説明

パターン描画補正方法、パターン描画装置、フォトマスク製造方法、及びフォトマスク

【課題】ゲインよるショットサイズの追加補正を行なっても、ショット位置にずれが生じず、パターンサイズと位置を精度良く補正できる方法および装置を提供することを目的とし、上記方法および装置を用いることにより、高精度のフォトマスクを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のパターン描画補正方法は、ショットサイズの追加補正を加えると共に、この追加補正量に基づいて、ショット位置を補正することで、パターンサイズと位置を精度良く補正することが可能となる

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パターン描画補正方法に関するものであり、特に、パターン描画装置におけるショットサイズとショット位置補正によるパターン描画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。
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、フォトマスクにパターンを描画するパターン描画装置にも高い寸法精度が求められる。
【0003】
電子ビームを用いたパターン描画装置は、一種類のアパーチャーから多種多様な図形を生成できる汎用性と高いスループットとの両立性から、第1アパーチャーの開口像を成形レンズによって第2アパーチャー上に結像すると共に成形偏向器によって第2アパーチャー上に位置決めし、第2のアパーチャーの開口を透過した所望のサイズの断面を有する電子ビームを被描画材料上にショットする、可変成形ビームを用いるVSB方式が現在主流となっている。
【0004】
可変成形ビームのサイズを定義するパラメータは2つあり、通常はゲインとオフセットと呼ばれている。すなわち、図1に示すように、定義上のビームサイズをグラフの横軸にとり、形成された実際のビームサイズを縦軸にとり、両者の関係を表す直線を引いた場合、該直線の傾きを決定する成形偏向器の利得を、ゲインと呼び、該直線のy切片を決定する成形偏向器の基準電圧を、オフセットと呼ぶ。
【0005】
従来技術では、通常ゲインは、様々なサイズのショットの露光量強度分布を測定し、予め設定した特定のしきい露光量強度での長さをビームサイズとして算出し、定義上のサイズとこのビームサイズとの関係を表す直線の傾きが1となるように調整される。この際のしきい露光量強度は、最大露光量強度の半値とすることが望ましい。(特許文献1および2参照)
上記方法により、特定のしきい露光量強度における、ショットのサイズを調整した際のCDリニアリティ特性図を図3(a)に示す。また、その際の各種パターンサイズにおけるショットサイズとショット位置および露光量強度分布の模式図を図3(b)に示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平9−186070号公報
【特許文献2】特開2001−35767号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記方法により、特定のしきい露光量強度におけるショットのサイズを調整可能であるが、レジスト材料やプロセス条件の変更によって、しきい露光量強度が変更されてしまうと、最適ゲイン設定がずれてしまう。特定のしきい露光量強度からしきい露光量強度が変更された際のCDリニアリティ特性図を図4(a)に示し、その際の各種パターンサイズにおけるショットサイズとショット位置および露光量強度分布の模式図を図4(b)に示す。図4(a)にあるとおり、CDリニアリティに傾き傾向がみられ、最適ゲインがずれている。
【0008】
これを補正するために、前記従来技術によるゲインの追加補正を加えた際のCDリニアリティ特性図を図5(a)に示し、その際の各種パターンサイズにおけるショットサイズとショット位置および露光量強度分布の模式図を図5(b)に示す。図5(a)にあるとおり、CDリニアリティの傾き傾向が改善されるが、図5(b)にあるとおり、狙いのパターンセンター位置からショットがずれてしまうという課題がある。
【0009】
そこで、本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ショットサイズの追加補正を加えると共に、この追加補正量に基づいて、ショット位置を補正することで、パターンサイズと位置を精度良く補正できる方法および装置を提供することを目的とし、上記方法および装置を用いることにより、高精度のフォトマスク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】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項1に記載した発明は、第1アパーチャーの開口像を成形レンズによって第2アパーチャー上に結像すると共に成形偏向器によって第2アパーチャー上に位置決めし、第2のアパーチャーの開口を透過した、予め設定したサイズの断面を有する電子ビームを被描画材料上にショットすると共に、位置決め偏向器への電子ビームの偏向信号に応じて電子ビームを偏向し被描画材料上のショット位置を変化させるパターン描画補正方法において、
予め設定したしきい露光量強度が変更されると、前記サイズ及び変更されたしきい露光量強度に応じて、前記成形偏向器を制御して前記サイズに対し追加補正を加えると共に、前記追加補正による追加補正量に基づいて、前記位置決め偏向器を制御して前記被描画材料上の前記ショット位置を補正することを特徴とする。
【0011】
