JP5742388B2

JP5742388B2 - マスクパターン描画方法

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Description

本発明は、半導体素子などのパターン形成に用いられるフォトマスク（以下、単にマスクとも言う）を作製する際の電子ビームによるマスクパターン描画方法に関するものであり、特に、レジストを塗布したマスクブランク基板上の描画領域に、複数個の描画ショットで電子ビームを露光して所定のパターンを描画するマスクパターン描画方法に関する。

半導体素子の高集積化・微細化は、デザインルール４５ｎｍノードから３２ｎｍノードへと進展し、さらに２２ｎｍノードの半導体素子の開発が進められている。これらの半導体素子の高集積化・微細化を実現するために、現在、露光波長１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザを用いた光学式の投影露光装置により、フォトマスクを用いてウェハ上にパターン転写するフォトリソグラフィ技術が行なわれている。半導体素子のデザインルールの微細化、高精度化に伴い、フォトマスクへの要求は非常に厳しくなっており、マスクパターンの寸法精度（ＣＤ：ＣｒｉｔｉｃａｌＤｉｍｅｎｓｉｏｎ精度）や重ね合わせ精度などの精度向上、マスク納期の短縮、製造コスト高騰化傾向の抑制などが重要課題となっている。

半導体素子用のフォトマスクのパターン形成には、主に電子ビーム描画による方法が用いられている。電子ビームの描画方式としては、ナノメートルのオーダーまで細く絞った電子ビームを走査する円形ビーム方式、最大数μｍ以下のサイズの矩形や三角形など、微細な基本図形に描画するパターンを分割して、各基本図形の形状のビームをショット描画していく可変成形ビーム（ＶＳＢ：ＶａｒｉａｂｌｅＳｈａｐｅｄＢｅａｍ）方式、繰り返しショットするパターン形状のステンシルマスクの開口を利用したキャラクタ・プロジェクション（ＣＰ：ＣｈａｒａｃｔｅｒＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）方式が実用されている。これらの描画方式の中で、可変成形ビーム（ＶＳＢ）方式とキャラクタ・プロジェクション（ＣＰ）方式はスループットに優れた描画方式である。

しかしながら、描画すべきパターンの微細化に伴い、所定のパターンを電子ビーム描画しても、目的とするレジストパターンが解像されないという問題が生じてきている。特に、半導体のコンタクトホールパターン（以後、コンタクトパターンと称する）のように微細な矩形パターンは設計通りに解像させるのが困難となっている。
以下に図面を用いて説明する。

図８は、レジスト像として解像させたいパターンの一例として、目標とするコンタクトパターンのレジスト像の部分平面模式図を示す。フォトマスクブランクス基板８０上のレジスト８１に複数の正方形の目標とするコンタクトパターン８２が形成されている状態を示している。

図９は、図８に示す目標とするコンタクトパターンのレジスト像を得るために、電子ビームの描画ショットサイズをホールパターンサイズに合わせて調節し、コンタクトパターンごとに適正露光量で正方形にショット描画した領域８３を示す部分平面模式図である。図９に示すパターンでは、可変成形ビーム方式での描画ショット数は１６ショットである。

しかし、図９に示す電子ビーム描画した基板を現像すると、図１０（ａ）およびその一部を拡大した図１０（ｂ）に示すように、現像後のコンタクトパターン８４のコーナーが丸まってしまい、目標とする正方形のコンタクトパターンが得られないという問題が生じている。正方形のコンタクトパターンが得られないことにより、設計した半導体に支障をきたすことになる。そのために、パターンに複雑な光近接効果補正（ＯＰＣ：ＯｐｔｉｃａｌＰｒｏｘｉｍｉｔｙＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を用いる方法なども行われている。

