JP2013207182A - 荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法及び荷電ビーム投影露光用マスク - Google Patents

Abstract

【課題】描画用アパーチャの開口パターンのコーナー形状を限りなく設計パターンに近づける荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法及びマスクを提供する。
【解決手段】シリコン膜からなる基材をエッチング加工して開口パターンを形成した描画用アパーチャを有する荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法において、シリコン膜からなる基材に開口パターンを形成するためのレジストパターンを形成する際に、予めレジスト層に形成される描画開口パターン１８の各コーナー部１８ａにレジストパターンのコーナーＲ値を極小化する補助パターン１７をそれぞれ付加する。各補助パターン１７は、描画開口パターン１８と一部が重なり合い残りの部分が描画開口パターン１８の外側に位置し、コーナー部の頂点１７ａがその内側に入る四角形状を呈している。
【選択図】図６

Description

本発明は、半導体製造に用いられる荷電ビームによる投影露光を行う転写マスクの製造方法及びこれにより作製された荷電ビーム投影露光用マスクに関する。

近年、半導体の製造プロセスにおいて露光光源に電子線を用いた電子線リソグラフィー技術が使われている。特に線幅が２２ｎｍのノード以降で、ＥＵＶやＡｒＦ液浸、ダブル露光といったリソグラフィー方式ではマスクや露光装置のコスト高騰が顕著になり、少量品のプロセスには不向きであるといえる。そのため、先端品の試作開発や準量産のデバイスに電子線リソグラフィーの適用が期待されている。

電子線リソグラフィーに用いる荷電ビーム描画装置では、荷電ビームを所望の形状に成形するため、電子線を照射する電子銃と被転写基板との間に複数枚の荷電ビーム投影露光用マスクを配置させている。

図１に荷電ビーム投影露光用マスクの一例を示す。荷電ビーム投影露光用マスク６は、一般に、バルクシリコン４に酸化シリコン膜３を介して支持されたシリコンの自立薄膜（メンブレン）２に荷電ビーム５が通過する開口パターン１を形成した描画用アパーチャを有するステンシル型の転写マスクが用いられている。メンブレン２に入射した荷電ビーム５はメンブレン内に吸収もしくは散乱され、開口パターン１を通過した荷電ビーム５が被転写基板に到達してリソグラフィーを行うことが可能である。

荷電ビーム投影露光用マスクは、通常、電子銃に近い側に１枚、被転写基板に近い側に１枚の計２枚、配置されている。電子銃に近い、第１の荷電ビーム投影露光用マスクにおける開口パターンは通常、矩形に設計されている。また、第２の荷電ビーム投影露光用マスクにおける開口パターンは種々のものが考えられている。特に部分一括露光方式と呼ばれる電子線リソグラフィー方式では、第２の荷電ビーム投影露光用マスクにおける開口パターンとして、回路パターンに頻出する図形パターンを数十〜数千個程度抽出し、それらを開口パターン群として自立薄膜２の上に形成する。

荷電ビーム描画装置により切り出され、被転写基板に到達する荷電ビームの形状は、荷電ビーム投影露光用マスク６上の開口パターン１の形状に強く影響される。例えば、開口パターン１のエッジのラフネスが大きくなれば、それだけ転写される荷電ビームの形状のラフネスも大きくなり、リソグラフィーにより形成されるパターンのラフネスも大きくなる。そのため、開口パターン１の形状については、寸法の制御だけではなく、コーナーの丸みやエッジラフネスの制御も重要であり、これらは極力小さく抑えるのが望ましい。

荷電ビーム投影露光用マスクは、バルクシリコン、酸化シリコン膜、シリコンのメンブレンの順に積層された、ＳＯＩ（Silicon Oｎ Nsulator）基板を加工して作製される。開口パターン１は、メンブレン上にレジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマスクにしてメンブレンをドライエッチング加工することにより形成される。

メンブレンは、そのエッチング方法やエッチング条件にもよるが、このメンブレンのドライエッチング加工中に、シリコン膜面に対して水平方向にも進むサイドエッチングが入ることにより、開口パターン１の４コーナーは丸みを帯びた形状となる。その結果として得られる開口パターン１は、コーナーの丸み（Ｒ値）が大きくなり、形状が劣化してしまうことが問題となっている。
一般には、同じ開口面積、同じエッチング条件であればメンブレンが厚くなるほどサイドエッチングの量が大きくなり、開口パターンの加工精度も悪くなる。このため、メンブレンの厚みはできるだけ薄いほうが望ましい。しかしながら、メンブレンの厚さは、照射される荷電ビームの遮蔽性や耐熱性なども勘案して決定されるため、厚いシリコン膜にコーナーの丸みが小さい、高精度の開口パターンを加工することが課題となっていた。
開口パターンのコーナーの丸みを抑える方法として、エッチングマスクとなるレジスト層の描画開口パターンのコーナー部に補助パターンを付加する方法が知られている（特許文献１参照）。

