(57)【要約】【課題】  設計パターンとの位置ずれが低減されたグレートーン領域をマスクに形成する。【解決手段】  描画データ生成プログラムは、第１メモリおよび第２メモリを有するコンピュータに、電子線を用いて被露光体の面にマスクパターンを描画するための描画データを生成させる。プログラムは、下記のステップ１〜３を前記コンピュータに実行させる。ステップ１：互いに直交する第１辺２３１および第２辺２３２を有する直角四辺形状のグレートーン領域２３を前記第１メモリに記憶する。ステップ２：それぞれが前記第１辺に平行に延びる遮光部４１および透過部４２から構成されたストライプ状のダミーパターン４０を前記第２メモリに記憶する。ステップ３：前記第１メモリに記憶されたグレートーン領域２３と前記第２メモリに記憶されたダミーパターン４０とが重なる重複部分５０を抽出する。【選択図】  図５
2007041024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１メモリおよび第２メモリを有するコンピュータに、電子線を用いて被露光体の面にマスクパターンを描画するための描画データを生成させる描画データ生成プログラムであって、
互いに直交する第１辺および第２辺を有する直角四辺形状のグレートーン領域を前記第１メモリに記憶するステップと、
それぞれが前記第１辺に平行に延びる遮光部および透過部から構成されたストライプ状のダミーパターンを前記第２メモリに記憶するステップと、
前記第１メモリに記憶された前記グレートーン領域と前記第２メモリに記憶された前記ダミーパターンとが重なる重複部分を抽出するステップとを前記コンピュータに実行させる描画データ生成プログラム。
【請求項２】
前記重複部分に含まれる前記遮光部または前記透過部に対して、前記電子線の解像度に相当する幅を縮小させる第１リサイズ処理を行なうステップと、リサイズされた前記遮光部または前記透過部に対して、前記電子線の解像度に相当する幅を拡大させる第２リサイズ処理を行なうステップとを前記コンピュータにさらに実行させる請求項１に記載の描画データ生成プログラム。
【請求項３】
電子線を用いて被露光体の面にマスクパターンを描画する電子線描画装置であって、
互いに直交する第１および第２辺を有する直角四辺形状のグレートーン領域を記憶する第１メモリと、
それぞれが前記第１辺に平行に延びる遮光部および透過部から構成されたストライプ状のダミーパターンを記憶する第２メモリと、
前記第１メモリに記憶された前記グレートーン領域と前記第２メモリに記憶された前記ダミーパターンとが重なる重複部分を抽出する抽出処理部とを有する電子線描画装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電子線描画装置を用いて被露光体の面にマスクパターンを描画する工程を含む、マスクの製造方法であって、
前記グレートーン領域を前記第１メモリに記憶する工程と、
前記ダミーパターンを前記第２メモリに記憶する工程と、
前記第１メモリに記憶された前記グレートーン領域と前記第２メモリに記憶された前記ダミーパターンとが重なる重複部分を抽出する工程とをさらに含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グレートーン領域を有するマスクを製造するための技術に関し、具体的には、描画データ生成プログラム、電子線描画装置およびマスクの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造において繰り返して行なわれるレジスト工程の短縮は、製造時間の短縮、大幅なコストダウンにつながる。レジスト工程を短縮する方法として、グレートーンマスク（ハーフトーンマスクとも呼ばれている。）を用いることが近年提案されている。グレートーンマスクは、透過率が略１００％の透過領域と、透過率が略０％の遮光領域と、透過領域よりも透過率が低く、かつ遮光領域よりも透過率が高いグレートーン領域とを有する。グレートーンマスクを用いることにより、一度の露光で２段階以上の段差をレジストに形成することができる。したがって、レジストを介して基板にイオン注入を行なうことにより、イオン濃度の異なる３つ以上の領域を基板に形成することができる（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平8-250446号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
グレートーンマスクを製造する方法として、グレートーン領域に半透過性材料を形成する方法が挙げられるが、基板上に遮光性材料と半透過性材料とが混在することになるので、マスク製造上現実的ではない。そこで、グレートーン領域を透過部と遮光部とに分割し、グレートーン領域内における透過部と遮光部とのピッチを露光装置から照射される光の解像度（分解能）よりも小さくすることにより、グレートーン領域を透過する光の透過率を平均的に低下させる手法が採用されつつある。
