JP2002075828A - 近接効果補正方法、電子線投影露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents
近接効果補正方法、電子線投影露光装置及びデバイス製造方法Info
- Publication number
- JP2002075828A JP2002075828A JP2000258587A JP2000258587A JP2002075828A JP 2002075828 A JP2002075828 A JP 2002075828A JP 2000258587 A JP2000258587 A JP 2000258587A JP 2000258587 A JP2000258587 A JP 2000258587A JP 2002075828 A JP2002075828 A JP 2002075828A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reticle
- pattern
- exposure
- electron beam
- proximity effect
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 補正露光用レチクルの製作や補正露光作業を
楽に行える近接効果補正方法等を提供する。 【解決手段】 二次露光用レチクルのパターンには、い
わゆる一次露光に使う実パターンに対して、その一次パ
ターンの完全な反転パターンを用いる方法がある。この
場合には、レチクル作製時に実パターン用に作製したパ
ターンCADデータをそのまま使い、レチクルパターン加
工時のレジストをネガ、ポジ反転すれば簡単に反転パタ
ーンを作製でき、工程数を省け効率的なレチクル作製が
できる。
楽に行える近接効果補正方法等を提供する。 【解決手段】 二次露光用レチクルのパターンには、い
わゆる一次露光に使う実パターンに対して、その一次パ
ターンの完全な反転パターンを用いる方法がある。この
場合には、レチクル作製時に実パターン用に作製したパ
ターンCADデータをそのまま使い、レチクルパターン加
工時のレジストをネガ、ポジ反転すれば簡単に反転パタ
ーンを作製でき、工程数を省け効率的なレチクル作製が
できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路パ
ターン等を形成するための電子線露光における近接効果
補正方法に関する。特には、補正露光用レチクルを介し
て感応基板上に補正露光を加える方式の近接効果補正方
法であって、補正露光用レチクルの製作や補正露光作業
を楽に行えるように改良を加えた近接効果補正方法に関
する。また、そのような近接効果補正方法を行うのに適
した電子線投影露光装置に関する。さらに、そのような
近接効果補正方法を用いるデバイス製造方法に関する。
ターン等を形成するための電子線露光における近接効果
補正方法に関する。特には、補正露光用レチクルを介し
て感応基板上に補正露光を加える方式の近接効果補正方
法であって、補正露光用レチクルの製作や補正露光作業
を楽に行えるように改良を加えた近接効果補正方法に関
する。また、そのような近接効果補正方法を行うのに適
した電子線投影露光装置に関する。さらに、そのような
近接効果補正方法を用いるデバイス製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、0.1μmルール以下の微細パターン
形成技術の開発が活発に行われている。その中で、メモ
リー量産にも対応可能なスループットを有する電子線縮
小投影露光法が注目されている(H.C.Pfeiffer他、J.Va
c.Sci.Technol.B17,2840(1999)参照、あるいはJ.A.Lidd
le他、Jpn.J.Appl.Phus.34(1995).6672参照)。最近で
は、この方法を用いた0.1μmルール以下のデバイス作製
に対応する量産対応機の開発もスタートしている。これ
らの技術の一つの特徴は、100kV前後という非常に高加
速の電子線を転写光源に用いることにある。高加速化の
理由の1つは空間電荷効果を低減し、0.1μm以下という
非常に微細なレジストパターンの形成に有利だからであ
る。一般に、感応基板に照射された電子線はレジスト高
分子中で散乱し、その軌道は少しずつ広がっていく。こ
れをいわゆる前方散乱と呼ぶが、電子線を高加速照射す
るほどこの前方散乱径は小さくなり、微細化に有利にな
る。
形成技術の開発が活発に行われている。その中で、メモ
リー量産にも対応可能なスループットを有する電子線縮
小投影露光法が注目されている(H.C.Pfeiffer他、J.Va
c.Sci.Technol.B17,2840(1999)参照、あるいはJ.A.Lidd
le他、Jpn.J.Appl.Phus.34(1995).6672参照)。最近で
は、この方法を用いた0.1μmルール以下のデバイス作製
に対応する量産対応機の開発もスタートしている。これ
らの技術の一つの特徴は、100kV前後という非常に高加
速の電子線を転写光源に用いることにある。高加速化の
理由の1つは空間電荷効果を低減し、0.1μm以下という
非常に微細なレジストパターンの形成に有利だからであ
る。一般に、感応基板に照射された電子線はレジスト高
分子中で散乱し、その軌道は少しずつ広がっていく。こ
れをいわゆる前方散乱と呼ぶが、電子線を高加速照射す
るほどこの前方散乱径は小さくなり、微細化に有利にな
る。
【0003】しかし、電子線を高加速照射すると他の問
題も浮上することになる。というのは、レジスト中を散
乱しながら基板(ウェハ)表面に到達した電子は、ほと
んどがそのまま基板中に入り込み、そのエネルギーが0
になるまで散乱を繰り返す。この散乱半径は電子線が高
加速化するほど大きくなり、100kVでは約50μmに達する
と考えられる。基板に入り込んだ電子の内のある程度の
部分は、散乱を繰り返しながら再び基板表面に戻ってき
て、レジスト中に入り込み、レジスト感光反応に影響を
与える。この基板表面に戻ってきた電子がいわゆる後方
散乱電子であり、レジスト感光反応への影響によるドー
ズ量変動を引き起こす。これが、いわゆる近接効果と呼
ばれる現象である。高加速電子線を用いた電子線縮小投
影露光法では、この近接効果によるドーズ量変動に対す
る補正が非常に重要な課題となる。
題も浮上することになる。というのは、レジスト中を散
乱しながら基板(ウェハ)表面に到達した電子は、ほと
んどがそのまま基板中に入り込み、そのエネルギーが0
になるまで散乱を繰り返す。この散乱半径は電子線が高
加速化するほど大きくなり、100kVでは約50μmに達する
と考えられる。基板に入り込んだ電子の内のある程度の
部分は、散乱を繰り返しながら再び基板表面に戻ってき
て、レジスト中に入り込み、レジスト感光反応に影響を
与える。この基板表面に戻ってきた電子がいわゆる後方
散乱電子であり、レジスト感光反応への影響によるドー
ズ量変動を引き起こす。これが、いわゆる近接効果と呼
ばれる現象である。高加速電子線を用いた電子線縮小投
影露光法では、この近接効果によるドーズ量変動に対す
る補正が非常に重要な課題となる。
【0004】近接効果補正方法としては、次のような方
法がある。可変成形露光法などではそのショットサイズ
が数μm角とかなり小さいことから、ショットごとに露
光ドーズ量を最適化するという方法が実用化されてい
る。しかし、電子線投影露光法で露光面積が250μm角と
大きくなる場合はこの方法は使えない。大面積の電子線
投影露光にも用いることのできる近接効果補正方法とし
ては、マスクバイアス法あるいはゴースト補正法が有力
候補と考えられている。ゴースト補正法とは、所望のデ
バイスパターンを露光(仮に一次露光とする)後にその
反転パターンの補正露光を行う(仮に二次露光とする)
方法である。なお、この二次露光は、一般的に、電子の
後方散乱半径と同程度のボケを伴って行われる。マスク
バイアス法とは、マスク(レチクル)上のパターンを近
接効果を見込んで予め補正しておく方法である。
法がある。可変成形露光法などではそのショットサイズ
が数μm角とかなり小さいことから、ショットごとに露
光ドーズ量を最適化するという方法が実用化されてい
る。しかし、電子線投影露光法で露光面積が250μm角と
大きくなる場合はこの方法は使えない。大面積の電子線
投影露光にも用いることのできる近接効果補正方法とし
ては、マスクバイアス法あるいはゴースト補正法が有力
候補と考えられている。ゴースト補正法とは、所望のデ
バイスパターンを露光(仮に一次露光とする)後にその
反転パターンの補正露光を行う(仮に二次露光とする)
方法である。なお、この二次露光は、一般的に、電子の