図２は、従来における補助パターンの一例を示す。この図２において、補助パターン１２は、２等辺３角形の等しい内角をもつ二つの頂点１１ｂが、前記開口パターンの異なる辺上にあって、かつ描画開口パターンのコーナー１１ｃまでの距離が等しい２点に、それぞれ重なるように配置したとして、その２等辺３角形から前記コーナー１１ｃの部分と重なる部分を切り取った、４角形状の補助パターン１２を描画開口パターン１１の四隅に付加することにより、コーナーの丸みを抑えられるようになっている。

また、図２に示す２等辺三角形の頂点１２ａと描画開口パターン１１の各辺を延長した線までの距離をＡ、開口パターンの辺上に位置した２つの頂点１１ｂからコーナーまでの距離をＢとしたとき、前記距離Ａ及びＢの値を基材のサイドエッチングの量に応じて決定することにより、前記コーナーＲ値を極めて小さくし、かつ、前記レジストパターンを剥離処理した後の荷電ビーム投影露光用マスク完成後には残っていないパターンを形成することが可能になる。

特許第４７２００２１号

しかしながら、半導体デバイスの微細化が進むにつれ、荷電ビーム投影露光用マスクの形状忠実性に対する要求が高まってきたことを受け、サイドエッチング量が極力小さくなるようなドライエッチング条件を用いるケースが多くなってきている。その結果、コーナー形状の丸みは、サイドエッチングによる丸まりより、レジストパターンに元より形成されるコーナー形状の丸まりの方が支配的になってしまっている。そのため、レジスト開口に付加する補助パターンは、サイドエッチングの量と相殺させるためではなく、レジストパターンの丸まりを解消するために付加するものへと、性質が変わっている。そのため、特許文献１の方式をそのまま適用したところ、新たな３つの課題が出てきた。

第一の課題は、サイドエッチング量が小さくなり過ぎて、荷電ビーム投影露光用マスク完成後には残らないはずの補助パターンまでもが開口パターンとして形成されてしまう点である。

図３（ａ）は、矩形パターンのコーナーにＡ＝０．１、Ｂ＝０．１μｍの特許文献１に記載の補助パターンを付加したときのコーナー部のレジストパターンであり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のレジストパターンをマスクとしてエッチングしたときのパターン開口のコーナー部であるが、サイドエッチングがほとんど入らないようなエッチング条件にて処理しているため、補助パターンとして付加した２等辺３角形の形状が、エッチング後の開口パターンにも残ってしまっている。距離Ａ、Ｂの値を充分に小さくすると、レジストパターンの時点でも特許文献１に記載の補助パターンの形状（２等辺３角形）が出なくなるが、コーナーの丸みを抑制する効果が低減するのと併せて、第二の課題が発生する。

第二の課題は、補助パターンが極めて小さく、かつ９０°未満の鋭角を含むため、補助パターンの形状に忠実な荷電ビームが照射されないことがあり、補助パターンが安定して形成できない点である。

荷電ビーム投影露光用マスクのパターン形成には、高い加工精度と最低限のスループットとが必要とされるため、可変成型ビーム方式の電子線露光機が用いられることが多い。この可変成型ビーム方式では、電子線の照射経路に矩形の開口パターンを有する２枚の成型アパーチャを配置し、１枚目と２枚目のアパーチャの間で磁場などにより電子線を偏向させ、２枚目の成形アパーチャに照射する位置を調整することにより、任意の大きさの矩形パターンを切り出すことができる。
特許文献１に記載の補助パターン１２のような斜め線を含むパターンを形成するには、図４のように矩形ビーム１３を少しずつ重ねながらずらして照射する必要がある。しかしながら、前記補助パターンの４角形状は９０°未満の鋭角を含むため、特に鋭角の先端付近で、矩形ビーム１３が極端に小さくなる。電子線露光機の成型アパーチャのコーナーにも当然丸みが存在するため、その丸み以下の矩形パターンを形成しようとすると、電子線が丸み部分に吸収され、形状が著しく劣化するか、もしくは電子線が取り出せなくなる。そのため、補助パターンに忠実な形状を照射できず、その結果として、補助パターンの形成不良が発生し、レジストパターンのコーナーの丸みも改善されないままとなる。

