JP4157486B2 - 描画パターンデータの生成方法及びマスクの描画方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子ビームやレーザビームなどを用いたマスクの描画技術に係わり、特に軟Ｘ線を利用したＥＵＶリソグラフィ技術に使用される描画パターンデータの生成方法及びマスクの描画方法に関する。

近年、次世代リソグラフィとして、５〜１５ｎｍの軟Ｘ線を用いた縮小反射型の投影露光技術であるＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）リソグラフィ技術が注目され、世界的規模で開発が進められている。このリソグラフィでは、ＥＵＶ光領域において屈折光学素子に適した物質（材料）が存在しないために、マスク、照明光学系、投影光学系は全て反射型で構成される。マスクには、ＥＵＶ光に対して高い反射率を示すＭｏ／Ｓｉの多層膜が形成され、遮光体にはＣｒやＴａ系などのＥＵＶ光に対する吸収体が使用される。同様に、反射光学系の光学要素となる反射型ミラーもＭｏ／Ｓｉの多層膜が形成されている。

ＥＵＶ露光装置には、所謂、光スキャナーと同様の方式が採用される計画であり、リング形状の照明光をマスクに対して６°前後の入射角で斜め方向から照射し、縮小率に応じた速度比で、マスクと被露光基板（ウエハ）を投影光学系に対して相対的に走査しながら、マスク面からの反射光を投影縮小してウエハ上にマスクパターンを結像する。

このような反射型の露光システムの投影光学系は、マスク側が非テレセントリック系であるために、マスク表面の凹凸に起因してパターンの結像位置が水平面内にずれるイメージシフトが問題になる。

例えば、あるパターンの形成されている部位のマスクの高さが基準面に対して０．１μｍずれている場合、このパターンのウエハ上で投影結像位置は本来の結像位置から約２．６ｎｍずれる。また、通常のフォトマスクと同様に、マスクの弾性変形による位置ずれも問題になり、マスクの自重、各種薄膜（多層膜、吸収体、バッファなど）の応力、温度、保持に起因してパターンの位置ずれが発生する。また、ＥＵＶマスクは膜構造が複雑であるために、面内の応力不均一によるパターン位置ずれも問題になる恐れがある。

イメージシフトの原因であるマスクのＺ方向の変位は、マスクの凹凸形状だけでなく、マスク保持機構（マスクチャック）の平面度によっても引き起こされる。ウエハの凹凸や、ウエハチャックの平面度も同様である。更にマスクやウエハステージの駆動における機構的なＺ方向への変動も原因となる。このように、イメージシフトは、露光時のマスク平面形状に起因しており一定の値とならないので露光装置側での制御が困難である。しかしながら、上述のマスクパターンの結像位置ずれを可能な範囲で最小にして転写位置精度を確保することは必要であり、このためには、少なくともマスクとウエハ間の面内の各点の距離を一定に維持して露光を行うことになる。従来の露光技術においては、ＤＯＦの確保と倍率誤差の抑制のために、通常は、フォーカスセンサを使用して、両者の高さを計測した結果をもとに、Ｚ駆動機構やチルト機構によりマスクとウエハの姿勢を制御し距離を一定に保持している。例えば、露光時のイメージシフトを補正露光する方法として、特許文献１では、Ｚ方向の相対位置を調整しつつ、マスクとウエハステージをＹ方向に沿って逆方向に同期移動させて、マスクのＺ変位に起因する位置ずれを抑制する提案がされている。また、特許文献２では、非平面のチャック表面に凹凸を設け、これに曲がり易いマスクをチャックして、Ｚ方向の相対位置を駆動制御しやすくすることによりスキャン方向の面内位置ずれを補正する提案がされている。

しかしながら、フォーカスセンサでモニタしているマスク、あるいはウエハの高さは、ローカルな位置での値であるために、一括露光装置の場合でも、スキャナー露光装置においても、照射領域面内の平均的な高さをもとにマスク・ウエハ間の距離を一定に制御しているにすぎない。有限領域の照射領域面内には必ずローカルに凹凸があるために、照射領域面内のすべての高さは一定値をとることは無い。従って、照射領域面内の平均的な高さをもとにマスク・ウエハ面間の距離を一定に制御しても、その照射領域面内に含まれるローカルな凹凸に応じて、個々のパターンにイメージシフトが発生するために位置精度が低下する。
特開平１１−２１９９００号公報 米国特許６２２９８７１号明細書

