JP2004235487A

JP2004235487A - パターン描画方法

Info

Publication number: JP2004235487A
Application number: JP2003023057A
Authority: JP
Inventors: Koji Tange; 耕志丹下
Original assignee: Renesas Technology Corp
Current assignee: Renesas Technology Corp
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19
Also published as: US20040153989A1

Abstract

【課題】パターンの設計寸法と仕上がり寸法との間の誤差を回避又は抑制し得る、パターン描画方法及びパターン描画装置を得る。
【解決手段】暫定ストライプ境界Ｃ１２によって図形Ｆ１が第１部分Ｆ１_１と第２部分Ｆ１_２とに分割され、しかも第１部分Ｆ１_１の幅Ｗ１が所定のしきい値（０．４０μｍ）未満となる場合は、第１部分Ｆ１_１が暫定ストライプ領域Ｒ２に属するように、図形Ｆ１が記述されている箇所において暫定ストライプ境界Ｃ１２が局所的にシフトされる。つまり、暫定ストライプ領域Ｒ１，Ｒ２を補正することによって正式ストライプ領域Ｒ１ａ，Ｒ２ａが得られ、図形Ｆ１の全体が正式ストライプ領域Ｒ２ａに属する。そして、描画部２は、正式ストライプ領域Ｒ１ａ，Ｒ２ａが規定されたパターンデータＤ２に基づいて、描画対象６にパターンを描画する。
【選択図】図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パターン描画方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム描画装置では、描画すべき図形のレイアウトが記述されたパターンデータを作成する工程と、ストライプ境界によって区画され、所定のストライプ幅を有する複数のストライプ領域（「フィールド領域」とも称される）をパターンデータ内に規定する工程と、電子ビームの走査によって、複数のストライプ領域の各々ごとに、パターンデータに基づいて図形を描画する工程とが、この順に実行される。従来の電子ビーム描画装置では、パターンデータに記述されている図形のレイアウトに拘わらず、複数のストライプ領域が平行に規定されていた。即ち、全てのストライプ境界が直線状に規定されていた。
【０００３】
なお、電子ビーム描画装置に関する技術は、例えば下記の特許文献１，２に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−７０１８号公報
【特許文献２】
特開平１−２９７８２３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電子ビーム描画装置によると、任意の図形が、第１のストライプ領域に属する第１部分と、第１のストライプ領域に隣接する第２のストライプ領域に属する第２部分とに分割されることにより、ストライプ幅方向に関する第１部分の寸法が所定のしきい値未満となる場合には、上記任意の図形に関して、パターンの設計寸法と仕上がり寸法との間の誤差が大きくなるという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる問題を解決するために成されたものであり、パターンの設計寸法と仕上がり寸法との間の誤差を回避又は抑制し得る、パターン描画方法を得ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明によれば、パターン描画方法は、（ａ）描画すべき図形のレイアウトが記述されたパターンデータを作成する工程と、（ｂ）ストライプ境界によって区画され、所定のストライプ幅を有する複数のストライプ領域を、パターンデータ内に規定する工程と、（ｃ）複数のストライプ領域の各々ごとに、パターンデータに基づいて描画対象に図形を描画する工程とを備え、複数のストライプ領域は、互いに隣接する第１及び第２のストライプ領域を含み、工程（ｂ）において、任意の図形が、第１のストライプ領域に属する第１部分と、第２のストライプ領域に属する第２部分とに分割されることにより、ストライプ幅方向に関する第１部分の寸法が所定のしきい値未満となる場合は、任意の図形が記述されている箇所において、第１及び第２のストライプ領域間のストライプ境界が局所的にシフトされる。
