JP2005183577A - 露光装置、露光方法、および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1つの走査線SL1+1上に電子線を走査した後、所定の飛び越し本数kだけ走査線を飛び越して、次の走査線SL1+k上に電子線を走査していく。飛び越し本数kは、電子線の重なりによるメンブレンMの温度上昇を抑制し得る本数に設定されていることから、飛び越し走査によりメンブレンMの温度上昇は抑制される。1回の飛び越し走査が終了した後、飛び越した走査線SL2に対して、同様にして所定の飛び越し本数kだけ走査線を飛び越しつつ、走査線上に電子線を走査する。上記の飛び越し走査を繰り返すことにより、設定された全ての走査線上に電子線を走査する。
【選択図】図7
Description
1回の飛び越し走査が終了した後、荷電粒子線走査手段により、飛び越した走査線(未照射走査線)に対して、同様にして所定の飛び越し本数だけ走査線を飛び越しつつ、走査線上に荷電粒子線が走査される。
上記の飛び越し走査を繰り返すことにより、設定された全ての走査線上に荷電粒子線が走査される。
1回の飛び越し走査が終了した後、飛び越した走査線に対して、同様にして所定の飛び越し本数だけ走査線を飛び越しつつ、走査線上に荷電粒子線が走査される。
上記の飛び越し走査を繰り返すことにより、設定された全ての走査線上に荷電粒子線が走査される。
1回の飛び越し走査が終了した後、飛び越した走査線に対して、同様にして所定の飛び越し本数だけ走査線を飛び越しつつ、走査線上に荷電粒子線が走査される。
上記の飛び越し走査を繰り返すことにより、設定された全ての走査線上に荷電粒子線が走査される。これにより、マスクに形成された全てのパターンがレジストに転写される。パターン転写後のレジストを用いて基板を加工することにより、半導体装置の回路パターンが形成される。
図1に示す露光装置、マスク、およびレジストの特性値を用いて、まず、従来の電子線走査法でのメンブレンの温度上昇とパターン位置の変位について検討した。
図2に示すように、マスクのメンブレンMが存在する場合に、メンブレンに形成された開口よりなるマスクパターンを露光するために、まず、図中、x方向に延び、y方向に一定の間隔で並ぶ複数の走査線SL1〜SLnが設定される。図中、x方向への水平走査の長さを走査幅H(走査線の長さに相当)とし、y方向への垂直走査の長さを走査長Vとしている。
以下、上記の問題を解決するための、本実施形態に係る飛び越し走査方法について説明する。まず、本実施形態に係る飛び越し走査を実現するための露光装置について説明する。図6は、本実施形態に係る露光装置の概略構成図である。図6に示す露光装置は、LEEPL技術に適用される露光装置である。
図7は、本実施形態に係る露光装置および露光方法で実施する飛び越し走査の一例を説明するための図である。
図7に示す飛び越し走査では、上から下へと一定方向に電子線の飛び越し走査を繰り返し行う例を説明した。ただし、この方法では、一番下の走査線SLまで1回の飛び越し走査を終えた後、電子線をもう一度下から上へと振り戻す必要があり、主変更器104a,104bに大きな負荷がかかるため、電子線を上に戻した後、電子線を安定させるための整定時間を要する。この整定時間が長くなると、露光のスループットに影響を与える。本例では、整定時間を短くすることができる飛び越し走査の例について説明する。
図11は、好適なマスクの第1の例を示す図である。
図11に示すように、露光対象となるダイI,IIの横寸法をDとし、縦寸法をEとする。上述したように、ダイI,IIと同じサイズの1枚のメンブレンからなるマスクを用いることは困難であるため、厚膜の梁Tで二つの主メンブレンM1,M2に区切り、梁Tに相当する部分を副メンブレンN1としてマスクに備える。
図13は、好適なマスクの第2の例を示す図である。上記の第1の例では、熱によるパターン変位を1nm以下に抑えることができる、最小の数(3つ)のメンブレンからなるマスクについて説明したが、5つのメンブレンからなるマスク構成にすることで、メンブレン材料として、シリコンを用いることも可能となる。