次に、請求項2に記載した発明は、前記追加補正によるサイズの追加補正量と前記ショット位置のショット位置補正量との関係が、サイズ追加補正量/2=ショット位置補正量となっていることを特徴とする。
次に、請求項3に記載した発明は、請求項1又は請求項2に記載のパターン描画補正方法を備えることを特徴とするパターン描画装置を提供するものである。
次に、請求項4に記載した発明は、請求項1又は請求項2に記載のパターン描画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を提供するものである。
【0012】
次に、請求項5に記載した発明は、請求項3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を提供するものである。
次に、請求項6に記載した発明は、請求項1又は請求項2に記載のパターン描画補正方法を用いて製造されたフォトマスクを提供するものである。
次に、請求項7に記載した発明は、請求項3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を提供するものである。
【発明の効果】
【0013】
本発明のパターン描画補正方法は、ショットサイズの追加補正を加えると共に、この追加補正量に基づいて、ショット位置を補正することで、パターンサイズと位置を精度良く補正することが可能になる。
本発明のパターン描画補正方法を用いることにより、パターンサイズと位置を精度良く補正することが可能となり、高精度なフォトマスクを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】ゲインとオフセットを説明する図である。
【図2】本発明に基づく実施形態に係る描画装置を説明する概念構成図である。
【図3】(a)は、特定のしきい露光量強度における、ショットのサイズを調整した際のCDリニアリティ特性図であり、(b)は、その際の各種パターンサイズにおけるショットサイズとショット位置および露光量強度分布の模式図である。
【図4】(a)は、特定のしきい露光量強度からしきい露光量強度が変更された際のCDリニアリティ特性図であり、(b)は、その際の各種パターンサイズにおけるショットサイズとショット位置および露光量強度分布の模式図である。
【図5】(a)は、特定のしきい露光量強度からしきい露光量強度が変更された際のCDリニアリティにゲインの追加補正を加えた際のCDリニアリティ特性図であり、(b)は、その際の各種パターンサイズにおけるショットサイズとショット位置および露光量強度分布の模式図である。
【図6】(a)は、特定のしきい露光量強度からしきい露光量強度が変更された際のCDリニアリティに本実施例におけるパターン描画補正を加えた際のCDリニアリティ特性図であり、(b)は、その際の各種パターンサイズにおけるショットサイズとショット位置および露光量強度分布の模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
図2は、本実施形態に用いた電子ビーム描画装置を示す概略構成図である。図中の21は電子銃、22はビームをON・OFFするためのブランキング電極、23はビーム寸法可変用偏向器(成形偏光器)、24は位置決め用偏向器、25は照射レンズ、26は成形レンズ、27は対物レンズ、28はビーム寸法可変用の第1アパーチャー、29はビーム寸法可変用の第2アパーチャー、30は、表面にレジストが塗布されたフォトマスク(被描画材料)である。
この装置構成は公知のものと同様であり、電子銃21から発射された電子ビームは、偏向器23及びアパーチャー28,29によりビーム寸法が可変制御され、この寸法制御されたビームが対物レンズ27により被描画材料30上に結像され、かつ偏向器24により位置決めしてショット露光されるものとなっている。
【0016】
そして、制御部100は、第1アパーチャー28の開口像を成形レンズ26によって第2アパーチャー29上に結像すると共に成形偏向器23によって第2アパーチャー29上に位置決めし、第2アパーチャー29の開口を透過した、予め設定したサイズの断面を有する電子ビームを被描画材料30上にショットすると共に、位置決め偏向器24への電子ビームの偏向信号に応じて電子ビームを偏向し被描画材料30上のショット位置を変化させる。また、制御部100は、予め設定したしきい露光量強度が変更されると、前記サイズ及び変更されたしきい露光量強度に応じて、前記成形偏向器23を制御して前記サイズに対し追加補正を加えると共に、前記追加補正による追加補正量に基づいて、前記位置決め偏向器24を制御して前記被描画材料30上の前記ショット位置を補正する。本実施形態では、前記追加補正によるサイズの追加補正量と前記ショット位置の補正量との関係が、(サイズ追加補正量/2)=ショット位置補正量となるように調整する。
【0017】
以下、本実施の形態におけるパターン描画補正方法の一例を示す。
図4のように、予め設定した特定のしきい露光量強度におけるショットのサイズを調整後、プロセス条件の変更によりしきい露光量強度が変更され、最適ゲイン設定がずれてしまったケースを用いて説明する。なお、ショットの位置決め代表点はショットの左下とし、ショット位置補正の方向は、ショットを被描画材料上で右方向にシフトさせる場合を正とする。
図4(a)のCDリニアリティの傾き傾向から、上記変更後のプロセス条件における最適ゲインの値を、既定の方法にて算出し、上記特定の露光量強度における最適ゲインの値に対する追加補正量を算出する。つまり、図4(a)の場合、右上がりのCDリニアリティ傾向がフラット傾向になるように、ゲインに追加補正を加えることになる。