第三の課題は、矩形パターンのコーナーの四隅で最適な補助パターンの形状が異なる点である。

図５は、可変成型ビーム方式にて２枚の成型アパーチャを通して切り出される矩形パターン１６の模式図である。この図５から明らかのように、矩形パターン１６の４つのコーナーの由来がそれぞれ異なる。矩形パターン１６の右上コーナー１６ａは第一の成型アパーチャ開口１４のコーナーから形成され、矩形パターン１６の左下コーナー１６ｂは第二の成型アパーチャ開口１５のコーナーから形成され、矩形パターン１６の左上のコーナー１６ｃおよび右下のコーナー１６ｄは第一の成型アパーチャと第二の成型アパーチャのそれぞれ１辺が交差することで形成されているのが分かる。これらのコーナー丸みのばらつきはおおよそ０．１μｍ以下であるが、サイドエッチング量が極力小さくなるようなドライエッチング条件にて処理すると、そのバラつきが忠実に再現されてしまう。また、矩形パターンの四隅の形状がバラついているため、各コーナーに同様の補助パターンを入れているつもりでも、実際に形成される電子線のパターン形状が四隅で異なることがある。

上述した第二、第三の課題は、例えば露光方式をポイントビーム方式に変更すれば回避可能であるが、スループットが悪くなるため、現実的ではない。また、補助パターンのみポイントビーム方式にて形成する方法も考えられるが、メインの開口パターンと補助パターンのアライメント精度が問題となるため、こちらも実現は難しい。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、描画用アパーチャの開口パターンのコーナー形状を限りなく設計パターンに近づける荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法及びこれにより作製された荷電ビーム投影露光用マスクを提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、基材をエッチング加工して開口パターンを形成した描画用アパーチャを有する荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法において、前記基材に前記開口パターンを形成するためのレジストパターンを形成する際に、予めレジスト層に形成される描画開口パターンの各コーナー部に前記レジストパターンのコーナーＲ値を極小化する補助パターンをそれぞれ付加し、前記補助パターンは、前記描画開口パターンと一部が重なり合い残りの部分が前記描画開口パターンの外側に位置し前記コーナー部の頂点がその内側に入る四角形状を呈していることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法において、前記描画開口パターンは矩形を呈し、前記補助パターンが呈する前記四角形状はその一辺を前記矩形の一辺と一致または平行しており、前記補助パターンが呈する前記四角形状の頂点のうち前記描画開口パターンの外側に位置し前記描画開口パターンから最も離れた第１の頂点から、前記第１の頂点に最も近い前記コーナー部を形成する２つの辺のうちの一方の辺と平行な方向に延びる第１の辺と、前記一方の辺との距離をＰ１とし、前記第１の頂点から、前記第１の頂点に最も近い前記コーナー部を形成する２つの辺のうちの他方の辺と平行な方向に延びる第２の辺と、前記他方の辺との距離をＰ２とし、前記第１の頂点の対角線上にある前記四角形状の第２の頂点から前記他方の辺との距離をＱ１とし、前記第２の頂点から前記一方の辺との距離をＱ２とした時に、前記距離Ｐ１、Ｐ２及び前記距離Ｑ１、Ｑ２を、レジストパターン形成プロセスや成型アパーチャの形状及びレジストの膜厚に応じて決定することにより、前記レジストパターンを該レジストパターンのコーナーＲ値が極小化される矩形状にすることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法において、前記描画開口パターンは矩形を呈し、前記補助パターンが呈する前記四角形状はその一辺を前記矩形の一辺と一致または平行しており、前記補助パターンが呈する前記四角形状の頂点のうち前記描画開口パターンの外側に位置し前記描画開口パターンから最も離れた第１の頂点から、前記第１の頂点に最も近い前記コーナー部を形成する２つの辺のうちの一方の辺と平行な方向に延びる第１の辺と、前記一方の辺との距離をＰ１とし、前記第１の頂点から、前記第１の頂点に最も近い前記コーナー部を形成する２つの辺のうちの他方の辺と平行な方向に延びる第２の辺と、前記他方の辺との距離をＰ２とし、前記第１の頂点の対角線上にある前記四角形状の第２の頂点から前記他方の辺との距離をＱ１とし、前記第２の頂点から前記一方の辺との距離をＱ２とした時に、前記距離Ｐ１、Ｐ２及び前記距離Ｑ１、Ｑ２を、前記各コーナー部毎にそのコーナーＲ値の大きさに合わせて異なる値に設定することにより、前記レジストパターンを該レジストパターンのコーナーＲ値が極小化される矩形状にすることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法において、前記各コーナー部毎に付加された前記補助パターンが呈する前記四角形状を同一大きさ及び同一形状にし、前記各四角形状をレジスト層に形成する際の露光量を、前記各コーナー部毎にそのコーナーＲ値の大きさに合わせて異なる値に設定することにより、前記レジストパターンを該レジストパターンのコーナーＲ値が極小化される矩形状にすることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至３に何れか１項記載の荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法において、前記距離Ｐ１、Ｐ２及び前記距離Ｑ１、Ｑ２はいずれも０．１μｍ以下であることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、荷電ビーム投影露光用マスクであって、請求項１乃至５に何れか１項記載の製造方法により作製されたことを特徴とする。

