JP4378648B2 - 照射パターンデータ作成方法、マスク製造方法、及び描画システム - Google Patents

Description

本発明は、被描画体に対してエネルギー照射により描画を行う際の照射パターンデータ作成方法、描画システム、及びそれにより形成されるフォトマスクの製造方法に関する。

描画装置を用いて電子線ビームなどのエネルギーを照射し、被描画体上に所望のパターンを形成させる技術が知られている。このような技術は、例えば、半導体のリソグラフィ工程で用いられるフォトマスクを製造するために適用される。

この描画装置の方式としては、ラスタースキャン方式と可変矩形方式とが知られている。ラスタースキャン方式は点上に絞ったポイントビームにてマスク上の各座標を順番になぞっていく描画方式である。データのある座標ではビームがオンとなり、データの無い座標ではオフとなってマスク上に所望のパターンを形成する。ラスタースキャン方式の利点は、描画時間が描画領域の大きさでほぼ見積もれることである。データの有り無しに関わらす、描画領域のすべての座標をなぞるため、描画時間はほぼ描画領域の大きさで決定される。但し、近接効果補正がしにくいため、その影響の出ない比較的低加速（例示；２０ｋｅＶ）の電子ビームを使用する必要がある。低加速の電子ビームを用いるので、解像力が出しにくい。

一方、可変矩形方式は、照射パターンのデータは矩形で表され、その矩形を１個づつ露光していく描画方式である。可変矩形方式の描画装置では、例えば、２枚のＬ字のアパチャーを組み合わせて、任意の大きさの矩形状のビームを形成する。この方式では、電子ビームの加速電圧も高く（例示；５０ｋｅＶ）することができ、被描画体上で高い解像力を得る事ができる。尚、高加速電圧のビームを用いると近接効果が無視できないが、パターンの面積密度の関数を用いて描画時の露光量を変化させる、等の近接効果の補正により、微細パターンの寸法精度を向上させることもできる。

上述のような描画装置の方式のうち、現状では寸法精度の点で有利な可変矩形方式が主流となっている。但し、可変矩形方式を用いた場合、描画時間が長くなる事があった。これは、描画時間は、元のデータ（以下、計画パターンと記載する）というより、描画用に矩形に分割されたデータ（以下、照射パターンと記載する）での矩形数にほぼ比例して延びることになるからである。特に、計画パターン中に斜めのパターンが含まれていると、照射パターン中では非常に微細な多数の矩形に分割されることになるので、極端に描画時間が長くなる事がある。

よって、可変矩形方式において、描画時間を短縮することのできる技術が望まれる。

また、矩形の形状が極めて細くなったりすると、描画の際の寸法精度が低下することもあった。したがって、描画の際の寸法精度を高くする事のできる技術の提供が望まれる。

上記と関連して、特許文献１には、透明基板と、斜め線を含んだ多角形の回路パタンを、斜め線が複数の矩形により階段状に表された多角形として示した遮光パタンとを備え、矩形の幅ＲがＲｗ＜Ｒ＜Ｒｐ×ｍのの範囲であるフォトマスク（但し、ｍは露光装置の転写倍率、Ｒｐは露光装置の解像力、Ｒｗはマスク描画装置の解像力である）、が開示されている。

ところで、被描画体に照射される電子線ビームのパターンと、実際に被描画体に形成されるパターンとの間には、寸法シフト（以下、プロセスバイアス）が生じる事がある。この寸法シフトは、被描画体上に形成された電子線レジスト材料、エッチング装置、被描画体の材質・膜厚等の製造プロセス、パターンの寸法、及び隣のパターンとの間隔などに依存する。従って、所望するパターンを被描画体上に形成させるためには、プロセスバイアス値に基いて補正の行われたパターンで、電子線ビームを照射させる必要がある。このような補正は、ルールベース手法（パターン寸法、隣のパターンとの補正量のテーブルあるいは関数を作成しておき、パターンを順次このテーブルあるいは関数に当てはめ補正を行う手法）などで補正されている。

上記と関連して、特許文献２には、電子線によりマスクパターンを描画するためのデータ作成方法において、レイアウト設計された半導体集積回路のパターンデータであって、矩形及び／または台形に分割されているパターンデータに対し、アウトライン処理を行わず、矩形及び／又は台形に分割されたまま、寸法補正のためのバイアス処理を施すこと、が開示されている。

特開２０００−２４１９５８号 公報 特開２００３−２７３００１号 公報

上述した可変矩形方式の描画装置において、計画パターンの斜めパターンに対応する部分に上述したプロセスバイアスの補正を行うと、矩形の数が更に膨大な量になってしまう事がある。この理由について、図１を参照して説明する。

図１（ａ）は、計画パターンの斜めパターン部分を、可変矩形方式用に矩形で近似した矩形近似パターンを示す説明図である。図１（ａ）では、４つの矩形が描かれている。各矩形は、Ｘ軸に平行な辺とＹ軸に平行な辺とによって形成されている。このような複数の矩形により、計画パターンの側部は階段状に表されている。

図１（ｂ）は、矩形近似パターンに対して、プロセスバイアス補正の行われた状態を説明する説明図である。図１（ｂ）では、プラスのプロセスバイアスが付与され、矩形近似パターンがプロセスバイアス分だけ拡大された状態を示している。この補正後のパターンでは、２つの側部の間で、頂点のＹ座標が一致しない。従って、矩形近似パターンのように、４つだけの矩形では表す事ができず、更に多数の矩形を必要とする。つまり、プロセスバイアス補正を行う事によって、計画パターンの矩形数よりも照射パターンの矩形数が増大してしまうのである。矩形数の増加は、描画時間の増加となる。