目標とするレジストパターンが得られずパターン寸法がばらつく一因として、描画時の電子ビーム照射によりレジストの温度が上昇し、その影響で寸法が変動してしまうというレジストヒーティング効果が指摘されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、レジストヒーティング効果の影響を低減するために、多重露光を行い、描画１回あたりの露光量を下げトータルの露光量は変わらないようにして、同一パターンを複数回重ね描画する方法において、描画ショットの順番を毎回異ならせるパターン描画方法が開示されている。

一方、円形ビームを用い描画領域全面を走査してパターン部分のみ電子ビームをＯＮするラスター走査による電子ビーム描画方式においても、多重露光を行う方法が知られているが、走査方向が一方向で描画単位のつなぎ部分が一方向に連続して存在するために、パターンのムラによるパターン異常が発生するという問題があった（例えば、特許文献２参照。）。このため、特許文献２では、円形ビームを用いた重ね描画において、１回目と２回目の描画方向を変え、２回目のパターン描画は１回目の描画と走査方向を９０度変えて描画し、つなぎ部分を異なる位置に分散させてパターンのムラを軽減するパターン描画方法が提案されている。

特開平１１−２７４０３８号公報特開２００７−１６３９７０号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたパターン描画方法は、例えば、二重露光を用いた場合には、図８に示す個々のコンタクトパターンを１描画ショットで１回のみ露光するのではなく、適正露光の半分の露光量で２回ショット描画するために、可変成形ビーム方式でのショット数は通常の描画ショット数の２倍の３２ショットとなり、描画時間が増大してしまうという問題があった。また、二重露光を行ったとしても、上記のコンタクトパターンの解像力は未だ十分とは言えないという問題があった。

特許文献２に記載されたパターン描画方法は、円形ビームを用いたラスター走査による描画であって、微細パターンになるほどビーム径を小さくするために、描画時間が大幅に増大し描画効率が低下するという問題があった。

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、可変成形ビーム（ＶＳＢ）方式やキャラクタ・プロジェクション（ＣＰ）方式を用いた電子ビームによるマスクパターン形成において、複雑な光近接効果補正（ＯＰＣ）を用いずに、コンタクトパターンなどの矩形パターンの解像性、特にコーナー部の解像性を向上させるとともに、電子ビームの描画ショット数を削減して描画効率を向上させたマスクパターン描画方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の発明に係るマスクパターン描画方法は、レジストを塗布したマスクブランク基板上の描画領域に、複数個の描画ショットで電子ビームを露光して、複数の同一形状のパターンが配列した所定のパターンを描画する可変成形ビーム方式のマスクパターン描画方法であって、前記所定のパターンを、前記描画領域のＸ方向に最大ショットサイズ以下の描画ショットで横長の矩形パターンとして描画する工程と、前記Ｘ方向と直交する前記描画領域のＹ方向に最大ショットサイズ以下の描画ショットで縦長の矩形パターンとして描画する工程とを有し、前記横長の矩形パターンとして描画する描画ショットと前記縦長の矩形パターンとして描画する描画ショットとが交差する描画交差部を重ね描画とし、前記描画交差部の前記Ｘ方向および／または前記Ｙ方向に前記所定のパターンから突き出した矩形の描画領域を設け、前記横長の矩形パターンとして描画する描画の工程および前記縦長の矩形パターンとして描画する描画の工程に含めて描画し、前記突き出した矩形の描画領域を含む前記横長の矩形パターンとして描画する描画ショットの露光量と前記縦長の矩形パターンとして描画する描画ショットの露光量の和が、前記レジストを解像させる露光量であり、前記描画交差部で前記所定のパターンを解像させることを特徴とするものである。

本発明の請求項２に記載の発明に係るマスクパターン描画方法は、請求項１に記載のマスクパターン描画方法において、前記横長の矩形パターンとして描画する描画ショットの露光量と前記縦長の矩形パターンとして描画する描画ショットの露光量が、いずれも前記レジストを解像させる露光量の半分の露光量であることを特徴とするものである。