【０００８】
第２の発明によれば、パターン描画方法は、（ａ）描画すべき図形のレイアウトが記述されたパターンデータを作成する工程と、（ｂ）ストライプ境界によって区画された複数のストライプ領域を、パターンデータ内に規定する工程と、（ｃ）複数のストライプ領域の各々ごとに、パターンデータに基づいて描画対象に図形を描画する工程とを備え、複数のストライプ領域は、互いに隣接する第１及び第２のストライプ領域を含み、工程（ｂ）において、任意の図形が、第１のストライプ領域に属する第１部分と、第２のストライプ領域に属する第２部分とに分割されることにより、ストライプ幅方向に関する第１部分の寸法が所定のしきい値未満となる場合は、任意の図形が記述されている箇所において、第２のストライプ領域のストライプ幅が広げられ、これにより、第１部分が第２のストライプ領域に属する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、ラスタスキャン方式かつステージ連続走行型の電子ビーム描画装置を例にとり、本発明に係るパターン描画方法の実施の形態について、具体的に説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電子ビーム描画装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、電子ビーム描画装置は、パターンデータ作成部１と、ストライプ領域規定部２と、描画部３とを備えている。描画部３は、電子ビームを出射する電子銃４と、電子銃４から出射された電子ビームを制御する光学系５と、描画対象６が載置されるＸＹステージ７とを備えている。フォトマスクの作製のために電子ビーム描画装置が用いられる場合、描画対象６は、ガラス基板、遮光膜、及びＥＢレジストがこの順に積層された構造を有しており、ＥＢレジストを光学系５側に向けて、ＸＹステージ７上に載置されている。
【００１１】
図２は、ストライプ領域規定部２の構成を示すブロック図である。ストライプ領域規定部２は、暫定ストライプ領域規定部２ａと、図形抽出部２ｂと、正式ストライプ領域規定部２ｃとを備えている。
【００１２】
図３は、パターンデータ作成部１及びストライプ領域規定部２における処理の流れを示すフローチャートである。以下、図１〜３を参照して、パターンデータ作成部１及びストライプ領域規定部２の動作について説明する。
【００１３】
まず、図３のステップＳＰ１において、図１のパターンデータ作成部１は、ＣＡＤ等によって作成された設計データＤ０を取得し、設計データＤ０の中から描画対象６に描画すべき図形を抽出することにより、描画すべき図形のレイアウトが記述されたパターンデータＤ１を作成する。図４は、パターンデータＤ１の一例を示す模式図である。パターンデータＤ１には、図形Ｆ１，Ｆ２が記述されている。パターンデータＤ１は、図２の暫定ストライプ領域規定部２ａに入力される。
【００１４】
次に、図３のステップＳＰ２において、図２の暫定ストライプ領域規定部２ａは、パターンデータＤ１内に暫定ストライプ領域を規定することにより、パターンデータＤ３を作成する。図５は、パターンデータＤ３の一例を示す模式図である。図５において、Ｘ方向は暫定ストライプ領域Ｒ１，Ｒ２の長さ方向であり、Ｙ方向は暫定ストライプ領域Ｒ１，Ｒ２の幅方向である。Ｘ方向に延在する直線状の暫定ストライプ境界Ｃ１２によって区画されることにより、Ｘ方向に延在する帯状の暫定ストライプ領域Ｒ１，Ｒ２が平行に規定されている。暫定ストライプ領域Ｒ１，Ｒ２は、図１の光学系５によって電子ビームをＹ方向に偏向可能な、所定のストライプ幅ＳＷを有している。図形Ｆ１，Ｆ２の幅（即ちＹ方向に関する寸法）は、いずれも例えば２．０μｍである。また、本実施の形態１に係る電子ビーム描画装置において、描画グリッドサイズ（アドレスサイズ）は０．２０μｍである。
【００１５】
図５に示した例によると、図形Ｆ１は、暫定ストライプ領域Ｒ１に属する第１部分Ｆ１_１と、暫定ストライプ領域Ｒ２に属する第２部分Ｆ１_２とを有している。第１部分Ｆ１_１の幅（即ちＹ方向に関する寸法）Ｗ１は、０．２０μｍである。図形Ｆ２は、全て暫定ストライプ領域Ｒ２に属している。
【００１６】
