の描画パターンが形成された電子線描画用マスクの作製方法において、散乱によって電子線を前記レジスト材料の解像限界以下の電子量に減衰させる第１の基板上に、電子線を遮断する金属膜を形成する工程と、前記第１の基板上の前記金属膜を除去して補助パターンを形成する工程と、前記金属膜を挟み込むように第２の基板を貼り合わせる工程と、少なくとも前記第１の基板と前記金属膜とを貫通する主パターンを形成する工程と、を少なくとも有するものである。
【００１７】
本発明においては、前記補助パターンが、予め行われた計算に基づき、前記主パターンの近接効果を補正するように形成されていることが好ましく、散乱によって電子線を前記レジスト材料の解像限界以下の電子量に減衰させる前記基板が、シリコン薄膜を含み、前記金属膜が、タングステン又はモリブデンを含む構成とすることもできる。
【００１８】
このように本発明は、基板と金属膜を貫通する開口部からなる主パターンと、その周辺の金属膜を除去したウィンドウからなる補助パターンとを有し、これ以外の部分は電子線の透過を阻止する金属膜で覆われている構造であるため、電子散乱による蓄積エネルギー分布に基づきデバイスパターンの周辺に形成されているウィンドウでは、適度に散乱された電子が透過し、補助露光を行うことができ、一括転写マスクのような電子線描画用マスクを使用する際の近接効果補正を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電子線描画用マスクは、その好ましい一実施の形態において、電子線を散乱により減衰させるＳｉ等のマスク支持基盤（図１の４）上に電子線を遮断する金属膜からなる電子線ストッパー（図１の３）が形成され、デバイスパターン（図１の１）部分には、マスク支持基盤と電子線ストッパーとを貫通してステンシル開口部を設け、近接効果を補正する部分には、電子線ストッパーのみを除去した補助露光用ウィンドウ（図１の２）を設け、ステンシル開口部を透過した本露光用透過ビーム（図１の６）と、マスク支持基盤で散乱・減衰された補助露光用拡散ビーム（図１の７）とにより、電子線描画を行う。
【００２０】
【実施例】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の一実施例について図１を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例に係る電子線描画用マスクの構造を説明するための図であり、（ａ）は、マスクの平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線におけるマスクの断面図である。
【００２１】
まず、本実施例の電子線描画用マスクを作製方法について概説する。マスク上に形成するパターンの準備として、設計データ（データＡ）に対し、電子線散乱による蓄積エネルギー分布に基づいた補正計算を行い、近接効果によって露光量不足になる領域に補助露光パターンを発生させる。発生させた補助露光用パターンを補正用データ（データＢ）として出力する。
【００２２】
次に、Ｓｉ薄膜等で構成されるマスク支持基盤４の表面に電子線５を遮蔽するタングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）等の重金属薄膜からなる電子線ストッパー３を形成する。なお、この電子線ストッパー３は、単体金属の薄膜に限らず、複数の金属の積層膜であっても良く、また、電子線照射時のチャージアップおよび蓄熱を防止するため、導電性を有することが望ましい。
【００２３】
その後、マスクへのパターンニングを次の２段階のステップにより行う。まず、補正用データであるデータＢに基づき補助露光用パターンをパターンニングし、電子線ストッパー３を除去することによりマスク支持基盤４が剥き出しになった補助露光用ウィンドウ２を形成する。次に、先に形成されたデータＢの補助露光用ウィンドウ２に合わせて、デバイスパターン１であるデータＡのパターンニングを行い、この部分についてはマスク支持基盤４及び電子線ストッパー３を貫通するステンシル開口として形成する。このように、本実施例の電子線描画用マスクには、マスク支持基盤４及び電子線ストッパー３を貫通するステンシル開口部と、電子線ストッパー３のみを除去した補助露光用ウィンドウ２の２種類の開口が形成される。
【００２４】