本発明の請求項３に記載の発明に係るマスクパターン描画方法は、請求項１または請求項２に記載のマスクパターン描画方法において、前記描画ショットの矩形パターンの短辺の幅が、前記所定のパターンの幅よりも小さく、前記描画交差部の露光量が、前記所定のパターンを解像させる適正露光量よりも大きいことを特徴とするものである。

本発明の請求項４に記載の発明に係るマスクパターン描画方法は、請求項１から請求項３までのうちのいずれか１項に記載のマスクパターン描画方法において、前記横長の矩形パターンとして描画する描画ショットおよび縦長の矩形パターンとして描画する描画ショットの１ショットが、前記複数の同一形状パターンを含むことを特徴とするものである。

本発明の請求項５に記載の発明に係るマスクパターン描画方法は、請求項１から請求項４までのうちのいずれか１項に記載のマスクパターン描画方法において、前記所定のパターンから突き出した矩形の描画領域のサイズが、前記マスクブランク基板上の前記レジストをあらかじめ電子ビーム描画し現像し、前記レジストのパターンのコーナー丸み量と縮退量とを実測し、前記コーナー丸み量と縮退量を上回るサイズに設定したものであることを特徴とするものである。

本発明の請求項６に記載の発明に係るマスクパターン描画方法は、請求項１から請求項５までのうちのいずれか１項に記載のマスクパターン描画方法において、前記所定のパターンが、コンタクトパターンまたはピラーパターンのいずれかであることを特徴とするものである。

本発明のマスクパターン描画方法によれば、複雑な光近接効果補正（ＯＰＣ）を用いずに、電子ビーム描画におけるコンタクトパターンなどの矩形パターンの解像性、特にコーナー部の解像性を向上させるとともに、電子ビームの描画ショット数を削減して描画効率を向上させることが可能となる。

本発明の目標とする一例としてのコンタクトパターンのレジスト像の部分平面模式図である。図１に示したコンタクトパターンを電子ビーム描画して形成するための描画シヨット群を示す説明図である。図２に示す描画シヨットで描画したときの描画状態を示す部分平面模式図である。図３に示す描画したマスク基板を現像した後のコンタクトパターンのレジスト像の部分平面模式図である。本発明の第２の実施形態を説明する描画ショットとレジスト像の平面模式図である。本発明の描画方法において、描画交差部にＸ方向およびＹ方向に突き出した矩形の描画領域を設けた状態を示す説明図である。パターン端部のコーナーの丸みとレジストパターンの縮退量の説明図である。従来技術において、レジスト像として解像させたいパターンの一例として、目標とするコンタクトパターンのレジスト像の部分平面模式図を示す。従来技術により、描画ショットサイズをホールパターンに合わせて調節し、適正露光量でコンタクトパターンごとにショット描画した領域を示す部分平面模式図である。図９に示す描画したマスク基板を現像した後のコンタクトパターンのレジスト像の部分平面模式図である。

マスク描画に使用される可変成形ビーム方式などの電子ビーム描画装置では、設計パターンデータから、光近接効果補正（ＯＰＣ）や図形パターンの分割などの処理を施し、描画装置用の描画データが生成される。図形パターンの分割処理は、装置の有するビームサイズにより規定される最大ショットサイズ単位で行われ、その際に分割された各ショットの座標位置、サイズ、照射時間が設定される。また、描画する図形パターンの形状や大きさに応じてショットが成形されるように描画データが準備される。

本発明のマスクパターン描画方法は、レジストを塗布したマスクブランク基板上の描画領域に、複数個の描画ショットで電子ビームを露光して所定のマスクパターンを描画する方法である。以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係るマスクパターン描画方法について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
本実施形態では、描画すべき所定のパターンとして多数の同一パターンが配列しているコンタクトパターンを例にとって説明する。図１は、マスクパターン描画する所定のパターンの一例としての目標とするコンタクトパターンのレジスト像の部分平面模式図であり、フォトマスクブランク基板１０上に電子ビームレジスト１１を塗布形成した描画領域に、正方形のコンタクトパターン１２が複数形成されている状態を示している。

