JP2008218676A - 電子ビーム露光装置および電子ビーム露光方法 - Google Patents

Abstract

【目的】本発明は、電子ビーム露光装置および電子ビーム露光方法に関し、マスクのパターン間のピッチを整数倍にしマスクの貫通孔と貫通孔との間の強度低下による変形や亀裂の発生を無くすと共にウェハへの露光のスループットを向上させることを目的とする。
【構成】パターン群中で繰り返し配列したパターンについて、ピッチを整数倍にしたパターンを形成したマスクと、マスクをウェハに近接して配置した状態で、マスク上のパターンのピッチの整数分の１づつずらしてマスクを順次移動させる第１の移動機構と、第１の移動機構でマスクを移動させた各位置で、電子ビームでマスク上のパターンをウェハに露光する露光手段と、第１の移動機構および露光手段でウェハへの露光が完了した後、次のショット位置にウェハを移動させる第２の移動機構とを備え、第２の移動機構でウェハを次のショット位置に移動させた状態で、第１の移動機構および露光手段で処理を繰り返す。
【選択図】 図１

Description

本発明は、あるパターンを一定ピッチで繰り返し配列したパターン群をウェハに露光する電子ビーム露光装置および電子ビーム露光方法に関するものである。

従来、露光すべきパターンをマスク面に貫通孔として製作したステンシル・マスクを、レジストを塗布したウェハ面に近接して配置し、当該ウェハにマスクを通して電子ビームを照射して露光することにり、最終的にウェハ上に所望のパターン群を形成する技術が知られている。

この際、同一パターンを一定周期で繰り返し配列されたパターン群を一括して露光することにより、高スループットの露光を実現する技術がある。この技術は、マスクは、ある面積（例えば１ｍｍ角乃至１０ｍｍ角）の領域にパターンが形成され、電子ビームはこの領域を照射し、ウェハに露光してパターンを形成する。電子ビームの照射は、パターンの全領域以上の面積を持つ電子ビームで一括して全面露光するか、あるいはそれ以下の面積を持つ電子ビームを高速に走査して全面露光するかなどの方法が採用されている。１箇所の照射（これを１ショットという）が完了したら、ウェハを搭載した移動ステージを移動させて次の領域に設定し、当該領域に照射することを繰り返し、ウェハ全面に露光する。

ここで、露光のスループットは、１ショットの時間（ｔｓ），１回で露光する面積（ａｓ）、ステージのショット間の移動時間（ｔｄ）とすると、ウェハの面積（Ａ）を全面露光する全面露光時間（Ｔ）は、下式（１）で与えられる。

Ｔ＝（ｔｓ＋ｔｄ）×（Ａ／ａｓ） ・・・・・（式１）

ここで問題は、ウェハ上に形成すべきパターンの相互の間隔（ピッチ）が小さくなる（例えば３００ｎｍ以下）になるに従い、ステンシル・マスクにもほぼ同寸法の当該小さなピッチでパターンを形成する必要があるために、貫通孔と貫通孔との間の膜の幅（面積）が小さくなって強度が低下し、変形や時として亀裂を生じ易く製作が極めて困難になるという問題が発生する。ステンシル・マスク上でパターンを作成する領域を狭めれば可能になる場合もあるが、このときは必要なショット数（Ａ／ａｓ）が増大し、ウェハの露光のスループットが低下してしまうという問題が発生する。

本発明は、あるパターンを一定ピッチで繰り返し配列したパターン群をウェハに露光する電子ビーム露光装置において、パターン群中で繰り返し配列したパターンについて、そのピッチを整数倍にしたパターンを形成したマスクと、マスクをウェハに近接して配置した状態で、マスク上のパターンのピッチの整数分の１つつずらしてマスクを順次移動させる第１の移動機構と、第１の移動機構でマスクを順次移動させた位置で、電子ビームでマスク上のパターンをウェハに露光する露光手段と、第１の移動機構および露光手段でウェハへの露光が完了した後、次のショット位置にウェハを移動させる第２の移動機構と
を備え、第２の移動機構でウェハを次のショット位置に移動させた状態で、第１の移動機構および露光手段で処理を繰り返すようにしている。

