JP2004273526A - レチクル作製方法、レチクル及び荷電粒子線露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的容易な方法でスティッチングマージンを確保してパターン接続精度を向上させることのできるステンシルレチクル作製方法等を提供する。
【解決手段】コンプリメンタリ分割した線分パターン１０１Ａ、１０１Ｂについて、ＣＡＤデータを作製する際、一次データと二次データとに分ける。一次データは、各パターンの実際の端部から一定量だけ短い一次パターン１１０を表し、二次データは、この短くした分だけの二次パターン１２０を表す。電子線描画装置では、一次パターンを通常のパターン形成時のビーム条件で描画し、二次パターンを所定量デフォーカスさせて描画する。これにより、二次パターン１２０の像１２０´は全体がデフォーカスされて描画され、ペンシル型パターンに似たパターン形状となる。従って、ＣＡＤデータ量をあまり増大させず、比較的簡単な作用でペンシル型パターンを作製することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子線露光用のレチクルの作製方法等に関する。特には、ウェハ上で高精度にパターンを接続できるようにレチクルを作製する方法等に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、０．１μｍルール以降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、従来の直接描画型では不可能であった、量産対応も可能なスループットを有する方法として、電子線やイオンビームのような荷電粒子線を利用する縮小投影露光法が注目されており、６５ｎｍルールへの適用も期待されている。
【０００３】
この方法の特徴の一つとして、比較的広い面積に対応するレチクルパターンが形成されたマスク（レチクル）を予め用意し、そのパターンを一括転写して量産性を確保している。この技術は、ＥＰＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）と呼ばれる。電子線は、光と異なり物質内では必ず散乱を引き起こしてしまうため、マスクは、電子線転写部が開口しているステンシル型や、極薄のメンブレン上に散乱体を配して電子転写部が形成されたメンブレン型の構造が使用される。
【０００４】
以下、ＥＰＬを用いた露光装置の概要と、同露光装置に使用されるマスクの構造の一例を図面を参照しつつ説明する。ここでは、パターンの全体領域を多数の小領域に分割し、各小領域毎にパターンを順次転写し、感応基板上で各パターン小領域を繋げて全パターンを転写する分割転写方式の電子線投影露光装置について説明する。
【０００５】
図１０は、分割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。
【０００６】
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。
【０００７】
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（主偏向器）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１０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。
【０００８】
レチクル１０は、実際には（図１１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。もちろん、複数のレチクルに１個の半導体デバイスチップをなすパターンを分割して配置しても良い。
【０００９】
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（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。
【００１０】
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によってウェハ２３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２３上に転写される。
【００１１】
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。
【００１２】
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とウェハ２３の相対的位置関係を知ることができる。
【００１３】
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２４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。
【００１４】
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２ａ、３ａ、９ａ、１５ａ、１９ａ及び５ａ、８ａ、１６ａ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２４も、ステージ制御部１１ａ、２４ａを介して、コントローラ３１により制御される。ステージ位置検出器１２、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。
