JP2003142371A - Method of electron-beam exposure and stencil reticle - Google Patents

Method of electron-beam exposure and stencil reticle

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JP2003142371A
JP2003142371A JP2001337453A JP2001337453A JP2003142371A JP 2003142371 A JP2003142371 A JP 2003142371A JP 2001337453 A JP2001337453 A JP 2001337453A JP 2001337453 A JP2001337453 A JP 2001337453A JP 2003142371 A JP2003142371 A JP 2003142371A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stencil reticle, on which any pattern can be formed without applying complementary split. SOLUTION: A set of reticles 10 consists of two reticles 51, 53, on each of which same line-shaped patterns 55 are formed. In each of the line-shaped patterns 55 on the reticles 51, 53, a plurality of bridges 57 that connect the long sides of the pattern 55 are located in the longitudinal direction, where the locations of the bridges 57 are different between the reticle 51 and the reticle 53. At exposure, exposure for pattern transfer is made once for each of the reticles 51, 53 on a wafer. Thereby, positions, at which constrictions may possibly be generated when exposure is made using only one of the reticles, are fully exposed by the exposure using the other reticle, and as a consequence, generation of constrictions in the patterns is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスパ
ターン等を形成する電子線露光方法及びこの電子線露光
方法で使用されるステンシルレチクルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam exposure method for forming a semiconductor device pattern or the like and a stencil reticle used in this electron beam exposure method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のデバイスパターンの微細化・高集
積化に伴い、電子ビーム(EB)を用いた露光技術の開
発が盛んになってきている。特に100nmルール以降
においては、より微細なパターン形成技術として、電子
線縮小投影露光方法(EPLElectron Projection Lith
ography)が注目されている。このEPLは高いスルー
プットもねらえ、メモリ量産にも対応できるため、特に
注目されている。また、EPLは、レチクル上の回路パ
ターンをスキャニングしながら縮小転写してウェハ(感
応基板)上に焼き付けることが可能で、70nmノード
以降のデバイス作製に対応する量産技術として有望視さ
れている。このEPLには、PREVAILあるいはS
CALPELと呼ばれる電子光学系あるいはシステム技
術が報告されている。
2. Description of the Related Art With the recent miniaturization and high integration of device patterns, development of an exposure technique using an electron beam (EB) has become active. Especially in the 100 nm rule or later, as a finer pattern forming technique, an electron beam reduction projection exposure method (EPL Electron Projection Lith
(ography) is drawing attention. This EPL is aimed at a high throughput and can be mass-produced in a memory, so that it is particularly attracting attention. Further, the EPL is capable of being reduced and transferred while scanning a circuit pattern on a reticle and printing it on a wafer (sensitive substrate), and is considered to be a promising mass production technology corresponding to device fabrication of a 70 nm node or later. In this EPL, PREVAIL or S
An electron optical system or system technology called CALPEL has been reported.

【0003】このようなEB露光技術は、単純な基本図
形アパーチャのパターンを重ね合わせて所望のパターン
を形成するセルプロジェクション等の従来の直接描画技
術の延長と異なり、所望のパターンの拡大パターンをレ
チクルパターン(原版パターン)として、そのレチクル
パターンをそのまま縮小投影露光してデバイスパターン
を形成する。この技術には、レチクルを用いた縮小転写
方法、及び、大口径ビームの照射が可能なEB光学系が
採用されている。これらの技術により、スループットを
格段に向上させることができる。
Such an EB exposure technique is different from the extension of the conventional direct writing technique such as cell projection in which the patterns of simple basic figure apertures are superposed to form a desired pattern, and an enlarged pattern of the desired pattern is reticulated. As a pattern (original pattern), the reticle pattern is directly subjected to reduction projection exposure to form a device pattern. This technique employs a reduction transfer method using a reticle and an EB optical system capable of irradiating a large-diameter beam. Through these techniques, the throughput can be significantly improved.

