JP2000260686A - 露光方法及び露光装置 - Google Patents

露光方法及び露光装置

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JP2000260686A
JP2000260686A JP11060080A JP6008099A JP2000260686A JP 2000260686 A JP2000260686 A JP 2000260686A JP 11060080 A JP11060080 A JP 11060080A JP 6008099 A JP6008099 A JP 6008099A JP 2000260686 A JP2000260686 A JP 2000260686A
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amount
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processing
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Iwao Tokawa
巌 東川
Takayuki Abe
隆幸 阿部
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 逐次ビーム露光方式において、露光領域境界
の接続部分のつなぎ精度を向上させることができ、パタ
ーン精度の向上に寄与する。 【解決手段】 露光すべき領域を主偏向器の偏向幅で決
まる複数のフィールドに分離すると共に、フィールドを
副偏向器の偏向幅で決まる複数のサブフィールドに分離
し、分離したフィールド毎に可変成形の電子ビームを用
いて逐次露光処理を施し、かつ隣接するフィールドの境
界部で多重露光処理を行って基板上に所望パターンを露
光する電子ビーム露光方法において、多重露光処理を境
界部でサブフィールド単位で行い、多重露光処理を行う
多重露光部の露光量が非多重露光部と同じとなるように
各々の露光による露光量の割合を設定し、かつ境界部に
直交する方向に沿って多重露光部における各々の露光量
の割合を、多重露光部の両端を除いて２０％から８０％
の範囲で階段状に変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上の感光材料
にＬＳＩ等のパターンを露光する技術に係わり、特に露
光すべき領域を複数に分離し、分離した各領域毎に成形
ビームを用いて逐次露光処理を施す露光方法及び露光装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種の露光技術においては、一般に露光
装置の露光可能領域よりも露光すべき領域の方が広いた
め、露光すべき領域を複数に分離し、分離した各領域毎
に露光処理を行っている。このとき、隣接する露光領域
の境界部分を如何に上手くつなぐかが重要である。
【０００３】光を用いて１つの露光領域を一括露光する
方式では、隣り合う露光領域の境界部分を重ね合わせる
ようにオーバーラップ領域を設けてマスクパターンを転
写することにより、露光領域境界において問題となる露
光量や位置がステップ状に変化して発生するパターン不
良を解消する方法が提案されている。一方の露光領域の
オーバーラップ領域部分では、端部に向けて露光量が徐
々に小さく、もう一方の露光領域では、反対の方向に露
光量が徐々に小さくなるように露光にし、オーバーラッ
プ領域のどの位置でも基本的に露光量の合計が一定にな
るように処理することにより、パターンの寸法と位置の
変化がステップ状に境界で発生することを回避してい
る。
【０００４】しかし、ビームブランキングの時間管理等
により露光エネルギー制御を行う逐次ビーム露光方式に
おいては、露光の最小単位である個々のショットが成形
されて異なるサイズで露光され、個々のショット内では
一定の露光量となり、またビームブランキングの最小
値、即ち照射時間の最小値に限界があり、アナログでな
くデジタルデータとして扱われ、露光量がステップ状に
設定される。このため、光露光のように、オーバーラッ
プ領域で露光量を一定値から徐々に零まで小さくして重
ね、オーバーラップ領域の露光を行うことはできない。
従って、光露光技術で実現されているオーバーラップ露
光は、電子ビームを用いた逐次ビーム露光方式において
は異なった方法で限定された形で実現されてきた。
【０００５】逐次ビーム露光方式において提案されてい
る一つの方法は、境界を跨ぐパターンのショットをそれ
ぞれ半分の露光エネルギーでオーバーラップさせること
により、露光領域境界での露光精度の改善を行うことで
ある。この場合、境界に跨るパターンを選定するデータ
処理が新たに必要とされ、データ処理が煩雑になるにも
拘わらず精度の改善効果が限定されている。また、個々
の境界の影響を低減するために、境界位置を変えて多重
露光を行うことにより、境界部分の影響を低減し一様化
する手法も採用されている。しかしながら、境界領域で
露光量がステップで変化している割合は低減されるもの
の、多重度を増すにつれて露光処理時間が増大する問題
が発生し、また依然としてステップ状に露光量が変化し
ている影響は残され、パターン不良の低減効果は十分に
達成されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように従来、露光
領域境界の接続部分のつなぎ精度を向上させるために種
々の方法が提案されているが、いずれの方法も逐次ビー
ム露光方式にそのまま適用できなかったり、逐次ビーム
