JP2015032613A - 荷電ビーム描画装置用の照射位置補正装置、荷電ビーム照射位置の補正方法、フォトマスクの製造方法及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】偏向感度の低下を改善して、より高精度な描画及び描画寸法の精度の向上を図ることができる、荷電ビーム描画装置用の照射位置補正装置、荷電ビーム照射位置の補正方法を提供する。【解決手段】描画領域毎の描画密度、描画領域に照射される荷電ビームの照射量及び試料の材質に基づいて予め設定される基準ずれ量を格納した記憶装置３と、描画データを複数の描画領域に区分する区分処理部２ａ、描画領域毎の描画密度を算出する描画密度算出処理部２ｂ、描画領域毎の描画密度、荷電ビームの照射量及び試料の材質に対応する基準ずれ量を記憶装置３から抽出する抽出処理部２ｃ及び抽出された基準ずれ量に基づいて補正量を算出する補正量算出処理部２ｄを有する演算装置２と、を有する荷電ビーム描画装置用の照射位置補正装置。【選択図】図２

Description

本発明は、荷電ビーム描画装置の偏向感度の低下を抑制して、荷電ビームの照射位置を補正するための技術に関する。

回路パターンを有する半導体装置の回路原版であるフォトマスク（レチクルも含む）の製造には、主に電子ビーム描画装置を用いたパターン形成方法が広く用いられている。そのパターン形成方法は、まずガラス基板上に金属製の遮光膜を形成し、この上にレジストを塗布してフォトマスクブランク（以下、フォトマスク及びフォトマスクブランクをまとめて単に「フォトマスク」という）を得る。このフォトマスクを、電子ビーム描画装置内で移動可能に支持する支持装置であるステージ上に保持する。そして、ステージを移動しながらレジストに対して電子ビームを照射することにより、レジスト中にエネルギーを蓄積させる。その後、フォトマスクに現像、エッチング等の処理が施されることによりレジスト中に蓄積されたエネルギーに従ったパターンが、基板上の遮光膜に形成される。

電子ビームの照射は、予め作成され描画装置に入力された回路パターンデータに従って、行われる。具体的には、電子ビーム描画装置が備える制御装置によって、ビームを照射する電子銃や、電子ビームを偏向させる偏向器や、ステージを移動させる駆動装置が制御される。制御装置は、電子ビームの照射量や照射時間、偏向器の印可電圧や偏光板間の距離、ステージの移動量（ＸＹＺ３軸方向）等の制御量を初期設定値として作成する。そしてこの値を用いて電子ビームを偏向制御し、レジスト上の予定された照射位置（目標照射位置）に向けて照射することで、所望の回路パターンを形成する。

近年、半導体回路パターンの微細化の進展に伴い、フォトマスク上のパターン位置精度に対する要求が厳しくなってきている。そのため、より高精度なフォトマスクを製造すべく、電子ビームによる描画精度を劣化させる要因を改善する必要がある。こうした要因は複数あるが、その中に、レジストの帯電に起因して、偏向制御された電子ビームの照射位置が予定される本来の照射位置（目標照射位置）からずれるという偏向感度の低下の問題がある。偏向感度が低下すると、形成されるパターンの位置の精度が低下するとともにパターンの形成精度が低下し、全体として描画精度が低下することとなる。そのため、偏向感度の低下を改善する技術が強く望まれている。

この問題を解決する技術として、例えば、描画装置に入力される回路パターンデータの形状から、事前にレジストの帯電によって発生するパターン位置偏差を予測する方法がある。この方法では、予測されたパターン位置偏差を補正するような補正量が作成され、作成された補正量を使用して描画することによりパターン位置精度を改善する。

また、他にもレジストの帯電によって発生する偏向感度の低下を補正する技術を見てみると、特許文献１に記載の技術がある。これはまず、回路パターンデータ上の描画領域に複数の補正点を設定し、各補正点を実際に描画する時点で、既に描画が完了している描画完了領域と、まだ描画が行われていない未描画領域とに描画領域を区分する。そして、荷電ビームが照射された位置ではフォギング効果による帯電量が緩和されるという理論に基づく効果を用いて、各補正点におけるパターン位置偏差量を導出する。そして、パターン位置偏差量に基づいてパターン位置の補正量を導出して、偏向感度の低下を改善する手法が提案されている。