【００１５】
コントローラ３１は、ステージ位置の制御誤差や投影ビームの位置誤差を把握し、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。
【００１６】
次に、分割転写方式の電子線投影露光に用いられるレチクルの構造の詳細例について、図１１を参照しつつ説明する。
図１１は、電子線投影露光用のレチクルの構造例を模式的に示す図である。図１１（Ａ）は全体の平面図であり、図１１（Ｂ）は一部の斜視図であり、図１１（Ｃ）は一つの小メンブレン領域の平面図である。
【００１７】
図１１（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１１（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。
【００１８】
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１ｍｍ角程度の大きさを有する。投影の縮小率は１／４であり、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、０．２５ｍｍ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。
【００１９】
図１１（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（エレクトリカルストライプ４４）をなし、そのようなエレクトリカルストライプ４４が図の縦方向（Ｙ方向）に多数並んで１つのメカニカルストライプ４９を形成している。エレクトリカルストライプ４４の長さ（メカニカルストライプ４９の幅）は照明光学系の偏向可能視野の大きさによって制限される。
【００２０】
メカニカルストライプ４９は、Ｘ方向に並列に複数存在する。
隣り合うメカニカルストライプ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。
【００２１】
現在有力と考えられている方式によれば、１つのメカニカルストライプ（以下単にストライプと呼ぶ）４９内のＸ方向のサブフィールド４２の列（エレクトリカルストライプ４４）は電子線偏向により順次露光される。一方、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。
【００２２】
上述のマスクは、一般的に、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）を用いて以下のような方法で作製される。
図１２は、一般的なＳＯＩウェハを用いたマスク作製方法を模式的に示す図である。
まず、図１２（Ａ）に示すＳＯＩウェハ７０を準備する。ＳＯＩウェハ７０は、シリコン支持基板７１と、同基板上に形成された酸化シリコン層７２と、同層上に形成された薄膜シリコン層７３とを有する。メンブレンとなる薄膜シリコン層７３には、応力調整のためにイオンが注入されている。
【００２３】
次に、図１２（Ｂ）に示すように、シリコン支持基板７１の下面に、レジスト又は酸化シリコン層７４を形成する。そして、図１２（Ｃ）に示すように、レジスト又は酸化シリコン層７４を、ストラット（図１２（Ｄ）、（Ｅ）の７１ａ、７１ｂ、７１ｃ）を形成する部分のみにレジスト又は酸化シリコン層７４ａ、７４ｂ、７４ｃが残るようにパターニングする。
【００２４】
次に、図１２（Ｄ）に示すように、このパターンとなるレジスト又は酸化シリコン層７４ａ、７４ｂ、７４ｃをマスクとして、かつ、酸化シリコン層７２をエッチングストップ層として、シリコン支持基板７１をドライエッチングし、ストラット７１ａ、７１ｂ、７１ｃを形成する。最後に、図１２（Ｅ）に示すように、薄膜シリコン層７２をエッチングストップ層として酸化シリコン層７２をウェットエッチングにより除去し、さらに、レジスト又は酸化シリコン層７４を除去する。このようにしてマスクブランクス８０が作製される。
【００２５】
そして、このマスクブランクス８０のシリコン薄膜層７３の上面にレジスト膜を塗布し、このレジスト膜に電子線描画装置などを使用してパターンを露光して現像する。これにより、シリコン薄膜層７３にレジストパターンが形成される。次いで、このレジストパターンをマスクとしてシリコン薄膜層７３をエッチングして、シリコンメンブレン（シリコン薄膜層）にステンシルパターンを形成する。
【００２６】
ところで、このようなステンシル型パターンでは、パターンの全方位あるいは３方位がメンブレンによって拘束されないパターン（例えば、孔開き部の中央に島状の非孔開き部が形成された島状パターン、リーフ形状パターン、舌形状パターン、片持ちパターンなど）は、パターン形成ができないか、もしくは、パターンの線幅の制御や、位置精度の制御が難しくなるという問題がある。これは、非孔開き部となる膜の部分を、重力に対して十分にサポートできないため、パターン部が重力方向へ曲がって変形しやすくなるためである。
また、パターンの長さが基準長さ（例えば数十μｍ）より長い場合も、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などが予想される。
【００２７】
そこで、パターンを２つ以上に分割して別々のパターン領域に形成し、分割されたパターンを別々に感応基板上に投影露光し、ウェハ上で繋ぎ合わせる方法がある。この方法は、パターンを相補的に分割するため、相補分割（コンプリメンタリ分割）と呼ばれている。