後方散乱半径と同程度のボケを伴って行われる。マスク
バイアス法とは、マスク(レチクル)上のパターンを近
接効果を見込んで予め補正しておく方法である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】大面積の電子線投影露
光を行う際には、上述のようにゴースト法が一つの有力
な近接効果補正手段と考えられるが、補正露光用レチク
ルとして従来のいわゆる散乱ステンシル型レチクルを用
いることには問題がある。散乱ステンシル型レチクルと
は、電子散乱体となるメンブレン(例えば厚さ2μm程
度のSi膜)に所望のパターンに応じた開口パターンを空
けたものである。しかし、散乱ステンシル型レチクルの
場合は、ゴースト補正時の二次露光で使う、デバイスパ
ターンに対する反転パターンは基本的に形成することが
できない。
光を行う際には、上述のようにゴースト法が一つの有力
な近接効果補正手段と考えられるが、補正露光用レチク
ルとして従来のいわゆる散乱ステンシル型レチクルを用
いることには問題がある。散乱ステンシル型レチクルと
は、電子散乱体となるメンブレン(例えば厚さ2μm程
度のSi膜)に所望のパターンに応じた開口パターンを空
けたものである。しかし、散乱ステンシル型レチクルの
場合は、ゴースト補正時の二次露光で使う、デバイスパ
ターンに対する反転パターンは基本的に形成することが
できない。
【0006】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、補正露光用レチクルを介して感応基板
上に補正露光を加える方式の近接効果補正方法であっ
て、補正露光用レチクルの製作や補正露光作業を楽に行
える近接効果補正方法等を提供することを目的とする。
たものであって、補正露光用レチクルを介して感応基板
上に補正露光を加える方式の近接効果補正方法であっ
て、補正露光用レチクルの製作や補正露光作業を楽に行
える近接効果補正方法等を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】上
記の課題を解決するため、本発明の近接効果補正方法
は、 高加速電子線露光時にパターン密度に依存し、後
方散乱電子に起因して生ずる露光ドーズ量オフセット、
いわゆる近接効果を補正する方法であって; 近接効果
によるドーズ量オフセットを補正するための露光を感応
基板に加える際に、メンブレンレチクルからなる補正露
光用レチクルを介して電子線を感応基板に照射すること
を特徴とする。
記の課題を解決するため、本発明の近接効果補正方法
は、 高加速電子線露光時にパターン密度に依存し、後
方散乱電子に起因して生ずる露光ドーズ量オフセット、
いわゆる近接効果を補正する方法であって; 近接効果
によるドーズ量オフセットを補正するための露光を感応
基板に加える際に、メンブレンレチクルからなる補正露
光用レチクルを介して電子線を感応基板に照射すること
を特徴とする。
【0008】メンブレンレチクルは、高電子散乱体とそ
の散乱体を保持する極薄メンブレンから構成される。メ
ンブレンは、例えば100nm厚前後のごく薄いSi系材料か
らなる。電子散乱体は2〜300nm厚前後のタンタル、タ
ングステン等の比較的重金属材料で構成され、メンブレ
ン上に選択的に成膜される。メンブレンレチクルの場
合、電子線は散乱体の無いメンブレン部分を透過して転
写像を形成するが、このメンブレンを透過する電子の多
くがメンブレン中でわずかながら散乱される。電子が散
乱された場合、メンブレンを通過した電子のエネルギー
は初期エネルギーに対して0.02%程の分散を発生し
てしまう。
の散乱体を保持する極薄メンブレンから構成される。メ
ンブレンは、例えば100nm厚前後のごく薄いSi系材料か
らなる。電子散乱体は2〜300nm厚前後のタンタル、タ
ングステン等の比較的重金属材料で構成され、メンブレ
ン上に選択的に成膜される。メンブレンレチクルの場
合、電子線は散乱体の無いメンブレン部分を透過して転
写像を形成するが、このメンブレンを透過する電子の多
くがメンブレン中でわずかながら散乱される。電子が散
乱された場合、メンブレンを通過した電子のエネルギー
は初期エネルギーに対して0.02%程の分散を発生し
てしまう。
【0009】エネルギー分散が生じると、電子飛程に散
乱角が生じ、電子ビームが所望の転写像寸法より広がっ
た分布になってしまい、解像性が悪くなる。この現象は
色分散あるいは色収差と呼ばれているものであり、極め
て微細なパターン形成時には避けるべき現象と考えられ
ている。ところが、ゴースト補正露光時の二次露光用レ
チクルでは、色分散が生じても何ら問題がない。したが
って、二次露光用であれば、メンブレンレチクルを何ら
問題なく用いることができる。
乱角が生じ、電子ビームが所望の転写像寸法より広がっ
た分布になってしまい、解像性が悪くなる。この現象は
色分散あるいは色収差と呼ばれているものであり、極め
て微細なパターン形成時には避けるべき現象と考えられ
ている。ところが、ゴースト補正露光時の二次露光用レ
チクルでは、色分散が生じても何ら問題がない。したが
って、二次露光用であれば、メンブレンレチクルを何ら
問題なく用いることができる。
【0010】二次露光時に用いるメンブレンレチクル
は、上記Liddleらの提唱によるものを用いることができ
る。メンブレンは通常、SiNxが使われることが多く、そ
の厚さは0.15μm以下とされており、ドーズ量を稼ぐた
めにできるだけ薄くするのが良いとされている。本発明
のゴースト露光時の二次露光用レチクルでもこの点は同
じであり、できれば0.1μm以下の厚さが望ましい。レチ
クルの熱膨張については、電子照射時を含めてメンブレ
ンに熱膨張による歪みがほとんど生じないことが必須条
件となることはいうまでもない。この点からもメンブレ
ンは薄いものが好ましい。なお、メンブレン材質は上記
SiNxに限定されず、SiC、SiCN等のSi系材料はもとよ
り、DLC(Diamond Like Carbon)のようなC系材料を用い
ることができる。
は、上記Liddleらの提唱によるものを用いることができ
る。メンブレンは通常、SiNxが使われることが多く、そ
の厚さは0.15μm以下とされており、ドーズ量を稼ぐた
めにできるだけ薄くするのが良いとされている。本発明
のゴースト露光時の二次露光用レチクルでもこの点は同
じであり、できれば0.1μm以下の厚さが望ましい。レチ
クルの熱膨張については、電子照射時を含めてメンブレ
ンに熱膨張による歪みがほとんど生じないことが必須条
件となることはいうまでもない。この点からもメンブレ
ンは薄いものが好ましい。なお、メンブレン材質は上記
SiNxに限定されず、SiC、SiCN等のSi系材料はもとよ
り、DLC(Diamond Like Carbon)のようなC系材料を用い
ることができる。
【0011】本発明の近接効果補正方法においては、
上記補正露光用レチクルのパターンとして、上記パター
ン形成露光用レチクルのパターンの、完全反転パター
ン、あるいは、所定の寸法(ボケ量の半分)以下のパ
ターンを塗り潰し(べたパターン)あるいは削除したも
の、あるいは、簡易な図形に置き換えたものを用いる
ことができる。
上記補正露光用レチクルのパターンとして、上記パター
ン形成露光用レチクルのパターンの、完全反転パター
ン、あるいは、所定の寸法(ボケ量の半分)以下のパ
ターンを塗り潰し(べたパターン)あるいは削除したも
の、あるいは、簡易な図形に置き換えたものを用いる
ことができる。
【0012】二次露光用レチクルのパターンとしては、
いわゆる一次露光に使う実パターン(図1参照、図につ
いての詳細は後述)に対して、その一次パターンの完全
な反転パターン(図2参照)を用いることができる。こ
の場合には、実パターン用に作製したパターンCADデー
タをそのまま使い、レチクルパターン加工時のレジスト
をネガ、ポジ反転すれば簡単に反転パターンを作製で
き、工程数を省け効率的にレチクルを作製できる。
いわゆる一次露光に使う実パターン(図1参照、図につ
いての詳細は後述)に対して、その一次パターンの完全
な反転パターン(図2参照)を用いることができる。こ
の場合には、実パターン用に作製したパターンCADデー
タをそのまま使い、レチクルパターン加工時のレジスト
をネガ、ポジ反転すれば簡単に反転パターンを作製で
き、工程数を省け効率的にレチクルを作製できる。
【0013】一次露光用パターンにはいわゆる孤立パタ
ーンも多く含まれている。この孤立パターンを反転させ
ると、孤立部分のみ電子散乱体が残ってしまういわゆる
ドーナッツパターンとなり、散乱ステンシル型レチクル
では一枚でこのようなパターンを実現させることはでき