上述したように、ＥＵＶリソグラフィ技術に代表される非テレセントリック露光系において、十分な位置精度で転写パターンを得る、ことが出来ないという問題があった。

本発明の目的は、反射型マスクを用いた非テレセントリック露光系において、必要な位置精度で転写パターンを得ることのできる描画パターンデータの生成方法及びマスクの描画方法を提供することにある。

本発明の一例に係わる描画パターンデータの生成方法は、
非テレセントリック光学系を介して被転写基板上にマスクパターンを反射投影する露光装置で使用されるマスク基板をマスクブランクス基板から形成するために、前記マスクブランクス基板に前記マスクパターンを描画する際に使用される描画パターンデータを設計パターンデータから生成する描画パターンデータの生成方法であって、前記マスクブランクス基板の単体形状での高さ分布を測定する工程と、前記マスクブランクス基板が前記非テレセントリック光学系の入射側に配置され、前記露光装置のマスク保持機構に保持されたことにより弾性変形した前記マスクブランクス基板の高さ分布情報を、前記測定されたマスクブランクス基板の高さ分布と前記マスク保持機構の平面度に基づく演算によって導出する工程と、この高さ分布情報から前記マスクブランクス基板表面の凹凸及び局所的な曲面の勾配を演算する工程と、前記設計パターンデータに対応する対応パターンデータに基づいて前記マスクブランクス基板にパターンを描画し、前記描画されたパターンを前記非テレセントリック光学系を介して前記被転写基板上に反射投影する場合に、前記マスクブランクス基板の凹凸及び勾配及び非テレセントリック光学系のパラメータに対応して前記被転写基板に生じる結像位置のずれ量を演算する工程と、前記結像位置のずれ量に基づいて前記対応パターンデータを補正する工程とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、露光装置に搭載した際のマスクの凹凸と局所的な曲面の傾きと非テレセン露光系に起因して発生するウエハ上での結像位置ずれとその方向を補正することにより、必要な転写位置精度を実現可能な反射型露光用マスクをすることが提供できる。

本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる描画方法を説明するためのフローチャートであり、本発明の主旨を説明するためのものである。

先ず、図２に示す非テレセントリック光学系露光装置にマスク基板を搭載する（ステップＳＴ１０１）。図２は、本発明の第１の実施形態に係わる非テレセントリック光学系露光装置の構成を示す図である。

レーザ光源１０より発生した光の波長帯から、ＥＵＶ領域の光が選択されて射出され、照明光学系１１、ブラインドウ１２を通じて照明光が形成される。照明光の照射範囲３０は、図３の模式図を示すように、概ねリング形状を成しており、入射角６°でマスク基板１３へ入射される。符号３１はフェイシャルマークである。次にマスク基板１３を照明した光はマスク基板１３表面で反射し、投影光学系１８を通り、ウエハ１９の所定の領域に縮小投影される。この際に、マスクはウエハ側の４倍の速度で投影光学系に対して相対的に走査され、マスクパターンをウエハ上に縮小率１／４で結像している。なお、マスク基板１３や被露光基板であるウエハ１９は、予め搬送されて所定の処理をもとにセッティングされていることは言うまでもないが、アライメント動作、高さ計測などが実施されている。ウエハの高さは、マスク側と同様に高さセンサ２１、２２、高さ計測系２３により計測され、演算回路２４にてデータ処理される。演算回路２４の高さデータ結果をもとに、スキャニング露光では、焦点距離が所定の値となるようにウエハステージのＺ、チルト成分が制御されて、所謂ダイナミックフォーカス動作による露光が実行される。

マスク基板１３は、実際の露光工程で使用する状態と同一となるように、マスク基板は、マスクステージ２０に搬送、保持され、次に位置合わせが行われる。当然のこととして、マスク基板１３はブランクスであり回路パターンは形成されていない。