【０００４】
マスクパターンは、典型的には、以下の手順で製造される。まず、全面に遮光膜が形成された基板上にレジストを塗布する。コンピュータを用いて生成された描画データに基づいて基板上のレジストに電子線を照射する。レジストを現像した後、レジストから露出した遮光膜を除去する。グレートーン領域における透過部と遮光部の描画データを作成する場合、透過部と遮光部から構成されたダミーパターンをグレートーン領域の設計パターンに重ねて、重複する部分を抽出する。
【０００５】
しかし、設計パターンの大きさがダミーパターンのピッチの整数倍になるとは限らないので、位置が設計値からずれた描画データが作成されて、グレートーン領域の位置がずれたグレートーンマスクが製造されるおそれがある。このようなグレートーンマスクを用いて露光を行なうと、グレートーン領域に対応する基板上の位置がずれることになる。例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）のチャネル長やチャネル幅は正確性が要求されるので、マスクのグレートーン領域に対応する基板上にＴＦＴのチャネル領域を形成する場合、チャネル領域の位置がずれて、ＴＦＴの動作不良が生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、設計パターンとの位置ずれが低減されたグレートーン領域をマスクに形成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、描画データ生成プログラム、電子線描画装置およびマスクの製造方法を提供する。
【０００８】
本発明の描画データ生成プログラムは、第１メモリおよび第２メモリを有するコンピュータに、電子線を用いて被露光体の面にマスクパターンを描画するための描画データを生成させる描画データ生成プログラムであって、互いに直交する第１辺および第２辺を有する直角四辺形状のグレートーン領域を前記第１メモリに記憶するステップと、それぞれが前記第１辺に平行に延びる遮光部および透過部から構成されたストライプ状のダミーパターンを前記第２メモリに記憶するステップと、前記第１メモリに記憶された前記グレートーン領域と前記第２メモリに記憶された前記ダミーパターンとが重なる重複部分を抽出するステップとを前記コンピュータに実行させる。
【０００９】
本発明では、ダミーパターンの帯状遮光部および帯状透過部がグレートーン領域の第１辺に平行であるので、帯状遮光部および帯状透過部が延びる方向におけるグレートーン領域の位置ずれを抑えることができる。したがって、本発明のプログラムにより生成された描画データに基づいて、電子線を用いて被露光体の面にマスクパターンを描画することにより、グレートーン領域の第１辺の位置や長さを正確に描画することができる。
【００１０】
本発明の描画データ生成プログラムは、前記重複部分のうち前記電子線の解像度よりも小さい幅の前記帯状遮光部または前記帯状透過部を除去する除去ステップを前記コンピュータにさらに実行させるものであっても良い。前記除去ステップは、前記重複部分に含まれる前記帯状遮光部または前記帯状透過部に対して、前記電子線の解像度に相当する幅を縮小させる第１リサイズ処理を行なうステップと、リサイズされた前記前記帯状遮光部または前記帯状透過部に対して、前記電子線の解像度に相当する幅を拡大させる第２リサイズ処理を行なうステップとを含む。
【００１１】
除去ステップを実行することにより、パターニング不良となる箇所が被露光体の面に形成されるのを防ぐことができる。また、上記の第１リサイズ処理および第２リサイズ処理を順次行なうことにより、電子線の解像度以下の幅を有する帯状遮光部または帯状透過部がグレートーン領域とダミーパターンとの重複部分に存在するか否かの判断を行なうことなく、そのような帯状遮光部または帯状透過部を一律に除去することができる。したがって、プログラムサイズの増大を抑えることができる。
【００１２】
本発明の電子線描画装置は、電子線を用いて被露光体の面にマスクパターンを描画する電子線描画装置であって、互いに直交する第１および第２辺を有する直角四辺形状のグレートーン領域を記憶する第１メモリと、それぞれが前記第１辺に平行に延びる遮光部および透過部から構成されたストライプ状のダミーパターンを記憶する第２メモリと、前記第１メモリに記憶された前記グレートーン領域と前記第２メモリに記憶された前記ダミーパターンとが重なる重複部分を抽出する抽出処理部とを有する。
【００１３】
本発明の電子線描画装置によれば、電子線を用いて被露光体の面に、グレートーン領域の第１辺の位置や長さを正確に描画することができる。
【００１４】
本発明のマスク製造方法は、本発明の電子線描画装置を用いて被露光体の面にマスクパターンを描画する工程を含む、マスクの製造方法であって、前記グレートーン領域を前記第１メモリに記憶する工程と、前記ダミーパターンを前記第２メモリに記憶する工程と、前記第１メモリに記憶された前記グレートーン領域と前記第２メモリに記憶された前記ダミーパターンとが重なる重複部分を抽出する工程とをさらに含む。
