JP2010040732A - 描画装置及び描画方法 - Google Patents

Abstract

【目的】パターンの重ね合わせ誤差を低減させる描画装置および描画方法を提供することを目的とする。
【構成】本発明の描画装置１００は、電子ビームを用いて、パターン１２をマスク基板１０に、パターン１２を相補するパターン１４をマスク基板２０に描画する描画部と、マスク基板１０に描画されたパターン１２の位置ずれ量をパターン１４の描画位置に加算する加算部と、を備え、描画部は、パターン１２の位置ずれ量が加算されたマスク基板２０上の描画位置にパターン１４を描画することを特徴とする。本発明によれば、両パターンの重ね合わせ誤差を低減することができる。よって、隣り合うパターン同士の接触を回避することができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、描画装置及び描画方法に係り、特に、二重パターニング（ダブルパターニング：Ｄｏｕｂｌｅ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）或いは二重露光（ダブル露光：Ｄｏｕｂｌｅ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）に用いる相補パターンを描画する装置および方法に関する。

半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。

ここで、回路線幅の微細化に伴って、より波長の短い露光光源が求められるが、露光光源となる例えばＡｒＦレーザーの延命手法として、近年、二重露光技術と二重パターニング技術が注目されている。二重露光は、レジストが塗布されたウェハに２枚のマスクを取り替えながら同一領域に続けて露光する手法である（例えば、特許文献１参照）。そして、その後に現像、及びエッチング工程等を経て所望するパターンをウェハ上に形成する。他方、二重パターニングは、レジストが塗布されたウェハに第１のマスクで露光し、現像、及びエッチング工程等を経てから再度レジストを塗布して第２のマスクでウェハの同一領域に露光する手法である。これらの技術は、現在の技術の延長で行なうことができる点でメリットがある。そして、これらの技術では、ウェハ上で所望するパターンを得るために２枚のマスクが必要になる。

図９は、従来の二重パターニング用マスクを説明するための概念図である。
図９に示すように、所望するパターン３０２をウェハへ露光するためには、フォトマスク３００では、解像度が得られないために、２つのマスクに分ける必要があった。すなわち、フォトマスク３１０にパターン３０２の一部となるパターン３１２を形成し、フォトマスク３２０にパターン３０２の残りの一部となるパターン３１４を形成していた。そして、ステッパやスキャナ等の露光装置にこれら２つのフォトマスク３１０，３２０を順にセットして、それぞれ露光していた。

また、これらのフォトマスクは、電子線（電子ビーム）描画装置によって製造される。電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、これらの高精度の原画パターンの生産に用いられる。
図１０は、可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。まず、第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向される。そして、可変成形開口４２１の一部を通過して、ステージ上に搭載された試料に照射される。ステージは、描画中、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動している。このように、開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、試料３４０の描画領域に描画される。開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。

以上のように電子ビーム描画装置によって、二重露光用の複数のフォトマスクや二重パターニング露光用の複数のフォトマスクが製造される。ここで、電子ビーム描画装置で描画する場合、経時変化として電子ビームのビームドリフトが生じる。そのために、相補関係にある１枚目のマスクを描画するときと２枚目のマスクを描画するときとで所望する位置に描画する場合でもその位置がずれてしまうといった問題があった。位置がずれるとパターンの重ね合わせ誤差（オーバーレイのエラー）を生じる。例えば、本来、所定の間隔で離れているはずの隣り合うパターン同士が接触してショートを起こしてしまうといった問題があった。
特開２００７−０７２４２３号公報

上述したように、電子ビームのビームドリフトのために、マスク製造段階で、相補関係にあるマスクパターンの描画位置に誤差を生じさせてしまうといった問題があった。そのために、それら２つのマスクを使った露光の際にパターンの重ね合わせ誤差を生むといった問題があった。

そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、パターンの重ね合わせ誤差を低減させる描画装置および描画方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の描画装置は、
荷電粒子ビームを用いて、第１のパターンを第１のマスク基板に、第１のパターンを相補する第２のパターンを第２のマスク基板に描画する描画部と、
第１のマスク基板に描画された第１のパターンの位置ずれ量を第２のパターンの描画位置に加算する加算部と、
を備え、
描画部は、第１のパターンの位置ずれ量が加算された第２のマスク基板上の描画位置に第２のパターンを描画することを特徴とする。