【0004】このEB露光技術で用いられるレチクルの
一種として、自立薄膜(メンブレン)に電子線の通る孔
を多数開けたステンシルレチクルがある。前記孔の形状
は、転写すべきパターンの個別要素図形の形状に対応し
ている。現在具体的に検討されている散乱ステンシルレ
チクルは、厚さが2μm程度のSiメンブレンに孔開き
パターンが形成されたものである。このような散乱ステ
ンシルレチクルでは、孔開きパターンを通過する電子線
は散乱されず、メンブレン部を通過する電子線は散乱す
る。そして、露光装置の光学系中の投影レンズの電子線
収束面またはその近傍にコントラスト開口を設け、この
コントラスト開口で散乱された電子線を捕捉してウェハ
方向への通過を阻止している。そして、ウェハ上に、散
乱されなかった電子線を結像させてパターンのコントラ
ストを得る。
As one type of reticle used in this EB exposure technique, there is a stencil reticle in which a large number of holes through which electron beams pass is formed in a self-supporting thin film (membrane). The shape of the hole corresponds to the shape of the individual element figure of the pattern to be transferred. The scattering stencil reticle that is currently being specifically examined is one in which a perforated pattern is formed in a Si membrane having a thickness of about 2 μm. In such a scattering stencil reticle, the electron beam passing through the perforated pattern is not scattered, but the electron beam passing through the membrane part is scattered. Then, a contrast aperture is provided at or near the electron beam converging surface of the projection lens in the optical system of the exposure apparatus, and the electron beam scattered by this contrast aperture is trapped to prevent passage in the wafer direction. Then, the unscattered electron beam is imaged on the wafer to obtain the contrast of the pattern.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この散乱ステンシルレ
チクルでは、孔開き部の中央に島状の非孔開き部を設け
ることはできない。島状の非孔開き部を構成する膜の部
分が、重力に対してサポートできないからである。この
ような不都合をドーナツパターン問題という。この問題
に対処するには、島状の非孔開き部の周りをぐるりと囲
む孔開き部を分割して別々の2つのパターン領域に形成
し、この2つのパターン領域を別々にウェハ上に投影露
光する。そして、ウェハ上で2つの孔開き部を繋げて、
一周分の露光部とその中央の島状の非露光部を形成す
る。このような手法をコンプリメンタリー分割という。
In this scattering stencil reticle, the island-shaped non-perforated portion cannot be provided at the center of the perforated portion. This is because the part of the membrane forming the island-shaped non-perforated part cannot support gravity. This inconvenience is called the donut pattern problem. To address this issue, the perforations surrounding the island-shaped non-perforations are divided into two separate pattern areas that are projected separately onto the wafer. Expose. Then, connect the two holes on the wafer,
An exposed portion for one round and an island-shaped non-exposed portion in the center thereof are formed. Such a method is called complementary division.

【0006】また、ステンシルレチクルを使用する場
合、上述のドーナツパターン問題以外に、パターンの長
さに依存する問題がある。すなわち、パターンの長さが
基準長さ(例えば数十μm)より長い場合には、メンブ
レンの応力によるパターンの曲がりや自重による歪等が
予想される。そのため、このような長いライン状パター
ンもコンプリメンタリー分割が必要になる。特に、メモ
リーゲートレイヤーのような高密度のラインアンドスペ
ースパターンの場合、デバイスの設計値の要求に合わせ
ると、パターン部が長くなり、この問題が深刻になる。
Further, when the stencil reticle is used, there is a problem depending on the pattern length, in addition to the above-mentioned donut pattern problem. That is, when the length of the pattern is longer than the reference length (for example, several tens of μm), bending of the pattern due to the stress of the membrane, distortion due to its own weight, etc. are expected. Therefore, such a long linear pattern also requires complementary division. In particular, in the case of a high-density line-and-space pattern such as a memory gate layer, if the design value of the device is met, the pattern portion becomes long, and this problem becomes serious.

【0007】また、パターンがリーフ形状やタン形状
(木の葉状や舌状の非孔開き部が片持ち梁構造になって
いるもの)においては、パターン部を保持することはで
きるが、保持力が十分ではなく、パターン部が重力方向
へ曲がって変形しやすくなる。このようなパターンもコ
ンプリメンタリー分割が必要になる。
If the pattern has a leaf shape or a tongue shape (a leaf-shaped or tongue-shaped non-perforated portion has a cantilever structure), the pattern portion can be held, but the holding force is high. This is not sufficient, and the pattern portion bends in the direction of gravity and is easily deformed. Such patterns also require complementary division.

【0008】このような場合に必要になるコンプリメン
タリー分割は、パターンの分割処理に時間を要しレチク
ルコストも増大する。
In the complementary division necessary in such a case, it takes time to divide the pattern and the reticle cost also increases.

【0009】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、コンプリメンタリー分割を行うことなく、
どのようなパターンでも形成できるステンシルレチクル
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to perform complementary division without performing
An object is to provide a stencil reticle capable of forming any pattern.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の電子線露光方法は、 メンブレンにパター
ンの要素図形の形状に対応する孔を多数開けたステンシ
ルレチクルに所望のパターンを形成し、 前記レチクル
を電子線照明し、 前記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ことにより、該感応基板上に
前記パターンを転写する電子線露光方法であって、 2
枚の前記レチクルに実質的に同一のパターンを形成する
とともに、該レチクルのパターン要素図形の孔の所望の
箇所に該孔の両縁を結ぶ細幅のメンブレンの梁(ブリッ
ジ)を設けておき、ここで、前記2枚組のレチクルにお
いては前記ブリッジは前記パターンの異なる位置に設
け、前記2枚組のレチクルのパターンを同一の感応基板
上に重ねて露光することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the electron beam exposure method of the present invention is to form a desired pattern on a stencil reticle in which a large number of holes corresponding to the shapes of element figures of a pattern are formed in a membrane. An electron beam exposure method of illuminating the reticle with an electron beam and projecting an image of the electron beam passing through the reticle onto a sensitive substrate to transfer the pattern onto the sensitive substrate,
Forming substantially the same pattern on the reticle of a sheet, and at the desired position of the hole of the pattern element figure of the reticle, provided with a thin membrane beam (bridge) connecting both edges of the hole, Here, in the two-sheet set reticle, the bridges are provided at different positions of the pattern, and the patterns of the two-set reticle are superposed on the same sensitive substrate for exposure.