特開２０１０−２５０２８６号公報

しかし、レジストの帯電現象は未だ十分に解明されていない面があり、その対策も決め手が確立されていない。上記した回路パターンデータの形状から描画用の補正量を作成する方法の場合、レジストの材質の違いや電子ビーム描画装置の仕様の違いなどの外的要因により補正精度が変化してしまう。すなわち、単純に回路パターンデータの形状にのみ基づいて作成された補正量では不十分であり、偏向感度の低下を十分に改善することができない。

また、特許文献１に記載の技術は、描画完了領域に属する回路パターンデータを用いて、補正点周辺のフォギング効果による帯電量分布を既知の手段で解析し補正量を設定するものである。上記した回路パターンデータの形状を用いる方法と同様、実際に実施した場合、同様の外的要因により補正精度が変化してしまい、偏向感度の低下を十分に改善することができなかった。
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、偏向感度の低下を改善して、より高精度な描画及び描画寸法の精度の向上を図ることができる、荷電ビーム描画装置用の照射位置補正装置、荷電ビーム照射位置の補正方法、これを用いたフォトマスクの製造方法及び半導体装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る荷電ビーム描画装置用の照射位置補正装置の一つの態様は、荷電ビームによって描画される試料に荷電ビームを照射するビーム源と、荷電ビームを偏向する偏向器と、前記試料を移動可能に支持する支持装置と、描画データに基づいて荷電ビームの前記試料上の目標照射位置を設定し前記偏向器又は前記支持装置を制御する制御装置とを有する荷電ビーム描画装置において用いられる照射位置補正装置であって、照射される荷電ビームの照射位置の前記目標照射位置からの推定ずれ量として、描画領域毎の描画密度、描画領域に照射される荷電ビームの照射量及び試料の材質に基づいて予め設定される基準ずれ量を格納した記憶装置と、前記描画データを複数の描画領域に区分する区分処理部と、当該区分された描画領域毎の描画密度を算出する描画密度算出処理部と、当該算出された描画領域毎の描画密度、当該描画領域に照射される荷電ビームの照射量及び荷電ビームが照射される試料の材質に対応する前記基準ずれ量を前記記憶装置から抽出する抽出処理部と、当該抽出された基準ずれ量に基づいて前記偏向器の偏向量又は前記支持装置の移動量を補正する補正量を算出する補正量算出処理部と、を有し、前記補正量算出処理部によって算出された補正量を用いて前記設定された目標照射位置が補正されるように前記制御装置を構成した。

また、前記基準ずれ量は、シミュレーションによって導出した値としてもよい。
また、前記荷電ビームによって描画される試料はフォトマスク上に形成されたレジストであり、前記荷電ビームは電子ビームであり、前記描画データは回路パターンデータであることとしてもよい。

また、本発明に係る荷電ビーム照射位置の補正方法の一つの態様は、荷電ビームによって描画される試料に荷電ビームを照射するビーム源と、荷電ビームを偏向する偏向器と、前記試料を移動可能に支持する支持装置と、描画データに基づいて荷電ビームの前記試料上の目標照射位置を設定し前記偏向器又は前記支持装置を制御する制御装置と、照射される荷電ビームの照射位置の前記目標照射位置からの推定ずれ量として、描画領域毎の描画密度、描画領域に照射される荷電ビームの照射量及び試料の材質に基づいて予め設定される基準ずれ量を格納した記憶装置と、を有する荷電ビーム描画装置で用いられる照射位置の補正方法であって、前記描画データを複数の描画領域に区分する区分処理と、当該区分された描画領域毎の描画データの描画密度を算出する描画密度算出処理と、当該算出された描画領域毎の描画密度、当該描画領域に照射される荷電ビームの照射量及び前記試料の材質に対応する前記基準ずれ量を前記記憶装置から抽出する抽出処理と、当該抽出された基準ずれ量に基づいて前記偏向器の偏向量又は前記支持装置の移動量を補正する補正量を算出する補正量算出処理と、を有し、当該算出された補正量を用いて前記目標照射位置を補正することとした。