ない。このような場合には、パターンが保持できるよう
に、いわゆるコンプリメンタリなパターンとし、2枚の
レチクルを使い、所望のパターンを焼き付けることにな
る。この方法では、露光に必要な時間は通常の約2倍と
なってしまい、量産性が低下してしまう。ところが、本
発明によるところのメンブレンレチクルを用いれば、ど
のようなパターン形状でも1枚で形成することができ、
量産性の低下はメンブレンの電子透過率のみに因ること
となる。本発明によるメンブレンレチクルを用いたゴー
スト補正法はこの点が最大の利点である。
ーンも多く含まれている。この孤立パターンを反転させ
ると、孤立部分のみ電子散乱体が残ってしまういわゆる
ドーナッツパターンとなり、散乱ステンシル型レチクル
では一枚でこのようなパターンを実現させることはでき
ない。このような場合には、パターンが保持できるよう
に、いわゆるコンプリメンタリなパターンとし、2枚の
レチクルを使い、所望のパターンを焼き付けることにな
る。この方法では、露光に必要な時間は通常の約2倍と
なってしまい、量産性が低下してしまう。ところが、本
発明によるところのメンブレンレチクルを用いれば、ど
のようなパターン形状でも1枚で形成することができ、
量産性の低下はメンブレンの電子透過率のみに因ること
となる。本発明によるメンブレンレチクルを用いたゴー
スト補正法はこの点が最大の利点である。
【0014】二次露光用レチクルのパターンの内、ある
値以下のパターン寸法を有する部分はレチクル上で完全
に解像している必要はなく、そのような部分はいわゆる
べたパターンとして塗り潰し処理をしても問題はない
(図3参照)。また、二次露光用パターンに一次露光パ
ターンの反転パターンを想定した後に、しかるべき処理
をして割り出した簡易図形に置き換える、いわゆる代表
図形法を用いる方法(図4参照)も有効である(代表図
形法に関しては、特開平09−186058を参照)。
値以下のパターン寸法を有する部分はレチクル上で完全
に解像している必要はなく、そのような部分はいわゆる
べたパターンとして塗り潰し処理をしても問題はない
(図3参照)。また、二次露光用パターンに一次露光パ
ターンの反転パターンを想定した後に、しかるべき処理
をして割り出した簡易図形に置き換える、いわゆる代表
図形法を用いる方法(図4参照)も有効である(代表図
形法に関しては、特開平09−186058を参照)。
【0015】本発明の電子線投影露光装置は、 レチク
ルを電子線で照明し、レチクルを通過した電子線を感応
基板上に投影結像させる電子線投影露光装置であって;
上記レチクルがメンブレンレチクルからなる近接効果
補正露光用のレチクルであることを検出するレチクル種
別検出機構、又は、そのことをマニュアル入力する入力
機構と、 近接効果補正に適した露光フォーカス及びド
ーズ量を設定する補正露光パラメータ設定部と、 を具
備することを特徴とする。
ルを電子線で照明し、レチクルを通過した電子線を感応
基板上に投影結像させる電子線投影露光装置であって;
上記レチクルがメンブレンレチクルからなる近接効果
補正露光用のレチクルであることを検出するレチクル種
別検出機構、又は、そのことをマニュアル入力する入力
機構と、 近接効果補正に適した露光フォーカス及びド
ーズ量を設定する補正露光パラメータ設定部と、 を具
備することを特徴とする。
【0016】二次露光を一次露光と同じ装置で行う場合
には、装置に、一次露光用と二次露光用のレチクルの識
別機能があると便利である。これはもちろん人手による
マニュアル入力でも問題はない。さらに、二次露光像は
後方散乱半径と同程度にボケた像がゴースト露光法とし
ては適しており、実際の露光時に多少デフォーカスさせ
て露光すれば良い。このデフォーカス量は露光装置のNA
(あるいは散乱アパーチャサイズ)によっても変わるた
め一概には規定できないが、露光電子ビームのボケ量と
しては30μm程度発生させるとよい。このデフォーカ
ス量あるいはボケ量の設定は、用いる二次露光用レチク
ル装置条件にも依存するため、露光装置はそれぞれの最
適なデフォーカス値を設定できるようなシーケンスを有
することが好ましい。
には、装置に、一次露光用と二次露光用のレチクルの識
別機能があると便利である。これはもちろん人手による
マニュアル入力でも問題はない。さらに、二次露光像は
後方散乱半径と同程度にボケた像がゴースト露光法とし
ては適しており、実際の露光時に多少デフォーカスさせ
て露光すれば良い。このデフォーカス量は露光装置のNA
(あるいは散乱アパーチャサイズ)によっても変わるた
め一概には規定できないが、露光電子ビームのボケ量と
しては30μm程度発生させるとよい。このデフォーカ
ス量あるいはボケ量の設定は、用いる二次露光用レチク
ル装置条件にも依存するため、露光装置はそれぞれの最
適なデフォーカス値を設定できるようなシーケンスを有
することが好ましい。
【0017】本発明のデバイス製造方法は、電子線を用
いるリソグラフィー工程において、上記近接効果補正方
法を用いることを特徴とする。
いるリソグラフィー工程において、上記近接効果補正方
法を用いることを特徴とする。
【0018】以下、図面を参照しつつ説明する。まず、
分割投影転写方式の電子線投影露光装置の概要を説明す
る。図6は、分割投影転写方式の電子線投影露光装置の
光学系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図
である。光学系の最上流に配置されている電子銃1は、
下方に向けて電子線を放射する。電子銃1の下方には2
段のコンデンサレンズ2、3が備えられており、電子線
は、これらのコンデンサレンズ2、3によって収束され
ブランキング開口7にクロスオーバーC.O.を結像する。
分割投影転写方式の電子線投影露光装置の概要を説明す
る。図6は、分割投影転写方式の電子線投影露光装置の
光学系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図
である。光学系の最上流に配置されている電子銃1は、
下方に向けて電子線を放射する。電子銃1の下方には2
段のコンデンサレンズ2、3が備えられており、電子線
は、これらのコンデンサレンズ2、3によって収束され
ブランキング開口7にクロスオーバーC.O.を結像する。
【0019】二段目のコンデンサレンズ3の下には、矩
形開口4が備えられている。この矩形開口(照明ビーム
成形開口)4は、レチクル(マスク)10の一つのサブ
フィールド(露光の1単位となるパターン小領域)を照
明する照明ビームのみを通過させる。この開口4の像
は、レンズ9によってレチクル10に結像される。
形開口4が備えられている。この矩形開口(照明ビーム
成形開口)4は、レチクル(マスク)10の一つのサブ
フィールド(露光の1単位となるパターン小領域)を照
明する照明ビームのみを通過させる。この開口4の像
は、レンズ9によってレチクル10に結像される。
【0020】ビーム成形開口4の下方には、ブランキン
グ偏向器5が配置されている。同偏向器5は、必要時に
照明ビームを偏向させてブランキング開口7の非開口部
に当て、ビームがレチクル10に当たらないようにす
る。ブランキング開口7の下には、照明ビーム偏向器8
が配置されている。この偏向器8は、主に照明ビームを
図6の横方向(X方向)に順次走査して、照明光学系の
視野内にあるレチクル10の各サブフィールドの照明を
行う。偏向器8の下方には、照明レンズ9が配置されて
いる。照明レンズ9は、レチクル10上にビーム成形開
口4を結像させる。
グ偏向器5が配置されている。同偏向器5は、必要時に
照明ビームを偏向させてブランキング開口7の非開口部
に当て、ビームがレチクル10に当たらないようにす
る。ブランキング開口7の下には、照明ビーム偏向器8
が配置されている。この偏向器8は、主に照明ビームを
図6の横方向(X方向)に順次走査して、照明光学系の
視野内にあるレチクル10の各サブフィールドの照明を
行う。偏向器8の下方には、照明レンズ9が配置されて
いる。照明レンズ9は、レチクル10上にビーム成形開
口4を結像させる。
【0021】レチクル10は、実際には(図7を参照し
つつ後述)光軸垂直面内(X−Y面)に広がっており、
多数のサブフィールドを有する。レチクル10上には、
全体として一個の半導体デバイスチップをなすパターン
(チップパターン)が形成されている。レチクル10は
移動可能なレチクルステージ11上に載置されており、
レチクル10を光軸垂直方向(YX方向)に動かすこと
により、照明光学系の視野よりも広い範囲に広がるレチ
クル上の各サブフィールドを照明することができる。レ
チクルステージ11には、レーザ干渉計を用いた位置検
出器12が付設されており、レチクルステージ11の位