【００１５】
本発明のマスク製造方法によれば、グレートーン領域の第１辺の位置や長さが正確に描画されたグレートーンマスクを製造することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、設計パターンとの位置ずれが低減されたグレートーン領域をマスクに形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、本実施形態では、ＴＦＴ製造用グレートーンマスクを例にして説明する。
【００１８】
図１は本実施形態の電子線描画装置のブロック図である。電子線描画装置は電子線１を放出する電子銃２を有する。放出された電子線１は、絞り（不図示）、電子レンズ（不図示）、ブランカ３および偏光器４を介して、被露光体５を照射する。被露光体５は、透明基板と、透明基板上に形成されたクロム膜などの遮光膜と、遮光膜を覆うレジストとを有する。
【００１９】
コンピュータ６は、位置制御系７に目標位置信号を送り、モータ制御系８を介してサーボモータ９を制御して、被露光体５が置かれた移動台１０を移動させる。また、位置制御系７は、レーザ干渉計１１が計測する移動台１０の位置信号と、コンピュータ６から送られた目標位置信号と比較し、移動台１０を所定精度で停止させる。
【００２０】
コンピュータ６は偏光制御系１２に制御信号を送り、偏光制御系１２は偏光器４に電子線１の位置情報を送る。また、電子線１のオン・オフ信号をブランキング制御系１３に伝達する。ブランカ３は、オン・オフ信号に応じて電子線１のオン・オフ制御を行なう。ブランカ３をオフにして偏光器４に描画信号を送ることによって、電子線１を用いた描画が開始される。
【００２１】
図２はコンピュータ６のブロック図である。コンピュータ６は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）６１と、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などにより実現される第１メモリ６２および第１メモリ６２と、描画データ生成プログラムが格納された記憶媒体を駆動させるドライブ６４と、キーボートやマウス、ディスプレイなどの入出力装置６５とを有する。記憶媒体としては、ハードディスクやフロッピー（登録商標）ディスクなどの磁気記憶媒体、ＣＤ（compact disc）やＤＶＤ（digital versatile disc）などの光記憶媒体が挙げられる。記憶媒体に格納された描画データ生成プログラムがドライブ６４により読み出され、プログラムに記述された各ステップが実行される。なお、電話回線やＬＡＮ（local
area network）などの有線回線または無線回線を介して、描画データ生成プログラムがコンピュータ６にインストールされても良い。
【００２２】
図３は本実施形態の描画データ生成プログラムが実行するステップを示すフローチャートである。まず、マスクパターンのレイアウトデータ２０が作成される（ステップＳ１）。レイアウトデータ２０は、ＴＦＴのレイアウトに対応する複数の領域を有する。具体的には、透過領域２１と、遮光領域２２と、グレートーン領域２３とを有する。レイアウトデータ２０がステップＳ２においてデータ変換されることにより、電子線による描画を行なうための描画データ３０が生成される。生成された描画データ３０は、透過領域データ３１と、遮光領域データ３２と、グレートーン領域データ３３とを有する。生成された描画データ３０に基づいて電子線を用いた描画が行なわれ、被露光体５の面にマスクパターンが描画される（ステップＳ３）。
【００２３】
図４は本実施形態によるグレートーン領域データ３３の生成ステップを示すフローチャートであり、図３に示すフローチャート中のステップＳ２をより具体的に表したものである。図５は図４に示す各ステップにおける本実施形態のデータを示す図であり、図５（ａ）〜（ｅ）は図４（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ対応している。
【００２４】
まず、レイアウトデータ２０の中からグレートーン領域２３が選択される。グレートーン領域２３は、対向する辺が互いに平行であり、かつ周方向に隣接する辺が互いに直交する直角四辺形状（典型的には矩形状）である（図５（ａ）参照）。グレートーン領域を構成する辺のうち寸法精度が要求される辺を第１辺２３１に決定し、第１辺２３１に直交する辺を第２辺２３２に決定する（ステップＳ２１）。寸法精度が要求される辺は、例えばチャネル長やチャネル幅となる辺である。グレートーン領域２３は図２に示すコンピュータ６の第１メモリ６２に記憶される。
【００２５】