【００２８】
図１３は、コンプリメンタリ分割の一例を示す図であり、図１３（Ａ）は島状パターン、図１３（Ｂ）は長い線分のパターンの場合である。
図１３（Ａ）のパターン領域１００には、孔開き部１０１の中央に島状の非孔開き部１０２が形成された島状パターンが形成されている。この場合は、島状の非孔開き部１０２の全方位（周り）を囲む孔開き部１０１を分割線Ｌで２つ（１０１Ａ、１０１Ｂ）に分割する。そして、図１３（Ａ）の右側の図に示すように、分割した各孔開き部１０１Ａ、１０１Ｂを別々のパターン領域１００−１、１００−２に形成する。
【００２９】
図１３（Ｂ）のパターン領域１００には、長い線分パターン１０１が形成されている。この場合は、線分パターン１０１を３本の分割線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３で複数個（この例では４個）の線分１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄに分割する。そして、一つのパターン領域１００−１に、交互に位置する線分１０１Ａ、１０１Ｃを配置し、別のパターン領域１００−２に、交互に位置する線分１０１Ｂ、１０１Ｄを配置する。
【００３０】
このように分割されたパターンは、互いに隣接して露光されてウェハ上で繋ぎ合わされ、パターン全体がウェハ上に形成される。この際、マスク上で分割されたパターンの端部をウェハ上で高精度に接続する必要がある。パターン接続の精度は、外乱磁場や、コンタミ、ビームの揺れやドリフトに起因するビームの安定性や、ステージの位置制御精度、ビーム補正精度、サブフィールド内の像面湾曲や歪などの多くのパラメータに影響を受ける。このため、パターンのスティッチング精度（繋ぎ合わせ精度）は±１５ｎｍ程度となり、ウェハ上のパターンには接続部での太りや細りなどが起こりやすくなる。
【００３１】
図１４は、コンプリメンタリ分割を行ったパターンをウェハ上で繋ぎ合わせたパターン接続部の一例を示す図である。
図１４（Ａ）に示すように、パターン１０１Ａとパターン１０１Ｂを接続した接続部１０５が細くなった場合は、同部で十分な導通が得られず、断線するおそれもある。
一方、図１４（Ｂ）に示すように、パターン接続部１０５が太った場合は、太り部分が隣接する他のパターン部に接続して導通してしまうようなおそれもある。
【００３２】
そこで、このスティッチング精度を上げるための方法が、従来より提案されている。このような提案として、分割されたパターンの端部の形状を凸型とする案が報告されている（例えば、特許文献１）。
図１５は、特許文献１に報告されているパターンの端部を凸型に加工する例を示す図である。
この例では、図１５（Ａ）に示すように、対となるパターン１０１Ａ、１０１Ｂの端部にそれぞれ凸部１０７Ａ、１０７Ｂが形成されている。凸部１０７の幅Ｗ２は、各パターンの幅Ｗ１より狭い。パターン１０１Ａ、１０１Ｂをウェハ上で繋ぎ合わせる際には、図１５（Ｂ）に示すように、凸部１０７の一部を重ね合わせる。重ね合わされた部分１０７Ｃ（図の斜線の部分）では、電子ビームの照射が重複することになり、ドーズ量が増加する。その結果、実際にはパターンの線幅より狭い重ね合わせ部１０７Ｃでパターンの幅が太り、パターン接続部の線幅の変化を小さくできる。
【００３３】
この方法によれば、スティッチングマージン（対をなすパターン端部の許容範囲内の線幅方向及び長さ方向の位置決め誤差）を確保することができ、パターン接続部の線幅変化を小さくできる。
【００３４】
また、分割されたパターンの端部の形状を、先端に行くに従って細くなるペンシル型とする案もある。
図１６は、パターンの端部をペンシル型（先細り型）に加工する例を示す図である。
この例では、パターン１０１Ａの端部１０７Ａを２段のペンシル型に加工している。このようなペンシル型形状によれば、上記の例以上の効果を得ることができるとされている。
【００３５】
また、スティッチングマージンを稼ぐことができる理想形状を求める方法も提案されている。このような方法としては、例えば、特許文献２（特開２００１−７７０００号）では、パターンの分割線とエッジとの２つの交点を互いにパターンの長手方向に離し、分割されたパターンの継ぎ目部分が、分割によって形成された２つのパターンの両方に含まれるように、分割されるパターンの形状を決定し、継ぎ目部分の少なくとも一部に二重露光される部分を設ける。
【００３６】
他に、長い線状パターンを複数の線状パターンに分割し、分割されたパターンの端部に、パターン転写装置の分解能以下の細い幅の小帯からなるつなぎパターンを配置する方法（例えば、特許文献３参照）や、２つに分割した原版のサブフィールドの境界を所定量ずらし、サブフィールド境界には露光パターンがかからないようにし、２つの原版を各々のサブフィールドの投影像であるイメージフィールドの位置が所定量分だけずれるように露光する方法（例えば、特許文献４参照）もある。
【００３７】
【特許文献１】
特開２００１−２３０１８２号公報
【特許文献２】
特開２００１−７７０００号公報
【特許文献３】
特開平１１−２０４４２３号公報
【特許文献４】
特開２０００−１２４１１２号公報