本発明において、描画領域とはレジストパターンが解像するか否かに係らず電子ビーム描画を行う領域を意味しており、図１のコンタクトパターン１２が横方向（紙面左右方向）に配列している方向をＸ方向、縦方向（紙面上下方向）に配列している方向をＹ方向とする。図２以降の図面においても、Ｘ方向、Ｙ方向の意味は図１と同じである。また本発明において、正方形は矩形の一形態として矩形の範疇に含むものである。

本実施形態は、電子ビームレジスト１１にポジ型電子ビームレジストを用いた場合として説明する。マスク製造工程としては、図１に示すレジストパターンが所望する通りに解像していれば、次に、露出しているブランク基板１０の遮光膜（不図示）をエッチングし、続いてレジスト１１を剥離してフォトマスクが得られる。

図２は、図１に示したコンタクトパターン１２を電子ビーム描画して形成するための描画シヨット群を示す説明図である。本発明のマスクパターン描画方法においては、図１に示すコンタクトパターン１２を、レジストを塗布したマスクブランク基板上の描画領域に、図２（ａ）に示すように、ブランク基板１０の描画領域のＸ方向に最大ショットサイズ以下の描画ショット１３で横長の矩形パターンとして描画する工程と、図２（ｂ）に示すように、Ｘ方向と直交するブランク基板１０の描画領域のＹ方向に最大ショットサイズ以下の縦長の描画ショット１４で矩形パターンとして描画する工程とを有し、横長の矩形パターン描画と縦長の矩形パターン描画とが交差する描画交差部を重ね描画とするものである。

上記において、横長は描画領域のＸ方向に長い状態、縦長は描画領域のＹ方向に長い状態を意味するものである。図２では、縦横ともに４本の描画ショットで図１のパターンを描画する例を示している。図２において、ｘ１〜ｘ４はＸ方向の横長パターン１３の描画ショットの順番の一例であり、ｙ１〜ｙ４はＹ方向の縦長パターン１４の描画ショットの順番の一例である。Ｘ方向の描画ショットとＹ方向の描画ショットの順番は、どちらが先であってもよい。

本発明のマスクパターン描画方法の好ましい形態は、所定のパターンが複数の同一形状のパターンからなり、横長の矩形描画ショットおよび／または縦長の矩形描画ショットの１ショットが、上記の複数の同一形状パターンを含むものである。例えば、図２（ａ）の１描画ショットのＸ方向の横長パターン１３に、図１の横方向４つのコンタクトパターン１２が含まれ、図２（ｂ）の１描画ショットのＹ方向の縦長パターン１４に、図１の縦方向４つのコンタクトパターン１２が含まれるような場合である。

図３は、図２に示す描画ショットで描画したときの描画状態を示す部分平面模式図である。本発明のマスクパターン描画方法においては、ショット描画において、図３に示されるように、横長の矩形パターン描画１５ａと縦長の矩形パターン描画１６ａとが交差する描画交差部１７ａ（図３で黒く塗りつぶした部分）を重ね描画（二重描画）とし、描画交差部１７ａのＸ方向および／またはＹ方向に所定のパターンから突き出した矩形の描画領域を設け、横長の矩形パターン描画の工程および縦長の矩形パターン描画の工程に含めて描画するものである。このとき、上記の描画交差部１７ａから突き出した矩形の描画領域を含む横長の矩形パターン描画の露光量と縦長の矩形パターン描画の露光量の和が、レジストを解像させる露光量であり、描画交差部１７ａで所定のレジストパターンを解像させるものである。

本発明において、横長の矩形パターン描画の露光量と縦長の矩形パターン描画の露光量は、同じ露光量であっても良いし、異なる露光量であっても良いが、描画交差部１７ａにおける縦横のパターン描画の露光量の和は、レジストを解像させる露光量であることが必要である。