露光方式では十分な効果が得られないという問題があっ
た。
【０００７】本発明は、上記事情を考慮して成されたも
ので、その目的とするところは、逐次ビーム露光方式に
おいて、露光領域境界の接続部分のつなぎ精度を向上さ
せることができ、パターン精度の向上に寄与し得る露光
方法及び露光装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】（構成）上記課題を解決
するために本発明は次のような構成を採用している。
【０００９】即ち本発明は、露光すべき領域を複数に分
離し、分離した各領域毎に成形ビームを用いて逐次露光
処理を施し、かつ隣接する露光領域の境界部で多重露光
処理を行って試料上に所望パターンを露光する露光方法
において、前記多重露光処理を行う多重露光部の露光量
が非多重露光部と同じとなるように各々の露光による露
光量の割合を設定し、かつ前記境界部と直交する方向に
沿って、前記多重露光部における各々の露光量の割合を
０％及び１００％を含まない範囲で階段状に変化させる
ことを特徴とする。
【００１０】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。 (1) 図形情報，配置情報，及び露光量情報等の各種情報
からなる露光データに基いて可変又は非可変の成形ビー
ムを発生し、露光データに基づいて個々の成形ビームを
所定位置に所定の露光量に相当する時間照射して単位の
ビームショットを行い、該ビームショットを順次繰り返
すこと。
【００１１】(2) 主偏向器で偏向可能な主偏向領域が副
偏向器で偏向可能な副偏向領域に分離され、主偏向器で
副偏向領域の位置を規定し、副偏向器で副偏向領域内の
所定位置にビームを照射する２段偏向方式の露光装置を
用い、多重露光する領域を副偏向領域単位で決定するこ
と。
【００１２】(3) 多重露光領域の各々の露光による露光
量の割合を設定する際に、露光装置における露光量設定
で使用できる最小の露光量を基にすること。 (4) 露光に用いるビームは、電子ビームやイオンビーム
等の荷電ビームであると。
【００１３】(5) 露光データは、電子ビーム露光に伴っ
て発生する近接効果等を補正するための情報を含み、該
情報に少なくとも露光量を補正するデータが含まれ、少
なくとも一部のパターンにおいて異なった露光量値の露
光データを用いること。
【００１４】また本発明は、露光すべき領域を主偏向器
の偏向幅で決まる複数のフィールドに分離すると共に、
各々のフィールドを副偏向器の偏向幅で決まる複数のサ
ブフィールドに分離し、分離したフィールド毎に可変成
形の荷電ビームを用いて逐次露光処理を施し、かつ隣接
するフィールドの境界部で多重露光処理を行って試料上
に所望パターンを露光する露光方法において、前記多重
露光処理を前記境界部でサブフィールド単位で行い、前
記多重露光処理を行う多重露光部の露光量が非多重露光
部と同じとなるように各々の露光による露光量の割合を
設定し、かつ前記境界部に直交する方向に沿って前記多
重露光部における各々の露光量の割合を、前記多重露光
部の両端を除いて０％及び１００％を含まない範囲で階
段状に変化させることを特徴とする。
【００１５】また本発明は、主・副２段の偏向器を備
え、露光すべき領域を主偏向器の偏向幅で決まる複数の
フィールドに分離すると共に、各々のフィールドを副偏
向器の偏向幅で決まる複数のサブフィールドに分離し、
分離したフィールド毎に可変成形の荷電ビームを用いて
逐次露光処理を施し、かつ隣接するフィールドの境界部
で多重露光処理を行って試料上に所望パターンを露光す
る荷電ビーム露光装置において、前記多重露光処理を行
う多重露光部の大きさは任意数のサブフィールド単位で
決定され、前記多重露光処理を行う多重露光部の露光量
が非多重露光部と同じとなるように各々の露光による露
光量の割合が設定され、かつ前記境界部に直交する方向
に沿って前記多重露光部における各々の露光量の割合
が、前記多重露光部の両端を除いて０％及び１００％を
含まない範囲で階段状に変化されていることを特徴とす
る。
【００１６】（作用）本発明によれば、隣接する露光領
域の境界部で多重露光処理を行う際に、多重露光部の露
光量が非多重露光部と同じとなるように各々の露光によ
る露光量の割合を設定し、かつ境界部と直交する方向に
沿って各々の露光量の割合を０％及び１００％を含まな
い範囲で階段状に変化させることにより、逐次ビーム露
光方式であっても、パターンの寸法と位置の変化がステ
ップ状に境界で発生することを回避できる。このため、
露光領域境界の接続部分のつなぎ精度を向上させること
ができ、パターン精度の向上に寄与することが可能とな
る。さらに、多重露光部において内縁部から外縁部に向
かって露光量が低下するように設定して相互に重複する
ことにより、多重露光部を設けずに接続した場合に発生
しているステップ状の変動が緩和される。
【００１７】また、多重露光処理を行う際に、多重露光
部をサブフィールド単位で設定することにより、従来の
データ処理技術を用いての露光が可能になるため、露光
データ管理を煩雑にすることなく、パターン精度の向上
をはかることが可能になる。さらに、電子ビーム露光等
においては採用されている近接効果補正処理を行ったデ
ータに対しても、本発明にかかる露光方法を適用するこ
とができ、近接パターンの影響を回避したパターン形成
が可能になる。
【００１８】また、本発明を適用し、パターン精度を向
上させることにより、半導体素子の機能或いは性能の向