かかる構成によれば、ビームドリフトの経時変化分を考慮した位置に第２のパターンを描画することができる。

また、第１のパターンの位置ずれ量は、第１のマスク基板の基板面の複数の位置で測定され、
加算部は、複数の位置で測定された第１のパターンの各位置ずれ量を近似する近似式から得られる値を第１のパターンの位置ずれ量として第２のパターンの描画位置に加算すると好適である。

そして、第１のパターンは、複数の測定用パターンを含むと好適である。

また、描画装置は、さらに、第１のパターンの位置ずれ量を示すマップを記憶する記憶部を備え、
加算部は、マップを記憶部から読み出し、読み出されたマップから第２のパターンの位置に加算する第１のパターンの位置ずれ量を取得すると好適である。

本発明の一態様の描画方法は、
荷電粒子ビームを用いて、第１のパターンを第１のマスク基板に描画する工程と、
第１のマスク基板に描画された第１のパターンの位置を計測する工程と、
計測された結果得られた第１のパターンの位置ずれ分だけ位置をずらして第１のパターンを相補する第２のパターンを第２のマスク基板に描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、一方のパターンの位置ずれ分だけ他方の位置をずらしているので両パターンの重ね合わせ誤差を低減することができる。よって、隣り合うパターン同士の接触を回避することができる。

以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子を用いたビームでも構わない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３とを備えている。そして、描画装置１００は、２枚のマスク基板１０，２０の一方に所望する複数の相補パターンの一方を、マスク基板１０，２０の他方に所望する複数の相補パターンの他方を描画する。制御部１６０は、描画データ処理部１１０、偏向制御回路１２０、デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）１３０、アンプ１３２、及び磁気ディスク装置１０９，１４０を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８が配置されている。また、描画室１０３内には、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５が配置されている。また、ＸＹステージ１０５上には、２枚のマスク基板１０，２０が配置されている。２枚のマスク基板１０，２０として、二重露光や二重パターニング露光用のフォトマスク基板が含まれる。これらのマスク基板は、例えば、まだ何もパターンが形成されていないマスクブランクスが含まれる。偏向制御回路１２０は、偏向位置演算部１２２、グリッドマッチングコレクション（ＧＭＣ）補正部１２４、相補マスク残差補正部１２６、偏向電圧演算部１２８及びメモリ１２９を有している。ここで、偏向制御回路１２０内で偏向位置演算部１２２、ＧＭＣ補正部１２４、相補マスク残差補正部１２６及び偏向電圧演算部１２８といった各機能の処理をソフトウェアにより実施させても構わない。或いは、偏向位置演算部１２２、ＧＭＣ補正部１２４、相補マスク残差補正部１２６及び偏向電圧演算部１２８が、電気的な回路によるハードウェアにより構成されても構わない。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。また、ソフトウェアにより、或いはソフトウェアとの組合せにより実施させる場合には、偏向制御回路１２０に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度、メモリ１２９に記憶される。また、磁気ディスク装置１０９には、相補パターンの一方が定義された描画データファイルと他方が定義された描画データファイルが格納されている。磁気ディスク装置１４０には、ＧＭＣマップ１４２が格納されている。また、相補パターンの一方を描画した後には、残差マップ１４４が格納される。図１では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。

図２は、実施の形態１における相補パターンの描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。
図２において、実施の形態１における相補パターンの描画方法は、第１のマスクの偏向位置演算工程（Ｓ１０２）と、第１のマスクのＧＭＣ補正工程（Ｓ１０４）と、第１のマスクの描画工程（Ｓ１０６）と、第１のマスクの残差測定工程（Ｓ１０８）と、残差マップ作成工程（Ｓ１１０）と、第２のマスクの偏向位置演算工程（Ｓ１１２）と、第２のマスクのＧＭＣ補正工程（Ｓ１１４）と、第２のマスクの残差補正工程（Ｓ１１６）と、第２のマスクの描画工程（Ｓ１１８）といった各工程を実施する。

まず、描画データ処理部１１０において、相補パターンの一方が定義された描画データを磁気ディスク装置１０９から読み出し、装置内部フォーマットのショットデータに変換処理を行なう。そして、ショットデータは、偏向制御回路１２０に出力される。このショットデータに基づいて、パターンの形状や描画位置が制御されることになる。ここでは、特に、描画位置について説明する。また、ＸＹステージ１０５上には、先に描画される相補マスクの一方となるマスク基板１０（第１のマスク基板）が配置される。