また、本発明に係るフォトマスクの製造方法の一つの態様は、フォトマスク上に形成されたレジストに電子ビームを照射するビーム源と、電子ビームを偏向する偏向器と、前記フォトマスクを移動可能に支持する支持装置と、回路パターンデータに基づいて電子ビームの前記レジスト上の目標照射位置を設定し前記偏向器又は前記支持装置を制御する制御装置と、照射される電子ビームの照射位置の前記目標照射位置からの推定ずれ量として、描画領域毎の描画密度、描画領域に照射される電子ビームの照射量及びレジストの材質に基づいて予め設定される基準ずれ量を格納した記憶装置と、を有する電子ビーム描画装置を用いて前記レジストに回路パターンを描画してフォトマスクを製造する方法であって、前記回路パターンデータを複数の描画領域に区分する区分処理と、当該区分された描画領域毎の回路パターンデータの描画密度を算出する描画密度算出処理と、当該算出された描画領域毎の描画密度、当該描画領域に照射される電子ビームの照射量及び前記レジストの材質に対応する前記基準ずれ量を前記記憶装置から抽出する抽出処理と、当該抽出された基準ずれ量に基づいて前記偏向器の偏向量又は前記支持装置の移動量を補正する補正量を算出する補正量算出処理と、を有し、当該算出された補正量を用いて前記設定された目標照射位置を補正することとした。

また、本発明に係る半導体装置の一つの態様は、前記フォトマスクの製造方法によって製造されたフォトマスクを用いて、前記フォトマスクに形成された回路パターンに対応するパターンが形成されたこととした。

従って本発明のある態様に係る荷電ビーム描画装置用の照射位置補正装置又は荷電ビーム照射位置の補正方法によれば、描画データの描画密度、荷電ビームの照射量及び試料の材質という３つのパラメータを用いて、荷電ビームの照射位置を補正する。よって荷電ビームをより精度よく偏向制御して照射するので、偏向感度の低下を改善して、より高精度な描画及び描画寸法の精度の向上を図ることができる。

本発明の実施形態に係る照射位置補正装置を説明する概略構成図である。 本発明の実施形態に係る照射位置補正装置を説明するブロック図である。 本発明の実施形態に係る荷電ビーム照射位置の補正方法を説明するフローチャートである。 描画密度の変化に伴う偏向感度の変化を説明する模式図である。 描画密度の変化に伴う偏向感度の変化を説明するグラフ図である。

本発明の実施形態に係る荷電ビーム描画装置用の照射位置補正装置（以下、単に「補正装置」ともいう）は、フォトマスクに回路パターンを描画する電子ビーム描画装置において、偏向制御されて照射される電子ビームの照射位置の、目標照射位置からのずれを補正するために用いられる。電子ビームは、回路パターンデータに基づいて照射される。この回路パターンデータが本発明の描画データに、電子ビームが本発明の荷電ビームに、レジストが本発明の描画される試料に相当する。以下、その構成を、図面を参照して説明する。なお、図中に示された補正装置を構成する各装置や部材の形状、大きさ又は比率は適宜簡略化及び誇張して示されている。

（電子ビーム描画装置）
初めに、本発明の実施形態に係る補正装置１が用いられる電子ビーム描画装置について説明する。電子ビーム描画装置２０は、図１に示すように、フォトマスク１０のガラス基板１３上の金属製遮光膜１２上に形成されたレジスト１１の表面に電子ビーム６を照射して、所望の回路パターンを描画するものである。

電子ビーム描画装置２０は、本体である電子光学鏡筒５の中に、電子ビーム６のビーム源である電子銃７と、電子銃７から照射された電子ビーム６を偏向する静電偏向器８とを有する。また電子ビーム描画装置２０は、フォトマスク１０を移動可能に支持する支持装置であるステージ９と、ステージ９をＸＹＺ３軸方向に駆動する駆動装置（不図示）を有する。そして電子ビーム描画装置２０は、外部入出力装置（不図示）を備えるとともに電子ビーム６の照射を制御する制御装置４を有する。尚、電子ビーム描画装置２０は、これらの他に図示しないが電子ビーム６を加速する加速装置や収束装置を有している。