上、更には品質の安定化に寄与することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。
【００２０】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に使用した可変成形電子ビーム露光装置を示
す概略構成図である。
【００２１】試料室１０の上部に、電子光学系２０が接
続されている。試料室１０内には、被露光基板（試料）
１１が載置され、側面に反射ミラー１３が設けられた試
料ステージ１２が配置されている。電子光学系２０は、
電子銃２１、各種レンズ２２ａ〜２２ｅ、ブランキング
偏向器２３、各種偏向器２４ａ〜２４ｄ、ブランキング
用アパーチャ２５、ビーム成形用アパーチャ２６ａ，２
６ｂから構成されている。
【００２２】被露光基板１１は、石英ガラス製の方形基
板（６０２５基板：ＨＯＹＡ社製）の主面にクロム等を
積層させた遮光膜を有する基板であり、この基板１１に
電子ビーム用の感光性材料膜が積層されている。試料ス
テージ１２はＸＹ平面内で移動可能に設けられており、
ステージ駆動系３５により駆動される。そして、試料ス
テージ１２の移動位置は、レーザ測長計（位置測定計）
３４により測定される。また、被露光基板１１は、試料
ステージ１２に設けられた微動機構（図示せず）により
高さ調整が可能となっている。
【００２３】電子光学系２０においては、電子銃２１か
ら放出された電子ビームがレンズ系２２ａ，２２ｂによ
り集束され、ビーム成形用偏向器２４ａと第１及び第２
の成形アパーチャ２６ａ，２６ｂにより成形され、これ
により所定形状の成形ビームが得られる。そして、この
成形ビームがレンズ系２２ｄ，２２ｅにより基板１１上
に結像されると共に、主偏向器２４ｂと副偏向器２４ｃ
により基板１１上の所定位置に位置決めされる。また、
成形ビームの照射時間は、ブランキング偏向器２３によ
るブランキングで決定される。
【００２４】なお、図中の３１はブランキング偏向器２
３にブランキング電圧を印加するためのブランキング制
御回路部、３２は成形偏向器２４ａに偏向電圧を印加す
るための可変成形ビーム制御回路部、３３はビーム走査
用の主偏向器２４ｂ及び副偏向器２４ｃに偏向電圧を印
加するためのビーム偏向制御回路部であり、３０は各種
制御回路部３１〜３３，レーザ干渉計３４，及びステー
ジ駆動系３５を制御するための制御計算機を示してい
る。
【００２５】図２は、図１の装置を用いてレチクルを作
成する際の基本的な描画手順を説明する概略図である。
露光処理は、被露光基板１１を連続移動しながら行われ
るが、基板１１上では図２（ａ）（ｂ）に示すように、
ｘ軸方向に１０２４μｍ幅のフィールドの露光をｙ軸方
向に繰り返して行く。１０２４μｍ幅の露光は、図２
（ｃ）に示すように、６４μｍ角の小露光領域（サブフ
ィールド）の露光を順次処理してなされ、１０２４μｍ
幅の露光をｙ軸方向へ繰り返して帯状の露光を行い、帯
状の露光を繰り返して所定領域の露光を実施する。露光
の最小単位は、ブランキングをオンしてビーム照射を開
始し、所定時間の経過の後にブランキングをオフして停
止する処理によって露光されるショットである。
【００２６】露光すべき図形データは、成形アパーチャ
２６を用いて生成可能なビームデータに分割され、ビー
ムの成形情報と共に位置情報が、必要ならば個々の露光
量情報を含めてショットデータとして扱われ、６４μｍ
角の領域を単位としてデータ管理され、帯状の露光単位
で扱われる。データは、繰り返し配列情報として扱うこ
ともある。露光処理にあたっては、被露光基板１１を保
持するステージ１２をｙ軸方向に連続移動しつつ、レー
ザ測長計３４からの位置信号に同期して、主偏向器２４
ｂ及び副偏向器２４ｃを用いて露光データの指示位置に
ショットを位置させる。ステージ１２には、主偏向器２
４ｂで追従可能な範囲にショット位置があるよう移動速
度を変えて動作することにより、処理動作待ちが最小限
になるような制御機能も適用される。
【００２７】レチクル製作に本発明を適用した実施形態
の詳細を説明する。レチクルの製作に先立って、１：１
のラインアンドスペースパターンを全面露光して、露光
条件と、ベーキング条件，現像条件の選択を行い、基準
の露光量とプロセスの選択を実施し、その処理条件で露
光量を５％刻みで変えて、近接効果補正値算出のための
テストパターン露光を行い、遮光膜エッチング処理まで
実施して、近接効果補正値を算出する関数の係数を求め
る。近接効果補正データの処理方法は、例えば（Japane
se Journal of Applied Physics;T.Abe,S.Yamasaki,T.Y
amaguchi,R.Yoshikawa and T.Takigawa,Vol.30,p2965(1
991)）に記載がある。
【００２８】被露光基板１１は、ＨＯＹＡ社製の６０２
５と呼ばれるサイズ規格の石英ガラスの一方の面にクロ
ム膜を遮光材料を設けたブランクスで、ポジ型化学増幅
系レジストを０．５μｍの膜厚に塗布し、ホットプレー
トを用いて、９０℃で８分のベーキング処理を実施し
た。次いで、基板１１を図１の露光装置の試料室１０内
にロードし、ステージ１２上の所定位置に保持した。十
分な基板温度管理を行うために、装置の設定温度２３．
０℃と基板１１が同一の温度になるように試料室１０内
で待機させ、温度変動に伴う位置精度の低下を防いだ。
【００２９】露光処理にあたっては、露光量は設定可能
な値、即ち露光装置で処理可能な値にのみ設定される。
本露光装置では、最小の露光量は０．８０μＣ／ｃｍ2
で、０．０２μＣ／ｃｍ2 単位で増加させて露光量を設
定することができ、また１回のショットで露光する最大