ステップＳ２２にて、グレートーン領域２３に応じたダミーパターン４０を用意する。ダミーパターン４０は、それぞれが第１辺２３１に平行に延びる帯状遮光部４１および帯状透過部４２から構成されたストライプ状である（図５（ｂ）参照）。本実施形態における帯状遮光部４１の幅（第２辺２３２に平行な方向における距離）は、電子線の解像度に相当する幅よりも大きく設定され、例えば２μｍ程度である。ダミーパターン４０は図２に示すコンピュータ６の第２メモリ６３に記憶される。なお、グレートーン領域２３の透過率の設定に応じて、ダミーパターン４０のストライプのピッチを適宜設定することができる。
【００２６】
ステップＳ２３にて、第１メモリ６２に記憶されたグレートーン領域２３と第２メモリ６３に記憶されたダミーパターン４０とが重なる重複部分５０を抽出する。すなわち、両データ２３，４０のアンド処理を行なう。重複部分５０を抽出する抽出処理は、図２に示すコンピュータ６のＣＰＵ６１により行なわれる。重複部分５０には、４つの帯状遮光部４１ａ〜４１ｄが含まれている（図５（ｃ）参照）。
【００２７】
ステップＳ２４にて、各帯状遮光部４１ａ〜４１ｄの幅を縮小させる第１リサイズ処理を行なう。縮小幅は電子線の解像度に相当する。例えば、電子線の解像度が１μｍであれば、各帯状遮光部４１ａ〜４１ｄの幅を１μｍ縮小させる。４つの帯状遮光部４１ａ〜４１ｄのうち３つの帯状遮光部４１ａ〜４１ｃは、幅が１μｍ程度の帯状遮光部５１ａ〜５１ｃとして残存する。一方、最も幅の狭い帯状遮光部４１ｄは幅が１μｍ以下であれば、第１リサイズ処理により消失する（図５（ｄ）参照）。
【００２８】
ステップＳ２５にて、残存した３の帯状遮光部５１ａ〜５１ｃの幅を拡大させる第２リサイズ処理を行なう。拡大幅は電子線の解像度に相当する。したがって、帯状遮光部５１ａ〜５１ｃの幅が第１リサイズ処理前の幅に復元された帯状遮光部４１ａ〜４１ｃが作成される。
【００２９】
ステップＳ２４の第１リサイズ処理およびステップＳ２５の第２リサイズ処理を行なうことによって、電子線の解像度以下の幅を有する帯状遮光部４１ｄを除去することができる。言い換えれば、グレートーンマスクを製造する際にパターニング不良となる箇所が被露光体の面に形成されるのを防ぐことができる。また、電子線の解像度以下の幅を有する帯状遮光部４１ｄが重複部分５０に存在するか否かの判断を行なうことなく、そのような帯状遮光部４１ｄを一律に除去することができる。したがって、プログラムサイズの増大を抑えることができるので、描画データの生成に必要なＣＰＵパワーやメモリ容量などのリソースが少なくて済む。すなわち、比較的小型のコンピュータを用いて迅速に描画データを生成することが可能となる。
【００３０】
なお、本実施形態では、第１および第２リサイズ処理を帯状遮光部４１に対して行なっているが、帯状遮光部４１に代えて帯状透過部４２に対して行なっても良い。また、第１および第２リサイズ処理後に、帯状遮光部４１と帯状透過部４２とをデータ反転させても良い。例えば、帯状遮光部４１に対してリサイズ処理を行なった場合、レジストがポジ型であれば、遮光部と透過部とを反転させても良い。この場合、電子線による描画が行なわれるのは、帯状透過部４２に対応する領域である。
【００３１】
次に、本実施形態の電子線描画装置を用いて、グレートーンマスクを製造する工程について説明する。まず、マスク用基板として、透明基板（ガラス基板または石英基板）の略全面にクロム膜などの遮光膜が形成されたマスクブランクスを用意する。マスクブランクス上に電子線レジスト（例えば、日本ゼオン（株）製の商品名「ZEP7000 」）を塗布する。
【００３２】
電子線描画装置（例えば、（株）日立製作所製の商品名「HL800 」）に本実施形態の描画データ生成プログラムをインストールして、描画データを作成する。作成された描画データに基づいて、マスクブランクス上に電子線を露光する。レジストを現像して、レジストパターンを得る。レジストパターンをマスクにして、露出した遮光膜をエッチングする。これにより、グレートーン領域を有するグレートーンマスクが製造される。必要に応じて、透過率計を用いて、グレートーン領域が設定の透過率になっていることを確認する。また、寸法測定器を用いて、グレートーン領域の第１辺が設定の長さになっていることを確認する。さらに、マスク洗浄後に、マスクの遮光膜面にパターン保護膜（ぺリクル）を形成する。
【００３３】
以上の工程を経て製造されたグレートーンマスクを用いて、レジストが形成された基板上に露光を行なう。露光には、分解能（解像度）が２μｍ程度のステッパ型露光機を用いることができる。露光後にレジストを現像する。図６は現像後のグレートーン領域におけるレジストを模式的に示す平面図であり、レイアウトデータおけるグレートーン領域を重ねて示している。図６に示すように、グレートーン領域２３におけるレジスト１００は、グレートーン領域２３の第１辺２３１に平行な方向における長さが第１辺２３１の長さに略等しい。すなわち、図６に示すレジスト１００は、設計パターンの一方向において位置ずれが低減されている。
【００３４】
（比較例）