次いで、非テレセントリック露光装置搭載時のマスク基板の高さ分布データを取得する（ステップＳ１０２）。マスク高さセンサ２５、２６、高さ計測系２７を通じてマスク基板１３の表面高さが計測される。ここでは、露光装置に設けられた基準高さからの相対的な高さずれが計測される。高さずれ計測の結果から、マスク基板１３の保持姿勢が露光装置において所定の関係になるようにマスクステージ２０の高さ、チルト成分が調整され、露光時の姿勢と同様の保持状態に維持される。

調整後の状態において、再度マスクの高さが計測され、マスクステージ２０が格子状に駆動して各点で計測がされる。例えば、計測グリッドを１０ｍｍ間隔で１１×１３ポイントとし、マスク基板中央を原点に左右上下の格子点とで計測するシーケンスにしている。これは、露光フィールドサイズが２６ｍｍ×３３ｍｍ、露光倍率が４倍で、凹凸周期が１０ｍｍよりも高周波領域においてはマスクブランクスの研磨加工処理の特性上、問題になるレベルの凹凸が生じることが極めて少ないことを前提にして設定されたものである。

このようなシーケンスで計測がされたマスク基板表面の高さ分布データの例を図４に示す。露光装置の基準高さからみて、本マスク基板は平均で０．１８μｍ高いことがわかる。なお、表面が高くなる方向はマスク表面が投影光学系に近くにあることを意味している。

次に、露光装置の露光パラメータを演算回路に設定するために数値を設定する（ステップＳＴ１０３）。ここでの露光パラメータは、マスクへの露光光の入射角及び入射方向、マスクに対する露光光のスキャン方向（マスク基板に対するウエハのスキャン方向）、縮小率（露光倍率）である。これらのパラメータは、対象とする露光装置の号機を指定することでも設定できる。本実施形態では、入射角度６°、スキャン方向はマスク座標の＋Ｙ方向と一致している。縮小率は１/４である。

次に、ステップＳＴ１０２で取得したマスク基板表面の高さデータからマスク基板の凹凸と局所的な曲面の勾配が演算される（ステップＳＴ１０４）。

次に、マスクパターンの結像位置ずれを算出する（ステップＳＴ１０５）。以下、非テレセントリック系に特有なイメージシフトについて説明する。これらはすべて、位置精度低下の要因となる。

図５に示すように、斜入射系のために、マスク平面度（凹凸）に起因したＺ方向の変位によって、水平方向での露光光のマスク上の照射位置がずれる。このために、ウエハ上の結像面でのイメージシフト（ＩＰＤｚ）は、マスクへの露光光の入射角をθとし、マスクの平面が図中、点線のように変形してＺ方向に変位し、変位量をΔＺｍとし、投影光学系の縮小率を１／Ｍとすると、
ＩＰＤｚ＝（１／Ｍ）・ｔａｎθ・ΔＺｍ…（１）
で与えられる。このイメージシフトは、露光光の入射方向と同軸方向への位置ずれになる。このＩＰＤｚは一軸方向の変位量であり、スキャン方向と一致する方向への変位になる。

次に、図６に示すように、マスクの表面に傾斜した面ＩＰがある場合には、デフォーカス状態においてイメージシフトが生じる。このシフト量（ＩＰＤｓ）は、水平面ＨＰに対するマスク面ＩＰのスロープ（傾斜角度）をＳ、ジャストフォーカス面と結像面との差（デフォーカス量）をΔＺｗとして、次式で与えられる。

ＩＰＤｓ＝｛２Ｓx・(1/M)・ΔＺw（x,y），２Ｓy・(1/M)・ΔＺw（x,y）｝…（２）
ＩＰＤｓのＸ成分は、２Ｓｘ・（１／Ｍ）・ΔＺｗ（ｘ，ｙ）で、ＩＰＤｓのＹ成分は、２Ｓｙ・（１／Ｍ）・ΔＺｗ（ｘ，ｙ）で示される。これを（Ｘ成分、Ｙ成分）の形式で表記したものが（２）式である。

