(57)【要約】【課題】密なパターン領域を持つフォトマスクであっても、現像ローディングによる寸法変動を精度良く補正できる現像ローディング補正方法およびパターン描画装置を提供する。【解決手段】本発明の現像ローディング補正方法は、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その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と、照射エネルギー補正量と適正近接効果補正係数の関係式あるいはその基準テーブルを用いて近接効果補正係数を調整することで、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ことが可能となる。【選択図】  図２
2012181274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン描画装置における現像ローディング補正方法であって、
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するローディング効果小区画分割過程と、
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、そこ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密度を乗じることにより、レジスト拡散影響度マップとして作成する過程と、
前記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影響度と、レジスト拡散影響度と寸法変動量の関係式あるいはその基準テーブルから、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する過程と、
前記算出され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の関係式あるいはその基準テーブルから、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過程と、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と、照射エネルギー補正量と適正近接効果補正係数の関係式あるいはその基準テーブルから、各現像ローディング効果小区画の近接効果補正係数マップを作成する過程とを備えることを特徴とする現像ローディング補正方法。
【請求項２】
請求項１に記載の現像ローディング補正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に記載の現像ローディング補正方法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に記載の現像ローディング補正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、現像ローディング補正方法に係り、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現像ローディング補正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ー）が用いられていた。
【０００３】
フォトリソグラフィーでは、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。
【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ー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】
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提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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】
【０００８】
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があるが、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である。
【０００９】
そこで、本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、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と、照射エネルギー補正量と適正近接効果補正係数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と近接効果補正係数を調整することで、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方法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】
【００１０】
請求項１に係る発明は、
パターン描画装置における現像ローディング補正方法であって、
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するローディング効果小区画分割過程と、
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、そこ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密度を乗じることにより、レジスト拡散影響度マップとして作成する過程と、
前記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影響度と、レジスト拡散影響度と寸法変動量の関係式あるいはその基準テーブルから、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する過程と、
前記算出され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の関係式あるいはその基準テーブルから、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過程と、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と、照射エネルギー補正量と適正近接効果補正係数の関係式あるいはその基準テーブルから、各現像ローディング効果小区画の近接効果補正係数マップを作成する過程とを備えることを特徴とする現像ローディング補正方法である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、前記請求項１に記載の現像ローディング補正方法を備えることを特徴とするパターン描画装置である。
【００１２】
請求項３に係る発明は、前記請求項１に記載の現像ローディング補正方法を用いることを特徴とするフォトマスク製造方法である。
【００１３】
請求項４に係る発明は、前記請求項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である。
【００１４】
請求項５に係る発明は、前記請求項１に記載の現像ローディング補正方法を用いて製造されたフォトマスクである。
【００１５】
請求項６に係る発明は、前記請求項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である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の現像ローディング補正方法は、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と近接効果補正係数を調整することと、照射エネルギー補正量と適正近接効果補正係数の関係式あるいはその基準テーブルを用いて近接効果補正係数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可能となる。
【００１７】
本発明の現像ローディング補正方法を用いることにより、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可能となり、フォトマスクの寸法面内均一性を改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態におけ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】本実施形態におけ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】本実施形態における照射エネルギー補正量と寸法変動量および、適正近接効果補正係数の関係を示す図である。
【図４】本実施形態におけるレジスト拡散影響度と寸法変動量の関係を示す図である。
【図５】本実施形態におけ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】本実施形態におけ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】本実施例における現像ローディング評価パターンを示す図である。
【図８】本実施例におけ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】本実施例におけ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】