の露光量は２０μＣ／ｃｍ2 に設定されている。本実施
形態で用いた露光データでは、主たる露光領域は１００
ｍｍ×１３２ｍｍ角の領域で、その外側に各種のマーク
が配置されている。
【００３０】露光処理は、図３及び図４の如く、重複す
る境界領域の露光量を設定し、図５の如く帯状露光領域
（フィールド）の露光処理を繰り返して行った。１０２
４μｍの幅に６４μｍ角の小領域（サブフィールド）を
１６個配置し、それぞれの帯状の露光領域においては、
隣接する帯状の露光領域と重複する６４μｍ角の小領域
一列に対して、図３のように露光領域を設定して露光処
理した。
【００３１】図３において、（ａ）は比較のための従来
の境界部分を示し、隣接する露光領域であるストライプ
ＡとＢは重なっていない。（ｂ）〜（ｄ）は、本実施形
態で行った露光処理の概略図である。隣接する露光領域
であるストライプＡ’とＢ’は１つの小領域で重なって
いる。
【００３２】図４は、ストライプＡ’とＢ’が重なった
多重露光部における露光量の分配方法を示す図で、縦軸
は露光量の比率を示し、近接効果補正処理により算出さ
れる個々のショットに対する露光量をそれぞれ１００％
とし、その値に対する割合を示している。（ａ）はスト
ライプＡ’を露光する際の露光量、（ｂ）はストライプ
Ｂ’を露光する際の露光量、（ｃ）はこれらを合成した
露光量である。
【００３３】図５は、帯状の領域を順次露光していく様
子を示している。帯状の領域は隣接する領域と６４μｍ
幅で重複している。即ち、両側に帯状の領域が接続して
いる場合には、片側で６４μｍの重複する領域を設けて
いる。基準の露光量６μＣ／ｃｍ2 で近接効果補正デー
タに基づき露光処理を実施した。重複して露光される領
域においては、各ショットの露光量は、６４μｍ幅の露
光の開始点側からの各ショットの距離を用いて算出し
た。各ショットは図６に示すように、図形の一頂点で位
置を定義して処理されており、重複する領域において
は、帯状の露光領域の主たる露光領域との端部からの距
離、即ち各ショットの６４μｍ幅におけるｘ座標値に応
じて露光量の算出処理を実施した。
【００３４】露光量の設定は、より厳密には図７（ａ）
〜（ｃ）に示すように、両端の４μｍを除いた６４μｍ
幅の中央部分で８０％から２０％まで端部に近づくにつ
れて露光量が減じて行くように設定した。また、各ショ
ットに対する露光量は記録し、重複して露光される次の
帯状の露光処理において、１回目或いは２回目でその領
域に露光されるべき露光量の残り分を与えるように露光
量を設定し、露光処理を実施した。
【００３５】露光後、２０分真空中で保持した後、大気
中に取り出し３０分放置した。次いで、０．２ｍｍのス
ペーサを介して９０℃に保持されたホットプレート上に
基板１１を保持し１５分のベーキング処理を行った。ベ
ーキング後直ちに１８℃に保たれたクーリングプレート
上に乗せ、２０分放置した。次いで、この基板１１を室
温で放置し、基板温度を室温に戻した。
【００３６】次いで、基板１１をスプレー現像装置にセ
ットし、フルコーンノズルから２３℃に温調した現像液
（ＡＤ−１０：多摩化学製）をスプレーし、１００ｒｐ
ｍで回転させて、７５秒の現像を行い、直ちに超純水に
てリンス処理を行った。乾燥後、１００℃，２０分のホ
ットプレートベーキング処理を行った後、平行平板型の
ドライエッチング装置にて、塩素と酸素の混合ガスを用
いてクロムを主成分とする遮光膜のエッチングを行っ
た。約０．１μｍの膜厚のエッチングを２０分かけて行
った。ＲＦの反射波強度のモニターからＪｕｓｔ＋５０
％のエッチングであった。
【００３７】レジストを除去後、共焦点型の顕微鏡にて
設計データが０．８μｍの遮光膜で囲まれたスペースパ
ターンの寸法測定を実施した。重複して露光されている
部分で５０箇所、重複していない部分で５０箇所、ｘ方
向，ｙ方向各１００点の測定を行った結果、寸法の平均
値でｘはそれぞれ０．８５６μｍ，０．８４２μｍ、ｙ
は０．８４６μｍ，０．８５２μｍ、バラツキはそれぞ
れｘは１３ｎｍ（３σ），１４ｎｍ（３σ）、ｙは１７
ｎｍ（３σ），１５ｎｍ（３σ）であった。重複してい
る部分と他の部分で有為な差は認められなかった。ま
た、パターンの位置測定を行った結果、帯状の幅の中心
部分に比べて、重複している部分では、約１３％程度位
置精度が低下している結果が得られた。
【００３８】露光量の設定に当たっては、図７のよう
に、それぞれの１０２４μｍ幅の露光処理において、重
複する６４μｍ幅の領域と接続する６４μｍ幅の領域と
の接続部分においては露光量の変化が発生しないように
処理した。即ち、個々の露光における１０２４μｍ幅の
露光処理の端部と６４μｍ幅の領域の端部が同一位置に
ならないように調整されている。
【００３９】このように本実施形態によれば、１０２４
μｍ幅の帯状露光領域を順次露光する際に、隣接する帯
状露光領域で６４μｍ幅の小領域を重複させて多重露光
処理し、さらに多重露光部の露光量が非多重露光部と同
じとなるように各々の露光による露光量の割合を設定し
ている。しかも、多重露光部における各々の露光量の割
合を２０％から８０％まで階段状に変化させることによ
り、電子ビームを用いた逐次ビーム露光方式であって
も、パターンの寸法と位置の変化がステップ状に境界で
発生することを回避できる。従って、露光領域境界の接
続部分のつなぎ精度を向上させることができ、パターン
精度の向上に寄与することが可能となる。
【００４０】また、多重露光部において内縁部から外縁
部に向かって露光量が低下するように設定して相互に重
複することにより、多重露光部を設けずに接続した場合