【００３８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のペンシル型や凸型のパターンは、レチクル設計図形データ（ＣＡＤ描画指令データ）に基づいてレチクル基板上にＥＢ描画により形成される。先端に行くに従って細くなるペンシル型図形（図１６参照）を描画するには、パターンを構成するドットサイズを非常に微細にせざるを得ず、その結果画素数が多くなりパターンのデータ量が増大する。例えば、６５ｎｍノードを考慮した場合、縮小倍率を４倍とすると、レチクル上のパターンの寸法は、６５×４＝２６０ｎｍ程度となる。ペンシル型の先端の幅を４０ｎｍとすると、画素数は２６０／４０＝６．５倍となる。全データ量は面積で作用するため、６．５の二乗で約４０倍となる。そのため、データの処理時間も４０倍を要してしまい、コストも増大し、現実的ではない。
【００３９】
一方、現行のＫｒＦ等の光リソグラフィーにおいても、パターンの端部が丸まったり、短くなるという問題が生じている。このため、レチクルのパターン端部に、セリフパターンとして微小な補正パターンを設けている。この補正パターンにおいても、上記と同じく、画素寸法が微細化し、ＣＡＤ描画データが増大するという問題を生じている。
【００４０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであって、比較的容易な方法でスティッチングマージンを確保してパターン接続精度を向上させることのできるステンシルレチクル作製方法等を提供することを目的とする。
【００４１】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するため、本発明のレチクル作製方法は、 感応基板上に転写すべき原版パターンを複数のレチクル上又は一枚のレチクルの複数の領域に分割して形成し、分割した前記パターンを前記感応基板上で繋ぎ合わせるように露光転写する露光方法に用いるレチクルを作製する際に、 各々のレチクルのパターン形状の設計データ（ＣＡＤデータ）を作製し、 レジストを塗布したレチクル基板上に、前記ＣＡＤデータに即したパターンを描画し、 その後エッチング等の処理を行って前記原版パターンを形成するレチクルの作製方法であって、前記感応基板上で繋ぎ合わせることとなる分割したパターンの端部を所定量デフォーカスして描画することを特徴とする。
【００４２】
パターン端部を所定量デフォーカスして描画することにより、レチクル上では、パターン端部を先細り形状に形成することができる。この際、パターン端部の設計データを一次データと二次データに分け、一次データについては電子線を通常通り照射し、二次データについては電子線を所定量デフォーカスして照射する。電子線をデフォーカスする作業はＥＢ描画装置のフォーカスコイルを制御することにより比較的容易に行うことができる。この方法によれば、設計データの容量をあまり増大させずに、パターン端部を先細り形状に形成してスティッチングマージンを稼ぐことができる。
【００４３】
本発明においては、 前記ＣＡＤデータに即したパターンをデフォーカスさせずに描画するとともに、 分割したパターンの端部の先に、該端部の線幅を超えない幅の領域を、デフォーカスされたビームを用いて適当なドーズで露光することとできる。
または、 前記ＣＡＤデータに即したパターンをデフォーカスさせずに描画するとともに、 分割したパターンの端部の先の凸部領域を、デフォーカスされたビームを用いて適当なドーズ量で露光することとできる。
または、 前記ＣＡＤデータに即したパターンをデフォーカスさせずに描画するとともに、 分割したパターンの端部、及び、該端部の先の凸部領域を、デフォーカスされたビームを用いて適当なドーズで露光することとできる。
【００４４】
または、 前記ＣＡＤデータに即したパターン、及び、分割したパターンの端部の先の凸部領域を、デフォーカスさせずに描画するとともに、 前記パターンの端部、及び、前記凸部領域を、デフォーカスされたビームを用いて適当なドーズで露光することとできる。
または、 前記ＣＡＤデータに即したパターンをデフォーカスさせずに描画するとともに、 分割したパターンの端部の幅方向中央部における内側の、該端部の線幅を超えない幅の領域を、デフォーカスされたビームを用いて適当なドーズで露光することとできる。
または、 前記ＣＡＤデータに即したパターンをデフォーカスさせずに描画するとともに、 分割したパターンの端部の幅方向中央部における内側及び外側の、該端部の線幅を超えない幅の領域を、デフォーカスされたビームを用いて適当なドーズで露光することとできる。
【００４５】
以上のような方法でも、比較的簡単にパターン端部を先細りのペンシル型に形成することができる。
【００４６】
本発明のレチクルは、 感応基板上に転写すべき原版パターンが複数の領域に分割して形成されたレチクルであって、 前記感応基板上で繋ぎ合わせることとなる分割したレチクル上のパターンの端部が所定量デフォーカスして描画されていることを特徴とする。
【００４７】
本発明の露光方法は、 感応基板上に転写すべき原版パターンを複数のレチクル上又は一枚のレチクルの複数の領域に分割して形成し、分割した前記パターンを前記感応基板上で繋ぎ合わせるように露光転写する露光方法であって、 前記感応基板上で繋ぎ合わせることとなる分割したレチクル上のパターンの端部を所定量デフォーカスして描画することを特徴とする。
パターン接続部の線幅変化を小さくできるため、パターン形成精度を向上できる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
ここでは、ＥＰＬ露光装置を用いて汎用メモリパターンのゲート層を作製するために、同ゲート層を構成するワード線をコンプリメンタリ分割する方法について述べる。