【0011】レチクルの孔に、この孔の両縁を結ぶ細幅
の梁を設けて、パターンを重力方向に対して保持できる
ようにしたため、ドーナツパターンや長いライン状のパ
ターンの場合も、コンプリメンタリー分割を行うことな
く、ステンシルレチクル上にパターン形成できる。梁の
幅は十分に細く、ボケや近接効果で露光ドーズが周辺か
ら入り込むため、ウェハ上には転写されない。また、梁
が細幅であっても、レジストに転写された像において
は、梁が繋がっている部分で電子散乱による蓄積電子量
が低下してくびれが形成されてしまう場合がある。そこ
で、同一パターンを少なくとも2つのレチクルに形成
し、さらに、これらのレチクルにおいては梁を異なる位
置に設ける。この2枚のレチクルを用いて、パターンが
重なるように露光することにより、一方のレチクルのみ
を用いて露光した場合にはくびれが発生する可能性のあ
る部分が、他方のレチクルを用いた露光では完全に露光
されるため、パターンのくびれの発生を防止できる。
A narrow beam connecting both edges of the reticle is provided in the hole of the reticle so that the pattern can be held in the direction of gravity. Therefore, even in the case of a donut pattern or a long line pattern, the complementary pattern is obtained. Patterning can be done on the stencil reticle without splitting. Since the width of the beam is sufficiently thin and the exposure dose enters from the periphery due to blurring or proximity effect, it is not transferred onto the wafer. Further, even if the beam is narrow, in the image transferred to the resist, the amount of accumulated electrons due to electron scattering may be reduced in the part where the beam is connected, and a constriction may be formed. Therefore, the same pattern is formed on at least two reticles, and beams are provided at different positions in these reticles. By exposing using these two reticles so that the patterns are overlapped with each other, there is a possibility that a constriction may occur when the exposure is performed using only one of the reticles. Since the exposure is completed, it is possible to prevent the constriction of the pattern from occurring.

【0012】本発明においては、 前記ブリッジの幅が
R×M(R:ウェハ上レジストの解像限界、M:投影レ
ンズの倍率)より狭くすることとすれば、梁が感応基板
に転写されることはないので、微細なパターンを正確に
転写することができる。
In the present invention, if the width of the bridge is narrower than R × M (R: resolution limit of resist on wafer, M: magnification of projection lens), the beam is transferred to the sensitive substrate. Since it does not occur, a fine pattern can be accurately transferred.

【0013】本発明においては、 前記ブリッジを、前
記パターン要素図形の孔の縁に対して斜めに配置するこ
とが好ましい。ブリッジをパターンの長手方向に対して
垂直に設けた場合、ウェハ上に転写されるパターンにお
いてブリッジに相当する部分が細くなってしまう可能性
がある。一方、ブリッジをパターンの長手方向の辺に対
して斜めに配置することで、ウェハ上に転写されるパタ
ーンが細くなることを抑制できる。あるいは、問題にな
らない範囲でブリッジの幅を太くすることができる。
In the present invention, it is preferable that the bridge is arranged obliquely with respect to the edge of the hole of the pattern element figure. When the bridge is provided perpendicularly to the longitudinal direction of the pattern, the portion corresponding to the bridge may become thin in the pattern transferred onto the wafer. On the other hand, by arranging the bridges obliquely with respect to the sides in the longitudinal direction of the pattern, it is possible to prevent the pattern transferred on the wafer from becoming thin. Alternatively, the width of the bridge can be increased within a range that does not cause a problem.

【0014】本発明のステンシルレチクルは、 メンブ
レンにパターンの要素図形の形状に対応する孔を多数開
けたステンシルレチクルであって、 2枚の前記レチク
ルに実質的に同一のパターンが形成されており、 該レ
チクルのパターン要素図形の孔の所望の箇所に該孔の両
縁を結ぶ細幅のメンブレンの梁(ブリッジ)が、前記2
枚のレチクルにおいて前記パターンの異なる位置に設け
られていることを特徴とする。
The stencil reticle of the present invention is a stencil reticle in which a large number of holes corresponding to the shapes of the element figures of the pattern are formed in the membrane, and the substantially same pattern is formed on the two reticles. At the desired position of the hole of the pattern element pattern of the reticle, a narrow beam (bridge) of the membrane connecting both edges of the hole is provided as described above.
The reticle is provided at different positions of the pattern.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。まず、図2を用いて電子線露光装置の構成を説明す
る。図2は、図1のレチクルを使用した荷電粒子線露光
装置の光学系全体の構成を模式的に示す斜視図である。
この図は、分割転写方式の電子線投影露光装置を示す。
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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A description will be given below with reference to the drawings. First, the configuration of the electron beam exposure apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of the entire optical system of the charged particle beam exposure apparatus using the reticle of FIG.
This figure shows a division transfer type electron beam projection exposure apparatus.
The electron gun 1 arranged in the uppermost stream of the optical system emits an electron beam downward. Below the electron gun 1, two stages of condenser lenses 2 and 3 are provided, and the electron beam is converged by these condenser lenses 2 and 3 and crosses over the blanking aperture 7. O. Image.