本発明のマスクパターン描画方法の好ましい形態は、上記のマスクパターン描画方法において、横長の矩形パターン描画の露光量と縦長の矩形パターン描画の露光量を、いずれもレジストを解像させる露光量の半分の露光量とするものである。Ｘ方向とＹ方向の描画ショットの露光量を同じにすることにより、描画工程が複雑化するのを避け、描画交差部１７ａにおける合算された露光量を適正露光量とすることにより、高解像のレジストパターンを形成することができる。

ここで、図３に示すように、矩形描画ショットの１ショットが、複数の同一形状パターンを含む場合には、描画交差部から突き出した矩形の描画領域の設定は、描画領域外周部の描画交差部のブランク基板中心から外側に向かうＸ方向および／またはＹ方向のみでもよい。図３に示すように、ショット描画領域の外周部の四隅にある４箇所の描画交差部１７ａの外側に向かうＸ方向およびＹ方向の２箇所と、四隅以外の外周部の８箇所の描画交差部１７ａの外側に向かうＸ方向またはＹ方向のいずれか１箇所とに、突き出した矩形の描画領域に設定すればよい。外周部とならない内側の描画交差部１７ａ、および外周部の描画交差部１７ａであっても基板中心側に向かうＸ方向、Ｙ方向は、各ショット描画に含まれてしまうので、あえて突き出した矩形の描画領域を設けなくてもよい。

図４は、図３に示す描画済みのマスク基板を現像した後のコンタクトパターンのレジスト像の部分平面模式図である。図４（ａ）は、ショット描画した矩形パターンの輪郭を表示してある。横長の矩形パターン描画部１５ｂと縦長の矩形パターン描画部１６ｂとは、両者が交差した描画交差部１７ｂにおいて、縦と横の露光量が合算されてレジストを解像させる露光量となり、描画交差部１７ｂに矩形のコンタクトパターンが解像する。描画交差部１７ｂを除いた矩形パターン描画部１５ｂと矩形パターン描画部１６ｂとは、現像後に、後工程の遮光膜エッチングに耐えられるだけのレジスト膜が残膜している。図４（ｂ）は、ショット描画の輪郭を除いた状態のレジストパターン形状を示し、目標とした所定のコンタクトパターン１２が得られる。

本発明のマスクパターン描画方法は、従来の描画方法として上記の図８で説明したように、コンタクトパターンを個々のパターンとして個別にショット描画するのではなく、Ｘ方向の横長の矩形パターン描画とＹ方向の縦長の矩形パターン描画とが交差する描画交差部を重ね描画とし、描画交差部でコンタクトパターンを解像させるものである。したがって、１回の描画ショットではレジストの適正露光量にはならず、レジストは解像しない。２回目の描画ショットで重ね描画となった描画交差部のレジストのみが現像することにより解像し、描画交差部以外のレジストはパターン形成されない。

上記の例では、レジストとしてポジ型レジストを用いた場合について説明したが、もとより本発明においてはポジ型、ネガ型のいずれのレジストも使用でき、求めるマスクパターンの形状に応じて適宜選択することができる。本発明においては、レジストの塗布および現像は、いずれも１回のみの処理であり、レジストパターン形成工程が煩雑になることはない。

本発明のマスクパターン描画方法は、各種のフォトマスク作製に用いることができ、バイナリマスク、ハーフトーン型の位相シフトマスク、レベンソン型の位相シフトマスクなどの各々のマスクブランク基板に用いることが可能であり、本マスクパターン描画方法はマスクの種別に限定されることはない。

上記の本発明のマスクパターン描画方法とすることにより、複数の矩形パターンをまとめて大きい描画ショットで描画するので、従来の描画方法に比べて描画ショット回数が減少するため、描画効率を高めることができ、描画時間を短縮することができる。その結果、マスク価格の上昇を抑制することができる。