本発明の荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法及びこの製造方法により作製された露光用マスクは、描画用アパーチャの開口パターンのマスクとなるレジストパターンに補助パターンを付加することにより、そのレジスト形状を限りなく設計パターンに近づけることができ、精度の良い開口パターンを持つ転写マスクの作製と微細パターンの転写露光が可能となる。また、補助パターンをコーナーごとに最適化することにより、製造歩留りも向上する。

（ａ）は荷電ビーム投影露光装置用マスクの上面図、（ｂ）は荷電ビーム投影露光装置用マスクの断面図に関する模式図である。 特許文献１に記載の補助パターンを付加した描画開口パターンの一例を示す模式図である。 （ａ）は特許文献１に記載の補助パターンを付加した描画開口パターンのコーナー部におけるレジストパターン形成直後のＳＥＭ観察像であり、（ｂ）はエッチング直後のＳＥＭ観察像である。 特許文献１に記載の補助パターンのような斜め線を含むパターンを、矩形ビームに分割して照射したときの模式図である。 可変成型ビーム方式にて２枚の成型アパーチャを通して切り出される矩形パターンの模式図である。 本発明の製造方法によって作製される補助パターン付き描画開口パターンの一例を示す模式図である。 図６に示す描画開口パターンの作製時におけるレジスト膜厚と最適な補助パターン寸法の一覧表である。 本発明の製造方法によって作製される補助パターン付き描画開口パターンの他の例を示す模式図である。 図８に示す描画開口パターンの作製時における四隅のコーナーＲ形状をそれぞれ最適化した結果の一覧表である。 本発明の製造方法によって作製される補助パターン付き描画開口パターンのさらに他の例を示す模式図である。 （ａ）は本発明の補助パターン付き描画開口パターンを用いてシリコン膜からなる基材上にレジストパターンを形成した場合の実施例を示す模式部分の平面図であり、（ｂ）は前記模式部分の断面図である。 （ａ）はシリコン膜からなる基材をエッチング加工して基材に開口パターンを形成した場合の本発明の実施例を示す模式部分の平面図であり、（ｂ）は前記模式部分の断面図である。 本発明にかかる荷電ビーム投影露光用マスクの一例を示す模式構成断面図である。 （ａ）は補助パターンを付加しない描画開口パターンを用いてシリコン膜からなる基材上にレジストパターンを形成した場合の比較例を示す模式部分の平面図であり、（ｂ）は前記模式部分の断面図である。である。 本発明の実施例および比較例の描画開口パターンのコーナー部におけるレジストパターン形成直後のＳＥＭ観察像、およびエッチング直後の開口パターンのＳＥＭ観察像である。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法は、シリコン膜からなる基材に開口パターンを有する描画アパーチャを形成するに際し、レジストパターンにて発生してしまうコーナー形状の丸みを打ち消すような補助パターンを、感光層に電子線でパターン描画する時の描画開口パターンに予め付加することで、レジストパターンのコーナーＲ値が極小化され、精度の良いレジスト開口パターンが得られるようにしたものである。

図６により、本発明の製造方法により作製される補助パターン付き描画開口パターンの第１の実施の形態について説明する。
図６において、荷電ビーム投影露光用マスクを作製する描画開口パターン１８は、描画開口パターン１８の四隅に位置する各コーナー部１８ａにそれぞれ付加された補助パターン１７を有している。
この補助パターン１７は、基材に開口パターンを形成するためのレジストパターンを形成する際に、レジストパターンのコーナーＲ値を極小化するためのものであり、描画開口パターン１８のコーナー部１８ａと一部が重なり合い残りの部分が描画開口パターン１８の外側に位置し、コーナー部１８ａの頂点がその内側に入る四角形状を呈している。