【0016】二段目のコンデンサレンズの下方には、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。
A rectangular aperture 4 is provided below the second-stage condenser lens. The rectangular aperture (illumination beam shaping aperture) 4 allows only an illumination beam that illuminates one subfield (a pattern small region that is one unit of exposure) of the reticle 10. The image of this aperture 4 is the lens 9
An image is formed on the reticle 10 by.

【0017】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に当らないようにする。
ブランキング開口7の下方には、照明ビーム偏向器8が
配置されている。同偏向器8は、主に照明ビームを図の
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
通過した像を結像させる。
A blanking deflector 5 is arranged below the beam shaping aperture 4. The deflector 5 deflects the illumination beam when necessary and strikes the non-aperture portion of the blanking aperture 7 so that the beam does not strike the reticle 10.
An illumination beam deflector 8 is arranged below the blanking aperture 7. The deflector 8 mainly sequentially scans the illumination beam in the lateral direction (X direction) in the drawing to illuminate each subfield of the reticle 10 within the field of view of the illumination optical system.
An illumination lens 9 is arranged below the deflector 8.
The illumination lens 9 forms an image that has passed through the beam shaping aperture 4 on the reticle 10.

【0018】レチクル10は多数のサブフィールドを有
し、移動可能なレチクルステージ11に載置されてい
る。レチクルステージ11を光軸垂直方向(XY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。レ
チクルステージ11には位置検出器12が付設されてい
る。レチクル10の構造については後述する。
The reticle 10 has many subfields and is mounted on a movable reticle stage 11. Move the reticle stage 11 in the direction perpendicular to the optical axis (XY direction).
By moving to, the subfields on the reticle that illuminate a wider area than the field of view of the illumination optical system are illuminated. A position detector 12 is attached to the reticle stage 11. The structure of the reticle 10 will be described later.

【0019】レチクル10の下方には投影レンズ15、
19及び偏向器16が設けられている。レチクル10の
一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(感応基板)2
3上の所定の位置に結像される。ウェハ23上には適当
なレジストが塗布されており、レジスト上に電子線のド
ーズが与えられ、レチクル10上のパターンが縮小(一
例で1/4)されてウェハ23上に転写される。
Below the reticle 10, a projection lens 15,
19 and a deflector 16 are provided. The electron beam passing through one subfield of the reticle 10 is projected onto the wafer (sensitive substrate) 2 by the projection lenses 15 and 19 and the deflector 16.
An image is formed at a predetermined position on 3. An appropriate resist is applied onto the wafer 23, and a dose of an electron beam is applied onto the resist to reduce the pattern on the reticle 10 (1/4 in one example) and transfer it onto the wafer 23.

【0020】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に達しないように遮断
する。
At the point where the reticle 10 and the wafer 23 are internally divided by the reduction ratio, the crossover C.I. O. And a contrast opening 18 is provided at the crossover position. The opening 18 blocks the electron beam scattered by the non-patterned portion of the reticle 10 from reaching the wafer 23.

【0021】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。この検出情報から、レチクル10とウ
ェハ23の相対的位置関係が投影光学系におけるビーム
特性を知ることができる。
Directly above the wafer 23 is a backscattered electron detector 22.
Are arranged. The backscattered electron detector 22 detects the amount of electrons reflected by the exposed surface of the wafer 23 or the mark on the stage. From this detection information, the relative positional relationship between the reticle 10 and the wafer 23 allows the beam characteristics in the projection optical system to be known.

【0022】ウェハ23は、静電チャックを介してXY
方向に移動可能なウェハステージ24上に載置されてい
る。ウェハステージ24には位置検出器25が付設され
ている。レチクルステージ11とウェハステージ24と
を、各々位置検出器12、25で検出された位置に基づ
いて、互いに逆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。
The wafer 23 is moved in the XY direction through the electrostatic chuck.
It is mounted on a wafer stage 24 that can move in any direction. A position detector 25 is attached to the wafer stage 24. By synchronously scanning the reticle stage 11 and the wafer stage 24 in mutually opposite directions based on the positions detected by the position detectors 12 and 25, respective parts in the chip pattern extending beyond the visual field of the projection optical system. Are sequentially exposed.

【0023】上記各レンズ2、3、9、15、19及び
偏向器5、8、16は各々電源制御部2a、3a、9
a、15a、19a、及び5a、8a、16aを介して
コントローラ31で制御される。また、レチクルステー
ジ11、ウェハステージ24も制御部11a、24aを
介してコントローラ31で制御される。さらに、ステー
ジ位置検出器12、25、反射電子検出器22もインタ
ーフェース12a、25a及び22aを介してコントロ
ーラ31に信号を送る。コントローラ31は、送られた
信号からステージ位置を制御する。
The respective lenses 2, 3, 9, 15, 19 and the deflectors 5, 8, 16 are provided with power source control units 2a, 3a, 9 respectively.
It is controlled by the controller 31 via a, 15a, 19a and 5a, 8a, 16a. The reticle stage 11 and wafer stage 24 are also controlled by the controller 31 via the control units 11a and 24a. Further, the stage position detectors 12 and 25 and the backscattered electron detector 22 also send signals to the controller 31 via the interfaces 12a, 25a and 22a. The controller 31 controls the stage position from the sent signal.