図１（ｃ）は、補正後のパターンを矩形で表した状態を示す説明図である。実際に描画を行う際には、図１（ｃ）に示される矩形毎に、電子ビームの照射が行われる。ここで、プロセスバイアスΔの符号が＋であった場合、矩形近似パターンのＸ方向の辺を含む領域に形成された矩形は、Ｙ方向の幅がプロセスバイアスの２倍の長さしかない。すなわち、微細な矩形である。このような微細の矩形で電子ビームを照射することは、寸法精度の観点から不利である。

従って、本発明の目的は、描画時間を短縮することのできる照射パターンデータ作成方法、マスク製造方法、及び描画システムを提供する事にある。

本発明の他の目的は、プロセスバイアス補正を行った際に、矩形数が増大しない照射パターンデータ作成方法、マスク製造方法、及び描画システムを提供する事にある。

また、本発明の更に他の目的は、矩形が微細になり過ぎない照射パターンデータ作成方法、マスク製造方法、及び描画システムを提供する事にある。

その課題を解決するための手段が、下記のように表現される。その表現中に現れる技術的事項には、括弧（）つきで、番号、記号等が添記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも１つの実施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現されている技術的事項に付せられている参照番号、参照記号等に一致している。このような参照番号、参照記号は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このような対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されることを意味しない。

本発明にかかる照射パターンデータ生成方法は、可変矩形方式によるエネルギー照射で被描画体（４０）を描画する際の照射パターンデータを作成する照射パターンデータ作成方法である。この照射パターンデータ作成方法は、斜め側部（３）を有する計画パターン（１）を与える工程（ステップＳ１０）と、計画パターン（１）を、矩形により近似して矩形近似パターン（４）を生成する矩形近似工程（ステップＳ３０）と、矩形近似パターン（４）に基いて第１補正パターン（８）を生成する第１補正工程（ステップＳ４０〜５０）と、第１補正パターン（８）を、プロセスバイアスΔだけ拡大させて、照射パターン（１２）を生成する第２補正工程（ステップＳ６０）と、を具備する。そのプロセスバイアスΔは、実際に被描画体に形成される形成パターンの前記照射パターンに対する縮小量である。第１補正工程（Ｓ４０〜５０）は、矩形近似パターン（４）に基いてΔ移動パターン（６）を生成するΔ移動工程（Ｓ４０）を有している。Δ移動工程（Ｓ４０）においてΔ移動パターン（６）を生成するにあたり、矩形近似パターンの側部（５）の位置を、そのプロセスバイアスΔの量だけ移動させる。

上述のように、第２補正工程（Ｓ６０）の前に予め第１補正工程（Ｓ４０〜５０）を実施しておけば、第２補正工程においてプロセスバイアスΔ分の拡大を行った際に、矩形内の頂点の座標のずれを相殺させる事ができる。このずれの相殺を利用すれば、照射パターン（１２）内の矩形数を増やさなくて済み、描画時間が増える事もない。

上述の照射パターンデータ作成方法において、斜め側部（３）は、ＸＹ平面上でＸ軸及びＹ軸に対して斜めであり、矩形近似工程（Ｓ３０）において計画パターン（１）を近似するにあたり、矩形の各々は、Ｘ軸及びＹ軸に平行な辺により形成され、その各矩形のＸ方向長さが、計画パターン（１）のＸ方向長さに対応するように近似され、Δ移動工程（Ｓ４０）において、矩形近似パターン側部（５）を、Ｙ軸に平行に、且つ、矩形近似パターン（４）の内側方向へ、そのプロセスバイアスΔだけ移動させることが好ましい。

この照射パターンデータ作成方法において、第１補正工程（Ｓ４０〜５０）は、更に、Δ移動工程（Ｓ４０）の後に実施される拡張工程（Ｓ５０）を有していることが好ましい。このとき、拡張工程（Ｓ５０）において、Δ移動パターンの側部（７）を、Ｘ軸に平行に、且つ、Δ移動パターン（６）の外側方向へ移動させる。

また、矩形近似工程（Ｓ３０）において、その各矩形は、隣接する矩形と、Ｘ方向に延びる辺同士が少なくとも一部で共有されるように作成されることが好ましい。

上記の照射パターンデータ作成方法において、矩形近似工程（Ｓ３０）と、第１補正工程（Ｓ４０〜５０）と、第２補正工程（Ｓ６０）とは、コンピュータにより実行されることが好ましい。

上記の照射パターンデータ作成方法では、矩形近似工程（Ｓ２０）において、各矩形は、隣接する矩形と、Ｘ方向に延びる辺同士が少なくとも一部で重なるように形成されることが好ましい。