に発生しているステップ状の変動が緩和される。さら
に、多重露光処理を行う際に、多重露光部をサブフィー
ルド単位で設定することにより、従来のデータ処理技術
を用いての露光が可能になるため、露光データ管理を煩
雑にすることなく、パターン精度の向上をはかることが
可能になる。
【００４１】（第２の実施形態）多重露光方法を適用し
て露光処理されるレチクル製作に適用した実施形態を用
いて本発明の説明を行う。前記実施形態と同一の露光装
置を用いて実施した。被露光基板は、ＨＯＹＡ社製の６
０２５と呼ばれるサイズ規格の石英ガラスの一方の面に
クロム膜を遮光材料を設けたブランクスに電子ビームレ
ジストを０．５μｍの膜厚に塗布し、所定のベーキング
処理を行った基板で、レジスト材料は、日本ゼオン社製
のＺＥＰ７０００である。
【００４２】被露光基板は前記図１の露光装置の試料室
１０内にロードされ、ステージ１２上に保持される。露
光処理は、基準の露光量１３μＣ／ｃｍ2 で行った。
【００４３】まず、図８のＡの如く、最初の帯状の露光
を５１２μｍの幅で行い、残りは１０２４μｍの幅で基
準の露光量１３μＣ／ｃｍ2 で近接効果補正データに基
づいて露光処理を行う。次いで、図８のＢ如く、同一の
基準の露光量１３μＣ／ｃｍ 2 で露光処理を行うことに
より、計２６μＣ／ｃｍ2 の基準の露光量の処理を行
う。
【００４４】図中においては、説明のために、位置をず
らして１回目の露光順序と２回目の露光順序を示してい
るが、同一の図形データが同一の位置に露光される。即
ち、主たる領域は二重に露光処理を行う。二重の露光処
理は、電子ビームの入射に伴う発熱現象を回避すると共
に、個々の露光におけるバラツキを平均化するために採
用されている。即ち、重複して露光される領域は、１回
目の露光処理と２回目の露光処理で異なった位置に設定
され、露光処理を実施されている。１回目と２回目の露
光量は基本的に一対一に分けて行った。個々の露光量が
露光処理可能な値にならない場合、即ち露光量の最小単
位の１／２の値が生ずる場合が必ず発生するため、露光
量の算出においては、一方で露光される露光量と他方で
露光される露光量の和が所定の値になるように露光処理
データの作製を実施した。
【００４５】この露光量の端数の処理は、帯状に重複し
て露光処理される領域に対しても同様になされた。より
具体的には、近接効果補正処理に基づき、露光量の最小
単位で算出された露光量データを１回目と２回目の露光
に分割し、少なくとも１回の露光データでそのショット
に対して他の露光処理で施される露光量の確認を行って
露光量を選定する処理を実施する。本実施形態において
は、重複して露光される領域は１２８μｍ幅に設定し
た。重複して露光される領域においては、各ショットの
露光量は、１２８μｍ幅の露光の開始点側からの各ショ
ットの距離を用いて算出した。即ち、各ショットは前記
図６に示すように６４μｍ幅の領域で、図示されている
如く図形の一頂点で位置を定義して処理されており、本
実施形態においては、１２８μｍ幅の重複する領域にお
いて、１２８μｍ幅の端部からのｘ座標値に応じて露光
量の算出処理を実施した。
【００４６】露光量の設定は、図９の如く、両端の４μ
ｍを除いた１２８μｍ幅の中央部分で４０％から１０％
まで端部に近づくにつれて露光量が減じて行くように設
定した。また、各ショットに対する露光量は記録し、重
複して露光される次の状態の露光処理において、１回目
或いは２回目でその領域に露光されるべき露光量の残り
分を与える様露光量を設定し、露光処理を実施した。結
局、重複領域においては、図９の如く３回の露光が重複
している。
【００４７】露光装置の試料室１０内からから取り出し
た後、レチクルをスプレー現像装置にセットし、フルコ
ーンノズルから２３℃に温調した専用現像液をスプレー
し、１００ｒｐｍで回転させて７５秒の現像を行い、直
ちに専用リンス液にてリンス処理を行った。次いで、平
行平板型のドライエッチング装置にて、ウェットエアー
を用いるプラズマデスカムエッチング処理を行った。エ
ッチングは７５Ｗで９０秒行い、この処理によりレジス
ト膜厚は約０．０５μｍ減少した。
【００４８】次いで、第１の実施形態と同様にして、塩
素と酸素の混合ガスを用いてクロムを主成分とする遮光
膜のエッチングを行った。約０．１μｍの膜厚のエッチ
ングを２０分かけて行った。ＲＦの反射波強度のモニタ
ーからＪｕｓｔ＋１５％のエッチングであった。
【００４９】レジストを除去後、共焦点型の顕微鏡にて
設計データが０．８μｍの露光部分で形成される遮光膜
に囲まれたスペースパターンと、遮光膜で形成されてい
るラインパターンの測定を実施した。重複して露光され
ている１２８μｍ幅の領域を含めてほぼ２５０μｍ角の
領域を、露光領域の中心と右上、及び左下の３箇所で測
定したが、特に重複に伴うと考えられる線幅の異常は認
められなかった。ラインパターンでは１８．１ｎｍ（３
σ）で、スペースパターンでは１４．６ｎｍ（３σ）の
ばらつきの値を得た。また、ｘ方向，ｙ方向で特に目立
った差異は認められなかった。
【００５０】本実施形態において、多重露光処理への適
用を説明したが、多重露光処理は、その順序を、図８の
帯状の領域を１，１’，２，２’，３，３’，４，
４’，５，５’…の如く逐次処理して行く方法としても
何ら本発明の主旨を逸脱しない。また、多重度を更に増
して適用することも可能である。
【００５１】重複する領域における露光量の設定は、細
かく段階的に設定することが望ましいが、データ処理の
煩雑さを回避する目的で、例えば６４μｍ角の小領域で