また、本発明のマスクパターン描画方法は、少数の大きいショットサイズの描画ショットで露光する描画方法であるので、多数の小さいショットサイズの描画ショットで露光する従来の描画方法に対し、パターン寸法変化が低減されて、より安定した描画方法となる。転写された半導体素子パターンの寸法が１００ｎｍ前後までは、レジストパターンの寸法変化に対して、本発明の描画方法と従来の描画方法とに差は生じてこないが、転写される半導体素子のパターン寸法が４５ｎｍから２０ｎｍ程度になると、大きい描画ショットによる本発明の描画方法の方がレジストパターンの寸法安定性がより高まり顕著な差を示す。

本発明の描画方法は、電子ビームの描画ショットあたりの露光量を例えば適正露光量の１／２とすることができるため、レジストヒーティングによるレジスト寸法の変動が抑制されて解像力が向上する。また、本発明のマスクパターン描画方法における重ね描画は、従来の多重描画のように同じパターンを多重に描画するために生じる描画ショット間の位置ずれが生じることはなく、高い位置精度のパターン形成が可能となる。さらに、突き出した矩形の描画領域を設けることにより、パターンの丸みや縮退が防止され、複雑な光近接効果補正（ＯＰＣ）処理を用いなくても高解像のパターン描画が可能となる。

（第２の実施形態）
本発明のマスクパターン描画方法の他の実施形態について説明する。図５は、本実施形態において、１箇所の描画交差部５７ａを中心にして、横長の矩形パターン描画５５ａと縦長の矩形パターン描画５６ａとでショット描画したときの描画状態を示す部分平面模式図（図５（ａ））と、描画したマスク基板を現像した後のレジストパターンの部分平面模式図（図５（ｂ））である。

図５（ａ）において、横長の矩形パターン描画５５ａと縦長の矩形パターン描画５６ａの各々の短辺の幅ｘ５、ｙ５は、目的とする所定のパターンの幅ｘ６、ｙ６よりも小さく、描画交差部５７ａにおける横長の矩形パターンと縦長の矩形パターンとの露光量の和は、レジストパターンを解像させる適正露光量よりも大きく露光量オーバとしている。

上記の描画したマスク基板を現像すると、図５（ｂ）に示すように、露光量オーバの影響は描画ショットの周辺部にまで及び、特に、露光量オーバとした描画交差部５７ａに大きく作用して描画ショットの幅よりも大きな幅で解像し、目的としたレジストパターン５７ｂが形成される。本実施形態のマスクパターン描画方法を用いることにより、複雑なＯＰＣ処理をすることなく、微細な高解像のレジストパターンを形成することができる。

（突き出した矩形の描画領域）
次に、本発明における描画交差部のＸ方向および／またはＹ方向に設ける所定のパターンから突き出した矩形の描画領域について、孤立パターンを例にして、さらに詳しく説明する。

図６は、本発明の描画方法において、孤立パターンにおける描画交差部６７ｂにＸ方向およびＹ方向に突き出した描画領域を設けた状態を示す説明図である。図６において、中央の矩形（正方形）部６７ｂが目標とする所定のパターンである。ショット描画において、横長の矩形パターン描画６５ｂと縦長の矩形パターン描画６６ｂとが交差する描画交差部６７ｂが重ね描画（二重描画）となり、所定のパターンとなる。

本発明の描画方法では、描画交差部６７ｂのＸ方向およびＹ方向の４箇所に所定のパターンから突き出した矩形の描画領域（図６のドット塗りつぶし部分）を設け、横長の矩形パターン描画の工程および縦長の矩形パターン描画の工程に含めて描画するものである。このとき、好ましい形態としては、上記の所定のパターンから突き出した矩形の描画領域を含む横長の矩形パターン描画の露光量と縦長の矩形パターン描画の露光量は、いずれもレジストを解像させる露光量の半分の露光量であり、描画交差部でパターンを解像させる適正露光量とするものである。