本発明の他の形態における照射パターン作成方法は、可変矩形方式によるエネルギー照射で被描画体（４０）に描画する際の照射パターンデータを作成する照射パターンデータ作成方法である。この照射パターンデータ作成方法は、斜め側部（３）を有する計画パターン（１）を与える工程（ステップＳ１１０）と、計画パターン（１）を、少なくとも一つの矩形により近似して矩形近似パターン（１３）を生成する矩形近似工程（Ｓ１３０）と、矩形近似パターン（１３）を、プロセスバイアスΔだけ拡大させて照射パターン（１５）を生成するバイアス補正工程（Ｓ１４０）と、を具備する。ここで、そのプロセスバイアスΔは、実際に被描画体（４０）に形成される形成パターン（４１）の照射パターン（１５）に対する縮小量である。また、斜め側部（３）は、ＸＹ平面上でＸ軸及びＹ軸に対して斜めに延びている。また、矩形近似工程（Ｓ１２０）において計画パターン（１）を近似するにあたり、矩形の各々は、Ｘ軸及びＹ軸に平行な辺で形成され、Ｘ方向長さが、計画パターン（１）のＸ方向幅に対応するように近似され、隣接する矩形と、少なくとも一部で幅を有して重なり合うように形成される。

上述の方法に依れば、矩形近似パターン内の各矩形が、隣接する矩形と少なくとも一部で幅を有して重なり合うように形成されていることで、バイアス補正パターンを矩形に分割した際に、矩形の幅を重ね合わせた量だけ広げる事ができる。照射パターン内の各矩形の幅が広がるので、微細な矩形が発生せず、寸法精度を低下させることがない。

本発明に係る照射パターンデータ生成プログラム（３０、５０）は、上記の照射データ作成方法をコンピュータによって実行させるためのものである。

本発明にかかるフォトマスク製造方法は、上記の照射データ作成方法によって作成された照射パターンデータに従って、被描画体（４０）にエネルギーを照射する工程（ステップＳ８０、Ｓ１５０）、を具備する。

本発明にかかる描画システム（２０）は、可変矩形方式でエネルギーを被描画体（４０）に照射する描画装置（２１）と、描画装置（２１）の動作を制御する制御装置（２２）と、
を具備する。制御装置（２２）は、ＸＹ平面上でＸ軸及びＹ軸に対して斜めに延びる斜め側部（３）、を有する計画パターン（１）が入力されると、計画パターン（１）を矩形により近似して矩形近似パターン（４）を形成する矩形近似部（３２）と、矩形近似パターン（３２）に基いて第１補正パターン（８）を生成する第１補正部（３３）と、第１補正パターン（８）を、プロセスバイアスΔだけ拡大して、照射パターンデータを生成する第２補正部（１０）と、を具備する。ここで、プロセスバイアスΔは、実際に被描画体（４０）に形成される形成パターン（４１）の照射パターンからの縮小量である。第１補正部（３３）はΔ移動部（３６）を有している。Δ移動部（３６）は、矩形近似パターンの側部（５）を、プロセスバイアスΔの量だけ移動させてΔ移動パターン（６）を生成する。描画装置（２１）は、被描画体（４０）上に、制御装置（２２）によって作成された照射パターンデータに基いてエネルギーを照射する。

本発明にかかる描画システムの他の一形態は、可変矩形方式でエネルギーを被描画体（４０）に照射してする描画装置（２１）と、描画装置（２１）の動作を制御する制御装置と、を具備する。その制御装置は、幅を有しＸＹ平面上でＸ軸及びＹ軸に対して斜めに延びる斜め側部（３）、を有する計画パターン（１）が与えられると、斜め側部（３）を矩形により近似して矩形近似パターン（１３）を形成する矩形近似部（５２）と、矩形近似パターン（１３）を、プロセスバイアスΔだけ拡大して、照射パターン（１５）を生成するバイアス補正部（５３）と、を有している。ここで、そのプロセスバイアスΔは、実際に被描画体（４０）に形成される形成パターン（４１）の照射パターンからの縮小量である。矩形近似部（５２）が計画パターン（１）を近似するにあたり、その矩形の各々は、Ｘ軸及びＹ軸に平行な辺で形成され、Ｘ方向長さが、計画パターン（１）のＸ方向長さに対応するように近似され、隣接する矩形と少なくとも一部で幅を有して重なり合うように形成される。描画装置（２１）は、被描画体（４０）上に、その制御装置によって作成された照射パターン（１５）でエネルギーを照射する。

上記の描画システムにおいて、描画装置（２１）は、電子ビーム照射装置であることが好ましい。

本発明に依れば、描画時間を短縮することのできる照射パターンデータ作成方法、マスク製造方法、及び描画システムが提供される。

本発明に依れば、更に、プロセスバイアス補正を行った際に、矩形数が増大しない照射パターンデータ作成方法、マスク製造方法、及び描画システムが提供される。

（第１の実施形態）
以下に、図面を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。

図２は、本実施形態にかかる描画システム２０の概略構成図である。図２に示されるように、描画システム２０は、描画装置２１と、制御装置２２とを有している。描画装置２１は、電子ビームを被描画体４０に対して照射して描画を行う装置である。制御装置２２は、描画装置２１が照射するビームのパターン（照射パターン）の生成を行い、描画装置２１の動作を制御する。尚、照射パターンの生成と、描画装置２１の動作の制御は、必ずしも一の装置で行われる必要はなく、別々の装置で行われてもよい。

制御装置２２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵ、ハードディスクなどを有するコンピュータに例示される。制御装置２２には、照射パターン生成プログラム３０と、描画装置制御部３５とが、コンピュータプログラムとして格納されている。照射パターン生成プログラム３０は、照射パターンを生成する機能を実現するものである。照射パターン生成プログラム３０は、プロセスバイアス算出部３１、矩形近似部３２、第１補正部３３、及び第２補正部３４を有している。第１補正部３３は、Δ移動部３６と、拡張部３７とを有している。但し、照射パターン生成プログラム３０についての詳細な機能は後述する。一方、描画装置制御部３５は、描画装置２１の動作を制御する機能を実現する。