多重に露光しない部分と重複する部分に分け、一つの基
準で定めることも本発明の効果を一部実現する方法であ
る。即ち、複数のショットに対して同一の基準で露光量
を選択する方法も本発明の一態様である。また、複数の
６４μｍ角の小領域幅を用いて、各小領域で一つの基準
で定めることも本発明の主旨を逸脱するものではない。
また、レジストの特性に伴って露光量の加算効果が一律
でない場合には、露光量に補正を施すことも必要とな
る。露光回数により、即ち重複の差異等により、レジス
ト特性に依存するパターン寸法差異が発生し、その差異
が露光量等の補正によって回避可能なことは十分に予期
されるものであり、本発明の適用に当たって補正方法に
付加する運用ができる。
【００５２】また、本実施形態においては、帯状の領域
を重複させて処理する方法を説明したが、本発明は帯状
の露光を繰り返す逐次露光方法にのみ適用する技術に限
定されるものではなく、２つ以上の領域が接続する逐次
露光に適用できるものである。例えば、基板上で４つの
方形の領域が一点で接続している場合には、露光量の分
割を４つの逐次露光に分割すればよい。４つの Main-fi
eld が重複する場合、重複領域内において個々の Main-
field の端部に向かって、ｘ方向，ｙ方向への距離の比
率に応じて図１０のように（１−ｘ）×（１−ｙ）の比
率を適用し、個々の露光単位の露光量を減少させていく
ことも本発明の意図するところである。
【００５３】また、本実施形態ではパターン形成技術に
関して説明したが、表示装置においても同様の方法を採
用することにより、接続精度の向上した表示が可能にな
る。また、実施形態において基板の表面へのパターン形
成方法を用いて説明しているが、立体パターンを形成す
る方法への適用も何ら本発明の主旨を逸脱するものでは
ない。逐次露光処理を行ってなされる露光処理におい
て、本発明の意図する重複する露光処理を採用すること
により、接続精度の向上したパターン形成提供される。
【００５４】また、本実施形態においては、領域は６４
μｍ角に限定されるものではなく、また、露光処理方法
或いは装置構成において、領域をさらに分割した関係で
処理することも何ら本発明の主旨を逸脱するものではな
い。即ち、非連続的に露光処理される領域が、第２の非
連続的に露光される領域を構成し、さらに第２の非連続
的に露光される領域が第３の非連続的に露光される領域
を構成する、或いはさらに第４以上の非連続的に露光さ
れる領域の構成へと関係していても、何ら本発明の主旨
を逸脱しない。即ち、各階層の領域で少なくとも１回本
発明を適用することが考えられる。
【００５５】また、本実施形態で説明した露光形態にお
いては、固定された露光単位が用いられている。即ち、
６４μｍ角の単位の領域を格子状に配置して、帯状の領
域を構成するなど規則的に配置された領域を用いて処理
する方法に本発明を適用している。しかし、本発明の効
果は、配置に依存するものではない。即ち、方形の領域
に限定されるものでもなく、図１１の如く、例えば６４
μｍといった露光領域が重複して配置され、重複してい
る領域にあるショットはどちらか一方の領域において定
義されていてもよい。また、サイズが可変で、重なった
領域を有するように配置されていても何ら本発明の主旨
を逸脱するものではない。
【００５６】（第３の実施形態）図１２を用いて、より
具体的にデータ処理方法を行う実施形態を説明する。
【００５７】本実施形態では、以下ストライプと呼ぶ帯
状の露光領域と、ストライプを構成する逐次露光の一単
位領域、サブフィールドがデータ管理及び露光処理にお
いて用いられ、ストライプの境界部分においてサブフィ
ールド単位で重複する領域が設定され露光処理を行う。
【００５８】また、ストライプの露光処理は、図１２
（ａ）に示すように、ストライプ幅Ｌのほぼ１／２が重
複するように多重露光される。即ち、ストライプの境界
部分においてサブフィールド単位で重複する領域が設定
された露光処理を、ストライプの設定をストライプ幅の
ほぼ１／２ずらした条件で全体を二重に露光処理する。
このとき、ストライプ毎の露光処理は、全面の露光を二
度繰り返すのではなく、図１２（ａ）の如く一方の端部
から、Ｍ，Ｍ＋１，Ｍ＋２，…と二重露光を逐次行って
行く手順で実施する。図１２（ａ）においては、上下に
ずらして表示し、重なり具合を示しているが、ストライ
プの位置関係は、実際の露光処理においては、上下方向
にずらす必要は無い。基準照射量は２０μＣ／ｃｍ2 と
設定するものとする。
【００５９】近接効果補正のための照射量データは、１
〜２μｍ程度の小領域毎に設定される。データは０から
２５５までの２５６階調とする。０は最小照射量に相当
し、２５５は最大照射量に相当する。電気回路には、各
値と実際の照射量との対応を示すテーブルＸをセットし
ておく。これは、基準照射量の値によって算出し、セッ
トし直すテーブルとなっている。また、データは、ディ
スクデータ上に予めストライプ毎に格納されている。
【００６０】露光装置の制御ソフトはディスクに格納さ
れたデータ上のストライプ毎のパターンデータにアクセ
スし、描画すべきストライプ用のデータをバッファメモ
リに送る。この時、制御ソフトは、データのストライプ
幅の選定処理に基づき、送るデータの指示を行う。バッ
ファメモリに送られるデータは、単一のストライプで管
理されていたデータから一部選択して送られる場合と、
隣り合った２つのストライプで管理されていたデータか
ら新たにストライプ状にサブフィールドを再配置して順
序づけて送る場合があり、制御ソフトの指示に基づいて
処理される。送付するサブフィールドの全てのデータに
