JP2003243285A

JP2003243285A - レチクル

Info

Publication number: JP2003243285A
Application number: JP2002036150A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Irita; 丈司入田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2003-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】電子線やイオンビーム等の荷電粒子線転写露
光に用いられるレチクルであって、メンブレン領域がレ
チクルの外周近傍に設けられている場合であっても破損
しにくいレチクルを提供することを目的とする。【解決手段】支持部により支持された複数のメンブレ
ン領域を有するレチクルであって、レチクルの外周に
最も近いメンブレン領域の近傍の支持部に、深溝又は貫
通孔が設けられていることを特徴とするレチクルとし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線やイオンビ
ーム等の荷電粒子線転写露光に用いられるレチクルに関
する。特には、メンブレン領域がレチクルの外周近傍に
設けられている場合であっても破損しにくいレチクルに
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体集積回路の微細化、高密度
化に伴い、電子線やイオンビーム等の荷電粒子線を用い
た露光方式が開発されている。これらの中で、電子線を
用いて露光を行うもので、微細化と露光の高スループッ
トを合わせ持つ方式として、電子線転写露光方式が検討
されている。これは光露光方式と同様に、原版パターン
が形成されたレチクルを電子線で照射し、照射領域の原
版パターンをウェハ（感応基板）に一括的に焼き付ける
方式である。そして、ウェハ上で数百μｍ角の部分パタ
ーンを順次転写し、この部分パターンをつなぎ合わせて
配列することにより、全回路パターンを転写露光してい
る。この電子線転写露光方式に用いるレチクルの一種と
して、電子線の通る開口部を多数有するステンシルタイ
プのレチクルがある。このとき、一回の電子線によって
露光されるレチクル上の領域は１ｍｍ角程度であり、全
回路パターンを露光するために、レチクルは１ｍｍ角程
度のメンブレン領域を多数配列して敷き詰めた構造にな
っている。そして、レチクルの機械強度を保つために、
レチクルにはメンブレン領域を支える支持部が形成され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、全パターン
を転写露光するにあたって必要となるレチクルの数を少
なくするためには、より多くのメンブレン領域を上述の
レチクルに敷き詰める必要がある。そのため、メンブレ
ン領域はレチクルの外周近傍（例えば、外周からの距離
が１０ｍｍ程度）にも設けられている。このようなレチ
クルを作製すると、レチクル作製中又は作製後に、レチ
クルの外周に最も近い部分に設けられているメンブレン
領域からレチクル外周に向かって、レチクルの支持部に
亀裂が入ることがある。その結果、レチクルが破損して
しまい、歩留まりが悪くなるという問題があった。

【０００４】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、電子線やイオンビーム等の荷電粒子線
転写露光に用いられるレチクルであって、メンブレン領
域がレチクルの外周近傍に設けられている場合であって
も破損しにくいレチクルを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る態様のレチクルは、支持部により支
持された複数のメンブレン領域を有するレチクルであっ
て、レチクルの外周に最も近いメンブレン領域の近傍
の支持部に、深溝又は貫通孔が設けられていることを特
徴とする。

【０００６】上記レチクルによれば、レチクルの外周に
最も近いメンブレン領域の近傍の支持部に、応力分散用
の深溝又は貫通孔を設けている。これにより、レチクル
作製中又は作製後にレチクルに加わる応力を分散させ
て、メンブレン領域からの亀裂の発生を抑えることがで
きる。したがって、メンブレン領域がレチクルの外周近
傍に設けられている場合であっても破損しにくいレチク
ルにすることができる。

【０００７】本発明においては、前記深溝又は貫通孔
がアレイ状に複数設けられていることが好ましい。この
ようにアレイ状に設けることにより、応力を多方向に分
散させ易く、容易にレチクルの破損を抑えることができ
る。また、本発明においては、前記メンブレン領域は
電子線透過用の開口部を形成したシリコンからなること
が好ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。まず、レチクルを用いた電
子線転写露光技術の概要を説明する。図４は、電子線転
写露光装置の光学系全体の構成を模式的に示す図であ
る。

【０００９】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。

【００１０】二段目のコンデンサレンズ３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１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、照明レ
ンズ９によってレチクル１０に結像される。

【００１１】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。

【００１２】レチクル１０は、詳しくは後述するよう
に、多数のメンブレン領域を有し、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。

【００１３】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
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によってウエハ（感応基板）２
３上の所定の位置に結像される。ウエハ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倍）されてウエハ２３上に転写される。

【００１４】レチクル１０とウエハ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エハ２３に達しないように遮断
する。

【００１５】ウエハ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、ウエハ
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。

【００１６】ウエハ２３は、静電チャックを介してＸＹ
方向に移動可能なウエハステージ２４上に載置されてい
る。ウエハステージ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とウエハステージ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。