制御装置４は、描画すべき回路パターンデータが外部入力装置を介して入力されると、電子ビーム６のレジスト１１上の目標照射位置を設定する。そしてこの目標照射位置に対して正確に電子ビーム６を照射できるように、電子ビーム描画装置２０が有する上記した各装置の制御量の初期設定値を作成する。初期設定値は、近接効果やフォギング効果等通常考慮される電子ビーム照射への影響に対する補正が盛り込まれたものである。

初期設定値には、電子ビーム６の照射量、照射時間、加速電圧、偏向電圧、偏光板間距離、ステージの移動量（ＸＹＺ３軸方向の移動距離、移動速度）等がある。照射量及び照射時間の各初期設定値は電子銃７に、また加速電圧の初期設定値は加速装置に各々出力され、各装置が制御される。偏向電圧、偏光板間距離の初期設定値は偏向器８に出力され、偏向器８の動作が制御される。ステージの移動量の初期設定値はステージ９に出力され、ステージ９の移動量が制御される。尚、上記した制御量の他にも各種の制御量が適宜用いられる。

電子ビーム描画装置２０は、通常、このように作成された初期設定値を用いて目標照射位置に電子ビーム６を照射する。特に、レジスト１１上の照射位置に関しては、偏向器８又はステージ９によって偏向制御されることとなる。しかし、上記した偏向感度の低下により、照射される電子ビーム６の照射位置が、目標照射位置からずれてしまうことがある。そこで照射位置に関しては、偏向器８又はステージ９の初期設定値を補正するための補正量を加えて、ずれを修正する必要が生じる。

（補正装置の構成）
次に、本発明の実施形態に係る補正装置１の構成を説明する。補正装置１は、上記した初期設定値を補正する補正量を算出し、制御装置４へ出力するものである。補正装置１は、図１に示すように、電子ビーム描画装置２０の制御装置４に接続される演算装置２及び演算装置２に接続される記憶装置３を有する。記憶装置３は、後述する基準ずれ量を格納するものである。
演算装置２は、図２に示すように、区分処理部２ａと、描画密度算出処理部２ｂと、抽出処理部２ｃと、補正量算出処理部２ｄとを有する。

区分処理部２ａは、制御装置４から入力された回路パターンデータ全体を複数の描画領域に区分する。区分は、各描画領域を画定するデータである描画領域データを作成することによって行われる。区分処理部２ａは、作成された描画領域データを描画密度算出処理部２ｂへ出力する。
描画密度算出処理部２ｂは、区分処理部２ａによって区分された描画領域毎に回路パターンデータの描画密度を算出し、算出された描画領域毎の描画密度を、描画領域データとともに抽出処理部２ｃへ出力する。

抽出処理部２ｃは、描画密度算出処理部２ｂから入力された描画領域データと制御装置４から入力された電子ビーム６の照射量に基づいて、各描画領域に照射される電子ビーム６の照射量を算出する。そして、描画領域毎の電子ビーム６の照射量と、描画密度算出処理部２ｂから入力された描画領域毎の描画密度と、制御装置４から入力されたレジスト１１の材質という３つのパラメータに対応する描画領域毎の基準ずれ量を、記憶装置３から抽出する。抽出処理部２ｃは、抽出した描画領域毎の基準ずれ量を補正量算出処理部２ｄへ出力する。
補正量算出処理部２ｄは、抽出処理部２ｃから入力された描画領域毎の基準ずれ量に基づいて、各描画領域に電子ビーム６を照射する際、初期設定値における偏向器８の偏向量又はステージ９の移動量を補正する補正量を算出し、これを制御装置４へ出力する。

（基準ずれ量）
次に、基準ずれ量について説明する。基準ずれ量は、照射される電子ビーム６の照射位置の、目標照射位置からの推定ずれ量として予め設定されるものである。
まず本発明者らは、研究の結果、電子ビーム６照射時の偏向感度は、描画領域毎の描画密度、描画領域に照射される電子ビーム６の照射量及び電子ビーム６が照射されるレジスト１１の材質という３つのパラメータによって変化するという知見を得た。

尚、ここで「描画密度」とは、電子ビーム６が照射される描画領域と同じ中心から例えば半径５μｍでありかつこの描画領域を含む円形の領域（あるいは、一辺１０μｍの矩形９）をレジスト上に仮想設定した上で、この円形（あるいは矩形）領域内に含まれる描画パターン全面積の、円形領域（あるいは矩形領域）の全面積に対する割合とする。そして、上記した知見を実証するための実験を以下のとおり行った。