描画開口パターン１８は、図６に示すように正方形を呈し、そして補助パターン１７が呈する正方形の対角線は、正方形を呈する描画開口パターン１８の対角線と一致している（または平行している）。
また、描画開口パターン１８の四隅に位置する各コーナー部１８ａに付加された各補助パターン１７において（なお、各補助パターン１７は同様な寸法条件であるため、描画開口パターン１８右上の補助パターン１７についてのみ説明する）、補助パターン１７が呈する四角形状の頂点のうち、描画開口パターン１８の外側に位置し、描画開口パターン１８から最も離れた第１の頂点１７ａから、第１の頂点１７ａに最も近いコーナー部１８ａを形成する２つの辺のうちの一方の辺１８１と平行な方向に延びる第１の辺１７１と、前記一方の辺１８１との距離をＰ１とし、第１の頂点１７ａから、第１の頂点１７ａに最も近いコーナー部１８ａを形成する２つの辺のうちの他方の辺１８２と平行な方向に延びる第２の辺１７２と、前記他方の辺１８２との距離をＰ２とし、さらに、第１の頂点１７ａの対角線上にある四角形状の第２の頂点１７ｂから前記一方の辺１８１との距離をＱ１とし、第２の頂点１７ｂから前記他方の辺１８２との距離をＱ２とした時、例えば、レジストパターンの丸み量に応じて補助パターン１７における距離Ｐ１、Ｐ２及び距離Ｑ１、Ｑ２の値を設定してやればよい。レジストパターンの丸み量はレジストパターン形成プロセス、特にレジスト層の膜厚により決まる。そのレジスト層の膜厚は、エッチングプロセスと加工するメンブレンの厚みから必要な厚みが算出されるので、図７に示すようなレジスト層の膜厚Ｔに応じて、補助パターンの距離Ｐ１、Ｐ２及び距離Ｑ１、Ｑ２の値を設定すれば良い。
なお、補助パターン１７と描画開口パターン１８とが図６に示すように共に正方形とは限らず、共に矩形を呈する場合もある。このような場合の補助パターン１７の対角線と描画開口パターン１８の対角線とは一致または平行することがなく、一致または平行する位置関係にあるのは、矩形を呈する補助パターンの一辺と矩形を呈する描画開口パターンの一辺である。例えば、描画開口パターン１７及び描画開口パターン１８が共に矩形（四角形状）を呈する場合、図６を参照して示すと、平行もしくは一致する位置関係にある辺は、辺１７１と辺１８１、または辺１７２と辺１８２である。

図７より、必要なレジスト層の膜厚Ｔが１μｍだとすると、補助パターンの距離Ｐ１、Ｐ２及びＱ１、Ｑ２の中心値はそれぞれ０．０５μｍ、０．０３μｍとなる。この補助パターンの寸法は、加工するメンブレンの厚み、エッチング方法、エッチング条件により変わるため、実際に使用するプロセスで、その都度作成しておく必要がある。
なお、距離Ｐ１とＰ２、あるいは距離Ｑ１とＱ２をそれぞれ異なる値に設定することも可能である。

このような本実施の形態に示す補助パターン付き描画開口パターンによれば、距離Ｐ１、Ｐ２及びＱ１、Ｑ２を、レジストパターン形成プロセスや成型アパーチャの形状及びレジストの膜厚に応じて決定することにより、レジストパターンのコーナーＲ値が極小化され、そのレジスト形状を限りなく設計パターンに近づけることができ、精度の良い開口パターンを持つ転写マスクの作製と微細パターンの転写露光が可能となる。さらに、補助パターンを描画開口パターンコーナーごとに最適化することにより、製造歩留りも向上することができる。

次に、図８により、本発明の製造方法により作製される補助パターン付き描画開口パターンの第２の実施の形態について説明する。
図８に示す補助パターン付き描画開口パターンは、矩形を呈する描画開口パターン１８の４つのコーナー部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄのコーナーＲ値（丸みの量）がそれぞれ異なる場合、それぞれのコーナー部に最適なパターン寸法の補助パターンを付加した他の例を示している。