図14は、好適なマスクの第3の例を示す図である。
図14に示すマスクは、図11に示す主メンブレンM1,M2および副メンブレンN1の縦の長さを、隣接するダイIII,IVにまで拡張して、さらに主メンブレンM1’,M2’,副メンブレンN1’を形成したものである。主メンブレンM1と主メンブレンM1’、主メンブレンM2と主メンブレンM2’、副メンブレンN1と副メンブレンN1’は梁によって区画されておらず、それぞれ1つのメンブレンにより構成される。
図15は、好適なマスクの第4の例を示す図である。
図15に示すマスクは、図14とはメンブレンの縦横寸法を逆にしており、4つのダイI,II,III,IVに対して、横長メンブレンにより相補露光を可能にしたマスクの例である。本例のマスクは、露光対象となるダイI〜IVの縦寸法Eを,二つの主メンブレンM1,M2の縦寸法Wと、主メンブレンを区切る梁Tの寸法Sに分割している。そして、梁Tに相当する部分を副メンブレンN1としてマスクに備える。それぞれのメンブレンM1,M2,N1の横寸法が拡張してあり、さらに主メンブレンM1’,M2’,副メンブレンN1’を形成している。主メンブレンM1と主メンブレンM1’、主メンブレンM2と主メンブレンM2’、副メンブレンN1と副メンブレンN1’は梁によって区画されておらず、それぞれ1つのメンブレンにより構成される。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
Claims (26)
- 被露光体に転写されるパターンが形成されたマスクと、
前記マスクに荷電粒子線を走査すべき複数の走査線を設定する走査線設定手段と、
前記荷電粒子線の重なりによる前記マスクの温度上昇を抑制し得る飛び越し本数だけ前記走査線を飛び越して前記荷電粒子線を走査する飛び越し走査を行い、前記飛び越した前記走査線に対して前記飛び越し走査を繰り返すことにより、設定された全ての前記走査線上に前記荷電粒子線を走査する荷電粒子線走査手段と
を有する露光装置。 - 前記荷電粒子線走査手段は、前記荷電粒子線の重なりを低減し、かつ、前記マスクの一回の飛び越し走査に要する時間を確保して、前記マスクの温度上昇を最小にし得る前記飛び越し本数で前記飛び越し走査を行う
請求項1記載の露光装置。 - 前記走査線設定手段は、前記マスクに形成された前記パターンの寸法よりも大きい間隔で配列した複数の前記走査線を設定し、
前記荷電粒子線走査手段は、前記走査線の間隔よりも大きいビーム径の前記荷電粒子線を走査する
請求項1記載の露光装置。 - 前記荷電粒子線走査手段は、一定方向に前記荷電粒子線の飛び越し走査を繰り返し行う
請求項1記載の露光装置。 - 前記荷電粒子線走査手段は、一定方向に前記荷電粒子線の飛び越し走査を行った後、前記一定方向とは逆方向に前記荷電粒子線の飛び越し走査を行い、前記一定方向と前記逆方向の飛び越し走査を繰り返し行う
請求項1記載の露光装置。 - 前記荷電粒子線走査手段は、前記マスクの温度上昇を最小にし得る本数の略2倍の飛び越し本数で、前記一定方向と前記逆方向の飛び越し走査を繰り返し行う
請求項5記載の露光装置。 - 前記マスクは、薄膜に前記パターンが開口により形成されたステンシルマスクである
請求項1記載の露光装置。 - 前記マスクは、前記薄膜の強度を補強し、前記薄膜を区画する梁部をさらに有する
請求項7記載の露光装置。 - 前記走査線設定手段は、前記被露光体の単位被露光領域の寸法に対して、1.5倍以上2倍未満の長さの走査線を複数設定する
請求項7記載の露光装置。 - 前記マスクは、前記被露光体上に近接して配置され、前記被露光体に転写されるパターンが等倍で形成された等倍マスクである
請求項1記載の露光装置。 - 被露光体に転写されるパターンが形成されたマスクに、荷電粒子線を走査すべき複数の走査線を設定する工程と、
前記荷電粒子線の重なりによる前記マスクの温度上昇を抑制し得る飛び越し本数だけ前記走査線を飛び越して前記荷電粒子線を走査する飛び越し走査を行う工程とを有し、