図６は、図形Ｆ１の幅を２．０μｍに固定して、幅Ｗ１と誤差ＣＤとの関係を調査した結果を示すグラフである。誤差ＣＤは、Ｙ方向に関して、図形Ｆ１の仕上がり寸法から設計寸法（この例では２．０μｍ）を減算した値として得られる。図６によると、幅Ｗ１が０．４０μｍより狭い範囲、及び１．６μｍより広い範囲では、誤差ＣＤが大きくなっていることが分かる。即ち、暫定ストライプ境界Ｃ１２によって図形Ｆ１が２つの部分に分割された場合に、２つの部分のうち幅が狭い方の部分の幅が、０．４０μｍ未満になると、誤差ＣＤが大きくなることが分かる。その結果、後述のしきい値が０．４０μｍに設定される。
【００１７】
図５に示した例によると、幅Ｗ１は０．２０μｍである。従って、パターンデータＤ３に基づいて描画対象６に図形Ｆ１，Ｆ２を描画したのでは、図形Ｆ１に関して、設計寸法と仕上がり寸法との間の誤差が大きくなる。
【００１８】
そこで、次に、図３のステップＳＰ３において、図２の図形抽出部２ｂは、パターンデータＤ３に記述されている複数の図形の中から、以下の条件ＲＡ，ＲＢをともに満たす一又は複数の図形を抽出する。
【００１９】
条件ＲＡ：図形が、複数の暫定ストライプ領域に跨っていること。即ち、図形が、暫定ストライプ境界によって複数の部分に分割されていること。
【００２０】
条件ＲＢ：上記複数の部分の中に、Ｙ方向に関する寸法がしきい値（０．４０μｍ）未満の部分が含まれていること。
【００２１】
図５に示した例によると、図形Ｆ１は、暫定ストライプ境界Ｃ１２によって第１部分Ｆ１_１及び第２部分Ｆ１_２に分割されているため、条件ＲＡは満たされる。また、Ｙ方向に関する第１部分Ｆ１_１の寸法は０．２０μｍであり、しきい値（０．４０μｍ）未満であるため、条件ＲＢも満たされる。よって、ステップＳＰ３において、図形Ｆ１が図形抽出部２ｂによって抽出される。一方、図形Ｆ２は条件ＲＡ，ＲＢを満たさないため、図形抽出部２ｂによって抽出されない。図形抽出部２ｂによって抽出された図形Ｆ１を示す情報は、パターンデータＤ３とともに、図２の正式ストライプ領域規定部２ｃに入力される。
【００２２】
次に、図３のステップＳＰ４において、図２の正式ストライプ領域規定部２ｃは、パターンデータＤ３を補正することにより、パターンデータＤ２を作成する。具体的に、正式ストライプ領域規定部２ｃは、第１部分Ｆ１_１が暫定ストライプ領域Ｒ２に属するように、図形Ｆ１が記述されている箇所において、暫定ストライプ境界Ｃ１２を暫定ストライプ領域Ｒ１側に局所的にシフトする。図７は、パターンデータＤ２の第１の例を示す模式図である。パターンデータＤ２には、暫定ストライプ領域Ｒ１，Ｒ２が補正された正式ストライプ領域Ｒ１ａ，Ｒ２ａと、暫定ストライプ境界Ｃ１２が補正された正式ストライプ境界Ｃ１２ａとが規定されている。パターンデータＤ２において、図形Ｆ１，Ｆ２は、いずれも全体が正式ストライプ領域Ｒ２ａに属している。
【００２３】
本実施の形態１に係る電子ビーム描画装置において、描画グリッドサイズは０．２０μｍである。従って、第１部分Ｆ１_１の幅Ｗ１が描画グリッドサイズ×２である場合はパターンデータＤ３は補正されないが、描画グリッドサイズ×１である場合はパターンデータＤ３が補正される。即ち、上記条件ＲＢを以下のように書き換えることもできる。
【００２４】
条件ＲＢ：上記複数の部分の中に、Ｙ方向に関する寸法が描画グリッドサイズ×１である部分が含まれていること。
【００２５】
なお、図５に示したパターンデータＤ３内に、上記条件ＲＡ，ＲＢをともに満たす図形が含まれていない場合は、パターンデータＤ３がそのままパターンデータＤ２となる。
【００２６】
図１を参照して、パターンデータＤ２は描画部２に入力される。描画部２は、パターンデータＤ２に基づいて、正式ストライプ領域Ｒ１ａ，Ｒ２ａの形状に則してＸＹステージ７を移動させつつ、正式ストライプ領域Ｒ１ａ，Ｒ２ａごとに描画対象６にパターンを描画する。図７に示したように、正式ストライプ領域Ｒ１ａ，Ｒ２ａはそれぞれ凹凸形状を有しているため、各正式ストライプ領域Ｒ１ａ，Ｒ２ａに関する描画工程において、ＸＹステージ７は、Ｘ方向のみならずＹ方向にも移動される。
【００２７】
また、図７に示した例では、いずれの図形も正式ストライプ領域Ｒ１ａに属していない。従って、正式ストライプ領域Ｒ１ａに関しては、電子銃４は常にオフである。また、図形Ｆ１，Ｆ２は正式ストライプ領域Ｒ２ａに属している。従って、正式ストライプ領域Ｒ２ａに関しては、図形Ｆ１，Ｆ２が記述されている箇所に対応して、電子銃４がオンされる。電子銃４から出射された電子ビームは、光学系５によってＹ方向に偏向され、描画対象６に図形Ｆ１，Ｆ２が描画される。