置をリアルタイムで正確に把握することができる。
つつ後述)光軸垂直面内(X−Y面)に広がっており、
多数のサブフィールドを有する。レチクル10上には、
全体として一個の半導体デバイスチップをなすパターン
(チップパターン)が形成されている。レチクル10は
移動可能なレチクルステージ11上に載置されており、
レチクル10を光軸垂直方向(YX方向)に動かすこと
により、照明光学系の視野よりも広い範囲に広がるレチ
クル上の各サブフィールドを照明することができる。レ
チクルステージ11には、レーザ干渉計を用いた位置検
出器12が付設されており、レチクルステージ11の位
置をリアルタイムで正確に把握することができる。
【0022】レチクル10の下方には投影レンズ15及
び19並びに偏向器16が設けられている。レチクル1
0の1つのサブフィールドを通過した電子線は、投影レ
ンズ15、19、偏向器16によってウェハ23上の所
定の位置に結像される。投影レンズ15、19及び偏向
器16(像位置調整偏向器)の詳しい作用については、
図8を参照して後述する。ウェハ23上には、適当なレ
ジストが塗布されており、レジストに電子線のドーズが
与えられ、レチクル上のパターンが縮小されてウェハ2
3上に転写される。
び19並びに偏向器16が設けられている。レチクル1
0の1つのサブフィールドを通過した電子線は、投影レ
ンズ15、19、偏向器16によってウェハ23上の所
定の位置に結像される。投影レンズ15、19及び偏向
器16(像位置調整偏向器)の詳しい作用については、
図8を参照して後述する。ウェハ23上には、適当なレ
ジストが塗布されており、レジストに電子線のドーズが
与えられ、レチクル上のパターンが縮小されてウェハ2
3上に転写される。
【0023】レチクル10とウェハ23の間を縮小率比
で内分する点にクロスオーバーC.O.が形成され、同クロ
スオーバー位置にはコントラスト開口18が設けられて
いる。同開口18は、レチクル10の非パターン部で散
乱された電子線がウェハ23に到達しないよう遮断す
る。
で内分する点にクロスオーバーC.O.が形成され、同クロ
スオーバー位置にはコントラスト開口18が設けられて
いる。同開口18は、レチクル10の非パターン部で散
乱された電子線がウェハ23に到達しないよう遮断す
る。
【0024】ウェハ23の直上には反射電子検出器22
が配置されている。この反射電子検出器22は、ウェハ
23の被露光面やステージ上のマークで反射される電子
の量を検出する。例えばレチクル10上のマークパター
ンを通過したビームでウェハ23上のマークを走査し、
その際のマークからの反射電子を検出することにより、
レチクル10と23の相対的位置関係を知ることができ
る。
が配置されている。この反射電子検出器22は、ウェハ
23の被露光面やステージ上のマークで反射される電子
の量を検出する。例えばレチクル10上のマークパター
ンを通過したビームでウェハ23上のマークを走査し、
その際のマークからの反射電子を検出することにより、
レチクル10と23の相対的位置関係を知ることができ
る。
【0025】ウェハ23は、静電チャック(図示され
ず)を介して、XY方向に移動可能なウェハステージ2
4上に載置されている。上記レチクルステージ11とウ
ェハステージ24とを、互いに逆の方向に同期走査する
ことにより、投影光学系の視野を越えて広がるチップパ
ターン内の各部を順次露光することができる。なお、ウ
ェハステージ24にも、上述のレチクルステージ11と
同様の位置検出器25が装備されている。
ず)を介して、XY方向に移動可能なウェハステージ2
4上に載置されている。上記レチクルステージ11とウ
ェハステージ24とを、互いに逆の方向に同期走査する
ことにより、投影光学系の視野を越えて広がるチップパ
ターン内の各部を順次露光することができる。なお、ウ
ェハステージ24にも、上述のレチクルステージ11と
同様の位置検出器25が装備されている。
【0026】上記各レンズ2、3、9、15、19及び
各偏向器5、8、16は、各々のコイル電源制御部2
a、3a、9a、15a、19a及び5a、8a、16
aを介してコントローラ31によりコントロールされ
る。また、レチクルステージ11及びウェハステージ2
4も、ステージ制御部11a、24aを介して、制御部
31によりコントロールされる。ステージ位置検出器1
2、25は、アンプやA/D変換器等を含むインターフ
ェース12a、25aを介してコントローラ31に信号
を送る。また、反射電子検出器22も同様のインターフ
ェース22aを介してコントローラ31に信号を送る。
各偏向器5、8、16は、各々のコイル電源制御部2
a、3a、9a、15a、19a及び5a、8a、16
aを介してコントローラ31によりコントロールされ
る。また、レチクルステージ11及びウェハステージ2
4も、ステージ制御部11a、24aを介して、制御部
31によりコントロールされる。ステージ位置検出器1
2、25は、アンプやA/D変換器等を含むインターフ
ェース12a、25aを介してコントローラ31に信号
を送る。また、反射電子検出器22も同様のインターフ
ェース22aを介してコントローラ31に信号を送る。
【0027】コントローラ31は、ステージ位置の制御
誤差を把握し、その誤差を像位置調整偏向器16で補正
する。これにより、レチクル10上のサブフィールドの
縮小像がウェハ23上の目標位置に正確に転写される。
そして、ウェハ23上で各サブフィールド像が繋ぎ合わ
されて、レチクル上のチップパターン全体がウェハ上に
転写される。
誤差を把握し、その誤差を像位置調整偏向器16で補正
する。これにより、レチクル10上のサブフィールドの
縮小像がウェハ23上の目標位置に正確に転写される。
そして、ウェハ23上で各サブフィールド像が繋ぎ合わ
されて、レチクル上のチップパターン全体がウェハ上に
転写される。
【0028】次に、分割投影転写方式の電子線投影露光
に用いられるレチクルの詳細例について、図7を参照し
つつ説明する。図7は、電子線投影露光用のレチクルの
構成例を模式的に示す図である。(A)は全体の平面図
であり、(B)は一部の斜視図であり、(C)は一つの
小メンブレン領域の平面図である。このようなレチクル
は、例えばシリコンウェハに電子線描画・エッチングを
行うことにより製作できる。
に用いられるレチクルの詳細例について、図7を参照し
つつ説明する。図7は、電子線投影露光用のレチクルの
構成例を模式的に示す図である。(A)は全体の平面図
であり、(B)は一部の斜視図であり、(C)は一つの
小メンブレン領域の平面図である。このようなレチクル
は、例えばシリコンウェハに電子線描画・エッチングを
行うことにより製作できる。
【0029】図7(A)には、レチクル10における全
体のパターン分割配置状態が示されている。同図中に多
数の正方形41で示されている領域が、一つのサブフィ
ールドに対応したパターン領域を含む小メンブレン領域
(厚さ0.1μm 〜数μm )である。図7(C)に示す
ように、小メンブレン領域41は、中央部のパターン領
域(サブフィールド)42と、その周囲の額縁状の非パ
ターン領域(スカート43)とからなる。サブフィール
ド42は転写すべきパターンの形成された部分である。
スカート43はパターンの形成されてない部分であり、
照明ビームの縁の部分が当たる。パターン形成の形態と
しては、メンブレンに孔開き部を設けるステンシルタイ
プと、電子線の高散乱体からなるパターン層をメンブレ
ン上に形成する散乱メンブレンタイプとがある。
体のパターン分割配置状態が示されている。同図中に多
数の正方形41で示されている領域が、一つのサブフィ
ールドに対応したパターン領域を含む小メンブレン領域
(厚さ0.1μm 〜数μm )である。図7(C)に示す
ように、小メンブレン領域41は、中央部のパターン領
域(サブフィールド)42と、その周囲の額縁状の非パ
ターン領域(スカート43)とからなる。サブフィール
ド42は転写すべきパターンの形成された部分である。
スカート43はパターンの形成されてない部分であり、
照明ビームの縁の部分が当たる。パターン形成の形態と
しては、メンブレンに孔開き部を設けるステンシルタイ
プと、電子線の高散乱体からなるパターン層をメンブレ
ン上に形成する散乱メンブレンタイプとがある。
【0030】一つのサブフィールド42は、現在検討さ
れているところでは、レチクル上で0.5〜5mm角程度
の大きさを有する。投影の縮小率を1/5とすると、サ
ブフィールドがウェハ上に縮小投影された投影像の大き
さは、0.1〜1mm角である。小メンブレン領域41の
周囲の直交する格子状のグリレージと呼ばれる部分45
は、レチクルの機械強度を保つための、例えば厚さ0.
