本发明涉及一种图案曝光方法及图案曝光装置。
背景技术：
关于在光刻等微细图案加工中所使用的图案曝光，已知一种基于曝光图像数据，在基板表面对被接通或断开控制的光束(包括电子束)进行扫描，并在基板上直接描绘图案的无遮罩曝光。无遮罩曝光中的光束的接通或断开控制中使用能够进行dmd(digitalmicro-mirrordevice：数字微镜装置)、ld或led阵列等光调制元件阵列、光源阵列或灰阶的控制的glv(gratinglightvalve：栅状光阀)等(例如，参考下述专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-94227号公报
技术实现要素：
发明要解决的技术课题
上述以往的图案曝光(无遮罩曝光)中，按光束的扫描间距或光调制元件阵列等阵列间隔确定能够控制的曝光的最小单位，但在各个光束中存在强度分布(例如，高斯分布)，因此在曝光图像数据的边缘(接通区域与断开区域的边界)中，所累积的曝光量不得不逐渐变低，在曝光图像数据的边缘线与实际显影后得到的图案的边缘线之间产生小于上述最小单位的尺寸误差，该情况会成为问题。
图1(a)中，以网格线表示曝光的最小单位，且粗线表示曝光图像数据的边缘。在图示的例中，将用粗线描绘的断开区域的内侧设为光束的接通区域，将用粗线描绘的断开区域的外侧设为光束的断开区域而形成了断开区域的图案，但该图案根据抗蚀剂是负型还是正型而成为点图案和孔图案。从而，将断开区域的内侧设为接通区域并将外侧设为断开区域，或者将断开区域的内侧设为断开区域并将外侧设为接通区域是根据所使用的抗蚀剂和欲得到的凹凸图案而适当确定，因此本质上无问题。
当以这些曝光图像数据进行图案曝光时，图1(a)的a1-a2之间的光束的累积强度分布成为如图1(b)，若累积仅a1-a2的线上的光束的强度，则成为如p1～p7的分布，但当累积了照射在其周边全部的光束时，成为以pf表示的强度分布。此时，若将强度et设为抗蚀剂的显影阈值，则通过显影得到的图案的边缘成为被强度et划分的s1，且在与曝光显影数据中边缘s0之间产生误差me。如图1(a)所示，这些边缘的误差me在曝光图像数据的图案中的平面角部尤其明显。此外，在此所述的角部当然不仅包括凸状图案的角部还包括凹状图案的角部。
本发明是为了解决这些问题而提出的。即，本发明的课题为通过抑制无遮罩曝光的曝光图像数据中平面角部上的边缘误差，以良好的精度形成被微细化的图案等。
用于解决技术课题的手段
为了解决这些课题，本发明具备以下构成。
一种图案曝光方法，基于曝光图像数据对光束进行接通或断开控制的同时进行扫描，并在曝光面上描绘图案，该图案曝光方法的特征在于，具备如下步骤：在所述曝光面上划分光束的最小曝光单位，以所述最小曝光单位的集合特定所述曝光图像数据中校正所需要的光束的接通区域；按所述接通区域内的最小曝光单位累积所述光束的强度分布，并求出所述接通区域内的累积强度分布；对所述累积强度分布与所设定的阈值进行比较而求出在所述曝光面上连结所述累积强度分布与所述阈值一致的点而成的轮廓来作为累积强度轮廓；及在所述接通区域的外侧按所述最小曝光单位设定接通光束的接通单位来校正所述曝光图像数据，以使被所述接通区域的外缘和所述累积强度轮廓包围的差分面积变小。
一种图案曝光装置，基于曝光图像数据，对光束进行接通或断开控制的同时进行扫描，并在曝光面上描绘图案，该图案曝光装置的特征在于，具备校正所述曝光图像数据的数据校正部，该数据校正部具备如下运算处理部：在所述曝光面上划分光束的最小曝光单位，以所述最小曝光单位的集合特定所述曝光图像数据中校正所需要的光束的接通区域；按所述接通区域内的最小曝光单位累积所述光束的强度分布，并求出所述接通区域内的累积强度分布；对所述累积强度分布与所设定的阈值进行比较而求出在所述曝光面上连结所述累积强度分布与所述阈值一致的点而成的轮廓来作为累积强度轮廓；及在所述接通区域的外侧按所述最小曝光单位设定接通光束的接通单位来校正所述曝光图像数据，以使被所述接通区域的外缘和所述累积强度轮廓包围的差分面积变小。
附图说明
图1是对本发明的课题进行说明的说明图((a)表示曝光的最小单位和曝光图像数据的边缘，(b)表示(a)的a1-a2之间的光束的强度分布。)。
图2是对本发明的实施方式的图案曝光方法进行说明的说明图。
图3是对本发明的实施方式的图案曝光方法进行说明的说明图。
图4是对本发明的实施方式的图案曝光方法进行说明的说明图。