この第２の実施の形態に示す補助パターン付き描画開口パターンでは、例えば、図８の左側に示すように、補助パターンのない矩形状の描画開口パターン１８を形成する際、左下のコーナー部１８ｂのコーナーＲ値（丸みの量）を基準として、各コーナー部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄのコーナーＲ値（丸みの量）を比較する。そして、これらコーナーＲ値の比較により、左下コーナー部１８ｂのコーナーＲ値より大きいコーナーＲ値を有する右上コーナー部１８ａには、その距離Ｐ１、Ｐ２及びＱ１、Ｑ２の値を、コーナー部１８ｂの距離Ｐ１'、Ｐ２'及びＱ１'、Ｑ２'の値より大きく設定した補助パターン１７を付加する。
また、左下コーナー部１８ｂのコーナーＲ値より小さいコーナーＲ値を有する左上コーナー部１８ｃ及び右下コーナー部１８ｄには、その距離Ｐ１"、Ｐ２"及びＱ１"、Ｑ２"の値を、コーナー部１８ｂの距離Ｐ１'、Ｐ２'及びＱ１'、Ｑ２'の値より小さく設定した補助パターン１７を付加する。

図９は、描画開口パターンの四隅に位置する各コーナー部のコーナーＲ値と補助パターンの形状をそれぞれ最適化した結果である。
今回のレジストパターン作成に用いた可変成型ビーム方式の電子線露光機に搭載されたアパーチャの特性により、コーナーＲ値（丸みの量）の大小関係と距離Ｐ１、Ｐ２及びＱ１、Ｑ２の大小関係が一致していない部分がある。
また、補助パターンの寸法は、使用する電子線露光機に搭載されたアパーチャの性能により変わるため、実際に使用するプロセスで、その都度作成しておく必要がある。

このような第２の実施の形態に示す補助パターン付き描画開口パターンによれば、コーナーＲ値（丸みの量）がそれぞれ異なる各コーナー部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄに最適なパターン寸法の補助パターンを付加することができる。また、この第２の実施の形態においても、上記第１の実施の形態に示した場合と同様な効果を得ることができる。

次に、図１０により、本発明の製造方法により作製される補助パターン付き描画開口パターンの第３の実施の形態について説明する。
図１０に示す補助パターン付き描画開口パターンは、矩形を呈する描画開口パターン１８の４つのコーナー部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄのコーナーＲ値（丸みの量）がそれぞれ異なる場合、それぞれのコーナー部のコーナーＲ値の大きさに合わせて最適な露光量に設定する補助パターンを付加した他の例を示している。

この第３の実施の形態に示す補助パターン付き描画開口パターンでは、描画開口パターン１８の４つのコーナー部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄのそれぞれに付加される補助パターン１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄが呈する四角形状を同一の大きさ及び同一の形状にし、そして、各補助パターン１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄへの露光量を、それぞれのコーナー部のコーナーＲ値の大きさに合わせて設定する。
例えば、図１０の左側に示すように、補助パターンのない矩形状の描画開口パターン１８を形成する際、左下のコーナー部１８ｂのコーナーＲ値（丸みの量）を基準として、各コーナー部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄのコーナーＲ値（丸みの量）を比較する。そして、これらコーナーＲ値の比較により、左下コーナー部１８ｂのコーナーＲ値より大きいコーナーＲ値を有する右上コーナー部１８ａには、その露光量を、コーナー部１８ｂの露光量より大きく設定した補助パターン１９ａを付加する。
また、左下コーナー部１８ｂのコーナーＲ値より小さいコーナーＲ値を有する左上コーナー部１８ｃ及び右下コーナー部１８ｄには、その露光量を、コーナー部１８ｂの露光量より小さく設定した補助パターン１９ｃ，１９ｄを付加する。この補助パターンの露光量は、使用するレジストプロセスにより変わるため、実際に使用するプロセスで、その都度作成しておく必要がある。

ここで、コーナーＲ値の大小と露光量の大小との関係は、図１０に示すように、補助パターン１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ内に形成される網点の濃度で表される。

このような第３の実施の形態に示す補助パターン付き描画開口パターンによれば、コーナーＲ値（丸みの量）がそれぞれ異なる各コーナー部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄに最適な露光量の補助パターンを付加することができる。また、この第２の実施の形態においても、上記第１の実施の形態に示した場合と同様な効果を得ることができる。

上述した各実施の形態におけるレジストパターンのコーナー形状の丸みを打ち消すような補助パターンは、前記距離ＰおよびＱの値がいずれも０．１μｍを超えることはなかったため、これを規定するためのものである。
また、補助パターンを含むレジストパターンを形成する際、上記実施の形態のいずれを適用するかはマスクの要求仕様や製造プロセスに合わせて、適宜選択することとなる。