図６に示す所定のパターンから突き出した矩形の描画領域のＸ方向の片側の突き出し量ｘ７、およびＹ方向の片側の突き出し量ｙ７は、あらかじめ電子ビーム描画し現像した後のレジストパターンを実測し、レジストパターンのＸ方向の片側の縮退量ｘ８、Ｙ方向の片側の縮退量ｙ８とコーナー丸み量Ｒ１、Ｒ２を計測し、上記のコーナー丸み量および縮退量を上回るサイズに突き出し量を設定するものである。図６に示すように、所定のパターンがコンタクトパターンのような正方形である場合には、計測箇所は半分でよいことになる。上記の突き出し量は、シミュレーションを用いて求めることも可能であるが、レジストパターンの解像性に関与する因子が複雑な場合には、実測の方がより好ましい。

突き出した矩形の描画領域の例として孤立パターンを挙げて説明したが、本発明のマスクパターン描画方法においては、横長の矩形描画ショットおよび／または縦長の矩形描画ショットは、複数の同一形状パターンを含むのが、描画効率を高める上でより好ましい。

コンタクトパターンを例にとると、複数個のコンタクトパターンを、Ｘ方向とＹ方向の最大ショットサイズ以下の描画ショットに含めて電子ビーム描画することにより、描画効率が向上する。もしも複数個のコンタクトパターンの大きさが最大ショットサイズを超えている場合には、最大ショットサイズ以下の描画ショットを繋いでいくことによりパターンの大きさに対応することができる。

図７は、マスクブランク基板上のパターン端部のコーナーの丸みとレジストパターンの縮退量の説明図である。図７において、Ｙ方向に複数個のコンタクトパターンを、Ｙ方向の最大ショットサイズ以下の描画ショットで電子ビーム描画するとき、Ｙ方向描画末端の矩形ショット描画の一部７１を示すものである。描画交差部は明示してない。Ｘ方向のショット幅は３０ｎｍ、Ｙ方向は１００ｎｍの矩形部分を図示している。図７のドット塗りつぶし部分が現像後のレジストパターンを示す。使用する電子ビーム描画装置と電子線レジストプロセスにより、あらかじめ調べておいたコーナー丸み量Ｒは、５０ｎｍであった。

図７に示すように、コーナー丸み量Ｒ（５０ｎｍ）のために、矩形ショット描画された矩形パターンのレジスト像は、端部が１４．３ｎｍほど縮退していることが実測された（縮退量７２は１４．３ｎｍ）。したがって、本発明のマスクパターン描画においては、上記の縮退量１４．３ｎｍを上回る描画ショットサイズに、ブランク基板中心から外側に向かう突き出した矩形の描画領域を設け、ショット描画するものである。

本発明における所定のパターンから突き出した矩形の描画領域の作用効果について説明する。上記のように、本発明のマスクパターン描画方法は、所定のパターンから突き出した矩形の描画領域を設けることにより、パターンの丸みと縮退を生じる領域は突き出した矩形の描画領域に移行する。しかし、この所定のパターンから突き出した矩形の描画領域は、レジストが解像するだけの露光量が照射されていないので、レジストパターンとして顕在化されない。したがって、所定のパターン領域となる描画交差部のレジストパターンの丸みと縮退が防止され、コーナー部の解像性が向上し、描画交差部に高解像パターンを形成することが可能となる。さらに、電子ビームの描画ショット数が削減されて、描画効率が向上する。

本発明のマスクパターン描画方法は、矩形形状をなす微細パターンの電子ビーム描画に適した描画方法であり、さらに同一形状の多数の矩形微細パターンの描画により好ましい方法である。本発明の適用分野としては、例えば、半導体素子用のコンタクトパターンのパターン描画が挙げられる。しかし、本発明は半導体分野に限定されることはなく、微細パターンを転写するナノインプリントモールド用のピラーパターンの電子ビームによるパターン描画などにも用いることができる。