【0024】次に、図1を参照して本発明の一実施例に
係る散乱ステンシルレチクルについて説明する。図1
は、本発明の第1の実施の形態に係る散乱ステンシルレ
チクルを模式的に示す図であり、図1(A)はラインア
ンドスペースパターンの平面図、図1(B)はレチクル
の構造を説明する一部拡大図である。この例のレチクル
(組)10は、同じラインアンドスペースパターンの開
口が形成された2枚のレチクル51、53から構成され
る。露光時には、各々のレチクル51、53を1回ずつ
1枚のウェハに転写露光する。ラインアンドスペースパ
ターンは、Y方向に延びる長いライン状パターン55を
X方向に同パターン55の幅と同じスペースを開けて複
数列配列したものである。この例では、ライン状パター
ン55の長辺の長さは500μm、幅(短辺の長さ)は
400nmである。
Next, a scatter stencil reticle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Figure 1
FIG. 1 is a diagram schematically showing a scattering stencil reticle according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 (A) is a plan view of a line and space pattern, and FIG. 1 (B) is a reticle structure. FIG. The reticle (group) 10 of this example is composed of two reticles 51 and 53 in which openings of the same line and space pattern are formed. At the time of exposure, each of the reticles 51 and 53 is transferred and exposed once onto one wafer. The line-and-space pattern is a long line-shaped pattern 55 extending in the Y direction arranged in a plurality of columns in the X direction with a space having the same width as the pattern 55. In this example, the long side of the linear pattern 55 has a length of 500 μm, and the width (short side length) thereof is 400 nm.

【0025】図1(B)に示すように、各レチクル5
1、53のライン状パターン55には、パターンの長辺
間を繋ぐブリッジ(梁)57が、パターン55の長手方
向に複数設けられている。この例では、ブリッジ57の
幅は100nmで、ブリッジ57の間隔は20μmであ
る。ここで、各レチクル51、53においては、ブリッ
ジ57が設けられている位置が異なっている。すなわ
ち、両レチクルを重ねたとき、ライン状パターン55の
位置は一致するが、ブリッジ57の位置は一致しない。
一例で、ブリッジ57の位置は、各レチクルで10μm
オフセットしている。
As shown in FIG. 1B, each reticle 5
The linear patterns 55 of 1 and 53 are provided with a plurality of bridges (beams) 57 connecting the long sides of the patterns in the longitudinal direction of the pattern 55. In this example, the width of the bridge 57 is 100 nm, and the interval between the bridges 57 is 20 μm. Here, the positions at which the bridge 57 is provided are different between the reticles 51 and 53. That is, when both reticles are overlapped with each other, the positions of the line-shaped patterns 55 match but the positions of the bridge 57 do not match.
In one example, the position of the bridge 57 is 10 μm for each reticle.
It is offset.

【0026】この例では、ブリッジ57の幅を100n
mとしているが、幅は、R×Mより狭いことが好まし
い。ここで、Rはウェハ上レジストの解像限界であり、
Mは、ウェハ側からレチクル側を見たときの投影レンズ
の倍率であり、縮小倍率が1/4のこの電子線露光装置
の場合はM=4である。そして、ウェハ上レジストの解
像限界は、例えば70nmノードでは50nm程度とさ
れている。したがって、この場合、ブリッジ57の幅は
200nm(=50nm×4)以下であることが好まし
い。さらに、露光装置のビームボケ量、レジストやレチ
クル材料の特性や厚さなどにもよるが、ブリッジの幅は
100nm以下であることがより好ましい。
In this example, the width of the bridge 57 is 100n.
Although the width is m, the width is preferably narrower than R × M. Where R is the resolution limit of the resist on the wafer,
M is the magnification of the projection lens when the reticle side is viewed from the wafer side, and M = 4 in the case of this electron beam exposure apparatus whose reduction magnification is 1/4. The resolution limit of the resist on the wafer is, for example, about 50 nm in the 70 nm node. Therefore, in this case, the width of the bridge 57 is preferably 200 nm (= 50 nm × 4) or less. Further, the bridge width is more preferably 100 nm or less, though it depends on the beam blur amount of the exposure apparatus, the characteristics and thickness of the resist or reticle material, and the like.

【0027】しかし、このようなブリッジ57を設けた
場合、ブリッジ57のほとんどの部分はウェハ上レジス
トに転写されないが、ブリッジ57の根元の部分がレジ
ストにくびれとして残る場合がある。
However, when such a bridge 57 is provided, most of the bridge 57 is not transferred to the resist on the wafer, but the root of the bridge 57 may remain as a constriction in the resist.