5〜1mm程度の梁である。グリレージ45の幅は、例え
ば0.1mm程度である。なお、スカート43の幅は、例
えば0.05mm程度である。
れているところでは、レチクル上で0.5〜5mm角程度
の大きさを有する。投影の縮小率を1/5とすると、サ
ブフィールドがウェハ上に縮小投影された投影像の大き
さは、0.1〜1mm角である。小メンブレン領域41の
周囲の直交する格子状のグリレージと呼ばれる部分45
は、レチクルの機械強度を保つための、例えば厚さ0.
5〜1mm程度の梁である。グリレージ45の幅は、例え
ば0.1mm程度である。なお、スカート43の幅は、例
えば0.05mm程度である。
【0031】図7(A)に示すように、図の横方向(X
方向)に多数の小メンブレン領域41が並んで一つのグ
ループ(マイナーストライプ44)をなし、そのような
マイナーストライプ44が図の縦方向(Y方向)に多数
並んで1つのメジャーストライプ49を形成している。
マイナーストライプ44の長さ(メジャーストライプ4
9の幅)は電子線光学系の偏向可能視野の大きさに対応
している。なお、一つのマイナーストライプ44内にお
ける隣り合うサブフィールド間に、スカートやグリレー
ジのような非パターン領域を設けない方式も検討されて
いる。
方向)に多数の小メンブレン領域41が並んで一つのグ
ループ(マイナーストライプ44)をなし、そのような
マイナーストライプ44が図の縦方向(Y方向)に多数
並んで1つのメジャーストライプ49を形成している。
マイナーストライプ44の長さ(メジャーストライプ4
9の幅)は電子線光学系の偏向可能視野の大きさに対応
している。なお、一つのマイナーストライプ44内にお
ける隣り合うサブフィールド間に、スカートやグリレー
ジのような非パターン領域を設けない方式も検討されて
いる。
【0032】メジャーストライプ49は、X方向に並列
に複数存在する。隣り合うメジャーストライプ49の間
にストラット47として示されている幅の太い梁は、レ
チクル全体のたわみを小さく保つためのものである。ス
トラット47はグリレージ45と一体である。
に複数存在する。隣り合うメジャーストライプ49の間
にストラット47として示されている幅の太い梁は、レ
チクル全体のたわみを小さく保つためのものである。ス
トラット47はグリレージ45と一体である。
【0033】現在有力と考えられている方式によれば、
1つのメジャーストライプ49内のX方向のサブフィー
ルド42の列(マイナーストライプ44)は電子線偏向
により順次露光される。一方、メジャーストライプ49
内のY方向の列は、連続ステージ走査により順次露光さ
れる。
1つのメジャーストライプ49内のX方向のサブフィー
ルド42の列(マイナーストライプ44)は電子線偏向
により順次露光される。一方、メジャーストライプ49
内のY方向の列は、連続ステージ走査により順次露光さ
れる。
【0034】図8は、レチクルからウェハへのパターン
転写の様子を模式的に示す斜視図である。図の上部にレ
チクル10上の1つのストライプ49が示されている。
ストライプ49には上述のように多数のサブフィールド
42(スカートについては図示省略)及びグリレージ4
5が形成されている。図の下部には、レチクル10と対
向するウェハ23が示されている。
転写の様子を模式的に示す斜視図である。図の上部にレ
チクル10上の1つのストライプ49が示されている。
ストライプ49には上述のように多数のサブフィールド
42(スカートについては図示省略)及びグリレージ4
5が形成されている。図の下部には、レチクル10と対
向するウェハ23が示されている。
【0035】この図では、レチクル上のストライプ49
の一番手前のマイナーストライプ44の左隅のサブフィ
ールド42−1が上方からの照明ビームIBにより照明
されている。そして、サブフィールド42−1を通過し
たパターンビームPBが、2段の投影レンズと像位置調
整偏向器(図6参照)の作用によりウェハ23上の所定
の領域52−1に縮小投影されている。パターンビーム
PBは、レチクル10とウェハ23の間で、2段の投影
レンズの作用により、光軸と平行な方向から光軸と交差
する方向へ、そしてその逆に計2回偏向される。
の一番手前のマイナーストライプ44の左隅のサブフィ
ールド42−1が上方からの照明ビームIBにより照明
されている。そして、サブフィールド42−1を通過し
たパターンビームPBが、2段の投影レンズと像位置調
整偏向器(図6参照)の作用によりウェハ23上の所定
の領域52−1に縮小投影されている。パターンビーム
PBは、レチクル10とウェハ23の間で、2段の投影
レンズの作用により、光軸と平行な方向から光軸と交差
する方向へ、そしてその逆に計2回偏向される。
【0036】ウェハ23上におけるサブフィールド像の
転写位置は、レチクル10とウェハ23との間の光路中
に設けられた偏向器(図6の符号16)により、各パタ
ーン小領域42に対応する被転写小領域52が互いに接
するように調整される。すなわち、レチクル上のパター
ン小領域42を通過したパターンビームPBを第1投影
レンズ及び第2投影レンズでウェハ23上に収束させる
だけでは、レチクル10のパターン小領域42のみなら
ずグリレージ45及びスカートの像までも所定の縮小率
で転写することとなり、グリレージ45等の非パターン
領域に相当する無露光領域が各被転写小領域52の間に
生じる。このようにならないよう、非パターン領域の幅
に相当する分だけパターン像の転写位置をずらしてい
る。なお、X方向とY方向に1つずつの位置調整用偏向
器が設けられている。
転写位置は、レチクル10とウェハ23との間の光路中
に設けられた偏向器(図6の符号16)により、各パタ
ーン小領域42に対応する被転写小領域52が互いに接
するように調整される。すなわち、レチクル上のパター
ン小領域42を通過したパターンビームPBを第1投影
レンズ及び第2投影レンズでウェハ23上に収束させる
だけでは、レチクル10のパターン小領域42のみなら
ずグリレージ45及びスカートの像までも所定の縮小率
で転写することとなり、グリレージ45等の非パターン
領域に相当する無露光領域が各被転写小領域52の間に
生じる。このようにならないよう、非パターン領域の幅
に相当する分だけパターン像の転写位置をずらしてい
る。なお、X方向とY方向に1つずつの位置調整用偏向
器が設けられている。
【0037】実施例1 続いて、本発明の第1の実施例に係る近接効果補正方法
について説明する。第1の実施例では、130nmルールの
ロジック用デバイスの作製プロセステストを目的とし
て、ゲートレイヤーの露光実験を実施した。図1は、一
次露光用ゲートレイヤーパターンを模式的に示す図であ
る。図2は、図1のゲートレイヤーパターンの二次露光
用完全反転パターンを模式的に示す図である。
について説明する。第1の実施例では、130nmルールの
ロジック用デバイスの作製プロセステストを目的とし
て、ゲートレイヤーの露光実験を実施した。図1は、一
次露光用ゲートレイヤーパターンを模式的に示す図であ
る。図2は、図1のゲートレイヤーパターンの二次露光
用完全反転パターンを模式的に示す図である。
【0038】図1では、電子透過部が白抜きで示されて
いる。図1中の中央には複数の線状のゲートパターン部
101が形成されている。ゲートパターン部101の周
囲には周辺回路パターン部103が形成されている。レ
チクルパターンはゲート線幅約0.4μmでL/S比=1/2であ
る。レチクルは、Si厚2μmの電子散乱体(メンブレ
ン)と、それを保持するストラット構造体を基本構造と
する。電子線が透過する部分は、上記電子散乱体となる
Siメンブレンに形成された開口パターン(図中央の白抜
き部)である。この開口パターンを透過した電子が縮小
投影されることにより同パターンがウェハ上に転写され
る。レチクル作製用の基板としては6インチのSOIウェ
ハを用いた。このウェハをエッチングしてメンブレン形
成を行った。なお、メンブレンでは位置歪抑制のために
メンブレン自体の応力制御をする必要があり、そのため
SOIウェハ上にボロンを熱拡散でドーズすることで制御
した。なお、このようなレチクルの作製方法例は特開平
10−260523号に開示されている。
いる。図1中の中央には複数の線状のゲートパターン部
101が形成されている。ゲートパターン部101の周
囲には周辺回路パターン部103が形成されている。レ
チクルパターンはゲート線幅約0.4μmでL/S比=1/2であ
る。レチクルは、Si厚2μmの電子散乱体(メンブレ
ン)と、それを保持するストラット構造体を基本構造と
する。電子線が透過する部分は、上記電子散乱体となる
Siメンブレンに形成された開口パターン(図中央の白抜
き部)である。この開口パターンを透過した電子が縮小
投影されることにより同パターンがウェハ上に転写され
る。レチクル作製用の基板としては6インチのSOIウェ
ハを用いた。このウェハをエッチングしてメンブレン形
成を行った。なお、メンブレンでは位置歪抑制のために
メンブレン自体の応力制御をする必要があり、そのため
SOIウェハ上にボロンを熱拡散でドーズすることで制御
した。なお、このようなレチクルの作製方法例は特開平
10−260523号に開示されている。
【0039】露光装置は本発明者らの開発した上記分割
投影転写方式のプロトタイプ機を用いた。その主要な仕
様は、電子線加速電圧100kV、縮小倍率4倍、一括露光
エリア0.25mm角である。被露光基板には8インチSiウェ
ハを用いた。このウェハ上に0.3μm厚のレジストを塗布
し、プリベークを行い露光装置内に搬送した。なお、EB
レジストには住友化学(株)製の化学増幅型ネガ型レジ
ストNEBシリーズを用いた。そして、一次露光用レチク
ルを露光装置内に搬送した後、露光実験を実施した。こ
のとき100kVでの最適露光ドーズ量は約30μC/cm2であっ
た。
投影転写方式のプロトタイプ機を用いた。その主要な仕
様は、電子線加速電圧100kV、縮小倍率4倍、一括露光