次に、本発明の補助パターン付き描画開口パターンを用いてシリコン膜からなる基材上にレジストパターンを形成する場合について、図１１〜図１３を参照して説明する。
まず、シリコン膜からからなる基材２０上に電子ビーム露光用レジストを塗布して感光層を形成し、この感光層上に、例えば、図６に示す補助パターン１７を付加した描画開口パターン１８を電子ビーム描画する。その後、現像等の一連のパターニング処理を行って、基材２０上にコーナーの丸まりを低減したレジストパターン２１を形成する（図１１（ａ）、（ｂ）参照）。さらに、レジストパターン２１をマスクにしてシリコン膜からなる基材２０をドライエッチング加工して、シリコン膜からなる基材２０に開口パターン２２を有する描画用アパーチャを作製する（図１２（ａ）、（ｂ）参照）。その後、もう一方のシリコン材をエッチング加工して支持体２３を形成し、支持体２３にシリコン酸化膜３を介して支持されたシリコン膜からなる基材２０に開口マスク２２を有する荷電ビーム投影露光用マスクを得る（図１３参照）。
以上の方法により、コーナーの丸みを極力抑えた開口パターンを有する荷電ビーム投影露光用マスクを作製することが可能となる。

なお、感光層上に電子ビーム描画される補助パターン付の描画開口パターンは、上記図６に示す描画開口パターンに限らず、図８及び図１０に示す描画開口パターンを電子ビーム描画することもできる。

次に、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
まず、シリコン材上にシリコン酸化膜を介して貼り合わされた２０μｍ厚のシリコン膜からなる基材２０上にポジ型電子線レジストＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）を塗布し、１．５μｍ厚の感光層を形成した。次に、図７に示す３０μｍ四方の描画開口パターン１８に距離Ｐ１、Ｐ２＝０．０６μｍ、距離Ｑ１、Ｑ２＝０．０３μｍの補助パターン１７を付加した描画パターンで加速電圧５０ｋＶの可変成型方式の電子線描画装置にて感光層に電子ビーム描画する。次いで、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）にて現像を行い、乾燥して、コーナーの丸まりを低減したレジストパターン２１を形成した（図１１（ａ）、（ｂ）参照）。

次に、フッ素系のガスを用いたドライエッチング装置により、レジストパターン２１をマスクとしてドライエッチングを行い、シリコン膜からなる基材２０に開口パターン２２を有する描画用アパーチャを作製した（図１２（ａ）、（ｂ）参照）。

次に、開口パターン２２が形成されたシリコン膜からなる基材２０上に保護膜を、もう一方のシリコン材上にレジストパターンを形成し、シリコン材をエッチング処理して、保護膜及びレジストパターンを剥離処理して、支持体２３を形成し、支持体２３にシリコン酸化膜３を介して支持されたシリコン膜からなる基材２０に開口マスク２２を有する荷電ビーム投影露光用マスクを得た（図１３参照）。

次に、比較例について述べる。
（比較例１）
図１４に示すように、まず、上記実施例１とほぼ同様な工程で、シリコン膜からなる基材２０上に感光層を形成し、この感光層に、補助パターンを付加しない描画開口パターンでパターン描画して、レジストパターン２４を形成し、さらに、ドライエッチング加工してシリコン膜からなる基材に開口パターンを有する描画用アパーチャを作製し、もう一方のシリコン材をエッチング加工して、荷電ビーム投影露光用マスクを作製した。

実施例１及び比較例１で得られた荷電ビーム投影露光用マスクの開口パターン形状を測定した結果を図１５に示す。
図１５に示すように、補助パターンを付加した場合と補助パターンを付加しない場合では開口パターンのコーナーＲ値に顕著な差が見られ、補助パターンを付加した場合のレジストパターンのコーナーＲ値は０．０５μｍとなり、そのコーナーＲ値は、比較例１の場合のレジストパターンのコーナーＲ値の１／２となって、補助パターンの効果が確認できた。

本発明の荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法およびマスクは、コーナーの丸みの小さい、矩形性の高いパターンを形成できる、高性能な荷電ビーム投影露光用マスクの作製に利用できる。

