(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームリソグラフィ時にマスク基板上に形成されるパターンの線幅変化を補正して露光する方法において、
パターンが形成されたマスク基板をメッシュに分割し、各メッシュに対して次の式で与えられるＬ値を求める段階と、
【数１】
0004336476.tif 000007
（ここで、ｘ，ｙは前記測定するメッシュのメッシュ単位の座標であり、Ｄ（ｉ，ｊ）は座標（ｉ，ｊ）に該当する露光パターン密度を示す）
前記各メッシュに対して前記Ｌ値による線幅変動幅を実験的に求め、
前記Ｌ値が小さな領域のパターン線幅データには＋バイアスを適用してＬ値が小さな領域のパターン線幅は大きく補正し、前記Ｌ値が大きい領域のパターン線幅データには−バイアスを適用してＬ値が大きい領域のパターン線幅は小さく補正する段階を含む線幅変化を補正して露光する方法。
＋バイアス＝（Ｌ−Ｌmin）＊線幅変動幅
−バイアス＝（Ｌmax−Ｌ）＊線幅変動幅
（ここでＬmaxは計算されたＬ値の最大値、Ｌminは計算されたＬ値の最小値をそれぞれ示す）
【請求項２】
前記Ｌ及びＤはそれぞれローディング効果及びローディング密度を示すことを特徴とする請求項１に記載の線幅変化を補正して露光する方法。
【請求項３】
前記Ｌ及びＤはそれぞれフォッギング効果及び露光パターン密度を示すことを特徴とする請求項１に記載の線幅変化を補正して露光する方法。
【請求項４】
前記Ｌはフォッギング効果及びローディング効果が合わさった値を示し、前記Ｄは露光パターン密度を示すことを特徴とする請求項１に記載の線幅変化を補正して露光する方法。
【請求項５】
電子ビームリソグラフィ時にマスク基板上に形成されるパターンの線幅変化を補正して露光する方法を記録したコンピュータで読込める記録媒体において、
前記パターンが形成されたマスク基板をメッシュに分割し、各メッシュに対して次の式で与えられるＬ値を求めるプログラムモジュールと、
【数２】
0004336476.tif 000008
（ここで、ｘ，ｙは前記測定するメッシュのメッシュ単位の座標であり、Ｄ（ｉ，ｊ）は座標（ｉ，ｊ）に該当する露光パターン密度を示す）
前記各メッシュに対して前記Ｌ値による線幅変動幅を実験的に求め、
Ｌ値が小さな領域のパターン線幅データには＋バイアスを適用してＬ値が小さな領域のパターン線幅は大きく補正し、Ｌ値が大きい領域のパターン線幅データには−バイアスを適用してＬ値が大きい領域のパターン線幅は小さく補正するプログラムモジュールと、
前記各メッシュの補正されたパターン線幅データを露光装備に適用するプログラムモジュールと、を含む線幅変化を補正して露光する方法を記録したコンピュータで読込める記録媒体。
＋バイアス＝（Ｌ−Ｌmin）＊線幅変動幅
−バイアス＝（Ｌmax−Ｌ）＊線幅変動幅
（ここでＬmaxは計算されたＬ値の最大値、Ｌminは計算されたＬ値の最小値をそれぞれ示す）
【請求項６】
前記Ｌ及びＤはそれぞれローディング効果及びローディング密度を示すことを特徴とする請求項５に記載の線幅変化を補正して露光する方法を記録したコンピュータで読込める記録媒体。
【請求項７】
前記Ｌ及びＤはそれぞれフォッギング効果及び露光パターン密度を示すことを特徴とする請求項５に記載の線幅変化を補正して露光する方法を記録したコンピュータで読込める記録媒体。
【請求項８】
前記Ｌはフォッギング効果及びローディング効果が合わさった値を示し、前記Ｄは露光パターン密度を示すことを特徴とする請求項５に記載の線幅変化を補正して露光する方法を記録したコンピュータで読込める記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置の製造に使われる電子ビームリソグラフィに係り、特に電子ビーム露光時に現れる電子ビームの再散乱効果（ｆｏｇｇｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ、以下「フォギング効果」とする）及び／またはローディング効果及び／あるいはパターン線幅（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ；ＣＤ）の変化を補正して露光する方法及びこれを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビームリソグラフィは基板全面に所定の物質層を形成してこの物質層を所望のパターンにパターニングするのに利用される技術である。すなわち、前記物質層上に電子ビームレジストを塗布した後、所望のパターン通り電子ビームを露光して電子ビームレジストを現像する。次に、所望のパターン通り形成された電子ビームレジストパターンをマスクとして前記物質層をエッチングする過程である。