エリア0.25mm角である。被露光基板には8インチSiウェ
ハを用いた。このウェハ上に0.3μm厚のレジストを塗布
し、プリベークを行い露光装置内に搬送した。なお、EB
レジストには住友化学(株)製の化学増幅型ネガ型レジ
ストNEBシリーズを用いた。そして、一次露光用レチク
ルを露光装置内に搬送した後、露光実験を実施した。こ
のとき100kVでの最適露光ドーズ量は約30μC/cm2であっ
た。
【0040】近接効果補正はゴースト法で行うことに
し、二次露光用レチクルを予め準備した。二次露光用レ
チクルは、反転パターン形成が容易なメンブレンレチク
ルを用いた。メンブレンは、減圧CVD法で成膜したSiNx
の0.1μm厚のものを用いた。メンブレン上に形成する電
子散乱体は、スパッタ法で成膜したタングステン(W)
の0.2μm厚のものを用いた。二次露光用レチクルパ
ターンには、図2に示すような一次露光用パターンの完
全反転パターンを用いた。図中の白い部分がメンブレン
部であり、黒い部分が電子散乱体である。
し、二次露光用レチクルを予め準備した。二次露光用レ
チクルは、反転パターン形成が容易なメンブレンレチク
ルを用いた。メンブレンは、減圧CVD法で成膜したSiNx
の0.1μm厚のものを用いた。メンブレン上に形成する電
子散乱体は、スパッタ法で成膜したタングステン(W)
の0.2μm厚のものを用いた。二次露光用レチクルパ
ターンには、図2に示すような一次露光用パターンの完
全反転パターンを用いた。図中の白い部分がメンブレン
部であり、黒い部分が電子散乱体である。
【0041】図2中の中央には複数の線状のゲートパタ
ーン部105が形成されている。ゲートパターン部10
5の周囲には周辺回路パターン部107が形成されてい
る。この二次露光用レチクルパターンは一次露光用パタ
ーンのCADデータをそのまま使い、レチクル描画時にレ
ジストをネガポジ反転させることにより作製した。そう
して作製したレチクルを二次露光用レチクルとして用
い、ウェハ上の一次露光パターンに対して位置アライメ
ントを行った後、露光した。露光時のフォーカスは一次
露光と同様にジャストフォーカスをとるようにし、露光
ドーズ量は約8μC/cm2とした。この結果、近接効果が
良好に補正され、精度の高いパターンを形成できた。
ーン部105が形成されている。ゲートパターン部10
5の周囲には周辺回路パターン部107が形成されてい
る。この二次露光用レチクルパターンは一次露光用パタ
ーンのCADデータをそのまま使い、レチクル描画時にレ
ジストをネガポジ反転させることにより作製した。そう
して作製したレチクルを二次露光用レチクルとして用
い、ウェハ上の一次露光パターンに対して位置アライメ
ントを行った後、露光した。露光時のフォーカスは一次
露光と同様にジャストフォーカスをとるようにし、露光
ドーズ量は約8μC/cm2とした。この結果、近接効果が
良好に補正され、精度の高いパターンを形成できた。
【0042】実施例2 次に、本発明の他の実施例について説明する。この例で
は、実施例1と同一の一次露光用レチクルパターンをウ
ェハ上に露光した。また、同じく実施例1と同様に、近
接効果補正を目的にゴースト法で二次露光を行った。し
かし、二次露光用レチクルパターンは、実施例1の場合
とは異ならせた。すなわち、二次露光用レチクルパター
ンの作製にあたり、実施例1における完全反転パターン
(図2)とは異なり、二次露光時のビームボケを考慮し
てパターンを簡略化した。図3、4は、実施例2で用い
た二次露光用パターンを模式的に示す図である。
は、実施例1と同一の一次露光用レチクルパターンをウ
ェハ上に露光した。また、同じく実施例1と同様に、近
接効果補正を目的にゴースト法で二次露光を行った。し
かし、二次露光用レチクルパターンは、実施例1の場合
とは異ならせた。すなわち、二次露光用レチクルパター
ンの作製にあたり、実施例1における完全反転パターン
(図2)とは異なり、二次露光時のビームボケを考慮し
てパターンを簡略化した。図3、4は、実施例2で用い
た二次露光用パターンを模式的に示す図である。
【0043】この例において露光しようとしているパタ
ーンにおいては、図1に示すように、ゲートパターン部
101は周辺回路パターン部103に比べて非常に微細
なパターンである。また、ゴースト補正時には、その微
細パターン101の完全反転パターンを露光する必要は
必ずしもない。そこで、二次露光用反転パターンでは、
図3の中央に示すように、塗り潰しパターン部109を
設定した。すなわち、同パターン部109は、電子散乱
体が一面に広く成膜されており、同パターン部109に
入射する電子線は散乱されて、ウェハには到達しない。
つまり、細いゲートパターン部にはゴースト露光のドー
ズは与えられない。
ーンにおいては、図1に示すように、ゲートパターン部
101は周辺回路パターン部103に比べて非常に微細
なパターンである。また、ゴースト補正時には、その微
細パターン101の完全反転パターンを露光する必要は
必ずしもない。そこで、二次露光用反転パターンでは、
図3の中央に示すように、塗り潰しパターン部109を
設定した。すなわち、同パターン部109は、電子散乱
体が一面に広く成膜されており、同パターン部109に
入射する電子線は散乱されて、ウェハには到達しない。
つまり、細いゲートパターン部にはゴースト露光のドー
ズは与えられない。
【0044】さらに図4に示す例では、図3において周
辺回路と見立てたジグザグの周辺回路パターン部107
は、図4に示すような直線パターン111として扱っ
た。このようにパターン図形を簡略化することにより、
近接効果補正をそこそこ高精度に行いながら、二次露光
用レチクルの作製を簡略化できる。
辺回路と見立てたジグザグの周辺回路パターン部107
は、図4に示すような直線パターン111として扱っ
た。このようにパターン図形を簡略化することにより、
近接効果補正をそこそこ高精度に行いながら、二次露光
用レチクルの作製を簡略化できる。
【0045】上述のようにして作製したレチクルを二次
露光用レチクルとして用い、ウェハ上の一次露光パター
ンに対して位置アライメントを行った後、露光した。露
光時のフォーカスは若干デフォーカスさせ、ビームボケ
量が約30μmとなるようにした。なお、露光ドーズ量
は約8μC/cm2とした。この結果、近接効果が良好に補
正され、精度の高いパターンを形成できた。
露光用レチクルとして用い、ウェハ上の一次露光パター
ンに対して位置アライメントを行った後、露光した。露
光時のフォーカスは若干デフォーカスさせ、ビームボケ
量が約30μmとなるようにした。なお、露光ドーズ量
は約8μC/cm2とした。この結果、近接効果が良好に補
正され、精度の高いパターンを形成できた。
【0046】次に、レチクル種別検出機構とゴースト露
光時の露光条件について説明する。図5は、本発明の1
実施例に係る電子線投影露光装置のゴースト補正露光機
能を示すブロック図と、補正露光の際におけるレチクル
種別の検出とゴースト露光を行う工程のフローチャート
である。図5(A)中の上部には、レチクル10が示され
ている。レチクル10の右側面には、バーコード(簡易
マーク)10aが設けられている。レチクル10は、レ
チクルステージ11に載置されている。レチクルステー
ジ11の右方には、レチクル10のバーコード10a等
を読みとるリーダー32(レチクル種別検出機構)が付
設されている。リーダー32の先には、露光装置のコン
トローラ31が配置されている。コントローラ31内に
は、補正露光パラメータ設定部31aがある。
光時の露光条件について説明する。図5は、本発明の1
実施例に係る電子線投影露光装置のゴースト補正露光機
能を示すブロック図と、補正露光の際におけるレチクル
種別の検出とゴースト露光を行う工程のフローチャート
である。図5(A)中の上部には、レチクル10が示され
ている。レチクル10の右側面には、バーコード(簡易
マーク)10aが設けられている。レチクル10は、レ
チクルステージ11に載置されている。レチクルステー
ジ11の右方には、レチクル10のバーコード10a等
を読みとるリーダー32(レチクル種別検出機構)が付
設されている。リーダー32の先には、露光装置のコン
トローラ31が配置されている。コントローラ31内に
は、補正露光パラメータ設定部31aがある。
【0047】続いて、図5(B)を参照しつつ、補正露光
の際におけるレチクル種別の検出とゴースト露光を行う
工程について説明する。まず初めに、散乱ステンシル型
レチクルとメンブレンレチクルとの種別の違いを、それ
ぞれに指定されたバーコードや簡易マーク等から検出す
る(S11)。その検出結果に応じて、露光装置のコント
ローラ31内の補正露光パラメータ設定部31aが、そ
れぞれのレチクルに適した装置パラメータを設定する
(S12)。その際、露光ドーズ量の変更は最低限必要で
ある。さらに、レチクルパターンの形状に変形が加えら
れている場合(二次露光パターンが一次露光パターンの
完全反転パターンではなく、代表図形法によりパターン
図形が変形されている場合)(S13)には、フォーカス
位置の調整も必要である(S14)。
の際におけるレチクル種別の検出とゴースト露光を行う
工程について説明する。まず初めに、散乱ステンシル型
レチクルとメンブレンレチクルとの種別の違いを、それ
ぞれに指定されたバーコードや簡易マーク等から検出す
る(S11)。その検出結果に応じて、露光装置のコント
ローラ31内の補正露光パラメータ設定部31aが、そ
れぞれのレチクルに適した装置パラメータを設定する
(S12)。その際、露光ドーズ量の変更は最低限必要で
ある。さらに、レチクルパターンの形状に変形が加えら
れている場合(二次露光パターンが一次露光パターンの
完全反転パターンではなく、代表図形法によりパターン
図形が変形されている場合)(S13)には、フォーカス
位置の調整も必要である(S14)。
【0048】二次露光(ゴースト露光)時には、適度に