【００４９】
図８（Ａ）は、汎用メモリパターンのゲート層の平面図、図８（Ｂ）は、コンプリメンタリ分割されたパターンの一部の平面図である。
汎用メモリパターンのゲート層用のパターン３００は、図８（Ａ）に示すように、直線状の線分パターン１０１（一例で長さが１５０〜２００μｍ、幅が６５ｎｍ）が複数本平行に配列されたパターンである。このように長い線分パターン１０１を一つのパターン領域に配置すると、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などが生じることがある。このため、図１３（Ｂ）で説明したように、一つの線分パターン１０１を所定の長さ（一例で３０μｍ）に分割する。そして、図８（Ｂ）に示すように、分割されたパターン部１０１Ａ、１０１Ｂを別々のパターン領域１００−１、１００−２に順に交互に配置する（図８（Ｂ）では一部のみ図示）。
【００５０】
次に、本発明の実施の形態に係るレチクルを作製する方法を説明する。
レチクルブランクスを作製する方法は、基本的には図１２に示した方法と同じであり、説明を省略する。ここでは、図１２に示したレチクルブランクス８０を用いて、本発明のレチクル作製方法の実施の形態に係るシリコンメンブレン（シリコン薄膜層）にステンシルパターンを形成する方法について説明する。
【００５１】
まず、シリコンメンブレン上に、ＥＢ描画対応レジストを塗布する。レジストには、ポジ型化学増幅レジストＯＥＢＲ−ＣＡＰ２０９を使用できる。レジストは、シリコンメンブレン上に膜厚が３００ｎｍとなるようにスピン塗布した。その後、ベーク処理を行い、電子線描画装置内に搬送して、パターンを描画する。この際、パターン形状に応じたデータ（ＣＡＤデータ）を装置に入力する。
【００５２】
次に、レチクル上にパターンを電子線描画装置で描画する方法について説明する。
まず、電子線描画装置の概要を説明する。
図９は、電子線描画装置の一例の構成を模式的に示す図である。
この電子線描画装置２００は、繰り返しの基本となるパターン（要素図形パターン）の拡大パターンを形成したステンシルマスクを用い、その要素図形パターンについては、感応基板上にそのパターンを縮小転写することにより、パターンを描画する。そして、ステンシルマスクに用意されていないパターンについては、ステンシルパターンに可変成形用のパターンを設けている。この可変成形用のパターンとアパーチャの開口パターンを組み合わせることにより、断面形状を自由に変えられる可変成形ビームを発生できる。
【００５３】
電子線描画装置２００の最上流には電子銃２０１が配置されている。電子銃２０１は下方に向けて電子線を射出する。電子銃２０１の下方には、ブランキング偏向器２０２、コンデンサレンズ２０３、第１成形アパーチャ２０４が配置されている。電子線はコンデンサレンズ２０３で集束されて第１成形アパーチャ２０４の開口パターンを照射する。
【００５４】
第１成形アパーチャ２０４の下方には、第１成形レンズ２０５、電磁偏向器２０６、第２成形アパーチャ２０７、第２成形レンズ２０８、ステンシルマスク２０９が配置されている。第１成形アパーチャ２０４の開口パターンに照射された電子線による像は、第１成形レンズ２０５により、第２成形アパーチャ２０７上に結像する。このとき、偏向器２０６の作用により、第１成形アパーチャ２０４の像が、第２成形アパーチャ２０７の複数の開口パターンの内の任意の１つに結像する。
ここで、第２成形アパーチャ２０７には、可変成形ビーム用の正方形の開口パターンが複数形成されている。ステンシルマスク２０９には、繰り返しの基本となるパターンの拡大パターンや、可変成形ビーム用の正方形の開口パターンなどが複数形成されている。
【００５５】
第２成形アパーチャ２０７の像は第２成形レンズ２０８により、ステンシルマスク２０９の一つの小領域に結像する。ここで、偏向器２１０により、第２成形アパーチャ２０７の像を光軸に垂直な方向に偏向させて、ステンシルマスク２０９の小領域の位置を選択する。
【００５６】
ステンシルマスク２０９の下方には、制限開口２１１、縮小レンズ２１２、副偏向器２１３、主偏向器２１４、対物レンズ２１５が配置されている。レチクル２１７は、対物レンズ２１５の下方に配置されている。ステンシルマスク２０９の一つの小領域を通過した電子線は、縮小レンズ２１２及び対物レンズ２１５によりレチクル２１７上に集束される。ここで、第２成形アパーチャ２０７の選択された小領域のパターン像と、ステンシルマスク２０９の選択された小領域のパターン像とが重なって得られるパターンが、レチクル２１７上に縮小して転写される。副偏向器２１３及び主偏向器２１４は、電子線を偏向して、レチクル２１７上の所望の位置に次々とパターンを繋ぎ合わせながら転写する。フォーカスコイル２１６は、レチクル２１７上での電子線の焦点を調整する。
【００５７】
次に、本発明の第１の実施の形態に係るレチクル作製方法における設計パターンについて説明する。なお、以下では分割部（接続部）のみを説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るレチクル作製方法における設計パターン形状を説明する図であり、図１（Ａ）は、パターンの分割状態、図１（Ｂ）は、露光後のパターン形状を示す。