描画装置２１は、電子ビームを発生させる電子ビーム発生装置と、２枚のＬ字型アパチャーとを有している。電子ビーム発生装置によって発生された電子ビームは、Ｌ字型アパチャーによって断面が矩形状となるように成形される。そして、矩形状となった電子ビームが、被描画体４０に照射される。すなわち、描画装置２１は、可変矩形方式の電子ビーム照射装置である。

被描画体４０としては、フォトマスク４０が挙げられる。本実施形態では、被描画体４０が、半導体ウエハ上にＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ等の配線パターンを形成するためのフォトマスク４０である場合について説明する。ＤＲＡＭ等の配線パターンでは、斜めに延びるパターンが多く、フォトマスク形成時の照射パターンの矩形数が増え易い。従って、照射パターン内の矩形数増加を抑える工夫が、より望まれている。

続いて、本実施形態にかかる照射パターンデータ生成方法について説明する。図３は、この照射パターンデータ生成方法を含む半導体ウエハの描画方法のフローチャートである。図３に示されるステップＳ１０〜６０の工程によって、照射パターンデータが生成される。また、ステップＳ７０の工程により、フォトマスク４０上にパターンが形成される。更に、ステップＳ８０の工程によって、ウエハ上にパターンが形成される。各工程の詳細について、以下に説明する。

ステップＳ１０；計画パターンの作成
まず、実際にウエハ上に形成させたいパターンである計画パターン１を、データとして用意する。図４は、計画パターン１の説明図である。本実施形態では、計画パターン１が、ライン（符号１）・アンド・スペース（符号２）＝Ｌｎｍ／Ｓｎｍであり、ＸＹ平面上でＸ軸及びＹ軸に対して斜め４５°の方向に延びるものとして説明する。計画パターン１は、斜め側部３を有しており、一の計画パターン１の２つの側部が、斜め側部（３−１、３−２）となっている。

尚、ウエハ上やフォトマスク４０上に形成されるレジストの種類（ネガ、ポジ）によって、フォトマスク４０上に電子ビームの照射された領域が、ライン（パターン）部分に対応するのかスペース部分に対応するのかが決定される。本実施形態では、電子ビームの照射された領域が、パターン部分に対応する場合について説明する。

また、ウエハ上にパターンを形成させるにあたり、フォトマスク上のパターンを縮小させて転写させる場合がある。このような場合、フォトマスク形成用の照射パターンは、ウエハ上のパターンを拡大（例示；４倍）させたものになる。但し、以下の説明においては、説明を簡便にするために、パターンの大きさを、ウエハ上での大きさに揃えて説明する。

上述のようにして用意された計画パターン１は、制御装置２２に読み込まれる。

ステップＳ２０；プロセスバイアスΔの算出
続いて、プロセスバイアス算出部３１によって、プロセスバイアスΔの算出が行われる。プロセスバイアスとは、実際にフォトマスク４０上に形成されるパターンと、照射パターンとの寸法シフトの事を意味している。プロセスバイアスは、エッチング装置や、マスク遮光膜の材質、膜厚などのリソグラフィ工程の諸条件に依存している。従って、実際に照射されたパターンに対して、形成されたパターンの方が拡大されていることもある。本実施形態では、プロセスバイアスΔを、実際にフォトマスク４０に形成されるパターンが、実際に照射されたパターンに対して縮小した量として定義する。このプロセスバイアスΔは、リソグラフィ工程における諸条件などに基いて決定される事ができる。

ステップＳ３０；矩形近似
続いて、矩形近似部３２が、計画パターン１を矩形近似して、少なくとも一の矩形からなる矩形近似パターン４を生成する。図５は、矩形近似の様子を説明する説明図である。尚、図５では、一本の計画パターン１についてのみ示している。図５に示されるように、矩形近似パターン４内の各矩形は、Ｘ軸に平行な辺とＹ軸に平行な辺とによって形成されている。計画パターン１の斜め側部３−１部分は、矩形近似パターン４において階段状の側部（矩形近似パターン側部）５−１として表される。同様に、斜め側部３−２部分は、矩形近似パターン側部５−２として表される。

また、各矩形のＸ方向の長さは、計画パターン１の幅のＸ方向長さに対応する。各矩形は、隣接する矩形と、Ｘ方向に延びる辺同士が少なくとも一部で共有されるように形成される。また、各矩形は、Ｙ方向に延びる辺の中点が、計画パターン１上に位置されるように形成される。但し、斜め側部３が直線状ではない場合には、矩形近似パターン側部５と斜め側部３とによって形成される複数の領域（図中、符号Ａ）が、等しい面積となるようにしてもよい。各矩形のＹ方向長さは、フォトマスク４０上にパターンを形成する際の解像力Ｒ（＝ｋ１×λ／ＮＡ）以下の長さである。尚、ｋ１はレジスト性能などのプロセスで決まる係数、λは電子ビームの波長、ＮＡは開口数である。このように、解像力Ｒ以下の幅で矩形近似を行うのは、側部がフォトマスク４０上では階段状であっても、ウエハ上で斜めにするためである。