【００１９】
以下、本実施の形態における照射エネルギー補正量の演算方法の流れの一例を示す。
【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オーダー、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）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。
【００２２】
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）は以下の様に求められる。
【数１】
2012181274.tif 000003
【００２３】
よって、各現像ローディング効果補正単位領域（ｘ，ｙ）おけるレジスト拡散影響度Ｅ（ｘ，ｙ）は、以下の様に表される。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。
【数２】
2012181274.tif 000004
【００２４】
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。
【数３】
2012181274.tif 000005
【００２５】
この関係式から、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。
【００２６】
次に、パターン寸法変動量Ｌ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。
【数４】
2012181274.tif 000006
【００２７】
この関係式から、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。
【００２８】
次に、照射エネルギー補正量αと適正近接効果補正係数ηの関係を任意の関数にする
【数５】
2012181274.tif 000007
【００２９】
この関係式と、前記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）から、各現像ローディング補正単位領域（ｘ，ｙ）における適正近接効果補正係数η（ｘ，ｙ）が算出できる。
【００３０】
次に、上記現像ローディング補正に必要な各パラメータおよび関数の算出方法の一例を示す。
【００３１】
現像ローディング評価用の基板として、Ｃｒ遮光膜付き６インチの石英基板（石英ガラスまたは単にＱｚともいう）を準備し、この基板に化学増幅型電子線用ポジ型レジストをコートする。
【００３２】
次に、電子線描画機にて図２のパターンを描画する。
【００３３】
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、出来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（ｋは任意の定数）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、電子線描画機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Ｊは、それぞれ電子線照射量と近接効果補正係数が異なる複数個の寸法測定パターン群であり、各パターンには面積密度が異なるパターンが複数個存在している。
【００３４】
次に、上記基板にＰＥＢ（Post Exposure Bake）およ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およ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示す。電子線照射量が異なるパターンＪの寸法測定パターンにおいて、パターン面積密度が前記寸法測定パターンＡ１からＡ５と同じパターン部を測定し、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（ａ）はそのグラフである。この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、数４の関係式が作成できる。なお、本方法においては、６種類の電子線照射量にて実施しているが、この個数に限定されない。
【００３６】
次に、電子線照射エネルギー補正量と適正近接効果補正係数の関係式の作成方法について示す。電子線照射量と近接効果補正係数が異なるパターンＪの寸法測定パターンを測定し、各パターン内に存在する面積密度が異なるパターンの寸法が均一となる電子線照射量と近接効果補正係数の組み合わせをグラフにする。図３（ｂ）はそのグラフである。この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、数５の関係式が作成できる。なお、本方法においては、６種類の電子線照射量と近接効果補正係数にて実施しているが、この個数に限定されない。
【００３７】
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示す。
【００３８】
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（ｋは任意の定数）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。
【００３９】
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のパターン密度は出来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数３の関係式が作成でき、０％から１００％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、本方法においては、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。
【００４０】
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示す。
【００４１】
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の関係式（数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。このグラフを数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。
【実施例】
【００４２】
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（石英ガラス）基板を２枚準備し、これらの基板に化学増幅型電子線用ポジ型レジストを２００ｎｍ厚にコートした。
【００４３】
次に、電子線描画機にて図７のパターンを描画した。
【００４４】
パターンＫおよび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。
【００４５】
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。
【００４６】
また、パターンＭおよびＮは、電子線描画機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。
【００４７】
片方の基板のパターンＫおよびＫ´の電子線照射量には、前述方法にて作成した現像ローディング補正を適用し、もう一方の基板のパターンＫおよび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。
【００４８】
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および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。
【００４９】
現像ローディング補正を適用しなかった基板の現像ローディングによる寸法変動量の結果を図８、現像ローディング補正を適用した基板の現像ローディングによる寸法変動量の結果を図９に示す。現像ローディング補正を適用した基板はパターン疎部から密部まで均一な傾向となっており、現像ローディングが精度良く補正出来ていることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の現像ローディング補正方法は現像ローディングによるフォトマスク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期待出来る。
【符号の説明】
【００５１】
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、Ｊ…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１】
2012181274.tif 000008
【図２】
2012181274.tif 000009
【図３】
2012181274.tif 000010
【図４】
2012181274.tif 000011
【図５】
2012181274.tif 000012
【図６】
2012181274.tif 000013
【図７】
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【図８】
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【図９】
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