ここでは、分割線Ｌでコンプリメンタリ分割した線分パターン１０１Ａ、１０１Ｂについて、設計データ（ＣＡＤデータ）を作製する。このＣＡＤデータは、一次データと二次データとを含む。一次データは、繋ぎ合わせるべきパターン１０１Ａ、１０１Ｂの実際の端部から一定量（一例で１００ｎｍ）だけ短い一次パターン１１０を表すデータである。そして、二次データとして、この短くした分（一例で１００ｎｍ）だけの二次パターン１２０を表すデータを用意する。一次データと二次データは、それぞれ別のデータとして電子線描画装置に送られる。
【００５８】
電子線描画装置では、まず、一次データを入力し、通常のパターン形成時のビーム条件（ビーム径１０ｎｍ以下など）で一次パターン１１０を描画する。その後、二次データを入力して、通常のビーム条件ではなく、所定量デフォーカスさせて二次パターン１２０を描画する。デフォーカスさせるには、例えば、電子線描画装置２００のフォーカスコイル２１６を通常条件から適当量ずらしてビームブラーを制御する。例えば、通常条件では１０ｎｍ程度のビームブラーを、５０〜１５０ｎｍ程度とする。
【００５９】
このように描画することにより、図１（Ｂ）に示すように、一次パターン１１０の像１１０´はほぼ設計通りのサイズに描画されるが、二次パターン１２０の像１２０´は全体がデフォーカスして描画される。このため、レチクル上では、パターン全体は先端がデフォーカスした形状に形成されて、上述したようなペンシル型パターン（図１６参照）に似たパターン形状となる。このため、ペンシル型パターンの場合と同様に、スティッチングマージンを稼ぐことが可能になり、繋ぎ合わせ精度を向上できる。さらに、この際、ペンシル型パターンのようにＣＡＤデータ量は増大せず、比較的簡単な作用で作製することができる。
【００６０】
なお、パターン先端部のデフォーカスした部分の形状は、ビームブラーの量を選択することにより適宜に変更できる。例えば、先端部のＲが大きい方が良い場合は、ビームブラーを大きくし、先端部が少々丸まる程度で良ければ、ビームブラーを小さくする。ビームブラー量は、上述のようにフォーカスコイルの制御により調整できる。
【００６１】
次に、以上のように作製されたレチクルを描画装置から取出し、所定のプロセス（ＰＥＢ、現像、リンス）で処理した後、ドライエッチングしてメンブレンにパターン転写を行う。エッチング終了後、アッシングを行い、レジスト残渣を剥離する。その後、必要に応じて洗浄し、電子線露光装置に搭載して露光を行った。
【００６２】
露光においては、まず、露光用ウェハを用意する。最初に、８インチシリコン基板に、必要に応じて所定の表面処理を施し、コーターに搬送した。同コーターでは、初めにＨＭＤＳ処理を施し、その後レジスト塗布、ＰＢを行った。レジストとして住友化学株式会社製の化学増幅型ネガ型レジストＮＥＢシリーズを使
用し、レジスト厚は２５０ｎｍとした。露光ドーズ量は３０μＣ／ｃｍ^２として、所定の方法で露光した。
【００６３】
露光後、露光装置から搬出し、所定のレジストプロセス（ＰＥＢ、現像、リンス）を経た後、ＣＤ−ＳＥＭにてパターンの測長検査を行った。分割されたパターンの繋ぎ合わせ部を評価したところ、ＣＤが若干増大していたが、±１０％の誤差内であり、良好な繋ぎ合わせ精度を得られた。
【００６４】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るレチクルの作製方法における設計パターン形状を説明する図であり、図２（Ａ）は、パターンの分割状態、図２（Ｂ）は、露光後のパターン形状を示す。
この例のＣＡＤデータの一次パターン１１０は、繋ぎ合わせるべきパターンの実際の形状のままのパターンである。そして、二次パターン１２０は、分割したパターンの端部の先に位置し、同パターンと同じ線幅で、所定の長さ（一例で１００〜５００ｎｍ）の領域の形状のパターンである。
【００６５】
電子線描画装置での描画方法は上述の例と同じであり、まず、一次パターン１１０を、通常のパターン形成時のビーム条件で描画する。その後、二次パターン１２０を、通常のビーム条件ではなく、所定量デフォーカスさせて描画する。デフォーカス方法は上述の方法と同様に、フォーカスコイルを通常条件から適当量ずらしてビームブラーを制御する。例えば、通常条件では１０ｎｍ程度のビームブラーを、５０〜１００ｎｍ程度とする。
【００６６】
このような露光によって、レチクル上でのパターン端部の形状は、図２（Ｂ）に示すように、一次パターン１１０の像１１０´はほぼ設計通りのサイズに描画されるが、二次パターン１２０の像１２０´は全体がデフォーカスして描画され、全体として先端が丸まった先細の形状となる。この例においても、上述と同様の方法でレチクルを作製し、線幅の評価を行ったところ、ＣＤが若干増大していたが、±１０％の誤差内であり、良好な繋ぎ合わせ精度を得ることができた。
【００６７】
図３は、本発明の第３の実施の形態に係るレチクルの作製方法における設計パターン形状を説明する図であり、図３（Ａ）は、パターンの分割状態、図３（Ｂ）は、露光後のパターン形状を示す。
この例のＣＡＤデータの一次パターン１１０は、繋ぎ合わせるべきパターンの実際の形状のままのデータである。そして、二次パターン１２０は、分割したパターンの端部の先に位置し、同パターンより狭い線幅（一例で、実際のレチクル上パターンの線幅の１／３）で、所定の長さ（一例で、実際のレチクル上パターンの線幅の１／３）の凸部となる領域のパターンである。
【００６８】
電子線描画装置では、まず、一次パターン１１０を、通常のパターン形成時のビーム条件で描画する。その後、二次パターン１２０を、所定量デフォーカスさせて描画する。デフォーカス量は、例えば、通常条件では１０ｎｍ程度のビームブラーが、５０〜１００ｎｍ程度となる量である。