【００２８】
このように本実施の形態１に係る電子ビーム描画方法によると、暫定ストライプ境界Ｃ１２によって図形Ｆ１が第１部分Ｆ１_１と第２部分Ｆ１_２とに分割され、しかも第１部分Ｆ１_１の幅Ｗ１が所定のしきい値（０．４０μｍ）未満となる場合は、第１部分Ｆ１_１が暫定ストライプ領域Ｒ２に属するように、図形Ｆ１が記述されている箇所において暫定ストライプ境界Ｃ１２が局所的にシフトされる。つまり、暫定ストライプ領域Ｒ１，Ｒ２を補正することによって正式ストライプ領域Ｒ１ａ，Ｒ２ａが得られ、図形Ｆ１の全体が正式ストライプ領域Ｒ２ａに属する。そして、描画部２は、正式ストライプ領域Ｒ１ａ，Ｒ２ａが規定されたパターンデータＤ２に基づいて、描画対象６にパターンを描画する。これにより、図形Ｆ１に関して、仕上がり寸法と設計寸法との間に生じる誤差を回避又は低減することができる。
【００２９】
実施の形態２．
図３に示したステップＳＰ４において、正式ストライプ領域規定部２ｃは、パターンデータＤ３を補正することによってパターンデータＤ２を作成する。ここで、正式ストライプ領域規定部２ｃは、上記実施の形態１とは異なるパターンデータＤ２を作成してもよい。
【００３０】
具体的に、正式ストライプ領域規定部２ｃは、第１部分Ｆ１_１の幅Ｗ１がしきい値（０．４０μｍ）以上になるように、図形Ｆ１が記述されている箇所において、暫定ストライプ境界Ｃ１２を暫定ストライプ領域Ｒ２側に局所的にシフトする。図８は、パターンデータＤ２の第２の例を示す模式図である。パターンデータＤ２には、暫定ストライプ領域Ｒ１，Ｒ２が補正された正式ストライプ領域Ｒ１ｂ，Ｒ２ｂと、暫定ストライプ境界Ｃ１２が補正された正式ストライプ境界Ｃ１２ｂとが規定されている。パターンデータＤ２において、図形Ｆ１は、正式ストライプ境界Ｃ１２ｂによって分割されることにより、正式ストライプ領域Ｒ１ｂに属する第１部分Ｆ１_１と、正式ストライプ領域Ｒ２ｂに属する第２部分Ｆ１_２とを有している。第１部分Ｆ１_１の幅Ｗ２は、しきい値（０．４０μｍ）以上の、例えば１．０μｍである。
【００３１】
このように本実施の形態２に係る電子ビーム描画方法によると、暫定ストライプ境界Ｃ１２によって図形Ｆ１が第１部分Ｆ１_１と第２部分Ｆ１_２とに分割され、しかも第１部分Ｆ１_１の幅Ｗ１が所定のしきい値（０．４０μｍ）未満となる場合は、幅Ｗ１がしきい値以上になるように、図形Ｆ１が記述されている箇所において暫定ストライプ境界Ｃ１２が局所的にシフトされる。つまり、暫定ストライプ領域Ｒ１，Ｒ２を補正することによって正式ストライプ領域Ｒ１ｂ，Ｒ２ｂが得られ、その結果、幅Ｗ１はしきい値以上となる。そして、描画部２は、正式ストライプ領域Ｒ１ｂ，Ｒ２ｂが規定されたパターンデータＤ２に基づいて、描画対象６にパターンを描画する。これにより、図形Ｆ１に関して、仕上がり寸法と設計寸法との間に生じる誤差を回避又は低減することができる。
【００３２】
実施の形態３．
図３に示したステップＳＰ４において、正式ストライプ領域規定部２ｃは、パターンデータＤ３を補正することによってパターンデータＤ２を作成する。ここで、正式ストライプ領域規定部２ｃは、上記実施の形態１，２とは異なるパターンデータＤ２を作成してもよい。
【００３３】
図９は、パターンデータＤ２の第３の例を示す模式図である。幅Ｍは、図１の光学系５によって電子ビームをＹ方向に偏向可能な、最大の幅である。ストライプ幅ＳＷは、最大の幅Ｍよりも狭い。本実施の形態３に係る電子ビーム描画方法において、正式ストライプ領域規定部２ｃは、第１部分Ｆ１_１が暫定ストライプ領域Ｒ２に属するように、図形Ｆ１が記述されている箇所において、暫定ストライプ領域Ｒ２のストライプ幅を広げる。図９において、図形Ｆ１が記述されている箇所におけるストライプ幅ＳＷ１は、他の箇所におけるストライプ幅ＳＷよりも広い。その結果、図形Ｆ１，Ｆ２は、いずれも全体が正式ストライプ領域Ｒ２ｃに属している。
【００３４】
図１を参照して、パターンデータＤ２は描画部２に入力される。描画部２は、パターンデータＤ２に基づいて、描画対象６にパターンを描画する。本実施の形態３に係る電子ビーム描画方法では、正式ストライプ領域Ｒ２ｃに関する描画工程において、ＸＹステージ７はＹ方向には移動されず、光学系５によって電子ビームの偏向幅が可変に制御される。
【００３５】