本実施形態で用いたストライプ状のダミーパターン４０を市松模様のダミーパターンに変更して、本実施形態と同様にして描画データを作成する場合について説明する。図７は図４に示す各ステップにおける本比較例のデータを示す図であり、図７（ａ）〜（ｅ）は図４（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ対応している。但し、本実施形態では帯状遮光部４１の幅をリサイズしているが、本比較例では遮光部７１の幅と高さをリサイズしている。
【００３５】
本実施形態と同様に、グレートーン領域２３（図７（ａ）参照）に応じたダミーパターン７０を用意する（図７（ｂ）参照）。ダミーパターン７０では、略正方形状の遮光部７１が市松模様を形成するように配置されている。遮光部７１の幅と高さはいずれも２μｍ程度である。ダミーパターン７０を用いて、グレートーン領域２３との重複部分８０を抽出する（図７（ｃ）参照）。次に、重複部分８０に含まれた遮光部７１の第１リサイズ処理を行なう（図７（ｄ）参照）。具体的には、遮光部７１の幅と高さをそれぞれ１μｍ縮小させる。これにより、幅または高さが１μｍ以下の遮光部７１が消失する。第１リサイズ処理後に残存する遮光部７１を第２リサイズ処理により復元して、描画データ９０を作成する（図７（ｅ）参照）。
【００３６】
本実施形態と同様に、描画データ９０を用いてグレートーンマスクを製造し、レジストに露光および現像を行なう。図８は現像後のグレートーン領域におけるレジストを模式的に示す平面図である。図８に示すように、グレートーン領域２３におけるレジスト２００は、第１辺２３１および第２辺２３２のいずれの方向においても各辺が短い。すなわち、図８に示すレジスト２００は、設計パターンの両方向において位置ずれが生じている。
【００３７】
以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せに、さらにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、本実施形態では、ソフトウエアとしての描画データ生成プログラムを電子線描画装置にインストールすることによって描画データを生成しているが、プログラムにより実行されるステップの少なくとも一部が回路などのハードウエアに置き換えられた電子線描画装置を用いて、描画データを生成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明により得られるグレートーンマスクは、ＴＦＴなどの半導体素子、液晶パネルの素子基板などの製造に利用することかできる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施形態の電子線描画装置のブロック図である。
【図２】コンピュータ６のブロック図である。
【図３】実施形態の描画データ生成プログラムが実行するステップを示すフローチャートである。
【図４】実施形態によるグレートーン領域データ３３の生成ステップを示すフローチャートである。
【図５】図４に示す各ステップにおける本実施形態のデータを示す図である。
【図６】現像後のグレートーン領域におけるレジストを模式的に示す平面図である。
【図７】図４に示す各ステップにおける比較例のデータを示す図である。
【図８】現像後のグレートーン領域におけるレジストを模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１      電子線
２      電子銃
３      ブランカ
４      偏光器
５      被露光体
６      コンピュータ
７      位置制御系
８      モータ制御系
９      サーボモータ
１０      移動台
１１      レーザ干渉計
１２      偏光制御系
１３      ブランキング制御系
２０      レイアウトデータ
２１      透過領域
２２      遮光領域
２３      グレートーン領域
３０      描画データ
３１      透過領域データ
３２      遮光領域データ
３３      グレートーン領域データ
４０      ダミーパターン
４１ａ〜４１ｄ  帯状遮光部
４２      帯状透過部
５０      重複部分
５１ａ〜５１ｃ  帯状遮光部
６１      ＣＰＵ
６２      第１メモリ
６３      第２メモリ
６４      ドライブ
６５      入出力装置
７０      ダミーパターン
７１      遮光部
８０      重複部分
９０      描画データ
１００      レジスト
２００      レジスト
２３１      第１辺
２３２      第２辺
【図１】
2007041024.tif 000003
【図２】
2007041024.tif 000004
【図３】
2007041024.tif 000005
【図４】
2007041024.tif 000006
【図５】
2007041024.tif 000007
【図６】
2007041024.tif 000008
【図７】
2007041024.tif 000009
【図８】
2007041024.tif 000010