【０００３】
ところで、電子ビームは所望の部位の電子ビームレジストだけを露光するのではなく、遮光膜の表面から反射したり電子ビームレジスト内部でレジスト物質の原子と衝突して散乱する。または、電子ビームレジストの内部または表面から反射され、電子ビーム照射器の対物レンズ下部から反射されて所望しない部位の電子ビームレジストを露光したりする。このような散乱露光はＣＤの変化を招く。このうち後者（すなわち、電子ビームレジストの内部または表面から反射されて電子ビーム照射器の対物レンズ下部での反射による）の散乱露光による線幅変化を電子ビームの再散乱効果またはフォギング効果という。
【０００４】
一方、電子ビームレジストを現像した後、所望のパターン通り形成された電子ビームレジストパターンをマスクとして遮光膜を乾式エッチングする時にＣＤが変化される。これをローディング効果という。電子ビームレジスト膜が除去されて下部の遮光膜が露出された面積の密度をローディング密度というが、ローディング密度が高い部分の線幅がローディング密度が小さな部分の線幅より大きく現れる。
【０００５】
現在、フォギング効果及びローディング効果を補正するために追加露光を通じてドーズ量を調節する方法が利用されている。
【０００６】
図１は現在利用されているＣＤの補正のための露光の概略的過程を示したブロック図である。
【０００７】
まず、形成しようとするパターンによりマスク基板を露光する（１００）。パターンが形成されたマスク基板をメッシュに分割し、各メッシュに対して次の式で表現されるフォギング効果またはローディング効果を示すＬを計算する（１１０）。各メッシュ別に計算されたＬ値により追加で露光するドーズ量を決定する（１２０）。Ｌ値が小さな領域は相対的に高いドーズを追加露光し、Ｌ値が大きい領域では相対的に低いドーズを追加露光する（１３０）。
【０００８】
【数３】
0004336476.tif 000002
【０００９】
（ここで、ｘ，ｙは前記測定するメッシュのメッシュ単位の座標であり、Ｄ（ｉ，ｊ）は座標（ｉ，ｊ）に該当する露光パターン密度を示す）
このような補正方法に対する補正効果はすでに検証された状態であり、その補正効果もすぐれている。
【００１０】
ところで、上記の補正方法には２種類の問題点がある。
【００１１】
第一に、追加露光による処理量損失が生じるという点である。損失量は装備ごとに若干ずつ異なるが、ほぼマスク１枚に対して２０分ないし１時間の工程時間の遅延を生じる。
【００１２】
一方、追加露光時に補正パターンを作り、電子ビームをデフォーカスさせてドーズ量を調節するために、現在１０段階の補正をしている。段階ごとに約３−４ｎｍの線幅が補正されるが、補正が細密になされていないということが第二の問題点である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は電子ビーム露光時に、処理量損失の発生なしにフォギング効果及びローディング効果による線幅変化を細密に補正できる補正露光方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的を達成するために、本発明による線幅変化を補正して露光する方法は、パターンが形成されたマスク基板をメッシュに分割し、各メッシュに対して次の式で与えられるＬ値を求める。
【００１５】
【数４】
0004336476.tif 000003
【００１６】
（ここで、ｘ，ｙは前記測定するメッシュのメッシュ単位の座標であり、Ｄ（ｉ，ｊ）は座標（ｉ，ｊ）に該当する露光パターン密度を示す）
次に、それぞれのメッシュに対してＬ値が小さな領域のＣＤデータは大きく補正し、Ｌ値が大きい領域のＣＤデータは小さく補正する。各メッシュの補正されたＣＤデータを露光装備に適用して露光する。
【００１７】
ＣＤデータを補正する方法は、前記各メッシュに対して前記Ｌ値による線幅変動幅を実験的に求め、Ｌ値が小さな領域のＣＤデータには＋バイアスを適用してＬ値が小さな領域のＣＤは大きく補正し、Ｌ値が大きい領域のＣＤデータには−バイアスを適用してＬ値が大きい領域のＣＤは小さく補正する。
【００１８】
＋バイアス＝（Ｌ−Ｌmin）＊線幅変動幅