Ｓ（ステップ）１０２において、第１のマスクの偏向位置演算工程として、偏向位置演算部１２２は、マスク基板１０に描画される相補パターンを形成する各ショットの偏向位置を演算する。例えば、以下の式（１−１）及び式（１−２）に示すような多項式を用いて演算すると好適である。ここでは、設計座標（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ）の偏向位置座標（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）を演算する場合について一例として記載する。
（１−１） Ｘ_ｉ＝ａ_０＋ａ_１・ｘ＋ａ_２・ｙ＋ａ_３・ｘ^２＋ａ_４・ｘｙ＋ａ_５ｙ^２
＋ａ_６・ｘ^３＋ａ_７・ｘ^２ｙ＋ａ_８・ｘｙ^２＋ａ_９・ｙ^３
（１−２） Ｙ_ｉ＝ｂ_０＋ｂ_１・ｘ＋ｂ_２・ｙ＋ｂ_３・ｘ^２＋ｂ_４・ｘｙ＋ｂ_５ｙ^２
＋ｂ_６・ｘ^３＋ｂ_７・ｘ^２ｙ＋ｂ_８・ｘｙ^２＋ｂ_９・ｙ^３

ここでの各係数ａ_０〜ａ_９とｂ_０〜ｂ_９は、描画前に予め測定した位置データを近似して求めておき、偏向制御回路１２０に設定しておけばよい。例えば、電子ビーム２００のキャリブレーション等を行なって、測定された位置と設計上の位置との誤差から描画装置の座標系を補正する。ここでは、３次多項式を用いているがこれに限るものではなく、その他のｎ次多項式であっても構わない。この多項式により設計座標と実際に描画される位置とのずれを補正することができる。しかし、これだけでは、十分な補正ができない場合がある。そこで、さらに、描画装置１００では、ＧＭＣ補正を行なうと好適である。

Ｓ１０４において、第１のマスクのＧＭＣ補正工程として、ＧＭＣ補正部１２４は、ＧＭＣマップ１４２を磁気ディスク装置１４０から読み出し、既に演算された偏向位置（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）を補正する。上述した３次の多項式では、補正しきれない場合等では、ここでのマップによる補正が有効である。ＧＭＣマップ１４２は、描画前に予め作成される。描画装置１００では、描画装置１００の座標系を理想的な座標系に補正するため、描画されるマスクの全面を所定のグリッド寸法でメッシュ状に分割し、各メッシュの頂点の位置を測定する。そして、測定された位置と設計上の位置との誤差から描画装置の座標系を補正している（かかる機能を「グリッドマッチングコレクション：ＧＭＣ」機能と呼ぶ。）。具体的には、レジストが塗布されたマスクブランクスの上述した各メッシュの頂点の位置に相当する位置にＧＭＣ測定用のパターンを描画する。そして、かかるマスクを現象及びエッチング等のプロセス処理を行なって、描画されたパターンから位置精度の測定を行なえばよい。そして、得られた結果から位置を補正するためのＧＭＣマップ１４２を作成する。

図３は、実施の形態１におけるＧＭＣマップのデータファイルの一例を示している。
図３において、設計座標（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ）における寸法誤差を補正するための補正量（ｘ’_ｉ，ｙ’_ｉ）がＧＭＣマップ１４２のデータとして定義される。ここでは、一例として、ｘ’_１＝５０ｎｍ、ｙ’_１＝−２０ｎｍであることが示されている。

そして、このＧＭＣマップ１４２を用いて描画装置の座標系を補正する。ＧＭＣ補正後の座標（Ｘ’_ｉ，Ｙ’_ｉ）は、例えば、以下の式（２−１）及び式（２−２）で求めることができる。
（２−１） Ｘ’_ｉ＝Ｘ_ｉ＋ｘ’_ｉ
（２−２） Ｙ’_ｉ＝Ｙ_ｉ＋ｙ’_ｉ

ここでは、設計座標（ｘ_０，ｙ_０）における寸法誤差を補正するための補正量（ｘ’_ｉ，ｙ’_ｉ）をＧＭＣマップ１４２から読み出し、既に演算された偏向位置座標（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）に加算することで補正する場合を示している。そして、偏向電圧演算部１２８は、以上のようにして得られた補正後の偏向位置座標（Ｘ’_ｉ，Ｙ’_ｉ）を引数として、偏向器２０８で電子ビーム２００を偏向させるための偏向量となる偏向電圧（Ｅｘ，Ｅｙ）を演算する。偏向電圧は、以下の式（３−１）及び式（３−２）で求めることができる。
（３−１） Ｅｘ＝Ｆ（Ｘ’_ｉ）
（３−２） Ｅｙ＝Ｇ（Ｙ’_ｉ）