ステップＳ４０；第１補正工程（Δ移動工程）
続いて、Δ移動部３６が、矩形近似パターン４に基いて、Δ移動パターン６を生成する。図６は、Δ移動工程を説明する説明図である。Δ移動部３６は、矩形近似パターン４の階段状側部５のそれぞれを、Ｙ軸に平行であり、且つ、矩形近似パターン４の内側を向く方向に移動させる。すなわち、図６に示されるように、矩形近似パターン側部５−１を＋Ｙ方向側に、矩形近似パターン側部５−２を−Ｙ方向側に移動させる。そして、移動後の矩形近似パターン側部５−１は、Δ移動パターン側部７−１となり、矩形近似パターン側部５−２はΔ移動パターン側部７−２となる。この時の移動量は、プロセスバイアスΔである。

ステップＳ５０；第１補正工程（拡張工程）
続いて、拡張部３７が、Δ移動パターン６に基いて、第１補正パターン８を生成する。図７は、拡張工程を説明する説明図である。拡張部３７は、Δ移動パターン側部７を、Ｘ軸に平行であり、且つ、Δ移動パターン６の外側を向く方向に移動させる。すなわち、Δ移パターン側部７−１は＋Ｘ方向に移動して第１補正パターン側部９−１に、Δ移動パターン側部７−２は−Ｘ方向に移動して第１補正パターン側部９−２になる。尚、拡張工程における移動量は、階段状部分のＹ方向に延びる辺の中点（図７中、符号Ｂ）が、斜め側部３−１上となるような量である。

ステップＳ６０；第２補正工程
続いて、図８に示されるように、第２補正部３４が、第１補正パターン８を、プロセスバイアスΔだけ拡大して、第２補正パターン１０を生成する。第１補正パターン側部９−１は、第２補正パターン側部１１−１となり、第１補正パターン側部９−２は、第２補正パターン側部１１−２となる。ここで、第２補正パターン側部１１−１のＸ方向に延びる辺のＹ座標（ｙ−１）は、第２補正パターン側部１１−２のＸ方向に延びる辺のＹ座標（ｙ−２）に一致する。これは、図６で示されるΔ移動工程で生じたΔ分のずれが、第２補正工程によって相殺されるからである。第２補正パターン側部（１１−１、１１−２）のＸ方向に延びる辺のＹ座標が一致するので、第２補正パターン１０は、矩形近似パターン４の矩形数と同じ数の矩形で表現され得る。第２補正部３４は、第２補正パターン１０を複数の矩形に分割して、照射パターンデータとする。

ステップＳ７０；マスクに描画
続いて、描画装置制御部３５が照射パターンデータに基いて、フォトマスク４０上に電子ビームを照射するように、描画装置２１の動作を制御する。図９は、フォトマスク４０上に照射される照射パターン１２の図である。電子ビームは、照射パターン１２内の矩形単位で照射される。ここで、照射パターン１２は、矩形近似パターン４と同じ数で表現されるので、描画時間が延びることはない。

図１０は、電子ビームの照射によって形成されるフォトマスク４０上のパターン４１を示す図である。フォトマスク４０上に実際に形成されるパターン４１は、照射パターン１２に対してプロセスバイアスΔだけ縮小されたものである。すなわち、第２補正工程を行う前のパターン（第１補正パターン８）と同じパターンが形成される。

ステップＳ８０；マスクを用いてウエハに描画
ステップＳ７０で描画されたフォトマスク４０を用いて、ウエハ上にパターンを形成する。図１１は、フォトマスク４０を用いて露光を行う際の光強度分布をシミュレーションした結果を示す図である。フォトマスク４０上のパターン４１が、光を遮光する部分であった場合についてシミュレーションを行った。

尚、シミュレーションにあたり、露光条件としては、以下の条件を用いた。
レーザー；ＫｒＦエキシマレーザー（波長λ＝２４８ｎｍ）、
縮小倍率；４、
開口数（ＮＡ）；０．８５、
コヒーレント・ファクター（σ）；０．８５の遮光率、４／５の輪帯照明（円形光源の中心８０％を遮光した斜入射照明）
フォトマスク４０；透過率６％、位相差１８０度のハーフトーン位相差シフトマスク

また、シミュレーションにあたり、計画パターン１のラインアンドスペースは、１００ｎｍ／１００ｎｍとした。矩形近似を行う際の各矩形のＹ方向幅は、８０ｎｍとした。プロセスバイアスΔは、一律＋１０ｎｍとした。

図１１中の符号ｃで示される領域（領域ｃ）は、ウエハ上のレジストに到達する光強度が最大である領域である。すなわち、光は遮光部の影響は殆ど受けず、殆どそのままの強度でウエハ上に到達する領域である。符号ｂで示される線（線ｂ）は、光強度が領域ｃよりも低いある一定の値を示す位置である。符号ａで示される線は、光強度が線ｂ部分よりも更に低いある一定の値を示す位置である。

図１１に示されるように、フォトマスク４０上に形成されたパターン４１の側部は段差状であるが、ウエハ上では、ある一定の光強度で露光される領域（線ａ、線ｂ部分）は、段差とならずに斜めの延びる直線状になる。これは、上述の露光条件での解像力Ｒ（約１００ｎｍ）よりも、段差形状部分のＹ方向に延びる辺の幅（８０ｎｍ）の方が小さいからである。すなわち、ウエハ上に形成されるパターンの側部は、段差状ではなく、直線状となる。尚、露光時の露光量を調整する事で、ウエハ上に形成されるパターンの幅を調整することもできる。