本発明者らは、ＰＭＭＡを主材料とする電子線露光用化学増幅型ポジレジスト（ＦＥＰ１７１：富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ社製）上の描画領域に対し、偏向制御した電子ビーム６を、描画領域の描画密度を０〜１００％の間で変化させて照射し（照射量：１０［μＣ／ｃｍ^２］）、偏向感度の変化を測定した。図４に、目標照射位置の描画領域の形状、及び照射された電子ビーム６の形状を、描画密度が（ａ）０％、（ｂ）２５％、（ｃ）５０％、（ｄ）７５％、（ｅ）１００％の各状態の場合に分けた模式図で示す。図中、目標照射位置ＴＰの描画領域を点線で示す。目標照射位置ＴＰの描画領域は（ａ）〜（ｅ）のいずれも同じ大きさの正方形状である。また図中、照射された電子ビーム６の実際の照射位置ＲＰを実線で示す。

（ａ）描画密度０％の状態では、目標照射位置ＴＰの形状と実際の照射位置ＲＰの形状とは一致している。各々の大きさも回転角度も同じであり、電子ビーム６のずれ量はＸＹＺ方向いずれも０である。
（ｂ）描画密度２５％の状態では、実際の照射位置ＲＰの形状は、目標照射位置ＴＰの形状と同じ正方形状でありかつその中心位置も同じであるが、四辺の各々の長さが目標照射位置ＴＰの四辺よりやや小さくなっている。また時計方向に略１０度回転している。

（ｃ）描画密度５０％の状態では、実際の照射位置ＲＰの形状は、目標照射位置ＴＰの形状と同じ正方形状であるが、その中心位置が目標照射位置ＴＰの中心位置よりずれている。また四辺の各々の長さが目標照射位置ＴＰの四辺に対して上記（ｂ）の状態よりさらに小さくなっている。また時計方向に略３５度回転している。
（ｄ）描画密度７５％の状態では、実際の照射位置ＲＰの形状は、上記（ｂ）の状態に近似している。

（ｅ）描画密度１００％の状態では、実際の照射位置ＲＰの形状は、目標照射位置ＴＰの形状と同じ正方形状であり、かつその中心位置も同じである。そして四辺の長さが目標照射位置ＴＰより僅かに短縮しているが、短縮程度は上記（ｂ）ほどではない。また時計方向に略５度回転している。尚、図中の電子ビーム６のショット形状は矩形であるが、円形のショット形状の電子ビーム６を用いた実験の場合でも同様の結果となった。

図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように、偏向感度が低下すると、実際の照射位置ＲＰの形状は、目標照射位置ＴＰと比べて、各々の大きさが異なるとともに、回転した状態となっている。これはＸＹＺ３軸全ての方向において電子ビーム６のずれ量が生じていることを示す。ＸＹ方向のずれ量はレジスト１１上の面内での照射位置のずれを示し、Ｚ方向のずれ量は焦点位置のずれを示している。

また図５に、描画密度が０〜１００％の間で変化する場合の偏向感度の変化のグラフ図を示す。描画密度が０％のとき、偏向感度の低下は生じていない。そして描画密度が０％から増加するにつれ偏向感度は低下し、描画密度４０％近辺で偏向感度が最も低くなっている。その後、偏向感度は描画密度１００％に至るまで緩やかに増加している。
このような実証実験を、レジスト１１の材質を変更させるとともに電子ビーム６の照射量を変化させて複数回行ったところ、上記同様に、描画密度の変化に対応して偏向感度が変化する結果となった。また電子ビーム６の他、各種のイオンビームを用いた場合も同様であった。

本発明者らは、こうした結果に基づき、偏向制御されて照射される電子ビーム６の目標照射位置ＴＰからのずれ量を推定する指標として、基準ずれ量という概念を新たに導入した。この基準ずれ量は、描画領域毎の描画密度、描画領域に照射される電子ビームの照射量及びレジストの材質という３つのパラメータに基づいて設定されるものである。そして本発明者らは、この基準ずれ量を予め設定し、回路パターン描画時における描画領域毎の電子ビーム６照射の偏向制御に寄与させることにより、偏向感度の低下を改善することができるとの結論を得た。