ＩＰＤｓは、それぞれｘ、ｙ方向のイメージシフトであり、Ｓｘ、Ｓｙは、座標位置（ｘ、ｙ）におけるｘ方向の勾配とｙ方向の勾配を示している。座標位置（ｘ，ｙ）における傾斜平面への露光光の入射角度が小さくなる方向にマスク面が傾斜している場合に勾配Ｓｙの符号をマイナスと定義し、この場合にスキャン方向と反対の方向にイメージがシフトする。つまり、勾配方向に合わせてイメージのシフト方向が決まっている。また、ΔＺｗ（ｘ，ｙ）は、ウエハ側の任意座標（ｘ，ｙ）におけるデフォーカス量であり、厳密にはスキャナーの照明光の照射領域内の一平面から逸脱している点での高さの変位量を意味している。これは、スキャナーでダイナミックフォカース動作をしながら露光を行う際には、照明光領域内の平均的なマスク面とウエハまでの距離が一定に保たれるようにして露光がされるために、スキャナーの照射光領域内の一平面から逸脱している点での高さ変位により発生するイメージシフトはダイナミックにフォーカスを制御する露光方式であっても修正ができない。

また、図７に示すようにマスク基板１３が弾性変形を受けた場合にもマスク上のパターン位置がずれるので、結像面においてイメージシフト（ＩＰＤｄ）が発生する。その式は、搭載したマスク面の弾性変形による法線方向の角度変化をφ、マスクの厚さをｈとした場合に近似的に次のようになる。

ＩＰＤｄ＝（１／Ｍ）・ｈ／２・φ…（３）
ＩＰＤｄは一軸方向の変位量であり、スキャン方向と一致する方向へのイメージシフトになる。

このステップＳＴ１０５にて演算されたイメージシフトの結果を図８に示す。本図は、ウエハのＸＹ水平面内における位置ずれ変位をベクトル図で表したものである。

ステップＳＴ１０５で演算された各種イメージシフトによる結像位置ずれにもとづいて、結像位置が正規の位置になるようにパターンの描画データを補正し補正パターンデータが作成される（ステップＳＴ１０６）。

次に、図９に示す前記マスク基板を可変成形型電子ビーム描画装置に搭載する（ＳＴ１０７）。図９は、本発明の第１の実施形態に係わる可変成形型電子ビーム描画装置の基本的な形態を示す概略構成図である。

主な構成は、電子光学鏡筒４０，試料室６０，制御回路系７０，制御計算機系８０，計測系９０，及びデータ処理系１００である。電子光学鏡筒４０には、電子銃４１，第１のレンズ４２，ブランキング電極（偏向器）４３，ブランキングアパーチャ４４，第２のレンズ４５，第１の成形アパーチャ４６，成形偏向器４７，第３のレンズ４８，第２の成形アパーチャ４９，第４のレンズ５０，主偏向器５１，第５のレンズ５２，副偏向器５３で構成される。

試料室６０には被描画用マスク基板１３を搭載するステージ６２が収容されており、このステージ６２はステージ駆動機構６３により駆動される。また、ステージ６２の位置はレーザ干渉計９１により計測され、これをステージ駆動回路部７４にフィードバックすることによりステージ位置が制御される。制御回路系７０には、ブランキング制御回路部７１，可変成形ビーム寸法制御回路部７２，偏向制御回路部７３，及びステージ駆動回路部７４が含まれ、制御計算機系８０は、制御計算機８１，バッファメモリ８２，及び制御回路８３からなる。計測系９０には、上述のレーザ干渉計９１のほかに、高さセンサ９３、９４から成る高さセンサ計測系９２、ビーム電流、温度、真空関連の計測系（不示図）が含まれる。データ処理系１００は、ＣＡＤシステム１０１，演算処理器１０２，及びデータ変換器１０３から構成される。