以上説明したように、本実施の形態に依れば、第２補正工程（Ｓ６０）の前に、Δ移動工程（Ｓ４０）を実施していることで、照射パターン側部（２６−１、２６−２）のＹ座標を揃える事ができる。これにより、照射パターン中に含まれる矩形の数を増加させず、結果としてフォトマスク４０を描画する際の描画時間を短縮させる事ができる。

尚、本実施形態では、プロセスバイアスΔの算出が制御装置２２によって行われる場合について説明したが、必ずしも制御装置２２がプロセスバイアスΔを算出する必要はなく、別の手段によってプロセスバイアスΔが算出されてもよい。また、プロセスバイアスΔの算出は、第１補正工程（Ｓ４０）の前であれば、どの段階で求められてもよい。但し、プロセスバイアスΔの算出にあたり、計画パターンの寸法によってもプロセスバイアスΔが変動する場合には、計画パターンのレイアウトが決定されてからプロセスバイアスΔが算出される必要がある。

また、本実施形態では、拡張部３７によって、Δ移動パターン側部７を移動させる（拡張する）場合について説明した。但し、ウエハに対する露光の際に、露光量の調整によりパターンの幅を調整することができる場合については、必ずしもパターンを拡張させる必要はない。この場合には、計画パターン１の全体が斜めパターンである必要がある。計画パターンの側部の少なくとも一部がＸ方向又はＹ方向に平行であれば、斜めパターンの幅調整の為に露光量を変化した際に、幅が所望のものにならない事がある。

なお、ラインの多いパターンでは、上述のようなネガレジストを用いたプロセスが通常用いられる。これは、描画時間（ショット数）の点で有利となるからである。しかし、ポジレジストプロセスを使用する場合もありうる。ポジレジストを用いた場合、描画データは、ラインパターン間のスペース部分になる。この場合、このスペース部の描画データにプロセスバイアス処理が掛けられた後連続した長方形データとなるように、ＣＡＤデータではラインパターンを作成しておくことが必要になる。そのため、一本の斜めラインパターンの分割は、隣接する他のパターンの分割を考慮しなければならないが、同様に本発明を適用することができる。

また、ラインではなくスペースを主に有するマスクを用いる場合も同様に本発明を適用できる。この場合、マスク製造時にはポジレジストが用いられ、ＣＡＤデータで作製されたスペースデータ部を描画することになる。ポジレジストを用いた場合、通常プロセスバイアスΔは−になる。これは、プロセスバイアスの主原因が、マスク遮光膜エッチング中のレジスト後退であるためであり、ポジレジストで描画したスペースはマスク遮光膜エッチング工程で寸法が広がる傾向が出やすいためである。

（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る描画システムの構成は、照射パターン生成プログラム３０の機能構成が異なっている。尚、第１の実施形態と機能構成が同じものについては、同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

図１２は、本実施形態に係る照射パターン生成プログラム５０の内容を示すブロック図である。照射パターン生成プログラム５０は、プロセスバイアス算出部５１と、矩形近似部５２と、バイアス補正部５３とを有している。尚、プロセスバイアス算出部５１の機能は、第１の実施形態におけるプロセスバイアス算出部５１と同じであり、説明を省略する。但し、矩形近似部５２の機能は、第１の実施形態における矩形近似部３２と異なっている。バイアス補正部５３は、第１の実施形態における第２補正部３４と実質的に同じ機能を実現する。

図１３は、本実施形態に係る照射パターンデータ生成方法を含む半導体ウエハの描画方法のフローチャートである。図１３に示されるように、ステップＳ１１０〜ステップＳ１４０の工程によって、照射パターンデータが生成される。ステップＳ１４０の工程によって、フォトマスク上にパターンが形成される。そして、ステップＳ１５０の工程によって、ウエハ上にパターンが形成される。各工程の詳細について、以下に説明する。

ステップＳ１１０；計画パターンの作成
まず、計画パターン１が作成され、制御装置２２に読み込まれる。この工程は、第１の実施形態と同様であり、詳細な説明は省略する。

ステップＳ１２０；プロセスバイアス算出
続いて、プロセスバイアス算出部５１がプロセスバイアスΔを算出する。この工程は、第１の実施形態と同じであり、詳細な説明は省略する。また、この工程は、以下に述べるバイアス補正工程（ステップＳ１４０）より前であれば、どの段階で実施されてもよい。

ステップＳ１３０；矩形近似
続いて、矩形近似部５２が、計画パターン１を少なくとも一の矩形により近似して、矩形近似パターン１３を生成する。図１４（ａ）は、矩形近似工程の様子を示す説明図である。矩形近似の際に、各矩形は、Ｘ軸及びＹ軸に平行な辺で形成されるように近似される。また、各矩形は、Ｘ方向長さが、計画パターン１のＸ方向の幅に対応するように近似される。ここまでは、第１の実施形態と同じである。但し、本実施形態では、ステップＳ１２０で算出されたプロセスバイアスΔの符号が＋であった場合、各矩形が隣接する矩形と、少なくとも一部で幅を有して重なり合うように近似する。図１４（ａ）では、隣接する矩形同士が、Ｙ方向側に幅ｅを有して重なっている。