本実施形態における基準ずれ量の設定に際しては、まずフォトマスク１０上に形成されるレジスト１１として、想定される材質を複数用意した。そして各々のレジスト１１に対して、描画密度を変化させるとともに電子ビーム６の照射量を変化させて、レジスト１１上に照射された電子ビーム６の大きさ又は回転角度を上記のように測定した。そして実際の照射位置ＲＰの目標照射位置ＴＰからのずれ量を測定し、複数の実測データを得た。この実測データを基にしてシミュレーションを行い、シミュレーションの中で、描画領域毎の描画密度、描画領域に照射される電子ビーム６の照射量及びレジスト１１の材質を変化させて導出した。そして、ある材質のレジスト１１において、描画密度が０〜１００％のとき、所定の幅の大きさの電子ビーム６の照射量に応じた基準ずれ量を格納した参照テーブルを作成した。この参照テーブルをレジスト１１の材質毎に複数用意し、これらを記憶装置３に格納した。そして、上記した演算装置２の抽出処理部２ｃからの参照に応じて、３つのパラメータに対応する基準ずれ量を記憶装置３から抽出処理部２ｃへ出力するように構成した。

（補正方法）
次に、本実施形態に係る補正装置１を用いて、電子ビーム６の照射位置を補正する電子ビーム照射位置の補正方法（以下、単に「補正方法」ともいう）を、図２を用いて説明する。また図３に、以下の各ステップ（Ｓ１〜Ｓ６）のフローチャートを示す。
まず、描画する回路パターンデータを、外部入力装置を用いて制御装置４に入力する。その後、制御装置４を用いて上記のように初期設定値を作成する。そして回路パターンデータ、電子ビーム６の照射量及びレジスト１１の材質を、図２に示すように、演算装置２へ入力する（Ｓ１）。回路パターンデータは区分処理部２ａに入力され、電子ビーム６の照射量及びレジスト１１の材質は抽出処理部２ｃに入力される。

次に、区分処理部２ａを用いて、回路パターンデータ全体を複数の描画領域に区分する区分処理を行う（Ｓ２）。そして、区分処理によって作成された描画領域データを描画密度算出処理部２ｂへ出力する。
次に、描画密度算出処理部２ｂを用いて、区分された描画領域毎の回路パターンデータの描画密度を算出する描画密度算出処理を行う（Ｓ３）。そして、算出された描画領域毎の描画密度を、描画領域データとともに抽出処理部２ｃへ出力する。

次に、抽出処理部２ｃを用いて、描画領域データと、制御装置４から入力された電子ビーム６の照射量に基づいて、描画領域毎に照射される電子ビーム６の照射量を算出する。そして、算出された描画領域毎の電子ビーム６の照射量と、描画領域毎の描画密度と、レジスト１１の材質という３つのパラメータに対応する基準ずれ量を記憶装置３に参照する。
そして記憶装置３を用いて、この３つのパラメータに対応する描画領域毎の基準ずれ量を抽出する（Ｓ４）。そして、抽出した基準ずれ量を補正量算出処理部２ｄへ出力する。

次に、補正量算出処理部２ｄを用いて、描画領域毎の基準ずれ量に基づいて、各描画領域に電子ビーム６を照射する際、初期設定値における偏向器８の偏向量又はステージ９の移動量を補正する補正量を算出し（Ｓ５）、これを制御装置４へ出力する。
次に、制御装置４を用いて、算出された補正量を偏向器８又はステージ９の初期設定値を補正する（Ｓ６）。そして、補正された初期設定値を用いてレジスト１１上に電子ビーム６を照射して回路パターンを描画する。これにより、電子ビーム６の目標照射位置を補正し、補正前に設定された当初の目標照射位置からの電子ビーム６の照射位置のずれを抑制して、偏向感度の低下を改善することができる。このようにして、本実施形態に係る電子ビーム照射位置の補正方法が構成される。

さらに、電子ビーム描画装置２０によって回路パターンが描画されたフォトマスク１０に現像・エッチング・洗浄等の後工程を施すことにより、所望の回路パターンが形成されたフォトマスク１０を得ることができる。
加えて、こうして得られたフォトマスク１０を用いて、レジストがその上面に形成された半導体ウェーハ（不図示）を露光させた後、現像・エッチング・洗浄等の後工程を施すことにより、所望の回路パターンが形成された半導体装置を得ることができる。