【0028】図3は、ブリッジを有するパターンをウェ
ハ上レジストに転写した状態を模式的に示す図である。
露光装置の縮小倍率を1/4、レジストの解像限界を5
0nmとする。この例において、ブリッジは、ラインパ
ターンの長辺に対して直角に設けられており、幅は20
0nm(=R×M)である。このラインパターンをウェ
ハ上に露光転写した場合、ブリッジの幅は50nmとな
り、70nmノードにおける解像限界とほぼ同じであ
り、ウェハ上には転写されない。しかし、ブリッジの根
元に、図に示すようなくびれ63が残り、この部分でラ
インパターン61が細くなってしまう場合がある。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a state in which a pattern having a bridge is transferred to a resist on a wafer.
Reduction ratio of exposure equipment is 1/4, resist resolution limit is 5
0 nm. In this example, the bridge is provided at a right angle to the long side of the line pattern and has a width of 20.
It is 0 nm (= R × M). When this line pattern is exposed and transferred onto the wafer, the width of the bridge is 50 nm, which is almost the same as the resolution limit at the 70 nm node, and is not transferred onto the wafer. However, the neck 63 may remain at the root of the bridge as shown in the figure, and the line pattern 61 may become thin at this portion.

【0029】このくびれ63は、レチクル上でのブリッ
ジの幅を狭くすると小さくなる。また、ブリッジをライ
ンパターンの長辺に対して斜めに配置する(図4を参照
しつつ後述)ことによっても、くびれが小さくなり、か
つ、ラインパターンの両辺のくびれの位置が各長辺の方
向にずれる。このため、くびれが対向する両側にある場
合(ブリッジがラインパターンの長辺に対して直角であ
る場合)に比べて、パターンの幅は狭くならない。
The constriction 63 becomes smaller when the width of the bridge on the reticle is narrowed. Also, by arranging the bridges obliquely with respect to the long sides of the line pattern (which will be described later with reference to FIG. 4), the constriction is reduced and the positions of the constrictions on both sides of the line pattern are in the direction of each long side. It shifts. Therefore, the width of the pattern does not become narrower than that in the case where the constrictions are on both sides facing each other (when the bridge is perpendicular to the long side of the line pattern).

【0030】本実施例の散乱ステンシルレチクル10の
場合、2枚のレチクル51、53でブリッジ57の位置
が異なっているため、一方のレチクルを転写したウェハ
上のパターンにおける上述のようなブリッジの根元にく
びれが生じる部分は、他方のレチクルを転写した場合で
はブリッジのない部分に相当する。したがって、これら
のレチクルのパターンを重ねて露光した際、パターンの
全ての部分はいずれかのレチクルでフルに露光されるた
め、ブリッジの部分での電子散乱によるレジスト上での
蓄積電子量の低下を抑制できる。このため、くびれが少
なく、CDの要求値を満足するレジストパターンを得る
ことができる。
In the case of the scattering stencil reticle 10 of this embodiment, since the position of the bridge 57 is different between the two reticles 51 and 53, the root of the bridge as described above in the pattern on the wafer onto which one of the reticles is transferred. The portion where the waist is formed corresponds to the portion having no bridge when the other reticle is transferred. Therefore, when these reticle patterns are overlaid and exposed, all the parts of the pattern are fully exposed by any one of the reticles, so that the amount of accumulated electrons on the resist due to electron scattering at the bridge part is reduced. Can be suppressed. Therefore, it is possible to obtain a resist pattern with less constriction and satisfying the required value of CD.

【0031】このように、パターン分割基準長さ(例え
ば30μm程度)より長いパターンの孔開き部にブリッ
ジを設けることにより、長いライン状パターンであって
も自重による歪等を抑制し、1枚のステンシルレチクル
に形成することができる。ドーナツパターンやリーフ状
あるいはタン状パターンの場合のブリッジの幅やピッチ
はパターンの形状に対応して適宜選択する。なお、ブリ
ッジを設ける場所は、個別のパターン形状に対応して判
断・処理する方法では処理時間がかかるので、レチクル
上に網目のように無作為に配列してもよい。
As described above, by providing the bridge in the apertured portion of the pattern longer than the pattern division reference length (for example, about 30 μm), even a long line-shaped pattern is prevented from being distorted by its own weight and the like. It can be formed into a stencil reticle. In the case of a donut pattern, a leaf-shaped pattern, or a tan-shaped pattern, the width and pitch of the bridge are appropriately selected according to the pattern shape. It should be noted that the places where the bridges are provided may take a long processing time in the method of judging and processing corresponding to the individual pattern shapes, and thus may be arranged randomly like a mesh on the reticle.

【0032】図4は、本発明の第2の実施の形態に係る
ステンシルレチクルを示す図であり、レチクル上のライ
ンパターンの拡大平面図である。この例の散乱ステンシ
ルレチクルは、図1のステンシルレチクルとほぼ同様
で、2枚のレチクル71、73から構成されるが、ブリ
ッジ77がライン状パターン75の長辺に対して斜めに
形成されている。そして、2枚のレチクル71、73の
ブリッジ77の位置が異なっている。
FIG. 4 is a diagram showing a stencil reticle according to a second embodiment of the present invention, and is an enlarged plan view of a line pattern on the reticle. The scattering stencil reticle of this example is substantially the same as the stencil reticle of FIG. 1, and is composed of two reticles 71 and 73, but a bridge 77 is formed obliquely to the long side of the linear pattern 75. . The positions of the bridge 77 of the two reticles 71 and 73 are different.