【００１７】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、ウエハステージ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。

【００１８】次に、上述の電子線転写露光に用いられる
レチクル１０の詳細例について説明する。図１は本発明
の第１の実施の形態に係るレチクルを模式的に示す図で
あり、図１（Ａ）はレチクル全体の平面図であり、図１
（Ｂ）は一部の斜視図である。

【００１９】図１（Ａ）に示すように、レチクル１０は
実質的に矩形の形状をしているパターン領域４５とその
外周域に設けられた支持部４３（支持基板４３ｂ）とを
有する。そして、図１（Ｂ）に示すように、パターン領
域４５には、複数のメンブレン領域４１と、隣り合うメ
ンブレン領域間に設けられた支持部４３（支柱４３ａ）
とが形成されている。メンブレン領域４１にはパターン
４２が形成されている。パターン形成の形態としては、
メンブレンに開口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。

【００２０】このレチクル１０では、パターン領域４５
の四隅（レチクル１０の外周４７に最も近い部分）に設
けられているメンブレン領域４１ａの近傍の外側支持部
４３ｂに深溝又は貫通孔４９を設けている。このよう
に、応力分散用の深溝又は貫通孔を設けることにより、
レチクルの外周に最も近いメンブレン領域の頂点からの
亀裂の発生を抑えることができる。したがって、メンブ
レン領域がレチクルの外周近傍に設けられている場合で
あっても破損しにくいレチクルにすることができる。

【００２１】本発明の実施の形態に係るレチクルは、以
下に示す方法で作製することができる。図２は、本発明
の実施の形態に係るレチクルの作製方法を模式的に説明
する図である。まず、図２（Ａ）に示すように、基板シ
リコン７１、酸化シリコン層７２、シリコン活性層７３
からなるＳＯＩ基板７４を用意する。次に、図２（Ｂ）
に示すように、基板シリコン７１の下面に、シリコンエ
ッチングのマスク材料としてレジスト膜７５を塗布す
る。次いで、このレジスト膜７５にリソグラフィー工程
を施して、図２（Ｃ）に示すように、メンブレン領域４
１となる位置に対応する部分７６のパターニングを行っ
た後、この部分７６のレジスト膜７５を除去する。この
とき、深溝４９となる位置（レチクルの外周に最も近い
メンブレン領域の近傍の支持部）に対応する部分７７の
パターニングも行い、この部分７７のレジスト膜７５を
除去する。このようにして、基板シリコン７１上に、メ
ンブレン領域４１となる位置に対応する部分７６及び深
溝４９となる位置に対応する部分７７に開口パターンが
設けられたエッチング用マスク７８を形成する。その
後、図２（Ｄ）に示すように、エッチング用マスク７８
をマスクとし、かつ酸化シリコン層７２をエッチングス
トップ層として基板シリコン７１のエッチング（例え
ば、ＩＣＰドライエッチング）を行う。メンブレン領域
４１を形成する部分の下にある酸化シリコン層７２は不
要であるため、図２（Ｅ）に示すように、基板シリコン
７１をマスクとし、かつシリコン活性層７３をエッチン
グストップ層として酸化シリコン層７２を、例えばフッ
酸を用いて、エッチング除去する。次いで、エッチング
用マスク７８を除去する。このようにして、メンブレン
領域４１が支持部７９に支持され、深溝４９を設けたレ
チクルブランクス８０が完成する。

【００２２】続いて、図２（Ｆ）に示すように、シリコ
ン活性層７３の主面（上面）に感光剤（レジスト膜）８
１を塗布する。次いで、このレジスト膜８１にリソグラ
フィー工程を施して、メンブレン領域４１の開口部とな
る位置に対応する部分８２のパターニングを行った後、
この部分８２のレジスト膜８１を除去する。その後、図
２（Ｇ）に示すように、レジスト膜８１をマスクとして
エッチングを行い、開口部８３を形成する。次いで、図
２（Ｈ）に示すように、レジスト膜８０を除去すること
により、深溝４９を設けたレチクル１０が完成する。

【００２３】上述の例では、深溝４９を設けているが、
深溝の代わりに貫通孔を設けても良い。この場合には、
図２（Ｆ）に示す工程において、貫通孔となる位置に対
応する部分のパターニングも行い、この部分のレジスト
膜８０を除去する。その後、図２（Ｇ）に示す工程にお
いて、この部分のエッチングも行い、貫通孔を形成す
る。