【００６９】
この例においても、図３（Ｂ）に示すように、全体として先端が丸まった先細の形状となり、ペンシル型に似たパターンを形成できる。この例では、二次パターンである凸部となる領域を線幅を、実際のレチクル上パターンの１／３としており、画素寸法は、図１６に示すペンシル型を作成するための画素の寸法よりかなり大きいといえるが、比較的簡単な作業でより良好なペンシル型を形成することができる。
【００７０】
図４は、本発明の第４の実施の形態に係るレチクルの作製方法における設計パターン形状を説明する図である。
この例のＣＡＤデータの一次パターン１１０は、繋ぎ合わせるべきパターンの実際の形状のままのデータである。そして、二次パターン１２０は、パターンの実際の端部から一定量（一例で４００ｎｍ）だけ内側に短い部分１２０ａと、パターン端部の先の、同パターンより狭い線幅（一例で、実際のレチクル上パターンの線幅の１／２）で、所定の長さ（一例で、実際のレチクル上パターンの線幅の１／２）の凸部となる領域１２０ｂからなるパターンである。
【００７１】
電子線描画装置では、まず、一次パターン１１０を、通常のパターン形成時のビーム条件で描画する。その後、二次パターン１２０を、所定量デフォーカスさせて描画する。デフォーカス量は、例えば、通常条件では１０ｎｍ程度のビームブラーが、５０〜１００ｎｍ程度となる量である。
【００７２】
図５は、本発明の第５の実施の形態に係るレチクルの作製方法における設計パターン形状を説明する図である。
この例のＣＡＤデータの一次パターン１１０は、繋ぎ合わせるべきパターン１１０ａと、パターン端部の先に位置し、同パターンより狭い線幅（一例で、実際のレチクル上パターンの線幅の１／２）で、所定の長さ（一例で、実際のレチクル上パターンの線幅の１／２）の凸部となる領域からなるパターン１１０ｂである。そして、二次パターン１２０は、パターンの実際の端部から一定量（一例で２００ｎｍ）だけ内側に短い部分１２０ａと、パターン端部の先に位置し、上述の凸部となる領域からなるパターン１１０ｂと同じパターン１２０ｂである。
【００７３】
電子線描画装置では、まず、一次パターン１１０を、通常のパターン形成時のビーム条件で描画する。その後、二次パターン１２０を、所定量デフォーカスさせて描画する。デフォーカス量は、例えば、通常条件では１０ｎｍ程度のビームブラーが、５０〜１００ｎｍ程度となる量である。
【００７４】
図６は、本発明の第６の実施の形態に係るレチクルの作製方法における設計パターン形状を説明する図である。
この例のＣＡＤデータの一次パターン１１０は、繋ぎ合わせるべきパターンの実際の形状のパターンである。そして、二次パターン１２０は、パターンの端部の幅方向中央部の内側の部分のパターン（一例で、幅は実際のレチクル上パターンの線幅の２／３、長さは実際のレチクル上パターンの線幅の１／２）である。
【００７５】
電子線描画装置では、まず、一次パターン１１０を、通常のパターン形成時のビーム条件で描画する。その後、二次パターン１２０を、所定量デフォーカスさせて描画する。デフォーカス量は、例えば、通常条件では１０ｎｍ程度のビームブラーが、５０〜１５０ｎｍ程度となる量である。
【００７６】
図７は、本発明の第７の実施の形態に係るレチクルの作製方法におけるパターン形状を説明する図である。
この例のＣＡＤデータの一次パターン１１０は、繋ぎ合わせるべきパターンの実際の形状のパターンである。そして、二次パターン１２０は、パターンの端部の幅方向中央部の内側及び外側の部分のパターン（一例で、幅は実際のレチクル上パターンの線幅の１／２、長さは実際のレチクル上パターンの線幅と同じ）である。
【００７７】
電子線描画装置では、まず、一次パターン１１０を、通常のパターン形成時のビーム条件で描画する。その後、二次パターン１２０を、所定量デフォーカスさせて描画する。デフォーカス量は、例えば、通常条件では１０ｎｍ程度のビームブラーが、５０〜１００ｎｍ程度となる量である。
【００７８】
上述の第４〜第７の実施の形態に係るレチクル作製方法によっても、繋ぎ合わせるべき端部の先端をペンシル状に形成することができる。そして、二次パターンも比較的大きい画素寸法であるため、データ数の増加を抑えることができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ＣＡＤ設計データを増加させることなくペンシル型パターンを作成できる。このため、スティッチング精度が向上したパターンを形成することができる。
【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作製方法における設計パターン形状を説明する図であり、図１（Ａ）は、パターンの分割状態、図１（Ｂ）は、露光後のパターン形状を示す。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係るレチクルの作製方法における設計パターン形状を説明する図であり、図２（Ａ）は、パターンの分割状態、図２（Ｂ）は、露光後のパターン形状を示す。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係るレチクルの作製方法における設計パターン形状を説明する図であり、図３（Ａ）は、パターンの分割状態、図３（Ｂ）は、露光後のパターン形状を示す。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係るレチクルの作製方法における設計パターン形状を説明する図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係るレチクルの作製方法における設計パターン形状を説明する図である。