は、配置情報のコントロールデータが保存されている。
データを受け取るバッファメモリにおいては、制御ソフ
トからの指示に基づき保存されていたデータから一部を
破棄し、残りのデータとディスクから送られるデータを
再配置して、露光ストライプのデータを準備する。
【００６１】図１２（ｂ）は、ディスク上に格納されて
いるデータと、バッファメモリ上のデータの関係を図示
したもので、Ｍ番目の露光ストライプデータは、Ｍ−１
番目の露光ストライプデータの一部Ｄ０に、ディスク上
のＮ番目及びＮ＋１番目のストライプからそれぞれの一
部Ｄ１，Ｄ２部分を転送して、露光ストライプ幅のデー
タに再構築される。ストライプの境界部分においてサブ
フィールド単位で重複する領域が設定されている。Ｍ−
１番目の露光ストライプで既に露光処理を施されたサブ
フィールドには、既に露光された結果が保存されてい
る。
【００６２】実際の描画にあたり、システムはサブフィ
ールド毎に処理を行う。一連のストライプにおける露光
処理の開始位置のストライプ、或いは終了位置のストラ
イプを除いた領域では、一つの露光ストライプにて処理
されるサブフィールドには、露光ストライプの幅方向を
分割するように５つのタイプがある。一つは、Ｎ−２
番目の露光においてストライプ幅の一方の端部で重複領
域を構成するための、即ちサブフィールド単位の重複を
行うための１回目の露光処理が行われ、Ｎ−１番目の露
光において、近接効果補正データを用いて算出された個
々の露光量のほぼ１／２の露光処理が施されたサブフィ
ールドである。
【００６３】次は、Ｎ−１番目の露光において、の
サブフィールドを除いた、近接効果補正データを用いて
算出された個々の露光量の、ほぼ１／２の露光処理が既
に行われたサブフィールドである。次は、Ｎ−１番目
の露光において、ストライプの端部で重複のための露光
処理を行ったサブフィールドで、次はストライプの端
部を構成しない未露光のサブフィールドで、次はスト
ライプ幅の他方の端部を構成しサブフィールド単位で重
複する未露光のサブフィールドである。
【００６４】のサブフィールドに対しては、各ショッ
トに対して残りの露光量を設定する。に対しても同様
に残りの露光量を設定する。は共にほぼ５０％の露
光量を設定する。ほぼ５０％の意味するところは、それ
ぞれのショットにおいて近接効果補正データを用いて算
出された個々の露光量の、正確に５０％の値が露光量の
制御可能な値にならない場合が発生するからである。
に対しては、重複のための露光量を設定する。二重描画
の一方を重複する露光で処理するため、サブフィールド
のストライプの内側から外側に向かって、その距離に応
じて３７％から１３％まで徐々に減少して行くように算
出し、ショット毎の露光量データを記録する。実際の露
光量データは、近接効果補正などの処理が行われている
ため、それぞれのサブフィールドの中で相対的に同一の
位置に配置されていても、同一の値になるとは限らな
い。サブフィールド単位の露光を幅方向に繰り返し、ス
テージのスキャン動作によってストライプの長さ方向に
露光処理を実施し、処理を繰り返すことによって、スト
ライプの境界部で、サブフィールドを単位とした重複を
行いつつ、二重の描画が実現される。
【００６５】以上データ処理の説明を試みたが、ショッ
ト毎のデータの処理は、露光量算出値をデータとして記
録しても、ショットの度に計算処理を実施しても構わな
い。また、複数回の露光処理に伴なうレジストの特性の
変動や露光量制御上等の補正を実施することは何ら本発
明の主旨を逸脱するものではない。
【００６６】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではなく、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できる。実施形態では、電子
ビーム露光について説明したが、本発明はビーム源とし
てイオンビームを用いたイオンビーム露光に同様に適用
することができる。また、紫外光やＸ線を用いた露光、
更にはレーザ描画にも適用することも可能である。
【００６７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、隣
接する露光領域の境界部で多重露光処理を行う際に、多
重露光部の露光量が非多重露光部と同じとなるように各
々の露光による露光量の割合を設定し、かつ境界部と直
交する方向に沿って各々の露光量の割合を０％及び１０
０％を含まない範囲で階段状に変化させることにより、
逐次ビーム露光方式であっても、パターンの寸法と位置
の変化がステップ状に境界で発生することを回避でき
る。このため、露光領域境界の接続部分のつなぎ精度を
向上させることができ、パターン精度の向上に寄与する
ことが可能となる。さらに、多重露光部において内縁部
から外縁部に向かって露光量が低下するように設定して
相互に重複することにより、多重露光部を設けずに接続
した場合に発生しているステップ状の変動が緩和され
る。つまり、逐次ビーム露光方式においても、露光領域
境界の接続部分のつなぎ精度を向上させることができ、
パターン精度の向上に寄与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に使用した電子ビーム露光装置
を示す概略構成図。
【図２】第１の実施形態における基本的な描画手順を説
明する概略図。
【図３】第１の実施形態における露光量処理を説明する
ためのもので、重複領域の様子を示す図。
【図４】第１の実施形態における露光処理を説明するた