ステップＳ１４０；バイアス補正
続いて、バイアス補正部５３が、矩形近似パターン５２をプロセスバイアスΔだけ拡張して、バイアス補正パターン１４を生成する。この工程は、第１の実施形態における第２補正工程と実質的に同じである。図１４（ｂ）は、バイアス補正工程の様子を示す説明図である。矩形同士が重なった部分は、片側Δ分だけ拡張される。従って、隣接する矩形同士は、Ｙ方向側に幅ｅ＋２Δを有して重なっている。

この矩形近似パターン５２は、Ｙ方向側で隣接する複数の矩形１６に組替えることができる。図１４（ｃ）は、バイアス補正パターン１４を、Ｙ方向側で隣接する複数の矩形１６により組替えた時の図である。複数の矩形１６のうち、重なり部分に対応した矩形のＹ方向側の幅は、ｅ＋２Δである。バイアス補正部５３は、図１４（ｃ）示されるような、Ｙ方向側で隣接する複数の矩形１６を表す情報を、照射パターンデータとして生成する。

ステップＳ１５０、１６０；マスクに描画、マスクを用いてウエハを描画
続いて、第１の実施形態と同様に、生成した照射パターンデータに基いて、電子ビームをフォトマスク４０に照射する。これにより、フォトマスク４０上にパターン４２が形成される（Ｓ１５０）。更に、第１の実施形態と同様に、フォトマスク４０を用いてウエハ上にパターンを形成する（Ｓ１６０）。図１５は、フォトマスク４０を用いて露光を行う際の光強度分布をシミュレーションした結果を示す図である。露光条件などは、第１の実施形態と同じである。第１の実施形態と同様に、符号ｃで示される領域（領域ｃ）は、ウエハ上のレジストに到達する光強度が最大である領域でり、符号ｂで示される線（線ｂ）は、光強度が領域ｃよりも低いある一定の値を示す位置であり、符号ａで示される線は、光強度が線ｂ部分よりも更に低いある一定の値を示す位置である。図１５に示されるように、フォトマスク４０上のパターン４２の側部が段差状であったとしても、ウエハ上に形成されるパターンの側部は直線上となる事がわかる。

図１６は、比較例として、矩形近似工程において、隣接する矩形同士が辺を共有するように近似した場合、すなわち、隣接する矩形同士の重なり部分は線であり、幅を有していない場合の例を示す説明図である。図１６（ａ）は、矩形近似工程後のパターン１７を示している。図１６（ｂ）は、バイアス補正工程後のパターン１８を示している。パターン１８において、隣接する矩形同士は、Ｙ方向の幅が２Δの領域で重なっている。図１６（ｃ）は、このパターン１８を、Ｙ方向で隣接する複数の矩形１９で表現した様子を示す説明図である。すなわち、比較例における照射パターンデータを示している。矩形１９同士が重なった部分に対応する矩形は、Ｙ方向の幅が２Δしかなく、微細な矩形である。

比較例と比較すれば、本実施形態における照射パターン１５は、Ｙ方向の幅がｅ＋２Δであるので、「ｅ」分だけ幅が拡大されていることがわかる。すなわち、照射パターン１５内に含まれる各矩形が微細になる事が防止され、その結果としてフォトマスク上にパターンを形成する際の寸法精度が向上する。

尚、照射パターン１５内の各矩形１６のうち、隣接する矩形と重ならなかった部分に対応する矩形の幅は縮小される事になるが、矩形近似工程において、各矩形のＹ方向幅を、ｅに対して十分に長くしておけば問題ない。

従来の照射パターンデータ作成方法の説明図である。 第１の実施形態にかかる描画システムの概略構成図である。 第１の実施形態にかかる照射パターンデータ作成方法のフローチャートである。 第１の実施形態にかかる計画パターンの説明図である。 第１の実施形態にかかる矩形近似パターンの説明図である。 第１の実施形態にかかるΔ移動パターンの説明図である。 第１の実施形態にかかる第１補正パターンの説明図である。 第１の実施形態にかかる第２補正パターンの説明図である。 第１の実施形態にかかる照射パターンデータの説明図である。 第１の実施形態にかかるフォトマスク上のパターンの説明図である。 第１の実施形態にかかる光強度分布のシミュレーション結果の説明図である。 第２の実施形態にかかる描画システムの概略構成図である。 第２の実施形態にかかる照射パターンデータ作成方法のフローチャートである。 第２の実施形態にかかる照射パターンデータ作成方法の説明図である。 第１の実施形態にかかる光強度分布のシミュレーション結果の説明図である。 比較例における照射パターンデータ作成方法の説明図である。

符号の説明

１ 計画パターン
２ スペース
３ 斜め側部
４ 矩形近似パターン
５ 矩形近似パターン側部
６ Δ移動パターン
７ Δ移動パターン側部
８ 第１補正パターン
９ 第１補正パターン側部
１０ 第２補正パターン
１１ 第２補正パターン側部
１２ 照射パターン
１３ 矩形近似パターン
１４ バイアス補正パターン
１５ 照射パターン
１６ 矩形
１７ 矩形近似後のパターン（比較例）
１８ バイアス補正後のパターン（比較例）
１９ 矩形（比較例）
２０ 描画システム
２１ 描画装置
２２ 制御装置
３０ 照射パターン生成プログラム
３１ プロセスバイアス算出部
３２ 矩形近似部
３３ 第１補正部
３４ 第２補正部
３５ 描画装置制御部
３６ Δ移動部
３７ 拡張部
４０ 被描画体（フォトマスク）
４１ フォトマスク上のパターン
５０ 照射パターン生成プログラム
５１ プロセスバイアス算出部
５２ 矩形近似部
５３ バイアス補正部