このようにして作製された電子線描画用マスクを用いて描画を行う方法について図１を参照して説明する。この電子線描画用マスクに対して電子線５を照射すると、ステンシル構造の開口部分において、電子線５はマスクを完全に透過する本露光用透過ビーム６となり、ウェハ上のレジストにそのまま到達する。この本露光用透過ビーム６によってデバイスパターン１の描画を行う。
【００２５】
これに対し、電子線ストッパー３でコーティングされた部分では、電子線５が散乱されてマスクを透過することはできないが、電子線ストッパー３が除去された補助露光用ウィンドウ２部分では、Ｓｉ薄膜等で構成されたマスク支持基盤４によって電子線５は適度に散乱されており、ウェハ上のレジストに到達する電子線５のエネルギー蓄積を、ステンシル開口部を透過した電子線５のエネルギー蓄積よりも少なくすることができ、これを補助露光用拡散ビーム７として利用する。
【００２６】
この補助露光用拡散ビーム７により、補助露光用ウィンドウ２自体が描画されることなく、デバイスパターン１の近接効果を補正することができる。なお、補助露光用ウィンドウ２で散乱される電子線５の割合は、電子線のエネルギー、マスク支持基盤４の材質及び厚さ等で決定されるものであり、それらは適宜最適な値に設定することができる。
【００２７】
このように、本実施例の電子線描画用マスクによれば、マスクを描画用の電子線５を完全に透過するステンシル開口部分と、散乱、減衰して透過する補助露光用ウィンドウ２とで構成し、本体のデバイスパターン１部分はステンシル開口で、近接効果を補正する部分は補助露光用ウィンドウ２で形成することによって、設計データ自身のリサイズなどマスクパターンの変更をすることなく、マスクの比較検証が行いやすく、欠陥検査を容易に行うことができる電子線描画用マスクを形成することができる。また、マスク上に補助露光用ウィンドウ２を設けているため、補助露光を別途行う必要がなく、スループットを低下させることはない。
【００２８】
なお、本実施例では、電子線転写マスクの構造として、電子線ストッパー３となる金属膜をマスク支持基盤４の両面に形成し、マスク支持基盤４としてＳｉ薄膜を、電子線ストッパー３となる金属膜としてタングステン又はモリブデンを用いる例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、電子線ストッパー３をマスク支持基盤４の片面に形成する構造や、電子線ストッパー３を挟み込むように同じ材質又は異なる材質のマスク支持基盤４を貼り合わせるサンドイッチ構造としても良く、また、マスク支持基盤４の材料として電子線を適度に散乱する他の材料を、電子線ストッパー３となる金属膜として電子線を透過させない他の材料を用いることもできる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電子線描画用マスクによれば下記記載の効果を奏する。
【００３０】
本発明の第１の効果は、マスク上に電子線を透過するステンシル開口部と、その近傍に電子線を散乱・減衰する補助露光用ウィンドウとが形成されているため、スループットを低下させることなく、近接効果を補正し、描画寸法精度の向上を図ることができるということである。また、この補助露光用ウィンドウは、散乱によって電子線が減衰されるため、補助露光用ウィンドウ自体が描画されることはないため、補助パターンを解像限界以下の寸法で形成する必要はない。
【００３１】
本発明の第２の効果は、設計データ自身のリサイズなどのマスクパターンの変更を行う必要がなく、設計データと出来上がったマスクのパターンが同じであるため、設計データとの比較検証がしやすく、欠陥検査を容易に行うことができるということである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る電子線描画用マスクの構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図２】従来の電子線描画用マスクを示す図である。
【符号の説明】
１  デバイスパターン
２  補助露光用ウィンドウ
３  電子線ストッパー
４  マスク支持基盤
５  電子線
６  本露光用透過ビーム
７  補助露光用拡散ビーム
８  微小補助スリット
９  サイズの異なるパターン
１０  マスク
【図１】
0004425427.tif 000002
【図２】
0004425427.tif 000003