−バイアス＝（Ｌmax−Ｌ）＊線幅変動幅
（ここでＬmaxは計算されたＬ値の最大値、Ｌminは計算されたＬ値の最小値をそれぞれ示す）
上記の補正方法は、ローディング効果による線幅変化またはフォギング効果による線幅変化を補正するのにそれぞれ利用されうる。また、ローディング効果及びフォギング効果が合わさって生じる線幅変化にも適用されうることは明白である。
【００１９】
上記の線幅変化を補正して露光する方法は、上記の方法を記録したコンピュータで読込める記録媒体に提供されうる。上記の記録媒体は、パターンが形成されたマスク基板をメッシュに分割し、各メッシュに対して次の式で与えられるＬ値を求めるプログラムモジュールである。
【００２０】
【数５】
0004336476.tif 000004
【００２１】
（ここで、ｘ，ｙは前記測定するメッシュのメッシュ単位の座標であり、Ｄ（ｉ，ｊ）は座標（ｉ，ｊ）に該当する露光パターン密度を示す）
それぞれのメッシュに対して前記Ｌ値が小さな領域のＣＤは大きくなり、前記Ｌ値が大きい領域のＣＤは小さくなるようにＣＤデータを補正するプログラムモジュール及び各メッシュの補正されたデータを露光装備に適用するプログラムモジュールが記録される。
【００２２】
前記線幅を補正するプログラムモジュールは前記各メッシュに対して前記Ｌ値による線幅変動幅を実験的に求め、Ｌ値が小さな領域のＣＤデータには＋バイアスを適用してＣＤを大きく補正し、Ｌ値が大きい領域のＣＤデータには−バイアスを適用してＣＤを小さく補正するプログラムモジュールである。
【００２３】
＋バイアス＝（Ｌ−Ｌmin）＊線幅変動幅
−バイアス＝（Ｌmax−Ｌ）＊線幅変動幅
（ここでＬmaxは計算されたＬ値の最大値、Ｌminは計算されたＬ値の最小値をそれぞれ示す）
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明の実施形態はさまざまな他の形態に変形でき、本発明の範囲が後述する実施形態に限定されるものではない。本発明の実施形態は本発明の開示を完全ならしめるためであり、当業者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。図面上で同じ符号で表示された要素は同じ構成要素を意味する。
【００２５】
図２は本発明により線幅変化を補正して露光する方法を順に示したブロック図である。
【００２６】
図２において、まず、形成しようとするマスクパターンのデータを入力し、すぐには露光装備による露光は行わない（２００）。マスク基板をメッシュに分割し、各メッシュごとに露光パターン密度を計算し、下記の数６に示す式を利用して各メッシュでのローディング効果またはフォギング効果を計算する（２１０）。
【００２７】
【数６】
0004336476.tif 000005
【００２８】
（ここで、ｘ，ｙは前記測定するメッシュのメッシュ単位の座標であり、Ｄ（ｉ，ｊ）は座標（ｉ，ｊ）に該当する露光パターン密度を示す）
前記Ｌはローディング効果またはフォギング効果それぞれを示す。または、ロッギング効果及びフォギング効果がどちらも含まれた効果を示す。どちらの場合にもＬを計算する概念は同一なので、前記数６に示す式が有する意味をローディング効果について説明する。
【００２９】
基板上の任意の地点が基板上のあらゆる地点に形成されたパターンから受けるローディング効果は距離により指数的に減少するものであり、そのローディング効果の程度を示すローディング効果度数ｆLはガウス分布を有すると定量化して次の数式で表現されうる。
【００３０】
【数７】
0004336476.tif 000006
【００３１】
（ここで、ｘ，ｙは前記基板上の任意の地点の座標を、ｋはローディング定数、ｒは基板上の任意の地点からの距離、δはローディング効果範囲を意味する）すなわち、上記の数７に示す式からローディング効果度数は任意の地点からの距離により図３に示されたようなグラフを描く。
【００３２】
前記数７に示す式が有する意味は図３を参照すれば、基板上の任意の地点ｒ0において他の地点、例えばｒ1から受けるローディングの影響を意味するローディング効果度数はｆL（ｒ1）であり、基板上の任意の地点ｒ0が基板上の他の地点から受けるローディング効果度数はｒ0からの距離が遠くなればなるほど、指数関数的に減少するということを意味する。
【００３３】
ローディング効果範囲δは物理的距離を意味するのではなく、前述のように数学的な意味を有する。
【００３４】