图5是表示本发明的实施方式的图案曝光方法的处理算法的流程图。
图6是表示本发明的实施方式的图案曝光装置的说明图。
具体实施方式
以下，参考图式对本发明的实施方式进行说明。图2中示出图案曝光方法，该图案曝光方法中，基于曝光图像数据对光束进行接通或断开控制的同时进行扫描，并在曝光面上描绘图案。
图示的网格线划分能够控制的光束的最小曝光单位e。此处的最小曝光单位e根据扫描间距或光调制阵列、光源阵列的阵列间隔而适当设定。曝光图像数据能够以最小曝光单位的集合特定光束的接通区域，在图示的例中，粗线的内侧成为根据曝光图像数据特定的光束的接通区域，图示的粗线的外侧成为光束的断开区域。
如图2所示，当作为最小曝光单位的集合而特定在曝光图像数据中校正所需要的光束的接通区域时，若按接通区域内的最小曝光单位e累积光束的强度分布，并求出接通区域内的累积强度分布，则能够得到如图1(b)所示的累积强度分布。
而且，相对于该累积强度分布，如图1(b)所示，设定特定的阈值et，并对累积强度分布与所设定的阈值et进行比较而求出在曝光面上连结累积强度分布与阈值et一致的点而成的轮廓来作为累积强度轮廓(accumulatedintensityprofile)。以下，将该轮廓称为aip。关于aip，若将阈值et设为抗蚀剂的显影阈值，则成为模拟显影图案的轮廓。
本发明的实施方式的图案曝光方法中，导入上述aip的概念来校正曝光图像数据，以使aip接近曝光图像数据的轮廓。具体而言，在接通区域的外侧按最小曝光单位e设定接通光束的接通单位，以使被曝光图像数据中接通区域的外缘(图2的粗线)和aip(图2的单点虚线)包围的差分面积d变小的方式。
如图2所示，当在曝光图像数据中平面角部的附近设定了接通单位g1时，若在附加了接通单位g1的接通区域求出累积强度分布，且从该累积强度分布求出aip，则aip会接近校正前的曝光图像数据的轮廓，且差分面积d会减少。
以下，对于曝光图像数据中接通区域的外侧的哪一位置设定接通单位的具体的步骤进行说明。
首先，在曝光面上特定x-y坐标，并求出曝光图像数据的轮廓上的坐标(x0、y0)和aip上的坐标(x1、y1)。而且，求出曝光图像数据的轮廓上的1点至aip上的任意的点为止的距离中的最短距离l。而且，在需要校正的范围内任意移动曝光图像数据的轮廓上的点，在各点求出至aip为止的最短距离l，并特定该最短距离l成为最大值lmax的曝光图像数据的轮廓上的点t。如图2所示，当曝光图像数据具有平面角部时，如上述进行了特定的曝光图像数据的轮廓上的点t成为平面角部的顶点。
在如此求出的曝光图像数据的轮廓上的点t的外侧附近设定上述接通单位。此时，临时设定接通单位，并仅在临时设定的接通单位所影响的区域重新求出aip，当相对于临时设定接通单位之前的aip中的差分面积d，临时设定之后的差分面积d变小时，确定临时设定的接通单位的设定。如图3所示，将接通单位依序设定为g1、g2、g3时，在接通单位的位置的临时设定中确定差分面积d变小，当差分面积d未变小时，不进行设定而在其他位置进行临时设定。
并且，如图4所示，将接通单位依序设定为g1、g2、g3时，上述差分面积d变小，但有时aip突出于初始的接通区域的外缘的外侧。当欲积极避免该突出时，通过计算求出aip突出于初始的接通区域的外缘的外侧的突出量h，从而还能够临时设定接通单位的位置，以便抑制该突出量h。
图5中示出按照上述步骤进行曝光图像数据的校正的处理算法的一例。在开始之后的步骤s1中，获取所输入的曝光图像数据。在下一步骤s2中，如上述，求出曝光图像数据的接通区域的累积强度分布。在下一步骤s3中，如上述，特定阈值et，并求出校正对象区域的aip。在下一步骤s4中，如上述，在需要校正的范围内任意移动曝光图像数据的轮廓上的点，在各点求出至aip为止的最短距离l，并特定该最短距离l成为最大值lmax的曝光图像数据的轮廓上的点t。
在下一步骤s5中，在曝光图像数据的轮廓上的点t的外侧附近临时设定上述接通单位。而且在下一步骤s6中，将临时设定的接通单位附加于曝光图像数据的接通区域，并重新求出校正对象区域的aip。
而且，在之后的步骤s7中，对从临时设定接通单位之前的aip求出的差分面积d与从临时设定接通单位之后重新求出的aip求出的差分面积d进行比较，从而进行从重新求出的aip求出的差分面积d是否变小的判断。当未变小时(当为“否”时)，取消临时设定而进入到步骤s10，并进行是否临时设定其他的接通单位的判断。