設計データ（ＣＡＤデータ）は、ＣＡＤシステム１０１に入力され、演算処理器１０２において近接効果補正，図形分割などの所定の処理が施された後、データ変換器１０３でマシンデータに変換される。演算処理器１０２には、演算結果を一時保存する機能としてバッファメモリが付属している。図形分割処理は、設計データを順次展開して読み込み、演算処理器１０２の中の図形分割回路に転送して行われる。図形分割では、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、これらを含む描画条件がデータとして準備され、データ変換器１０３の内蔵メモリに一時保存される。さらに、描画する図形の形状や大きさに応じてショットが成形されるように、成形偏向データも準備される。

マシンデータに変換された描画データは、短冊状のフレーム（主偏向領域）毎に区切られ、更にその中で副偏向領域単位に分割されたデータ構造になっている。このマシンデータは、制御計算機系８０へ伝送され、制御計算機８１，バッファメモリ８２，及び制御回路８３により、ブランキング制御回路部７１，可変成形ビーム寸法制御回路部７２，偏向制御回路部７３，及びステージ駆動回路部７４が制御される。

電子銃４１を出た電子ビームはブランキング電極４３によりＯＮ・ＯＦＦ制御され、描画時の照射量が設定される。ブランキング電極４３は、各種偏向器のうち最も電子銃４１側に位置し、ブランキング制御回路部７１に接続されている。そして、ブランキングアパーチャ４４を通過したビームは、可変成形ビーム寸法制御回路部７２に接続された成形偏向器４７、その下段に位置する成形アパーチャ４６，４９により所定の形状と寸法に形成される。この成形ビームは、偏向制御回路部７３と接続する主偏向器５１，副偏向器５３によりマスク基板１３で走査され、これにより所望の描画が施される。なお、ビーム出力は、ビームの電流密度が適宜ステージ６２の一部に取付けたファラデイカップにより計測され、電子銃４１の制御回路にフィードバックされて高安定化が維持されている（不示図）。

描画に先立ち、試料６１の表面凹凸に応じて、基準高さから逸脱することに伴うビームの焦点位置の幾何学的な位置ずれを補正して描画を行う必要があり、試料６１の表面の高さが計測される。また、保持に起因する試料の弾性変形に伴い基板の伸縮により発生する位置ずれを補正してパターン描画をする必要があり、同様に試料６１の表面の高さが計測される。

計測は、高さセンサ９３、９４とその計測系９２を通じて、ステージ６２の位置を変えながら行われ、試料表面の高さ分布のデータが取得される。制御計算機８１において試料高さ分布データを基に偏向補正量が演算され、その他の偏向量とともに各偏向器が制御されることにより適正な位置にビームが照射される。このようにして、所望の位置精度で描画が実現される。

次に、パターン描画装置の試料ステージにマスク基板を搭載した時のマスク基板の高さ分布データを取得する（ステップＳＴ１０８）。描画に先立ち、描画装置に設置された高さセンサを使用して、ステージを駆動しながら、マスクの基板表面をグリッド状に順次測定し、基準面からの各点の高さデータを取得している。

ステップＳＴ１０８及びＳＴ１０２で取得したデータをもとに、露光装置と描画装置との間に存在する基板固定時の基板表面形状の違いに起因する位置ずれを補正して描画をするための補正データを準備する（ステップＳＴ１０９）。制御計算機８１においてマスク基板１３の高さ分布データを基に偏向補正量を決定する。また、マスク基板表面の凹凸に応じて生じるビームの焦点位置の幾何学的な位置ずれを補正する補正データが作成される。

ステップＳＴ１０６で作成された補正描画パターンデータ及びステップＳＴ１０９で求められた補正偏向量及び補正データに基づいて、描画が行われる（ステップＳＴ１１０）。ここでは、近接効果補正、ローディング効果補正、寸法リサイズなどの従来から行われている各種の補正描画や、フレームずらしの多重描画、ショット多重描画などは、本来の描画データの処理に基づき実施される。このようなフロー処理を経ることにより、十分な転写位置精度を実現できる非テレセントリック露光用反射型マスクを作製することが可能になる。