１…開口パターン、２…自立薄膜（メンブレン）、３…酸化シリコン膜、４…バルクシリコン、５…荷電ビーム、６…荷電ビーム投影露光マスク、１１…描画開口パターン、１１ｂ…２等辺３角形の２辺が交差する点、１１ｃ…正方形あるいは矩形状の描画開口パターンのコーナー、１２…補助パターン、１２ａ…２等辺３角形の頂点、１３…矩形ビーム、１４…第一の成型アパーチャ開口、１５…第二の成型アパーチャ開口、１６…２枚の成型アパーチャを通して切り出される矩形パターン、１６ａ…右上のコーナー、１６ｂ…左下のコーナー、１６ｃ…左上のコーナー、１６ｄ…右下のコーナー、１７…補助パターン、１７ａ…第１の頂点、１７ｂ…第２の頂点、１７１…第１の辺、１７２…第２の辺、１８…描画開口パターン、１８ａ〜１８ｄ…コーナー部、１８１…一方の辺、１８２…他方の辺、１９ａ〜１９ｄ…露光量の異なる補助パターン、２０…基材、２１…コーナーの丸まりを低減したレジストパターン、２２…開口パターン、２３…支持体、２４…レジストパターン、Ｐ１、Ｐ２…距離、Ｑ１、Ｑ２…距離。

Claims (6)

1. 基材をエッチング加工して開口パターンを形成した描画用アパーチャを有する荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法において、
   前記基材に前記開口パターンを形成するためのレジストパターンを形成する際に、予めレジスト層に形成される描画開口パターンの各コーナー部に前記レジストパターンのコーナーＲ値を極小化する補助パターンをそれぞれ付加し、
   前記補助パターンは、前記描画開口パターンと一部が重なり合い残りの部分が前記描画開口パターンの外側に位置し前記コーナー部の頂点がその内側に入る四角形状を呈している、
   ことを特徴とする荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法。
2. 前記描画開口パターンは矩形を呈し、前記補助パターンが呈する前記四角形状はその一辺を前記矩形の一辺と一致または平行しており、
   前記補助パターンが呈する前記四角形状の頂点のうち前記描画開口パターンの外側に位置し前記描画開口パターンから最も離れた第１の頂点から、前記第１の頂点に最も近い前記コーナー部を形成する２つの辺のうちの一方の辺と平行な方向に延びる第１の辺と、前記一方の辺との距離をＰ１とし、前記第１の頂点から、前記第１の頂点に最も近い前記コーナー部を形成する２つの辺のうちの他方の辺と平行な方向に延びる第２の辺と、前記他方の辺との距離をＰ２とし、
   前記第１の頂点の対角線上にある前記四角形状の第２の頂点から前記他方の辺との距離をＱ１とし、前記第２の頂点から前記一方の辺との距離をＱ２とした時に、
   前記距離Ｐ１、Ｐ２及び前記距離Ｑ１、Ｑ２を、レジストパターン形成プロセスや成型アパーチャの形状及びレジストの膜厚に応じて決定することにより、前記レジストパターンを該レジストパターンのコーナーＲ値が極小化される矩形状にすることを特徴とする請求項１記載の荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法。
3. 前記描画開口パターンは矩形を呈し、前記補助パターンが呈する前記四角形状はその一辺を前記矩形の一辺と一致または平行しており、
   前記補助パターンが呈する前記四角形状の頂点のうち前記描画開口パターンの外側に位置し前記描画開口パターンから最も離れた第１の頂点から、前記第１の頂点に最も近い前記コーナー部を形成する２つの辺のうちの一方の辺と平行な方向に延びる第１の辺と、前記一方の辺との距離をＰ１とし、前記第１の頂点から、前記第１の頂点に最も近い前記コーナー部を形成する２つの辺のうちの他方の辺と平行な方向に延びる第２の辺と、前記他方の辺との距離をＰ２とし、
   前記第１の頂点の対角線上にある前記四角形状の第２の頂点から前記他方の辺との距離をＱ１とし、前記第２の頂点から前記一方の辺との距離をＱ２とした時に、
   前記距離Ｐ１、Ｐ２及び前記距離Ｑ１、Ｑ２を、前記各コーナー部毎にそのコーナーＲ値の大きさに合わせて異なる値に設定することにより、前記レジストパターンを該レジストパターンのコーナーＲ値が極小化される矩形状にすることを特徴とする請求項１記載の荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法。
4. 前記各コーナー部毎に付加された前記補助パターンが呈する前記四角形状を同一大きさ及び同一形状にし、前記各四角形状をレジスト層に形成する際の露光量を、前記各コーナー部毎にそのコーナーＲ値の大きさに合わせて異なる値に設定することにより、前記レジストパターンを該レジストパターンのコーナーＲ値が極小化される矩形状にすることを特徴とする請求項１記載の荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法。
5. 前記距離Ｐ１、Ｐ２及び前記距離Ｑ１、Ｑ２はいずれも０．１μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の荷電ビーム投影露光用マスクの製造方法。
6. 請求項１乃至５に何れか１項記載の製造方法により作製されたことを特徴とする荷電ビーム投影露光用マスク。

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