当在步骤s7中，从重新求出的aip求出的差分面积d变得比之前的差分面积d小时(当为“是”时)，接着进行基于重新求出的aip的上述突出量h是否是容许范围的判断(能够设定此处的容许范围是零的情况。)。而且，当突出量h超出容许范围时(当为“否”时)，取消临时设定而进入到步骤s10，并进行是否临时设定其他的接通单位的判断。
而且，当在步骤s8中，基于重新求出的aip的突出量h是容许范围时(当为“是”时)，在步骤s9中，确定之前临时设定的接通单位的设定而进入到步骤s10，并进行是否临时设定其他的接通单位的判断。
在步骤10中，当临时设定其他的接通单位时(当为“是”时)，返回到步骤s5，在点t的附近临时设定新的接通单位，并如上述依序执行步骤s6以后的处理。在步骤10中，当未临时设定其他的接通单位时(当为“否”时)，进行将至此所确定的所有的接通单位附加于曝光图像数据的接通区域的曝光图像数据的校正，并结束处理。
在步骤10中，是否临时设定其他的接通单位的判断中，对之前求出的差分面积d充分变小(例如，成为某一设定值以下)的情况、步骤s7中的“否”多次连续等，无法发现减小之前求出的差分面积d的接通单位的情况等进行“否”的判断。
此外，图5的例中，特定点t时示出求出lmax的例，但并不限定于此，也可以首先特定曝光图像数据的轮廓上的任意的点，并执行步骤s5至s10，之后(当步骤s10为“否”时)，依序移动点而进行相同的处理。
图6中示出执行上述图案曝光方法的图案曝光装置的构成例。图案曝光装置1具备在工件w的曝光面上照射光束lb的光照射部2、沿特定方向对支撑工件w的平台4进行扫描的扫描部3及控制光照射部2及扫描部3的控制部5。而且，向控制部5输入曝光图像数据时，设置数据校正部6，且将经由该数据校正部6而校正的曝光图像数据输入到控制部5。
控制部5进行如下控制，即基于经校正的曝光图像数据对光束lb进行接通或断开控制的同时进行扫描，并在工件w的曝光面上描绘图案。在此，图示了对工件w进行扫描的扫描部3，但也可以固定平台4而设置对光照射部2进行扫描的扫描部。
数据校正部6具备用于进行上述图案曝光方法中的曝光图像数据的校正的运算处理部。在曝光处理之前进行这些曝光图像数据的校正，由此在无遮罩曝光中，能够以良好的精度形成被微细化的图案。
符号说明
1-图案曝光装置，2-光照射部，3-扫描部，4-平台，5-控制部，6-数据校正部，w-工件。
1.一种图案曝光方法，基于曝光图像数据对光束进行接通或断开控制的同时进行扫描，并在曝光面上描绘图案，该图案曝光方法的特征在于，具备如下步骤：
在所述曝光面上划分光束的最小曝光单位，以所述最小曝光单位的集合特定所述曝光图像数据中校正所需要的光束的接通区域；
按所述接通区域内的最小曝光单位累积所述光束的强度分布，并求出所述接通区域内的累积强度分布；
对所述累积强度分布与所设定的阈值进行比较而求出在所述曝光面上连结所述累积强度分布与所述阈值一致的点而成的轮廓来作为累积强度轮廓；及
在所述接通区域的外侧按所述最小曝光单位设定接通光束的接通单位来校正所述曝光图像数据，以使被所述接通区域的外缘和所述累积强度轮廓包围的差分面积变小。
2.根据权利要求1所述的图案曝光方法，其特征在于，
所述接通单位被设定于所述曝光图像数据中平面角部的附近。
3.根据权利要求1或2所述的图案曝光方法，其特征在于，
临时设定所述接通单位，仅在临时设定的所述接通单位所影响的区域重新求出所述累积强度轮廓，当所述差分面积变小时，确定临时设定的所述接通单位的设定。
4.根据权利要求1至4中任一项所述的图案曝光方法，其特征在于，
所述接通单位被设定成抑制所述累积强度轮廓突出在所述接通区域的外缘的外侧的突出量。
5.一种图案曝光装置，基于曝光图像数据，对光束进行接通或断开控制的同时进行扫描，并在曝光面上描绘图案，该图案曝光装置的特征在于，具备校正所述曝光图像数据的数据校正部，
该数据校正部具备如下运算处理部：
在所述曝光面上划分光束的最小曝光单位，以所述最小曝光单位的集合特定所述曝光图像数据中校正所需要的光束的接通区域；
按所述接通区域内的最小曝光单位累积所述光束的强度分布，并求出所述接通区域内的累积强度分布；
对所述累积强度分布与所设定的阈值进行比较而求出在所述曝光面上连结所述累积强度分布与所述阈值一致的点而成的轮廓来作为累积强度轮廓；及
在所述接通区域的外侧按所述最小曝光单位设定接通光束的接通单位来校正所述曝光图像数据，以使被所述接通区域的外缘和所述累积强度轮廓包围的差分面积变小。
技术总结