１０マスクブランク基板
１１レジスト
１２コンタクトパターン
１３横長パターン
１４縦長パターン
１５ａ横長矩形パターン描画
１６ａ縦長矩形パターン描画
１７ａ、１７ｂ描画交差部
１５ｂ横長矩形パターン描画部
１６ｂ縦長矩形パターン描画部
５５ａ横長矩形パターン描画
５５ｂ、５６ｂ露光量オーバ影響部
５６ａ縦長矩形パターン描画
５７ａ描画交差部
５７ｂ目的のレジストパターン
６５ｂ横長矩形パターン描画部
６６ｂ縦長矩形パターン描画部
６７ｂ描画交差部
７１矩形ショット描画の一部
７２縮退量
８０マスクブランク基板
８１レジスト
８２コンタクトパターン
８３ショット描画領域
８４コンタクトパターン
ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４描画ショットの順番
ｙ１、ｙ２、ｙ３、ｙ４描画ショットの順番
ｘ５、ｙ５描画パターンの短辺の幅
ｘ６、ｙ６目的パターンの幅
ｘ７、ｙ７突き出し量
ｘ８、ｙ８縮退量
Ｒ１、Ｒ２コーナー丸み量

Claims

レジストを塗布したマスクブランク基板上の描画領域に、複数個の描画ショットで電子ビームを露光して、複数の同一形状のパターンが配列した所定のパターンを描画する可変成形ビーム方式のマスクパターン描画方法であって、
前記所定のパターンを、前記描画領域のＸ方向に最大ショットサイズ以下の描画ショットで横長の矩形パターンとして描画する工程と、前記Ｘ方向と直交する前記描画領域のＹ方向に最大ショットサイズ以下の描画ショットで縦長の矩形パターンとして描画する工程とを有し、
前記横長の矩形パターンとして描画する描画ショットと前記縦長の矩形パターンとして描画する描画ショットとが交差する描画交差部を重ね描画とし、
前記描画交差部の前記Ｘ方向および／または前記Ｙ方向に前記所定のパターンから突き出した矩形の描画領域を設け、前記横長の矩形パターンとして描画する描画の工程および前記縦長の矩形パターンとして描画する描画の工程に含めて描画し、
前記突き出した矩形の描画領域を含む前記横長の矩形パターンとして描画する描画ショットの露光量と前記縦長の矩形パターンとして描画する描画ショットの露光量の和が、前記レジストを解像させる露光量であり、前記描画交差部で前記所定のパターンを解像させることを特徴とするマスクパターン描画方法。
前記横長の矩形パターンとして描画する描画ショットの露光量と前記縦長の矩形パターンとして描画する描画ショットの露光量が、いずれも前記レジストを解像させる露光量の半分の露光量であることを特徴とする請求項１に記載のマスクパターン描画方法。
前記描画ショットの矩形パターンの短辺の幅が、前記所定のパターンの幅よりも小さく、前記描画交差部の露光量が、前記所定のパターンを解像させる適正露光量よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマスクパターン描画方法。
前記横長の矩形パターンとして描画する描画ショットおよび縦長の矩形パターンとして描画する描画ショットの１ショットが、前記複数の同一形状パターンを含むことを特徴とする請求項１から請求項３までのうちのいずれか１項に記載のマスクパターン描画方法。
前記所定のパターンから突き出した矩形の描画領域のサイズが、前記マスクブランク基板上の前記レジストをあらかじめ電子ビーム描画し現像し、前記レジストのパターンのコーナー丸み量と縮退量とを実測し、前記コーナー丸み量と縮退量を上回るサイズに設定したものであることを特徴とする請求項１から請求項４までのうちのいずれか１項に記載のマスクパターン描画方法。
前記所定のパターンが、コンタクトパターンまたはピラーパターンのいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項５までのうちのいずれか１項に記載のマスクパターン描画方法。