ボケた電子線の照射を行う場合が多い(S15)。これ
は、二次露光領域を後方散乱電子の分布の広がり径に等
しくするためであり、30μm前後のボケが必要である。
ボケを発生させるには、電子線の焦点位置をずらし、デ
フォーカス条件で露光することが最も容易な方法であ
る。なお、二次露光を一次露光の完全反転パターンに行
う場合には、露光をジャストフォーカスで行う(S16)
こともある。
ボケた電子線の照射を行う場合が多い(S15)。これ
は、二次露光領域を後方散乱電子の分布の広がり径に等
しくするためであり、30μm前後のボケが必要である。
ボケを発生させるには、電子線の焦点位置をずらし、デ
フォーカス条件で露光することが最も容易な方法であ
る。なお、二次露光を一次露光の完全反転パターンに行
う場合には、露光をジャストフォーカスで行う(S16)
こともある。
【0049】次に、上述した近接効果補正方法を利用し
たデバイス製造方法の実施例を説明する。図9は、微小
デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネ
ル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製
造のフローを示す。
たデバイス製造方法の実施例を説明する。図9は、微小
デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネ
ル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製
造のフローを示す。
【0050】ステップ1(回路設計)では、半導体デバ
イスの回路設計を行う。ステップ2(マスク製作)で
は、設計した回路パターンを形成したマスクを製作す
る。この時、パターンについて局部的にリサイズを施す
ことにより近接効果や空間電荷効果によるビームボケの
補正を行ってもよい。一方、ステップ3(ウェハ製造)
では、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
イスの回路設計を行う。ステップ2(マスク製作)で
は、設計した回路パターンを形成したマスクを製作す
る。この時、パターンについて局部的にリサイズを施す
ことにより近接効果や空間電荷効果によるビームボケの
補正を行ってもよい。一方、ステップ3(ウェハ製造)
では、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
【0051】ステップ4(酸化)では、ウェハの表面を
酸化させる。ステップ5(CVD)では、ウェハ表面に
絶縁膜を形成する。ステップ6(電極形成)では、ウェ
ハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ7(イオ
ン打ち込み)では、ウェハにイオンを打ち込む。ステッ
プ8(レジスト処理)では、ウェハに感光剤を塗布す
る。ステップ9(電子ビーム露光)では、ステップ2で
作ったマスクを用いて電子ビーム転写装置によって、マ
スクの回路パターンをウェハに焼付露光する。ここで、
上記近接効果補正を行う。ステップ10(光露光)で
は、同じくステップ2で作った光露光用マスクを用い
て、光ステッパーによってマスクの回路パターンをウェ
ハに焼付露光する。
酸化させる。ステップ5(CVD)では、ウェハ表面に
絶縁膜を形成する。ステップ6(電極形成)では、ウェ
ハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ7(イオ
ン打ち込み)では、ウェハにイオンを打ち込む。ステッ
プ8(レジスト処理)では、ウェハに感光剤を塗布す
る。ステップ9(電子ビーム露光)では、ステップ2で
作ったマスクを用いて電子ビーム転写装置によって、マ
スクの回路パターンをウェハに焼付露光する。ここで、
上記近接効果補正を行う。ステップ10(光露光)で
は、同じくステップ2で作った光露光用マスクを用い
て、光ステッパーによってマスクの回路パターンをウェ
ハに焼付露光する。
【0052】ステップ11(現像)では、露光したウェ
ハを現像する。ステップ12(エッチング)では、レジ
スト像以外の部分を選択的に削り取る。ステップ13
(レジスト剥離)では、エッチングがすんで不要となっ
たレジストを取り除く。ステップ4からステップ13を
繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に回路パタ
ーンが形成される。
ハを現像する。ステップ12(エッチング)では、レジ
スト像以外の部分を選択的に削り取る。ステップ13
(レジスト剥離)では、エッチングがすんで不要となっ
たレジストを取り除く。ステップ4からステップ13を
繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に回路パタ
ーンが形成される。
【0053】ステップ14(組立)は、後工程と呼ば
れ、上の工程によって作製されたウェハを用いて半導体
チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシン
グ、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封
入)等の工程を含む。ステップ15(検査)では、ステ
ップ14で作製された半導体デバイスの動作確認テス
ト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て
半導体デバイスが完成しこれが出荷(ステップ16)さ
れる。
れ、上の工程によって作製されたウェハを用いて半導体
チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシン
グ、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封
入)等の工程を含む。ステップ15(検査)では、ステ
ップ14で作製された半導体デバイスの動作確認テス
ト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て
半導体デバイスが完成しこれが出荷(ステップ16)さ
れる。
【0054】以上図1〜図9を参照しつつ、本発明の近
接効果補正方法等について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、様々な変更を加えることがで
きる。
接効果補正方法等について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、様々な変更を加えることがで
きる。
【0055】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の近接効果補正方法によれば、補正露光用レチクルの製
作や補正露光作業を楽に行え、工程数を省け効率的なレ
チクル作製が可能となる。
の近接効果補正方法によれば、補正露光用レチクルの製
作や補正露光作業を楽に行え、工程数を省け効率的なレ
チクル作製が可能となる。
【図1】一次露光用ゲートレイヤーパターンを模式的に
示す図である。
示す図である。
【図2】図1のゲートレイヤーパターンの二次露光用完
全反転パターンを模式的に示す図である。
全反転パターンを模式的に示す図である。
【図3】図2の二次露光用反転パターンに代表図形法を
応用した場合のパターンを模式的に示す図である。
応用した場合のパターンを模式的に示す図である。
【図4】二次露光用反転パターンの他の例を模式的に示
す図である。
す図である。
【図5】本発明の1実施例に係る電子線投影露光装置の
ゴースト補正露光機能を示すブロック図と、補正露光の
際におけるレチクル種別の検出とゴースト露光を行う工
程のフローチャートである。
ゴースト補正露光機能を示すブロック図と、補正露光の
際におけるレチクル種別の検出とゴースト露光を行う工
程のフローチャートである。
【図6】分割投影転写方式の電子線投影露光装置の光学
系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図であ
る。
系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図であ
る。
【図7】電子線投影露光用のレチクルの構成例を模式的
に示す図である。(A)は全体の平面図であり、(B)
は一部の斜視図であり、(C)は一つの小メンブレン領
域の平面図である。
に示す図である。(A)は全体の平面図であり、(B)
は一部の斜視図であり、(C)は一つの小メンブレン領
域の平面図である。
【図8】レチクルからウェハへのパターン転写の様子を
模式的に示す斜視図である。
模式的に示す斜視図である。
【図9】微小デバイス(ICやLSI等の半導体チッ
プ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマ
シン等)の製造のフローを示す。
プ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマ
シン等)の製造のフローを示す。
1 電子銃 2,3 コンデ
ンサレンズ 4 照明ビーム成形開口 5 ブランキ
ング偏向器 7 ブランキング開口 8 照明ビー
ム偏向器 9 コンデンサレンズ 10 レチクル
(マスク) 11 レチクルステージ 12 レチクル
ステージ位置検出器 15 第1投影レンズ 16 像位置調
整偏向器 18 コントラスト開口 19 第2投影
レンズ 22 反射電子検出器 23 ウェハ 24 ウェハステージ 25 ウェハス
テージ位置検出器 31 コントローラ 32 リーダー 41 小メンブレン領域 42 サブフィ
ールド 43 スカート 44 マイナー
ストライプ 45 グリレージ 47 ストラッ
ト 49 メジャーストライプ 50 チップ 52 サブフィールド 59 ストライ
プ 101 ゲート部 103 周辺回
路パターン部 105 ゲート部(反転パターン) 107 周辺回