このように本実施の形態３に係る電子ビーム描画方法によると、暫定ストライプ境界Ｃ１２によって図形Ｆ１が第１部分Ｆ１_１と第２部分Ｆ１_２とに分割され、しかも第１部分Ｆ１_１の幅Ｗ１が所定のしきい値（０．４０μｍ）未満となる場合は、図形Ｆ１が記述されている箇所において、暫定ストライプ領域Ｒ２のストライプ幅が広げられる。これにより、第１部分Ｆ１_１が暫定ストライプ領域Ｒ２に属することとなるため、図形Ｆ１に関して、仕上がり寸法と設計寸法との間に生じる誤差を回避又は低減することができる。
【００３６】
半導体装置の製造プロセスの一つであるリソグラフィ工程においては、電子ビーム描画装置によって作製されたフォトマスクを用い、露光光として例えばＫｒＦエキシマレーザ光を使用して、半導体基板上に形成されているフォトレジストに対して縮小投影露光が行われる。但し、フォトマスクを用いることなく、半導体基板上に形成されたＥＢレジストを電子ビームによって直接描画してもよい。この場合、図１に示した描画対象６は、半導体基板上に形成されたＥＢレジストとなる。
【００３７】
【発明の効果】
第１及び第２の発明によれば、仕上がり寸法と設計寸法との間に生じる誤差を回避又は低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電子ビーム描画装置の構成を示すブロック図である。
【図２】ストライプ領域規定部の構成を示すブロック図である。
【図３】パターンデータ作成部及びストライプ領域規定部における処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】パターンデータＤ１の一例を示す模式図である。
【図５】パターンデータＤ３の一例を示す模式図である。
【図６】幅と誤差との関係を調査した結果を示すグラフである。
【図７】パターンデータＤ２の第１の例を示す模式図である。
【図８】パターンデータＤ２の第２の例を示す模式図である。
【図９】パターンデータＤ２の第３の例を示す模式図である。
【符号の説明】
１パターンデータ作成部、２ストライプ領域規定部、３描画部。

Claims

（ａ）描画すべき図形のレイアウトが記述されたパターンデータを作成する工程と、
（ｂ）ストライプ境界によって区画され、所定のストライプ幅を有する複数のストライプ領域を、前記パターンデータ内に規定する工程と、
（ｃ）前記複数のストライプ領域の各々ごとに、前記パターンデータに基づいて描画対象に前記図形を描画する工程と
を備え、
前記複数のストライプ領域は、互いに隣接する第１及び第２のストライプ領域を含み、
前記工程（ｂ）において、任意の図形が、前記第１のストライプ領域に属する第１部分と、前記第２のストライプ領域に属する第２部分とに分割されることにより、前記ストライプ幅方向に関する前記第１部分の寸法が所定のしきい値未満となる場合は、前記任意の図形が記述されている箇所において、前記第１及び第２のストライプ領域間のストライプ境界が局所的にシフトされる、パターン描画方法。
前記工程（ｂ）において、前記第１及び第２のストライプ領域間の前記ストライプ境界は前記第１のストライプ領域側にシフトされ、これにより、前記第１部分が前記第２のストライプ領域に属する、請求項１に記載のパターン描画方法。
前記工程（ｂ）において、前記第１及び第２のストライプ領域間の前記ストライプ境界は前記第２のストライプ領域側にシフトされ、これにより、前記寸法が前記しきい値以上となる、請求項１に記載のパターン描画方法。
（ａ）描画すべき図形のレイアウトが記述されたパターンデータを作成する工程と、
（ｂ）ストライプ境界によって区画された複数のストライプ領域を、前記パターンデータ内に規定する工程と、
（ｃ）前記複数のストライプ領域の各々ごとに、前記パターンデータに基づいて描画対象に前記図形を描画する工程と
を備え、
前記複数のストライプ領域は、互いに隣接する第１及び第２のストライプ領域を含み、
前記工程（ｂ）において、任意の図形が、前記第１のストライプ領域に属する第１部分と、前記第２のストライプ領域に属する第２部分とに分割されることにより、前記ストライプ幅方向に関する前記第１部分の寸法が所定のしきい値未満となる場合は、前記任意の図形が記述されている箇所において、前記第２のストライプ領域のストライプ幅が広げられ、これにより、前記第１部分が前記第２のストライプ領域に属する、パターン描画方法。
前記しきい値は０．４０μｍである、請求項１〜４のいずれか一つに記載のパターン描画方法。