【００２４】上述のレチクルにおいて、深溝又は貫通孔
をアレイ状に複数設けることが好ましく、この例につい
て、図３を参照しつつ説明する。図３は、本発明の第２
の実施の形態に係るレチクルを模式的に示す平面図であ
る。この例のレチクル５０は、図１に示すレチクルとほ
ぼ同様であるが、パターン領域５５の四隅（レチクル５
０の外周５７に最も近い部分）に設けられているメンブ
レン領域５１ａの近傍の外側支持部５３に、深溝又は貫
通孔５９がアレイ状に複数設けられている点が異なって
いる。このように、深溝又は貫通孔５９をアレイ状に設
けることにより、レチクルに加わる応力を多方向に分散
させ易く、容易にレチクルの破損を抑えることができ
る。

【００２５】比較のために、電子線転写露光に用いられ
る従来のレチクルについて、図５を参照しつつ説明す
る。図５は、従来のレチクルを模式的に示す平面図であ
る。従来のレチクル６０では、より多くのメンブレン領
域６１をレチクル６０に敷き詰める必要があるため、レ
チクル６０の外周６７近傍（例えば、外周からの距離が
１０ｍｍ程度、パターン領域６５の四隅）にもメンブレ
ン領域６１ａが設けられている。しかし、応力分散用の
深溝又は貫通孔が無いため、このようなレチクル６０を
作製すると、レチクルに応力が加わった場合、メンブレ
ン領域６１ａの外周側の頂点６４からレチクル６０の外
周６７に向かって、支持部６３に亀裂６２が入ることが
あった。これに対し、本発明に係るレチクルは、上述し
たように、メンブレン領域の近傍の支持部に、応力分散
用の深溝又は貫通孔を設けているので、メンブレン領域
がレチクルの外周近傍に設けられている場合であっても
破損しにくく、歩留まりが良い。

【００２６】以上、本発明の実施の形態に係るレチクル
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。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レチクルの外周に最も近いメンブレン領域の近傍の支持
部に、応力分散用の深溝又は貫通孔を設けているので、
メンブレン領域からの亀裂の発生を抑えることができ
る。したがって、メンブレン領域がレチクルの外周近傍
に設けられている場合であっても破損しにくいレチクル
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るレチクルを模
式的に示す図であり、図１（Ａ）はレチクル全体の平面
図であり、図１（Ｂ）は一部の斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るレチクルの作製方法
を模式的に説明する図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係るレチクルを模
式的に示す平面図である。

【図４】電子線転写露光装置の光学系全体の構成を模式
的に示す図である。

【図５】従来のレチクルを模式的に示す平面図である。

【符号の説明】

１・・・電子銃２、３・・・コンデンサレンズ４・・・矩形開口（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・・・照明レンズ１０・・・レチクル１１・・・レチクルステージ１２・・・位置検出器１５、１９・・・投影レンズ１６・・・偏向器１８・・・コントラスト開口２２・・・反射電子検出器２３・・・ウエハ（感応基板）２４・・・ウエハステージ２５・・・位置検出器３１・・・コントローラ４１・・・メンブレン領域４１ａ・・・パターン領域４５の四隅に設けられている
メンブレン領域４２・・・パターン４３・・・支持部４３ａ・・・支柱４３ｂ・・・支持基板４５・・・パターン領域４７・・・レチクル１０の外周４９・・・深溝又は貫通孔５０・・・レチクル５１ａ・・・パターン領域５５の四隅に設けられている
メンブレン領域５３・・・支持部５５・・・パターン領域５７・・・レチクル５０の外周５９・・・深溝又は貫通孔６０・・・レチクル６１・・・メンブレン領域６１ａ・・・パターン領域６５の四隅に設けられている
メンブレン領域６２・・・亀裂６３・・・支持部６４・・・メンブレン領域６１ａの頂点６７・・・レチクル６０の外周７１・・・基板シリコン７２・・・酸化シリコン層７３・・・シリコン活性層７４・・・ＳＯＩ基板７５・・・レジスト膜７６・・・メンブレン領域４１となる位置に対応する部
分７７・・・深溝４９となる位置に対応する部分７８・・・エッチング用マスク７９・・・支持部８０・・・レチクルブランクス８１・・・感光剤（レジスト膜）８２・・・メンブレン領域４１の開口部となる位置に対
応する部分８３・・・開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】支持部により支持された複数のメンブレ
ン領域を有するレチクルであって、レチクルの外周に最も近いメンブレン領域の近傍の支持
部に、深溝又は貫通孔が設けられていることを特徴とす
るレチクル。
【請求項２】請求項１に記載のレチクルであって、前記深溝又は貫通孔がアレイ状に複数設けられているこ
とを特徴とするレチクル。
【請求項３】請求項１又は２に記載のレチクルであっ
て、前記メンブレン領域は電子線透過用の開口部を形成した
シリコンからなることを特徴とするレチクル。