路(反転パターン) 109 ゲート部(代表図形法) 111 周辺回
路(代表図形法)
ンサレンズ 4 照明ビーム成形開口 5 ブランキ
ング偏向器 7 ブランキング開口 8 照明ビー
ム偏向器 9 コンデンサレンズ 10 レチクル
(マスク) 11 レチクルステージ 12 レチクル
ステージ位置検出器 15 第1投影レンズ 16 像位置調
整偏向器 18 コントラスト開口 19 第2投影
レンズ 22 反射電子検出器 23 ウェハ 24 ウェハステージ 25 ウェハス
テージ位置検出器 31 コントローラ 32 リーダー 41 小メンブレン領域 42 サブフィ
ールド 43 スカート 44 マイナー
ストライプ 45 グリレージ 47 ストラッ
ト 49 メジャーストライプ 50 チップ 52 サブフィールド 59 ストライ
プ 101 ゲート部 103 周辺回
路パターン部 105 ゲート部(反転パターン) 107 周辺回
路(反転パターン) 109 ゲート部(代表図形法) 111 周辺回
路(代表図形法)
Claims (4)
- 【請求項1】 高加速電子線露光時にパターン密度に依
存し、後方散乱電子に起因して生ずる露光ドーズ量オフ
セット、いわゆる近接効果を補正する方法であって;近
接効果によるドーズ量オフセットを補正するための露光
を感応基板に加える際に、メンブレンレチクルからなる
補正露光用レチクルを介して電子線を感応基板に照射す
ることを特徴とする近接効果補正方法。 - 【請求項2】 上記補正露光用レチクルのパターンとし
て、パターン形成露光用レチクルのパターンの、完全
反転パターン、あるいは、所定の寸法(ボケ量の半
分)以下のパターンを塗り潰し(べたパターン)あるい
は削除したもの、あるいは、簡易な図形に置き換えた
ものを用いることを特徴とする請求項1記載の近接効果
補正方法。 - 【請求項3】 レチクルを電子線で照明し、レチクルを
通過した電子線を感応基板上に投影結像させる電子線投
影露光装置であって;上記レチクルがメンブレンレチク
ルからなる近接効果補正露光用のレチクルであることを
検出するレチクル種別検出機構、又は、そのことをマニ
ュアル入力する入力機構と、 近接効果補正に適した露光フォーカス及びドーズ量を設
定する補正露光パラメータ設定部と、 を具備することを特徴とする電子線投影露光装置。 - 【請求項4】 電子線を用いるリソグラフィー工程にお
いて、上記請求項1又は2記載の近接効果補正方法を用
いることを特徴とするデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000258587A JP2002075828A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | 近接効果補正方法、電子線投影露光装置及びデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000258587A JP2002075828A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | 近接効果補正方法、電子線投影露光装置及びデバイス製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002075828A true JP2002075828A (ja) | 2002-03-15 |
Family
ID=18746880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000258587A Pending JP2002075828A (ja) | 2000-08-29 | 2000-08-29 | 近接効果補正方法、電子線投影露光装置及びデバイス製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002075828A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007019547A (ja) * | 2006-10-03 | 2007-01-25 | Fujitsu Ltd | 荷電粒子ビーム露光方法 |
CN100390668C (zh) * | 2005-02-07 | 2008-05-28 | 中国科学院微电子研究所 | 一种用负性化学放大抗蚀剂曝光亚50nm图形的方法 |
-
2000
- 2000-08-29 JP JP2000258587A patent/JP2002075828A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100390668C (zh) * | 2005-02-07 | 2008-05-28 | 中国科学院微电子研究所 | 一种用负性化学放大抗蚀剂曝光亚50nm图形的方法 |
JP2007019547A (ja) * | 2006-10-03 | 2007-01-25 | Fujitsu Ltd | 荷電粒子ビーム露光方法 |
JP4562712B2 (ja) * | 2006-10-03 | 2010-10-13 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 荷電粒子ビーム露光方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6037601A (en) | Electron beam illumination device, and exposure apparatus with electron beam illumination device | |
US6835511B2 (en) | Methods and apparatus for detecting and correcting reticle deformations in microlithography | |
JP2002075830A (ja) | 荷電粒子線露光方法、レチクル及びデバイス製造方法 | |
JP2008004597A (ja) | 荷電粒子線描画方法、露光装置、及びデバイス製造方法 | |
JP2002329659A (ja) | 荷電粒子線露光方法、荷電粒子線露光装置及びデバイス製造方法 | |
JP2004273526A (ja) | レチクル作製方法、レチクル及び荷電粒子線露光方法 | |
JPH09320931A (ja) | 結像特性計測方法及び該方法を使用する転写装置 | |
US7005659B2 (en) | Charged particle beam exposure apparatus, charged particle beam exposure method, and device manufacturing method using the same apparatus | |
JP2005032837A (ja) | 荷電粒子描画方法及び該方法を用いたデバイス製造方法 | |
JP4468752B2 (ja) | 荷電粒子線露光方法、荷電粒子線露光装置及びデバイス製造方法 | |
US6680481B2 (en) | Mark-detection methods and charged-particle-beam microlithography methods and apparatus comprising same | |
JPH09180987A (ja) | 荷電粒子線転写装置 | |
JP2002075828A (ja) | 近接効果補正方法、電子線投影露光装置及びデバイス製造方法 | |
US6894291B2 (en) | Apparatus and methods for blocking highly scattered charged particles in a patterned beam in a charged-particle-beam microlithography system | |
JPH11176720A (ja) | 電子ビーム露光装置 | |
JP2001244165A (ja) | 近接効果補正方法、レチクル及びデバイス製造方法 | |
JP4356064B2 (ja) | 荷電粒子線露光装置および該装置を用いたデバイス製造方法 | |
JP3843806B2 (ja) | 電子線露光方法及びステンシルレチクル | |
US20020036272A1 (en) | Charged-particle-beam microlithography methods and apparatus providing reduced reticle heating | |
JP2003077798A (ja) | 近接効果補正方法及びデバイス製造方法 | |
JP4494734B2 (ja) | 荷電粒子線描画方法、荷電粒子線露光装置及びデバイス製造方法 | |
JP2006210459A (ja) | 荷電粒子線露光装置、荷電粒子線露光方法、およびデバイス製造方法 | |
JP2003007591A (ja) | 荷電粒子線光学系の収差評価方法、荷電粒子線装置調整方法、荷電粒子線露光方法、非点収差評価方法及び評価用パターン | |
US20030044697A1 (en) | Methods and apparatus for correcting the proximity effect in a charged-particle-beam microlithography system and devices manufactured from the same | |
JP2000357647A (ja) | 荷電粒子ビーム露光装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040608 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040610 |