（効果）
本実施形態に係る補正装置及び補正方法によれば、回路パターンデータの描画密度、電子ビーム６の照射量及びレジスト１１の材質という３つのパラメータを用いて、電子ビーム６の照射位置を補正する。よって、電子ビーム６をより精度よく偏向制御して照射するので、偏向感度の低下を改善して、より高精度な描画及び描画寸法の精度の向上を図ることができる。

また、本実施形態に係る照射位置補正装置によれば、基準ずれ量を、描画領域毎の描画密度、描画領域に照射される電子ビーム６の照射量及びレジスト１１の材質を変化させるシミュレーションによって導出するので、基準ずれ量を効率よく、かつ精度よく設定することができる。
また、本実施形態に係る照射位置補正装置を用いれば、フォトマスク１０上に形成されたレジスト１１に電子ビーム６を照射し、回路パターンデータに基づいた回路パターンの描画を行う。そして偏向感度の低下を改善して、より高精度な描画及び描画寸法の精度を向上させてフォトマスクを描画するので、従来よりも高精度のフォトマスクを得ることができる。

また、本実施形態に係る照射位置補正装置を用いて製造されたフォトマスクを使用すれば、より高品質の半導体装置を得ることができる。
また、本実施形態に係る補正装置及び補正方法においては、レジスト１１上に電子ビーム６を実際に照射して測定した電子ビーム６の大きさ及び回転角度を用いて測定する。そしてこの実測値と、シミュレーションの結果とを組み合わせて基準ずれ量を設定するので、単に実測データだけ或いは単にシミュレーションだけに基づいて設定された基準ずれ量よりも精度の高い基準ずれ量を得ることができる。

（その他）
尚、本発明に係る補正装置が用いられる荷電ビーム描画装置で照射される荷電ビームは、電子ビームに限らずイオンビーム等他のビームでもよいし、描画されるのは回路パターンに限らず他の形状のものであってよい。また試料はフォトマスク上のレジストに限らず、荷電ビームが照射され加工が施される金属素材等他の試料であってよい。
また、本発明に係る補正装置が用いられる荷電ビーム描画装置で荷電ビームが照射される対象は、フォトマスクに限らずレチクル等であってもよい。また一旦回路パターンが形成されたフォトマスクの欠陥修正に用いられるものであってもよい。

また、本発明に係る基準ずれ量は、上記のように算出された実測値に限らず、シミュレーション等により仮想的に算出された値だけを用いてもよい。
また、本発明に係る補正装置とこれに接続される制御装置の構成は、本実施形態で記載された形態に限定されるものではない。例えば、演算装置２や記憶装置３が、制御装置４の中に組み込まれた構成とされたりしてもよく、適宜構成されてよい。

また、本発明に係る補正量によって制御される荷電ビーム描画装置の偏向器は、本実施形態で記載された静電偏向器に限定されるものではなく、照射位置補正装置と組み合わせて使用できる限り、電磁偏向器その他の偏向器を用いて構成されてもよい。その場合の補正量は、荷電ビーム描画装置に搭載されている偏向器の偏向動作を制御する制御量を補正するものとなる。

１ 照射位置補正装置
２ 演算装置
２ａ 区分処理部
２ｂ 描画密度算出処理部
２ｃ 抽出処理部
２ｄ 補正量算出処理部
３ 記憶装置
４ 制御装置
５ 電子工学鏡筒
６ 電子ビーム
７ 電子銃
８ 静電偏向器
９ ステージ
１０ フォトマスク
１１ レジスト
２０ 電子ビーム描画装置
ＴＰ 目標照射位置
ＲＰ 実際の照射位置

Claims (6)