なお、ステップＳＴ１０４の処理において、マスク基板表面の高さ分布データからマスク基板の凹凸と局所的な曲面の勾配を演算する際に、計測グリッドの各点のデータを補間して曲面近似式を求め、この式に基づいて、任意の座標位置（ｘ、ｙ）における高さ、勾配を算出することが可能である。また、一般的に行われているスプライン補間を使用することが可能であるが、補正描画の座標グリッドの大きさに応じて演算時のデータ補間方式が決定されるのが望ましい。本実施形態では、４次多項式による曲面補間を適用することにより、より精度の高い補正データを生成することが可能になっている。

図１０は、本発明における図１の処理フローを実施する上で、描画装置中のデータ処理系を示したものであり、図１におけるデータ処理系１００に外部データインターフェイス１０４と演算回路１０５が追加されている。外部データインターフェイス１０４を通じて、ステップＳＴ１０２の露光装置搭載時のブランク状態のマスク基板の高さデータを取り込み、ステップＳＴ１０３の露光装置に関するパラメータが設定される形態になっている。また、演算回路１０５において、前記のマスク基板の高さデータ、露光装置パラメータとともに、ＣＡＤシステム１０１に入力された設計パターンデータとによって、ステップＳＴ１０７〜ＳＴ１１０の各ステップが実行される。ここまでの処理によって、マスク基板の弾性変形、露光光学系に起因した転写パターンの位置ずれを修正するための座標補正データが生成される。以降は、通常の処理により描画が行われる。その他の装置構成は、図１と同様である。なお、ステップＳＴ１０２は、非テレセントリック露光装置においてコンソールで実行されるものであり、取得されたマスク基板の高さデータはデータメモリ部に保存されている。データはネットワーク経由、若しくは記憶媒体を通じて、外部データインターフェイス１０４を通じて入力されるようになっている。

本実施形態の処理フローは、換言すると、絶対グリッド座標を、露光装置搭載時のマスク基板の高さデータに基づき算出される位置ずれに即して最適なグリッド形状に変形させるプロセスであり、これにより、露光装置において転写したイメージシフトによるパターン位置ずれを補正して、高精度な位置精度を達成することが可能になっている。なお、本実施形態で使用したマスクブランクスには、図３に示すように、予めフィデューシャルマーク３１が形成されており、本体部分に回路パターンが形成されていないという意味でブランクス基板と定義しているものである。フィデューシャルマーク３１をもとに、マスクステージへの保持、位置決めが行われて保持がされている。これにより、マスクステージへ搭載した際のマスクの表面形状の現れ方の再現性が飛躍的に向上している。このために、最終的にパターン形成したマスクをマスクステージに搭載して露光する際に、本実施形態の処理フローによる補正描画により、十分な精度が確保されることになっている。但し、マスクステージに搭載する際にメカニカルな搬送精度は数十μｍ程度あるので、マークを用いずにマスクを保持した場合においても精度は確保される。

（第２の実施形態）
図１１は、本発明に係わる別の実施形態を示すためのものであり、描画方法を説明するためのフローチャートである。

本実施形態では、マスク基板を露光装置に搭載しない場合においても、予め、検査しておいたマスクステージ形状とマスクブランクスの各々の単体形状のデータに基づいて、露光ステージにマスクを保持させた時のマスクの表面凹凸を予測し、以降の描画処理を行うものである。

この場合には、実機を使用して基板測定を実施しないので、露光装置を占有することがなく露光工程おける生産性を低下させる心配がない。

先ず、露光装置のマスクステージのチャック形状のデータを取得する（ステップＳＴ２０１）。ステップＳＴ２０１におけるマスクステージのチャックは、フラットタイプ、ピンタイプの静電チャック、３点支持の静電チャック、４点支持の静電チャックでも適用できる。

マスク基板の高さ分布データを取得する（ステップＳＴ２０２）。ステップＳＴ２０１，ＳＴ２０２では、斜入射干渉計、フィゾー干渉計による平面度測定が可能である。但し、精度の高い計測を行う際には、重力の影響、雰囲気、温度などに関して十分に管理することが必要である。

マスクステージの形状データと、マスク基板の高さ分布データから、マスク基板を露光装置の搭載した際の、マスク基板表面の高さ分布を予測する（ステップＳＴ２０３）。予測は、マスクステージの保持によるマスク基板の弾性変形を材料力学的に解析して行う。