Claims (8)

1. 可変矩形方式によるエネルギー照射で被描画体を描画する際の照射パターンを示す照射パターンデータ作成方法であって、
   ＸＹ平面上でＸ軸及びＹ軸に対して斜めに延びた斜め側部を有する計画パターンを与える工程と、
   前記計画パターンを、矩形により近似して矩形近似パターンを生成する矩形近似工程と、
   前記矩形近似パターンに基いて第１補正パターンを生成する第１補正工程と、
   前記第１補正パターンを、プロセスバイアスΔだけ拡大させて、前記照射パターンを生成する第２補正工程と
   を具備し、
   前記矩形近似工程において前記計画パターンを近似するにあたり、
   前記矩形の各々は、
   前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸に平行な辺により形成され、
   前記各矩形のＸ方向長さが、前記計画パターンのＸ方向幅に対応するように近似され、
   前記プロセスバイアスΔは、前記照射パターンに対して、実際に被描画体に形成される形成パターンが縮小する縮小量であり、
   前記第１補正工程は、前記矩形近似パターンに基いてΔ移動パターンを生成するΔ移動工程を有し、
   前記Δ移動工程において前記矩形近似パターンを形成する辺を、前記Ｙ軸に平行に、且つ、前記矩形近似パターンの内側方向へ、前記プロセスバイアスΔの量だけ移動させる
   照射パターンデータ作成方法。
2. 請求項１に記載された照射パターンデータ作成方法であって、
   前記第１補正工程は、更に、前記Δ移動工程の後に実施される拡張工程を有し、
   前記拡張工程において、前記Δ移動パターンを形成する辺を、前記Ｘ軸に平行に、且つ、前記Δ移動パターンの外側方向へ移動させる
   照射パターンデータ作成方法。
3. 請求項１又は２に記載された照射パターンデータ作成方法であって、
   前記矩形近似工程において、前記各矩形は、隣接する矩形と、Ｘ方向に延びる辺同士が少なくとも一部で共有されるように作成される
   照射パターンデータ作成方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載された照射パターンデータ作成方法であって、
   前記矩形近似工程と、前記第１補正工程と、前記第２補正工程とは、コンピュータにより実行される
   照射パターンデータ作成方法。
5. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載された照射パターンデータ作成方法をコンピュータによって実行させるための、コンピュータ読み取り可能な照射パターンデータ生成プログラム。
6. フォトマスク上に可変矩形方式によるエネルギー照射で描画を行うフォトマスク製造方法であって、
   前記描画を行う際の照射パターンデータを作成するにあたり、
   ＸＹ平面上でＸ軸及びＹ軸に対して斜めに延びた斜め側部を有する計画パターンを与える工程と、
   前記計画パターンを、矩形により近似して矩形近似パターンを生成する矩形近似工程と、
   前記矩形近似パターンに基いて第１補正パターンを生成する第１補正工程と、
   前記第１補正パターンを、プロセスバイアスΔだけ拡大させて前記照射パターンを生成する第２補正工程と
   を具備し、
   前記矩形近似工程において前記計画パターンを近似するにあたり、
   前記矩形の各々は、
   前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸に平行な辺で形成され、
   前記各矩形のＸ方向長さが、前記計画パターンのＸ方向幅に対応するように近似され、
   前記プロセスバイアスΔは、前記照射パターンに対して、実際に被描画体に形成される形成パターンが縮小する縮小量であり、
   前記第１補正工程は、前記矩形近似パターンに基いてΔ移動パターンを生成するΔ移動工程を有し、
   前記Δ移動工程において、前記矩形近似パターンを形成する辺を、前記Ｙ軸に平行に、且つ、前記矩形近似パターンの内側方向へ、前記プロセスバイアスΔだけ移動させる
   フォトマスク製造方法。
7. 可変矩形方式でエネルギーを被描画体に照射して描画を行う描画装置と、
   前記描画装置の動作を制御する制御装置と
   を具備し、
   前記制御装置は、矩形近似部と、第１補正部と、第２補正部と、を具備し、
   前記矩形近似部は、ＸＹ平面上でＸ軸及びＹ軸に対して斜めに延びる斜め側部を有する計画パターンが入力されると、前記計画パターンを矩形により近似して矩形近似パターンを形成するにあたり、前記矩形の各々が、前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸に平行な辺により形成され、
   前記第１補正部は、前記照射パターンに対して、実際に被描画体に形成される形成パターンが縮小する縮小量であるプロセスバイアスΔの値を用いて、前記矩形近似パターンに基いて前記矩形近似パターンを形成する辺を、前記Ｙ軸に平行に、且つ、前記矩形近似パターンの内側方向へ、前記Δだけ移動させて、第１補正パターンを生成し、
   前記第２補正部は、前記第１補正パターンを、プロセスバイアスΔだけ拡大して、前記照射パターンを生成し、
   前記描画装置は、被描画体上に、前記制御装置によって作成された前記照射パターンでエネルギーを照射する
   描画システム。
8. 請求項７に記載された描画システムであって、
   前記描画システムは、電子ビーム照射装置である
   描画システム。

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