1. 荷電ビームによって描画される試料に荷電ビームを照射するビーム源と、荷電ビームを偏向する偏向器と、前記試料を移動可能に支持する支持装置と、描画データに基づいて荷電ビームの前記試料上の目標照射位置を設定し前記偏向器又は前記支持装置を制御する制御装置とを有する荷電ビーム描画装置において用いられる照射位置補正装置であって、
   照射される荷電ビームの照射位置の前記目標照射位置からの推定ずれ量として、描画領域毎の描画密度、描画領域に照射される荷電ビームの照射量及び試料の材質に基づいて予め設定される基準ずれ量を格納した記憶装置と、
   前記描画データを複数の描画領域に区分する区分処理部と、
   当該区分された描画領域毎の描画密度を算出する描画密度算出処理部と、
   当該算出された描画領域毎の描画密度、当該描画領域に照射される荷電ビームの照射量及び荷電ビームが照射される試料の材質に対応する前記基準ずれ量を前記記憶装置から抽出する抽出処理部と、
   当該抽出された基準ずれ量に基づいて前記偏向器の偏向量又は前記支持装置の移動量を補正する補正量を算出する補正量算出処理部と、を有し、
   前記補正量算出処理部によって算出された補正量を用いて前記設定された目標照射位置が補正されるように前記制御装置を構成したことを特徴とする荷電ビーム描画装置用の照射位置補正装置。
2. 前記基準ずれ量は、シミュレーションによって導出した値であることを特徴とする請求項１に記載の荷電ビーム描画装置用の照射位置補正装置。
3. 前記荷電ビームによって描画される試料はフォトマスク上に形成されたレジストであり、
   前記荷電ビームは電子ビームであり、
   前記描画データは回路パターンデータであることを特徴とする請求項１又は２に記載の荷電ビーム描画装置用の照射位置補正装置。
4. 荷電ビームによって描画される試料に荷電ビームを照射するビーム源と、荷電ビームを偏向する偏向器と、前記試料を移動可能に支持する支持装置と、描画データに基づいて荷電ビームの前記試料上の目標照射位置を設定し前記偏向器又は前記支持装置を制御する制御装置と、照射される荷電ビームの照射位置の前記目標照射位置からの推定ずれ量として、描画領域毎の描画密度、描画領域に照射される荷電ビームの照射量及び試料の材質に基づいて予め設定される基準ずれ量を格納した記憶装置と、を有する荷電ビーム描画装置で用いられる照射位置の補正方法であって、
   前記描画データを複数の描画領域に区分する区分処理と、
   当該区分された描画領域毎の描画データの描画密度を算出する描画密度算出処理と、
   当該算出された描画領域毎の描画密度、当該描画領域に照射される荷電ビームの照射量及び前記試料の材質に対応する前記基準ずれ量を前記記憶装置から抽出する抽出処理と、
   当該抽出された基準ずれ量に基づいて前記偏向器の偏向量又は前記支持装置の移動量を補正する補正量を算出する補正量算出処理と、を有し、
   当該算出された補正量を用いて前記目標照射位置を補正する荷電ビーム照射位置の補正方法。
5. フォトマスク上に形成されたレジストに電子ビームを照射するビーム源と、電子ビームを偏向する偏向器と、前記フォトマスクを移動可能に支持する支持装置と、回路パターンデータに基づいて電子ビームの前記レジスト上の目標照射位置を設定し前記偏向器又は前記支持装置を制御する制御装置と、照射される電子ビームの照射位置の前記目標照射位置からの推定ずれ量として、描画領域毎の描画密度、描画領域に照射される電子ビームの照射量及びレジストの材質に基づいて予め設定される基準ずれ量を格納した記憶装置と、を有する電子ビーム描画装置を用いて前記レジストに回路パターンを描画してフォトマスクを製造する方法であって、
   前記回路パターンデータを複数の描画領域に区分する区分処理と、
   当該区分された描画領域毎の回路パターンデータの描画密度を算出する描画密度算出処理と、
   当該算出された描画領域毎の描画密度、当該描画領域に照射される電子ビームの照射量及び前記レジストの材質に対応する前記基準ずれ量を前記記憶装置から抽出する抽出処理と、
   当該抽出された基準ずれ量に基づいて前記偏向器の偏向量又は前記支持装置の移動量を補正する補正量を算出する補正量算出処理と、を有し、
   当該算出された補正量を用いて前記設定された目標照射位置を補正することを特徴とするフォトマスクの製造方法。
6. 請求項５に記載のフォトマスクの製造方法によって製造されたフォトマスクを用いて、当該フォトマスクに形成された回路パターンに対応するパターンが形成された半導体装置。

Images