Ｓ１０６において、第１のマスクの描画工程として、描画部１５０は、電子ビーム２００を用いて、相補パターンの一方（第１のパターン）を第１のマスク基板１０に描画する。具体的には、まず、デジタル信号である偏向電圧（Ｅｘ，Ｅｙ）信号が偏向制御回路１２０からＤＡＣ１３０に出力される。そして、ＤＡＣ１３０にて、アナログの偏向電圧に変換され、アンプ１３２にて増幅されて偏向器２０８に印加される。以下、描画部１５０の動作について説明する。

照射部の一例となる電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。その結果、電子ビーム２００は成形される。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器２０８により偏向される。その結果、ＸＹステージ１０５上のマスク基板１０の所望する位置に成形された電子ビーム２００のショットが照射される。ＸＹステージ１０５の動作は、連続移動する。すなわち、描画装置１００は、ＸＹステージ１０５が連続移動しながら描画する。或いはステップアンドリピート移動を行なっても構わない。その場合には、描画装置１００は、ＸＹステージ１０５がステップアンドリピート移動しながら停止中に描画する。

以上のようにして、第１のマスク基板となるマスク基板１０に相補パターンの一方（第１のパターン）が描画される。その際、第１のパターンには、複数の測定用パターンが含まれると好適である。
図４は、実施の形態１における２つの相補パターンのうち、先に描画されるパターンの一例を示す図である。
図４において、マスク基板１０には、本来のパターン１２の他に、複数の測定用パターン１６も描画される。この測定用パターン１６は、後述する第１のパターンの寸法ずれを測定するために用いられる。そのため、マスク面全面に渡って配置されるように描画すると好適である。形状は、特に限定しないが、例えば、十字型のパターンが好適である。

続いて、第２のマスク基板となるマスク基板２０に相補パターンの他方（第２のパターン）を描画することになるが、そのまま、描画したのでは、半導体基板等へ第１と第２のパターンを露光した際に上述したようにビームドリフトの経時変化に伴って第１と第２のパターンが接触して回路がショートしてしまう恐れがある。そのため、実施の形態１では、既にマスク基板１０上に描画した第１のパターンの寸法ずれを測定して、その誤差分を考慮してマスク基板２０に第２のパターンを描画する。

Ｓ１０８において、第１のマスクの残差測定工程として、描画されたマスク基板２０が描画装置１００から搬出され、マスク基板２０上に描画されたパターンの位置ずれ量を測定する。ここでは、複数の測定用パターン１６が描画されているので、これらの複数の測定用パターン１６の位置ずれ量を測定する。このように、第１のパターンの位置ずれ量は、第１のマスク基板１０の基板面の複数の位置で測定される。

Ｓ１１０において、残差マップ作成工程として、測定結果に基づいて、マスク基板２０上に描画されたパターンの位置ずれを位置毎に定義した残差マップ１４４を作成する。ここでは、位置ずれ量を補正するための補正量ではなく、位置ずれ量そのものを定義する。複数の位置で測定された各測定用パターン１６の位置ずれ量を近似する近似式から得られるマップ上の各座標での近似値を第１のパターンの位置ずれ量とすればよい。作成された残差マップ１４４は、磁気ディスク装置１４０に格納される。残差マップ１４４のデータファイルフォーマットは、他の描画装置でも使用可能なフォーマットで作成されると好適である。なぜなら、マスク基板１０とマスク基板２０とが別々の描画装置で描画される場合でも対応することができるからである。

図５は、実施の形態１における先に描画したパターンにおける残差マップのデータファイルの一例を示している。
図５において、設計座標（ｘ_ｉ，ｙ_ｉ）における測定用パターン１６の位置ずれ量（ｘ”_ｉ，ｙ”_ｉ）が残差マップ１４４のデータとして定義される。ここでは、一例として、ｘ”_１＝１０ｎｍ、ｙ”_１＝−１０ｎｍであることが示されている。

ここで、配置される実パターンとなるパターン１２のレイアウトによっては、測定用パターン１６をマスク基板１０上に配置するのが困難な場合もあり得る。そのような場合には、実パターンとなるパターン１２の描画位置の位置ずれ量を測定しても構わない。その場合には、実パターンの位置ずれ量に基づいて残差マップ１４４を作成すればよい。