前記飛び越した前記走査線に対して前記飛び越し走査を繰り返すことにより、設定された全ての前記走査線上に前記荷電粒子線を走査する
露光方法。 - 前記飛び越し走査を行う工程において、前記荷電粒子線の重なりを低減し、かつ、前記マスクの一回の飛び越し走査に要する時間を確保して、前記マスクの温度上昇を最小にし得る前記飛び越し本数で前記飛び越し走査を行う
請求項11記載の露光方法。 - 前記走査線を設定する工程において、前記マスクに形成された前記パターンよりも大きい間隔で配列した複数の前記走査線を設定し、
前記飛び越し走査を行う工程において、前記走査線の間隔よりも大きいビーム径の前記荷電粒子線を走査する
請求項11記載の露光方法。 - 前記飛び越し走査を繰り返し行う際に、一定方向に前記荷電粒子線の飛び越し走査を繰り返し行う
請求項11記載の露光方法。 - 前記飛び越し走査を繰り返し行う際に、一定方向に前記荷電粒子線の飛び越し走査を行った後、前記一定方向とは逆方向に前記荷電粒子線の飛び越し走査を行い、前記一定方向と前記逆方向の飛び越し走査を繰り返し行う
請求項11記載の露光方法。 - 前記一定方向と前記逆方向の飛び越し走査を繰り返し行う際に、前記マスクの温度上昇を最小にし得る本数の略2倍の飛び越し本数で、前記一定方向と前記逆方向の飛び越し走査を繰り返し行う
請求項15記載の露光方法。 - 前記マスクとして、薄膜に前記パターンが開口により形成されたステンシルマスクを用いる
請求項11記載の露光方法。 - 前記マスクとして、前記薄膜の強度を補強し、前記薄膜を区画する梁部がさらに形成された前記ステンシルマスクを用いる
請求項17記載の露光方法。 - 前記走査線を設定する工程において、前記被露光体の単位被露光領域の寸法に対して、1.5倍以上2倍未満の長さの前記走査線を複数設定する
請求項17記載の露光方法。 - 前記マスクとして前記被露光体に転写される前記パターンが等倍で形成された等倍マスクを用いる
請求項11記載の露光方法。 - 基板に形成されたレジストにパターンを転写し、パターン転写後の前記レジストを用いて前記基板を加工して半導体装置の回路パターンを形成する半導体装置の製造方法であって、
前記レジストに転写する前記パターンが形成されたマスクに、荷電粒子線を走査すべき複数の走査線を設定する工程と、
前記荷電粒子線の重なりによる前記マスクの温度上昇を抑制し得る飛び越し本数だけ前記走査線を飛び越して前記荷電粒子線を走査する飛び越し走査を行う工程とを有し、
前記飛び越した前記走査線に対して前記飛び越し走査を繰り返すことにより、設定された全ての前記走査線上に前記荷電粒子線を走査する
半導体装置の製造方法。 - 前記飛び越し走査を行う工程において、前記荷電粒子線の重なりを低減し、かつ、前記マスクの一回の飛び越し走査に要する時間を確保して、前記マスクの温度上昇を最小にし得る前記飛び越し本数で前記飛び越し走査を行う
請求項21記載の半導体装置の製造方法。 - 前記走査線を設定する工程において、前記マスクに形成された前記パターンよりも大きい間隔で配列した複数の前記走査線を設定し、
前記飛び越し走査を行う工程において、前記走査線の間隔よりも大きいビーム径の前記荷電粒子線を走査する
請求項21記載の半導体装置の製造方法。 - 前記飛び越し走査を繰り返し行う際に、一定方向に前記荷電粒子線の飛び越し走査を繰り返し行う
請求項21記載の半導体装置の製造方法。 - 前記飛び越し走査を繰り返し行う際に、一定方向に前記荷電粒子線の飛び越し走査を行った後、前記一定方向とは逆方向に前記荷電粒子線の飛び越し走査を行い、前記一定方向と前記逆方向の飛び越し走査を繰り返し行う
請求項21記載の半導体装置の製造方法。 - 前記一定方向と前記逆方向の飛び越し走査を繰り返し行う際に、前記マスクの温度上昇を最小にし得る本数の略2倍の飛び越し本数で、前記一定方向と前記逆方向の飛び越し走査を繰り返し行う
請求項25記載の半導体装置の製造方法。
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