従って、基板上の他の地点に形成されるパターンによる基板上の特定地点のローディング効果は、基板上の前記他の地点でのローディング密度と前記他の地点から前記特定地点に至るローディング効果度数の積に比例する。従って、基板上の特定地点において基板上のあらゆる地点から受けるローディング効果は、各地点でのローディング密度及びローディング効果度数のコンボリューションと表示できる。前記フォトマスク基板をメッシュ単位で考慮する場合には、ローディング効果は前記数６に示す式のように示せる。
【００３５】
言及されたように、フォギング効果も前記数６に示す式で示されうる。
【００３６】
ローディング効果及び／またはフォギング効果を計算した後で、各メッシュに対して前記Ｌ値によるパターンの線幅変動幅を実験的に求める。Ｌ値が小さな領域のＣＤデータには＋バイアスを適用してＣＤを大きく補正し、Ｌ値が大きい領域のＣＤデータには−バイアスを適用してＣＤを小さく補正する（２２０）。
【００３７】
＋バイアス＝（Ｌ−Ｌmin）＊線幅変動幅
−バイアス＝（Ｌmax−Ｌ）＊線幅変動幅
（ここでＬmaxは計算されたＬ値の最大値、Ｌminは計算されたＬ値の最小値をそれぞれ示す）
図４はバイアスを適用して補正された線幅を説明するための図面である。
【００３８】
図４において、Ａと表示された四角形はローディング効果及び／またはフォギング効果のない原本パターンを示す。Ａ＋と表示された四角形は＋バイアスが適用されたパターンである。すなわち、Ｌ値が小さな領域のパターンに原本パターンの線幅を増やして補正することを表示した。Ａ−と表示された四角形は−バイアスが適用されたパターンである。すなわち、Ｌ値が大きい領域のパターンに原本パターンの線幅を縮めて補正することを表示した。（２３０）
上記の通りにバイアスを適用して補正されたパターンデータを露光装備に入力し、補正されたデータにより露光する（２４０）。
【００３９】
前述の本発明の電子ビームリソグラフィ時に線幅変化を補正する方法は、プログラムで具現可能であり、そのプログラムはコンピュータが読込める記録媒体により提供されうる。また、前記記録媒体は汎用デジタルコンピュータにより行われ、従って前記露光装備に装着されたデジタルコンピュータにより行われることにより、本発明をさらに一層容易に実施させうる。前記記録媒体は磁気記録媒体（例：ＲＯＭ、フロッピディスク、ハードディスクなど）、光学的記録媒体（例：ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）及びキャリアウェーブ（例：インターネットを介した伝送）のような貯蔵媒体を含む。
【００４０】
前記記録媒体はパターンが形成されたマスク基板をメッシュに分割し、各メッシュに対して前記数６に示す式によりローディング効果及び／またはフォギング効果を計算するプログラムモジュール、それぞれのメッシュに対して前記Ｌ値が小さな領域のＣＤデータは大きく補正し、Ｌ値が大きい領域のＣＤデータは小さく補正するプログラムモジュール及び各メッシュの補正されたデータを露光装備に適用するプログラムモジュールが記録される。
【００４１】
前記記録媒体は露光装備を運用するコンピュータに搭載されて露光装備を運用する。
【００４２】
【発明の効果】
前述のように、本発明によればＣＤを変化させるローディング効果及び／またはフォギング効果を計算し、これによりマスクＣＤデータをあらかじめ補正し、補正されたパターンデータにより露光することにより、ローディング効果及び／またはフォギング効果による線幅変化を最小化できる。あわせて、追加露光による工程損失の発生なしにパターンの線幅を補正できる。
【００４３】
また、前記補正方法はコンピュータプログラムで具現されて前記計算を簡単に行えるだけではなく、前述のコンピュータプログラムは露光装備に搭載されることにより、前記補正された値によりたやすく露光を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による補正露光の概略的な過程を示したブロック図である。
【図２】本発明による補正露光の概略的な過程を示したブロック図である。
【図３】距離によるローディング効果度数のグラフである。
【図４】バイアスを適用して補正された線幅を説明するための図面である。
【図１】
0004336476.tif 000009
【図２】
0004336476.tif 000010
【図３】
0004336476.tif 000011
【図４】
0004336476.tif 000012