【0018】
次に、図4(a)のCDリニアリティの傾き傾向から、上記ゲインの追加補正により補正される、各ショットサイズの追加補正量を算出し、前記ショットサイズの追加補正量の半分の量をショット位置補正として算出する。なお、図4(a)のようにCDリニアリティ傾向が右上がりの場合、ショット位置補正の方向は正となる。一方、図4(b)とは逆にCDリニアリティ傾向が右下がりの場合は、ショット位置補正の方向は負となる。
【0019】
ここで、ゲインの追加補正の算出方法は、既知の方法を採用し、例えばリニアリティ結果から図1のように傾きを算出し、傾き1からのズレ量を、現在設定してあるゲインに追加することで実施する。また、ゲインの追加補正による(任意のビームサイズの)追加補正量の算出は、追加補正前のゲイン設定における実際のビームサイズと追加補正後のゲイン設定における実際のビームサイズとの差分となる。
【実施例1】
【0020】
評価基板の作成方法としては、下記の方法を用いた。
評価用基板として、Cr遮光膜付き6インチQz基板を準備し、この基板に化学増幅型電子線用ネガ型レジストを200nm厚コートした。
次に、上記基板に電子線描画機にて、200nmから800nmまでの孤立パターンを描画し、PEBおよび現像処理を施した。
上記方法にて作成した評価基板の孤立パターンの寸法を測定して評価を実施した。
【0021】
図4(a)は、特定しきい露光量強度におけるショットのサイズを調整後、プロセス条件の変更によりしきい露光量強度が変更され、最適ゲインがずれ、CDリニアリティに右上がりの傾きがあった。
図4(a)の状態に、前記発明を実施するための最良の形態に記載のパターン描画補正方法を用いた後のCDリニアリティを図6(a)に示す。CDリニアリティがフラットな傾向となり、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】
【0022】
本発明のパターン描画補正方法は、フォトマスクの精度改善方法として有用であり、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】
【0023】
1 小パターンサイズのショットの模式図
2 中パターンサイズのショットの模式図
3 大パターンサイズのショットの模式図
4 ショット1の位置決め代表点
5 ショット2の位置決め代表点
6 ショット3の位置決め代表点
7 特定のしきい露光量強度における小パターンサイズのショットの模式図
8 特定のしきい露光量強度における中パターンサイズのショットの模式図
9 特定のしきい露光量強度における大パターンサイズのショットの模式図
10 プロセス条件変更後のしきい露光量強度における小パターンサイズのショット模式図
11 プロセス条件変更後のしきい露光量強度における中パターンサイズのショット模式図
12 プロセス条件変更後のしきい露光量強度における大パターンサイズのショット模式図
23 ビーム寸法可変用偏向器(成形偏光器)
24 位置決め用偏向器
25 照射レンズ
26 成形レンズ
27 対物レンズ
28 第1アパーチャー
29 第2アパーチャー
30 フォトマスク(被描画材料)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1アパーチャーの開口像を成形レンズによって第2アパーチャー上に結像すると共に成形偏向器によって第2アパーチャー上に位置決めし、第2アパーチャーの開口を透過した、予め設定したサイズの断面を有する電子ビームを被描画材料上にショットすると共に、位置決め偏向器への電子ビームの偏向信号に応じて電子ビームを偏向し被描画材料上のショット位置を変化させるパターン描画補正方法において、
予め設定したしきい露光量強度が変更されると、前記サイズ及び変更されたしきい露光量強度に応じて、前記成形偏向器を制御して前記サイズに対し追加補正を加えると共に、前記追加補正による追加補正量に基づいて、前記位置決め偏向器を制御して前記被描画材料上の前記ショット位置を補正することを特徴とするパターン描画補正方法。
【請求項2】
前記追加補正によるサイズの追加補正量と前記ショット位置のショット位置補正量との関係が、サイズ追加補正量/2=ショット位置補正量となっていることを特徴とする請求項1に記載のパターン描画補正方法。
【請求項3】
請求項1又は請求項2に記載のパターン描画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4】
請求項1又は請求項2に記載のパターン描画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5】
請求項3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6】
請求項1又は請求項2に記載のパターン描画補正方法を用いて製造されたフォトマスク。
【請求項7】
請求項3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。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate


【公開番号】特開2012−104698(P2012−104698A)
【公開日】平成24年5月31日(2012.5.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−252827(P2010−252827)
【出願日】平成22年11月11日(2010.11.11)
【出願人】(000003193)凸版印刷株式会社 (10,630)
【Fターム(参考)】