【図６】本発明の第６の実施の形態に係るレチクルの作製方法における設計パターン形状を説明する図である。
【図７】本発明の第７の実施の形態に係るレチクルの作製方法における設計パターン形状を説明する図である。
【図８】図８（Ａ）は、汎用メモリパターンのゲート層の平面図、図８（Ｂ）は、コンプリメンタリ分割されたパターンの一部の平面図である。
【図９】電子線描画装置の一例の構成を模式的に示す図である。
【図１０】分割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。
【図１１】電子線投影露光用のレチクルの構造例を模式的に示す図である。図１１（Ａ）は全体の平面図であり、図１１（Ｂ）は一部の斜視図であり、図１１（Ｃ）は一つの小メンブレン領域の平面図である。
【図１２】一般的なＳＯＩウェハを用いたマスク作製方法を模式的に示す図である。
【図１３】コンプリメンタリ分割の一例を示す図であり、図１３（Ａ）は島状パターン、図１３（Ｂ）は長い線分のパターンの場合である。
【図１４】コンプリメンタリ分割を行ったパターンをウェハ上で繋ぎ合わせたパターン接続部の一例を示す図である。
【図１５】特許文献１に報告されているパターンの端部を凸型に加工する例を示す図である。
【図１６】パターンの端部をペンシル型（先細り型）に加工する例を示す図である。
【符号の説明】
１０１Ａ、１０１Ｂ 線分パターン １１０ 一次パターン
１２０ 二次パターン
２００ 電子線描画装置 ２０１ 電子銃
２０２ ブランキング偏向器 ２０３ コンデンサレンズ
２０４ 第１成形アパーチャ ２０５ 第１成形レンズ
２０６ 電磁偏向器 ２０７ 第２成形アパーチャ
２０８ 第２成形レンズ ２０９ ステンシルマスク
２１０ 偏向器 ２１１ 制限開口
２１２ 副偏向器 ２１４ 主偏向器
２１５ 対物レンズ ２１６ フォーカスコイル
２１７ レチクル

Claims (9)

1. 感応基板上に転写すべき原版パターンを複数のレチクル上又は一枚のレチクルの複数の領域に分割して形成し、分割した前記パターンを前記感応基板上で繋ぎ合わせるように露光転写する露光方法に用いるレチクルを作製する際に、
   各々のレチクルのパターン形状の設計データ（ＣＡＤデータ）を作製し、
   レジストを塗布したレチクル基板上に、前記ＣＡＤデータに即したパターンを描画し、
   その後エッチング等の処理を行って前記原版パターンを形成するレチクルの作製方法であって、
   前記感応基板上で繋ぎ合わせることとなる分割したパターンの端部を所定量デフォーカスして描画することを特徴とするレチクル作製方法。
2. 前記ＣＡＤデータに即したパターンをデフォーカスさせずに描画するとともに、
   分割したパターンの端部の先に、該端部の線幅を超えない幅の領域を、デフォーカスされたビームを用いて適当なドーズで露光することを特徴とする請求項１記載のレチクル作製方法。
3. 前記ＣＡＤデータに即したパターンをデフォーカスさせずに描画するとともに、
   分割したパターンの端部の先の凸部領域を、デフォーカスされたビームを用いて適当なドーズ量で露光することを特徴とする請求項１記載のレチクル作製方法。
4. 前記ＣＡＤデータに即したパターンをデフォーカスさせずに描画するとともに、
   分割したパターンの端部、及び、該端部の先の凸部領域を、デフォーカスされたビームを用いて適当なドーズで露光することを特徴とする請求項１記載のレチクル作製方法。
5. 前記ＣＡＤデータに即したパターン、及び、分割したパターンの端部の先の凸部領域を、デフォーカスさせずに描画するとともに、
   前記パターンの端部、及び、前記凸部領域を、デフォーカスされたビームを用いて適当なドーズで露光することを特徴とする請求項１記載のレチクル作製方法。
6. 前記ＣＡＤデータに即したパターンをデフォーカスさせずに描画するとともに、
   分割したパターンの端部の幅方向中央部における内側の、該端部の線幅を超えない幅の領域を、デフォーカスされたビームを用いて適当なドーズで露光することを特徴とする請求項１記載のレチクル作製方法。
7. 前記ＣＡＤデータに即したパターンをデフォーカスさせずに描画するとともに、
   分割したパターンの端部の幅方向中央部における内側及び外側の、該端部の線幅を超えない幅の領域を、デフォーカスされたビームを用いて適当なドーズで露光することを特徴とする請求項１記載のレチクル作製方法。
8. 感応基板上に転写すべき原版パターンが複数の領域に分割して形成されたレチクルであって、
   前記感応基板上で繋ぎ合わせることとなる分割したレチクル上のパターンの端部が所定量デフォーカスして描画されていることを特徴とするレチクル。
9. 感応基板上に転写すべき原版パターンを複数のレチクル上又は一枚のレチクルの複数の領域に分割して形成し、分割した前記パターンを前記感応基板上で繋ぎ合わせるように露光転写する露光方法であって、
   前記感応基板上で繋ぎ合わせることとなる分割したレチクル上のパターンの端部を所定量デフォーカスして描画することを特徴とする露光方法。

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