ステップＳＴ２０３で求められたマスク基板表面の高さ分布から、マスク基板表面の凹凸と局所的な曲面の勾配を演算する（ステップＳＴ２０４）。ここでは、マスクとウエハ内の下地チップ間の位置合わせに使用される複数のファインアライメントマークのマスクブランクス基板内の配置予定位置における基板の高さを基準として、ＳＴ２０３で得られたマスク表面凹凸データに対して演算が行われる。つまり、露光装置に搭載した際にこのファインアライメントマークの配置予定位置におけるマスクの高さを基準に張られる平面を基準平面として求め、基準平面から逸脱するマスク面内の凹凸量のデータに基づいている。

後のステップは、ステップＳＴ２０５以降については、第１の実施形態にて説明をしたものと同様のステップとなる。以上説明したようなフロー処理を経ることにより、十分な転写位置精度を実現できる非テレセントリック露光用反射型マスクを作製することが可能になる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。各実施形態を部分的に組み合わせて、適用することが可能である。上記実施形態では、可変成形型電子ビーム描画装置を例に用いたが、キャラクタープロジェクションタイプの電子線描画装置に対して、本発明を適用することが可能であることは言うまでもない。また、電子ビームに限らず、イオンビーム等の荷電ビームや電磁波ビーム、レーザビームを用いた描画装置へ、本発明を適用することが可能である。

また、実施形態では、一連の演算処理を行う際に装置構成中の演算回路を用いたが、必ずしも装置上の構成要素で実行させる必要はなく、外部に設けた演算回路や計算機を用いて、同様の処理を行うことにより描画装置本体を占有せずに必要な描画データを準備できるメリットがある。

また、露光装置のマスクステージのチャックは、フラットタイプ、３点支持方式の静電チャックのほかにも、メカニカルなクランプ方式のチャックを使用することが可能である。

また、ブランクスのマスク基板については、完全にブランクスの意味ではなく、実施形態中にも記載のあるように、位置合わせや高さ合わせ用のフィデューシャルマークが形成されていても構わない。特にレベンソンタイプのように位相シフト構造を有したマスクを作成する場合には、先の工程により第１層目の回路パターンが形成されており、次にこのパターンに合わせて第２層目のパターンが形成される。このために、ブランクス基板には、回路パターンが形成されている場合であっても本発明を適用可能である。この場合には、マスクの第１層目にファインアライメントマークが既に形成されていることが多く、このファインアライメントマークを基準にして高さ計測を実施することも可能である。その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが可能である。

第１の実施形態に係わる描画方法を説明するためのフローチャート。 第１の実施形態に係わる非テレセントリック光学系露光装置の構成を示す図。 第１の実施形態に係わる照明領域を説明するための図。 マスク基板表面の高さ分布を示す図。 非テレセントリック系に起因するイメージシフトについて説明する図。 非テレセントリック系に起因するイメージシフトについて説明する図。 非テレセントリック系に起因するイメージシフトについての説明する図。 ウエハのＸＹ水平面内における位置ずれ変位をベクトルで示す図。 第１の実施形態に係わる可変成形型電子ビーム描画装置を示す図。 図９に示す描画装置のデータ処理系を示すブロック図。 第２の実施形態に係わる描画方法を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１０…レーザ光源，１１…照明光学系，１２…ブラインドウ，１３…マスク基板，１８…投影光学系，１９…ウエハ，２０…マスクステージ，２１．２２…センサ，２３…計測系，２４…演算回路，２５．２６…センサ，２７…計測系

Claims (7)