次に相補マスクの他方となるマスク基板２０（第２のマスク基板）の描画を行なうことになる。まず、描画データ処理部１１０において、相補パターンの他方（第２のパターン）が定義された描画データを磁気ディスク装置１０９から読み出し、装置内部フォーマットのショットデータに変換処理を行なう。そして、ショットデータは、偏向制御回路１２０に出力される。このショットデータに基づいて、パターンの形状や描画位置が制御されることになる。ここでも、上述したように、特に、描画位置について説明する。また、ＸＹステージ１０５上には、後に描画される相補マスクの他方となるマスク基板２０が配置される。以下、工程順に説明する。

Ｓ１１２において、第２のマスクの偏向位置演算工程として、偏向位置演算部１２２は、マスク基板２０に描画される相補パターンを形成する各ショットの偏向位置を演算する。ここでも、予め係数が設定された式（１−１）及び式（１−２）に示すような多項式を用いて演算すればよい。

Ｓ１１４において、第２のマスクのＧＭＣ補正工程として、ＧＭＣ補正部１２４は、予め用意されたＧＭＣマップ１４２を磁気ディスク装置１４０から読み出し、既に演算された第２のパターン用のショットの偏向位置（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）を補正する。補正の仕方は、第１のパターン用のショットの偏向位置の補正の仕方と同様である。すなわち、ＧＭＣ補正後の座標（Ｘ’_ｉ，Ｙ’_ｉ）は、上述した式（２−１）及び式（２−２）で求めればよい。このまま、偏向電圧を求めたのでは、第１のパターンを描画したときから今回の第２のパターンを描画するときまでに生じた描画位置の経時変化に対応できない。そこで、実施の形態１では、以下のように残差マップ１４４を用いて描画位置を補正する。

Ｓ１１６において、第２のマスクの残差補正工程として、相補マスク残差補正部１２６は、残差マップ１４４を磁気ディスク装置１４０から読み出し、マスク基板１０に描画された第１のパターンの位置ずれ分だけ第２のパターンの位置をずらすように補正する。例えば、残差補正後の座標（Ｘ”_ｉ，Ｙ”_ｉ）は、以下の式（４−１）及び式（４−２）で求めることができる。
（４−１） Ｘ”_ｉ＝Ｘ’_ｉ＋ｘ”_ｉ
（４−２） Ｙ”_ｉ＝Ｙ’_ｉ＋ｙ”_ｉ

ここでは、設計座標（ｘ_０，ｙ_０）における第１のパターンの位置ずれ量（ｘ”_ｉ，ｙ”_ｉ）を読み出された残差マップ１４４から取得し、既に演算されたＧＭＣ補正後の偏向位置座標（Ｘ’_ｉ，Ｙ’_ｉ）に加算することで補正する場合を示している。相補マスク残差補正部１２６は、加算部の一例となる。このように、相補マスク残差補正部１２６は、複数の位置で測定された第１のパターンの各位置ずれ量を近似する近似式から得られる値を第１のパターンの位置ずれ量として第２のパターンの描画位置に加算すると好適である。そして、偏向電圧演算部１２８は、以上のようにして得られた補正後の偏向位置座標（Ｘ”_ｉ，Ｙ”_ｉ）を引数として、偏向器２０８で電子ビーム２００を偏向させるための偏向量となる偏向電圧（Ｅｘ，Ｅｙ）を演算する。偏向電圧は、上述した式（３−１）及び式（３−２）でＸ’_ｉをＸ”_ｉに、Ｙ’_ｉをＹ”_ｉに置き換えることで求めることができる。

Ｓ１１８において、第２のマスクの描画工程として、描画部１５０は、電子ビーム２００を用いて、相補パターンの他方（第２のパターン）を第２のマスク基板２０に描画する。具体的には、まず、デジタル信号である第２のパターン用の偏向電圧（Ｅｘ，Ｅｙ）信号が偏向制御回路１２０からＤＡＣ１３０に出力される。そして、ＤＡＣ１３０にて、アナログの偏向電圧に変換され、アンプ１３２にて増幅されて偏向器２０８に印加される。そして、描画部１５０によって描画される。描画部１５０の動作については、上述したとおりである。

以上のようにして、第２のマスク基板となるマスク基板２０に相補パターンの他方（第２のパターン）が描画される。

図６は、実施の形態１における描画位置の変遷を説明するための概念図である。
図６において、まず、偏向位置演算によって、偏向位置Ｐ０が求まる。これをＧＭＣマップ１４２によってＰ１で示す位置に補正する。しかし、このままでは描画位置の経時変化に対応できない。そこで、残差マップ１４４により第１のパターンの位置ずれ分だけ位置をずらしてＰ２で示す位置に補正する。第１のパターンの位置ずれ量を第１のパターン描画時から第２のパターンの描画時までに生じた描画位置の経時変化とみなして第２のパターンを描画する際に補正することにより第１と第２のパターンの位置関係のずれを低減させることができる。ひいては第１と第２のパターンの接触を回避することができる。