【0033】ブリッジ77を斜めに形成することによ
り、ブリッジの幅を100nmより太くすることができ
るが、CD制御性を考慮すると100nm以下であるこ
とが好ましい。ブリッジ77のライン状パターン75の
長辺に対する角度θ2は45度が好ましい。
By forming the bridge 77 obliquely, the width of the bridge can be made thicker than 100 nm, but it is preferably 100 nm or less in consideration of CD controllability. The angle θ2 of the bridge 77 with respect to the long side of the linear pattern 75 is preferably 45 degrees.

【0034】(実施例)100nmノードのロジックデ
バイス作製のため、ゲートレイヤーの露光を実施した。
レチクル上でのゲート長は約280nmとした。レチク
ルは図4の散乱ステンシルレチクルと同様の構造で、同
じライン状パターンを有する2枚のステンシルレチクル
の異なる位置に、ライン状パターンの長辺に対して45
°に配置されたブリッジを有する。各レチクルのブリッ
ジの幅は80nm、ブリッジの間隔は20μmである。
Example A gate layer was exposed to produce a logic device of 100 nm node.
The gate length on the reticle was about 280 nm. The reticle has a structure similar to that of the scattering stencil reticle of FIG.
It has a bridge located at °. The width of the bridge of each reticle is 80 nm, and the distance between the bridges is 20 μm.

【0035】なお、レチクルブランクスには応力制御を
目的としてボロンを適当量ドーズしたSOIウェハにメ
インストラット、マイナーストラットの各構造を作りこ
んだものを使用した。このブランクスメンブレン上にE
Bレジスト(ZEP520、厚さ0.5μm)を塗布し
て、EB直接描画機を使って目的のパターンを描画し、
散乱ステンシルレチクルを作製した。
As the reticle blank, an SOI wafer in which an appropriate amount of boron was dosed for the purpose of stress control was used in which main strut and minor strut structures were formed. E on this blanks membrane
Apply B resist (ZEP520, thickness 0.5μm) and draw the target pattern using EB direct drawing machine.
A scattering stencil reticle was made.

【0036】電子線投影露光装置に前述の2枚の散乱ス
テンシルレチクルをセットし、ウェハステージ24上に
は、8インチのシリコンウェハ(P型、低効率4〜6Ω
cm、結晶軸(100)面)を載置した。ウェハ上に
は、EB露光用の化学増幅型レジスト(一例で住友化学
社製NEB22)を厚さ0.3μmに塗布し、このレジ
ストを110°のホットプレート上で120秒間プリベ
ーク処理したものを使用した。その後、ウェハ上に予め
配されたアライメント用のFIAマークを用い、レチク
ルのアライメントを行った。
The above-mentioned two scattering stencil reticles are set in an electron beam projection exposure apparatus, and an 8-inch silicon wafer (P type, low efficiency 4 to 6Ω is set on the wafer stage 24.
cm, crystal axis (100) plane was placed. On the wafer, a chemically amplified resist for EB exposure (NEB22 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) was applied to a thickness of 0.3 μm, and this resist was prebaked on a 110 ° hot plate for 120 seconds. did. Then, the reticle was aligned using the FIA mark for alignment which was previously arranged on the wafer.

【0037】露光時の電子線加速電圧を100kV、縮
小倍率を1/4倍、ウェハ上での一括露光エリアを0.
25mm角とした。このときの最適露光ドーズ量は2枚
のレチクルを用いる各々の露光(2回の露光)の合計で
約30μC/cm2であった。レチクル上ビーム電流は
15μAであり、レチクル開口率をレイヤー全体で約1
0%としたため、ウェハ上ビーム電流は1.5μAであ
った。2枚組のレチクルの一方の露光を行った後、レチ
クルステージを動かし、引き続き他方のレチクルの露光
を行った。
At the time of exposure, the electron beam acceleration voltage is 100 kV, the reduction ratio is 1/4, and the collective exposure area on the wafer is 0.
It was 25 mm square. The optimum exposure dose at this time was about 30 μC / cm 2 in total for each exposure (two exposures) using two reticles. The beam current on the reticle is 15 μA, and the reticle aperture ratio is about 1 for the entire layer.
Since it was 0%, the on-wafer beam current was 1.5 μA. After exposing one of the two reticles, the reticle stage was moved, and then the other reticle was exposed.