1. 非テレセントリック光学系を介して被転写基板上にマスクパターンを反射投影する露光装置で使用されるマスク基板をマスクブランクス基板から形成するために、前記マスクブランクス基板に前記マスクパターンを描画する際に使用される描画パターンデータを設計パターンデータから生成する描画パターンデータの生成方法であって、
   前記マスクブランクス基板の単体形状での高さ分布を測定する工程と、
   前記マスクブランクス基板が前記非テレセントリック光学系の入射側に配置され、前記露光装置のマスク保持機構に保持されたことにより弾性変形した前記マスクブランクス基板の高さ分布情報を、前記測定されたマスクブランクス基板の高さ分布と前記マスク保持機構の平面度に基づく演算によって導出する工程と、
   この高さ分布情報から前記マスクブランクス基板表面の凹凸及び局所的な曲面の勾配を演算する工程と、
   前記設計パターンデータに対応する対応パターンデータに基づいて前記マスクブランクス基板にパターンを描画し、前記描画されたパターンを前記非テレセントリック光学系を介して前記被転写基板上に反射投影する場合に、前記マスクブランクス基板の凹凸及び勾配及び非テレセントリック光学系のパラメータに対応して前記被転写基板に生じる結像位置のずれ量を演算する工程と、
   前記結像位置のずれ量に基づいて前記対応パターンデータを補正する工程と、
   を含むことを特徴とする描画パターンデータの生成方法。
2. 演算された結像位置のずれ量が、マスクブランクス基板の表面高さの変位と、該露光装置におけるマスク基板のパターン形成面に対する露光光の主光線の入射角度との２つの物理量の関数であることを特徴とする請求項１に記載の描画パターンデータの生成方法。
3. 前記非テレセントリック光学系のパラメータは、前記露光装置におけるマスク基板の表面に対する露光光の主光線の入射角度、マスク基板に対する前記露光光の入射方向、マスク基板に対する露光光のスキャン方向、マスク基板に対するウエハのスキャン方向、マスク基板とウエハのスキャン方向、及び露光倍率の一つ以上を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の描画パターンデータの生成方法。
4. マスク−ウエハ内のチップ間の位置合わせに使用される複数のファインアライメントマークの配置予定位置における前記マスクブランクス基板の高さを基準に張られる基準平面を前記高さ分布情報に基づいて求め、求められた基準平面と前記高さ分布情報とから前記マスクブランクス基板表面の凹凸及び局所的な曲面の勾配を求めることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の描画パターンデータの生成方法。
5. 前記被転写基板に生じる結像位置のずれ量を演算する工程として、
   前記マスクブランクス基板への露光光の入射角をθとし、前記マスクブランクス基板の変位量をΔＺｍとし、前記光学系の縮小率を１／Ｍとしたとき、前記マスクブランクス基板の凹凸に起因するずれ量を、
   ＩＰＤｚ＝（1/M）・ｔａｎθ・ΔＺｍ
   で演算し、
   前記マスクブランクス基板の表面の傾斜角度をＳ、ジャストフォーカス面と結像面との差（デフォーカス量）をΔＺｗとしたとき、前記マスクブランクス基板の勾配に起因するずれ量を、
   ＩＰＤｓ＝｛２Ｓx・(1/M)・ΔＺw（x,y），２Ｓy・(1/M)・ΔＺw（x,y）｝
   で演算することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の描画パターンデータの生成方法。
6. 前記被転写基板に生じる結像位置のずれ量を演算する工程において、
   前記マスクブランクス基板の凹凸に起因するずれ量及び勾配に起因するずれ量を演算することに加え、前記露光装置のマスク保持機構に保持されたことにより弾性変形した前記マスクブランクス基板の弾性変形に起因して前記被転写基板に生じる結像位置のずれ量を、前記マスクブランクス基板の表面の弾性変形による法線方向の角度変化をφ、前記マスクブランクス基板の厚さをｈとしたときに、
   ＩＰＤｄ＝（１／Ｍ）・ｈ／２・φ
   で演算することを特徴とする請求項５に記載の描画パターンデータの生成方法。
7. 請求項１〜請求項５の何れかに記載された描画パターンデータの生成方法を用いて設計パターンデータから描画パターンデータを生成するステップと、
   粒子線，電子線又は光によって半導体回路のパターンを描画するためのパターン描画装置内に前記マスクブランクス基板を設置するステップと、
   前記パターン描画装置により前記描画パターンデータを用いて前記マスクブランクス基板に前記マスクパターンを描画するステップと、
   を含むことを特徴とするマスクの描画方法。

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