めのもので、重複領域における露光量の割合を示す図。
【図５】第１の実施形態における露光処理を説明するた
めのもので、帯状の露光処理を繰り返す様子を示す図。
【図６】第１の実施形態における露光処理を説明するた
めのもので、露光量算出処理の様子を示す図。
【図７】第１の実施形態における露光処理を説明するた
めのもので、重複領域における露光量の割合の別の例を
示す図。
【図８】第２の実施形態における露光処理を説明するた
めのもので、帯状の露光処理を繰り返す様子を示す図。
【図９】第２の実施形態における露光処理を説明するた
めのもので、重複領域における露光量の割合の例を示す
図。
【図１０】第２の実施形態における露光処理を説明する
ためのもので、重複領域における露光量の割合の別の例
を示す図。
【図１１】第２の実施形態を説明するためのもので、重
複領域におけるパターン配置を示す図。
【図１２】第３の実施形態を説明するためのもので、デ
ータと露光処理の関係を示す図。
【符号の説明】
１０…試料室 １１…試料（被露光基板） １２…試料ステージ １３…レーザ干渉計用ミラー ２０…電子光学系 ２１…電子銃 ２２…レンズ系 ２３…ブランキング偏向器 ２４ａ…成形偏向器 ２４ｂ，２４ｃ…ビーム走査用偏向器 ２５…ブランキング板 ２６ａ，２６ｂ…ビーム成型用成形アパーチャ ３０…制御計算機 ３１…ブランキング制御回路部 ３２…可変成形ビーム制御回路部 ３３…ビーム偏向制御回路部 ３４…レーザ干渉計 ３５…ステージ駆動系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H097 AA03 AA11 AB01 BB01 GB01 LA10 5F056 AA04 AA16 AA20 CA02 CC09 CD20

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】露光すべき領域を複数に分離し、分離した
    各領域毎に成形ビームを用いて逐次露光処理を施し、か
    つ隣接する露光領域の境界部で多重露光処理を行って試
    料上に所望パターンを露光する露光方法において、 前記多重露光処理を行う多重露光部の露光量が非多重露
    光部と同じとなるように各々の露光による露光量の割合
    を設定し、かつ前記境界部と直交する方向に沿って、前
    記多重露光部における各々の露光量の割合を０％及び１
    ００％を含まない範囲で階段状に変化させることを特徴
    とする露光方法。
  2. 【請求項２】各種情報からなる露光データに基いて可変
    又は非可変の成形ビームを発生し、露光データに基づい
    て個々の成形ビームを所定位置に所定の露光量に相当す
    る時間照射して単位のビームショットを行い、該ビーム
    ショットを順次繰り返すことを特徴とする請求項１記載
    の露光方法。
  3. 【請求項３】主偏向器で偏向可能な主偏向領域が副偏向
    器で偏向可能な副偏向領域に分離され、主偏向器で副偏
    向領域の位置を規定し、副偏向器で副偏向領域内の所定
    位置にビームを照射する２段偏向方式の露光装置を用
    い、前記多重露光する領域を副偏向領域単位で決定する
    ことを特徴とする請求項１記載の露光方法。
  4. 【請求項４】前記多重露光領域の各々の露光による露光
    量の割合を設定する際に、露光装置における露光量設定
    で使用できる最小の露光量を基にすることを特徴とする
    請求項１記載の露光方法。
  5. 【請求項５】露光すべき領域を主偏向器の偏向幅で決ま
    る複数のフィールドに分離すると共に、各々のフィール
    ドを副偏向器の偏向幅で決まる複数のサブフィールドに
    分離し、分離したフィールド毎に可変成形の荷電ビーム
    を用いて逐次露光処理を施し、かつ隣接するフィールド
    の境界部で多重露光処理を行って試料上に所望パターン
    を露光する露光方法において、 前記多重露光処理を前記境界部でサブフィールド単位で
    行い、前記多重露光処理を行う多重露光部の露光量が非
    多重露光部と同じとなるように各々の露光による露光量
    の割合を設定し、かつ前記境界部に直交する方向に沿っ
    て前記多重露光部における各々の露光量の割合を、前記
    多重露光部の両端を除いて０％及び１００％を含まない
    範囲で階段状に変化させることを特徴とする露光方法。
  6. 【請求項６】主・副２段の偏向器を備え、露光すべき領
    域を主偏向器の偏向幅で決まる複数のフィールドに分離
    すると共に、各々のフィールドを副偏向器の偏向幅で決
    まる複数のサブフィールドに分離し、分離したフィール
    ド毎に可変成形の荷電ビームを用いて逐次露光処理を施
    し、かつ隣接するフィールドの境界部で多重露光処理を
    行って試料上に所望パターンを露光する荷電ビーム露光
    装置において、 前記多重露光処理を行う多重露光部の大きさは任意数の
    サブフィールド単位で決定され、前記多重露光処理を行
    う多重露光部の露光量が非多重露光部と同じとなるよう
    に各々の露光による露光量の割合が設定され、かつ前記
    境界部に直交する方向に沿って前記多重露光部における
    各々の露光量の割合が、前記多重露光部の両端を除いて
    ０％及び１００％を含まない範囲で階段状に変化されて
    いることを特徴とする荷電ビーム露光装置。
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