図７は、実施の形態１における２つのマスク基板上の各パターンと２重パターニング後のパターンの一例を示す図である。
図７に示すように、先に描画されたマスク基板１０のパターン１２が実線から点線で示す位置に位置ずれを起こした場合には、後に描画するマスク基板２０のパターン１４も実線から点線で示す位置にずらして描画されるため、最終的に２つのマスク基板１０，２０を用いてウェハ３０に露光されたパターン３２はパターン１２，１４の位置関係を維持、或いは位置関係のずれを低減することができる。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。上述した手法は、複数の相補パターンを重ねて露光する二重露光用フォトマスクについても同様に成り立つ。また、上述した例では、第２のマスクのＧＭＣ補正工程（Ｓ１１４）を行なっているが、これに限るものではなく、第２のマスクのＧＭＣ補正工程（Ｓ１１４）を省略して、第２のマスクの偏向位置演算工程（Ｓ１１２）の次に第２のマスクの残差補正工程（Ｓ１１６）を行なう場合があっても構わない。また、第１のマスクのＧＭＣ補正工程（Ｓ１０４）についても省略する場合があっても構わない。

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての描画装置及び描画方法は、本発明の範囲に包含される。

実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態１における相補パターンの描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１におけるＧＭＣマップのデータファイルの一例を示している。 実施の形態１における２つの相補パターンのうち、先に描画されるパターンの一例を示す図である。 実施の形態１における先に描画したパターンにおける残差マップのデータファイルの一例を示している。 実施の形態１における描画位置の変遷を説明するための概念図である。 実施の形態１における２つのマスク基板上の各パターンと２重パターニング後のパターンの一例を示す図である。 従来の二重パターニング用マスクを説明するための概念図である。 従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。

符号の説明

１０，２０ マスク基板
１２，１４，３２，３０２，３１２，３１４ パターン
１６ 測定用パターン
３０ ウェハ
１００ 描画装置
３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０９．１４０ 磁気ディスク装置
１１０ 描画データ処理部
１２０ 偏向制御回路
１２２ 偏向位置演算部
１２４ ＧＭＣ補正部
１２６ 相補マスク残差補正部
１２８ 偏向電圧演算部
１２９ メモリ
１３０ ＤＡＣ
１３２ アンプ
１４２ ＧＭＣマップ
１４４ 残差マップ
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５，２０８ 偏向器
２０７ 対物レンズ
３００，３１０，３２０ フォトマスク
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (5)

1. 荷電粒子ビームを用いて、第１のパターンを第１のマスク基板に、前記第１のパターンを相補する第２のパターンを第２のマスク基板に描画する描画部と、
   前記第１のマスク基板に描画された前記第１のパターンの位置ずれ量を前記第２のパターンの描画位置に加算する加算部と、
   を備え、
   前記描画部は、前記第１のパターンの位置ずれ量が加算された前記第２のマスク基板上の描画位置に前記第２のパターンを描画することを特徴とする描画装置。
2. 前記第１のパターンの位置ずれ量は、前記第１のマスク基板の基板面の複数の位置で測定され、
   前記加算部は、前記複数の位置で測定された前記第１のパターンの各位置ずれ量を近似する近似式から得られる値を前記第１のパターンの位置ずれ量として前記第２のパターンの描画位置に加算することを特徴とする請求項１記載の描画方法。
3. 前記第１のパターンは、複数の測定用パターンを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の描画方法。
4. 前記描画装置は、さらに、前記第１のパターンの位置ずれ量を示すマップを記憶する記憶部を備え、
   前記加算部は、前記マップを記憶部から読み出し、読み出された前記マップから前記第２のパターンの位置に加算する前記第１のパターンの位置ずれ量を取得することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の描画方法。
5. 荷電粒子ビームを用いて、第１のパターンを第１のマスク基板に描画する工程と、
   前記第１のマスク基板に描画された前記第１のパターンの位置を計測する工程と、
   計測された結果得られた前記第１のパターンの位置ずれ分だけ位置をずらして前記第１のパターンを相補する第２のパターンを第２のマスク基板に描画する工程と、
   を備えたことを特徴とする描画方法。

Images