【0038】露光終了後ウェハを取り出し、ホットプレ
ートにてPEB処理を行った。処理条件は100℃で2
分間とした。現像は2.38wt%TMAH水溶液を現
像液として1分間行い、続けて純水にてリンス処理を行
った。現像後の露光パターンは測長機(CD−SEM
機)にて評価した。その結果、ブリッジが形成されてい
る部分のレジストパターン像が細くなっていないことが
確認できたとともに、十分な解像性も得られていること
が確認できた。
After completion of the exposure, the wafer was taken out and subjected to PEB treatment with a hot plate. Treatment condition is 100 ℃ 2
Minutes. The development was carried out for 1 minute using a 2.38 wt% TMAH aqueous solution as a developer, and then rinsed with pure water. The exposure pattern after development is a length measuring machine (CD-SEM
Machine). As a result, it was confirmed that the resist pattern image in the portion where the bridge was formed was not thin, and it was also confirmed that sufficient resolution was obtained.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によるレチクルを用いると、コンプリメンタリー分割処
理時間を大幅に削ることができ、レチクルコストを大き
く抑制することが可能となる。
As is apparent from the above description, when the reticle according to the present invention is used, the time for complementary division processing can be significantly reduced and the reticle cost can be greatly suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る散乱ステンシ
ルレチクルを模式的に示す図であり、図1(A)はライ
ンアンドスペースパターンの平面図、図1(B)はレチ
クルの構造を説明する一部拡大図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a scattering stencil reticle according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 (A) is a plan view of a line and space pattern, and FIG. 1 (B) is a reticle structure. It is a partially expanded view explaining.

【図2】図1のレチクルを使用した荷電粒子線露光装置
の光学系全体の構成を模式的に示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of the entire optical system of a charged particle beam exposure apparatus using the reticle shown in FIG.

【図3】ブリッジを有するパターンをウェハ上レジスト
に転写した状態を模式的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing a state in which a pattern having a bridge is transferred to a resist on a wafer.

【図4】本発明の第2の実施の形態に係るステンシルレ
チクルを示す拡大平面図である。
FIG. 4 is an enlarged plan view showing a stencil reticle according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 レチクル(組) 51、53 レ
チクル 55 ライン状パターン 57 ブリッジ
(梁) 71、73 レチクル 75 ライン状
パターン 77 ブリッジ
10 reticle (group) 51, 53 reticle 55 line pattern 57 bridge (beam) 71, 73 reticle 75 line pattern 77 bridge

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メンブレンにパターンの要素図形の形状
に対応する孔を多数開けたステンシルレチクルに所望の
パターンを形成し、 前記レチクルを電子線照明し、 前記レチクルを通過した電子線を感応基板上に投影結像
させることにより、該感応基板上に前記パターンを転写
する電子線露光方法であって、 2枚の前記レチクルに実質的に同一のパターンを形成す
るとともに、該レチクルのパターン要素図形の孔の所望
の箇所に該孔の両縁を結ぶ細幅のメンブレンの梁(ブリ
ッジ)を設けておき、ここで、前記2枚組のレチクルに
おいては前記ブリッジは前記パターンの異なる位置に設
け、 前記2枚組のレチクルのパターンを同一の感応基板上に
重ねて露光することを特徴とする電子線露光方法。
1. A desired pattern is formed on a stencil reticle in which a large number of holes corresponding to the shape of element figures of a pattern are formed in a membrane, the reticle is illuminated with an electron beam, and the electron beam that has passed through the reticle is on a sensitive substrate. An electron beam exposure method for transferring the pattern onto the sensitive substrate by projecting and forming an image onto the sensitive substrate, wherein substantially the same pattern is formed on the two reticles, and the pattern element figure of the reticle is formed. A thin membrane beam (bridge) connecting both edges of the hole is provided at a desired position of the hole, and in the reticle of the two-sheet set, the bridge is provided at a different position of the pattern, An electron beam exposure method, characterized in that the patterns of two reticles are superimposed and exposed on the same sensitive substrate.
【請求項2】 前記ブリッジの幅がR×M(R:ウェハ
上レジストの解像限界、M:投影レンズの倍率)より狭
くすることを特徴とする請求項1記載の電子線露光方
法。
2. The electron beam exposure method according to claim 1, wherein the width of the bridge is narrower than R × M (R: resolution limit of resist on wafer, M: magnification of projection lens).
【請求項3】 前記ブリッジを、前記パターン要素図形
の孔の縁に対して斜めに配置することを特徴とする請求
項1又は2記載の電子線露光方法。
3. The electron beam exposure method according to claim 1, wherein the bridge is arranged obliquely with respect to the edge of the hole of the pattern element graphic.
【請求項4】 メンブレンにパターンの要素図形の形状
に対応する孔を多数開けたステンシルレチクルであっ
て、 2枚の前記レチクルに実質的に同一のパターンが形成さ
れており、 該レチクルのパターン要素図形の孔の所望の箇所に該孔
の両縁を結ぶ細幅のメンブレンの梁(ブリッジ)が、前
記2枚のレチクルにおいて前記パターンの異なる位置に
設けられていることを特徴とするステンシルレチクル。
4. A stencil reticle having a large number of holes corresponding to the shape of a pattern element figure formed in a membrane, wherein substantially the same pattern is formed on the two reticles, and the pattern element of the reticle. A stencil reticle characterized in that a thin membrane beam (bridge) that connects both edges of the hole is provided at a desired position of the figure hole in the two reticles at different positions of the pattern.
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US7623311B2 (en) 2005-03-18 2009-11-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Recording media, recording and reproducing apparatus, and method for recording and reproducing
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US7746587B2 (en) 2006-03-06 2010-06-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic recording apparatus and magnetic recording and reproducing apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004070799A1 (en) * 2003-02-06 2004-08-19 Sony Corporation Mask processing device, mask processing method, program, and mask
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