また、あるパターンを一定ピッチで繰り返し配列したパターン群をウェハに露光する電子ビーム露光装置において、パターン群中で繰り返し配列したパターンについて、そのピッチを整数倍にしたパターンを形成したマスクと、マスクをウェハに近接して配置した状態で、マスク上のパターンのピッチの整数分の１づつずらしてウェハを順次移動させ、次に、マスク上のパターンが次のショット位置になるようにウェハを移動させることを繰り返す第３の移動機構と、第３の移動機構でウェハを、マスク上のパターンのピッチの整数分の１づつずらしてウェハを順次移動させた位置、およびマスク上のパターンが次のショット位置になるように移動した位置で、電子ビームによってマスク上のパターンをウェハに露光する露光手段とを備えるようにしている。

また、あるパターンを一定ピッチで繰り返し配列したパターン群をウェハに露光する電子ビーム露光装置において、パターン群中で前記繰り返し配列したパターンについて、そのピッチを整数倍にしたパターンを形成したマスクと、マスクをウェハに近接して配置した状態で、マスク上のパターンのピッチの整数分の１だけ当該ウェハを所定回数だけ順次移動し、次に、マスク上のパターンが次のショット位置になるようにウェハを移動させることを繰り返す第３の移動機構と、第３の移動機構でウェハを、マスク上のパターンのピッチの整数分１だけウェハを所定回数だけ順次移動したそれぞれの位置、およびマスク上のパターンが次のショット位置になるように移動した位置で、電子ビームによってマスク上のパターンをウェハにそれぞれ露光する露光手段とを備えるようにしている。

この際、第１の移動機構および第２の移動機構の位置は、レーザー干渉計で測定して正確に位置つけるようにしている。

また、露光手段は、電子ビームでマスクを全面走査、あるいはマスク上のパターンを全面走査、あるいはマスク上のパターンより若干大きい領域を全面走査し、パターンを透過した電子ビームをマスクに近接して配置したウェハに照射して露光するようにしている。

また、パターン群中で繰り返し配列したパターンについて、そのピッチを整数倍にしたパターンを形成したマスクとして、ある一定方向および一定方向に直角方向のいずれか１方向、あるいは両方向について、そのピッチを整数倍にしたパターンを形成したマスクとするようにしている。

本発明は、露光対象のパターンのピッチを整数倍にしたパターンからなるマスクを作成し、マスクのパターンのピッチの整数分の１づつ当該マスクあるいはウェハをずらしてウェハに露光した後、ウェハを次のショット位置に移動させることを繰り返し、ウェハ全面露光することにより、マスクのパターン間のピッチを整数倍にして当該マスクの貫通孔と貫通孔との間の強度低下による変形や亀裂の発生を無くすと共にウェハへの露光のスループットを向上させることが可能となった。

本発明は、露光対象のパターンのピッチを整数倍にしたパターンからなるマスクを作成し、マスクのパターンのピッチの整数分の１づつ当該マスクあるいはウェハをずらしてウェハに露光した後、ウェハを次のショット位置に移動させることを繰り返し、ウェハ全面露光し、マスクのパターン間のピッチを整数倍にして当該マスクの貫通孔と貫通孔との間の強度低下による変形や亀裂の発生を無くすと共にウェハへの露光のスループットを向上させることを実現した。

図１は、本発明の１実施例構成図を示す。
図１において、電子光学系１は、電子ビームを描画用マスク３（例えばステンシル・マスク）に照射し、当該描画用マスク３の穴を通過した電子ビームで描画試料６（例えばウェハ）に照射してパターンを露光するための公知のものであって、電子ビームを発生させる電子銃、発生された電子ビームを集束するコンデンサレンズ、コンデンサレンズで集束された電子ビームを細く絞って描画用マスク３の上に照射する対物レンズ、細く絞った電子ビームを描画用マスク３の全面に高速走査する２段偏向系などが構成されるものである。尚、描画用マスク３の全面に電子ビームを照射する場合には、コンデンサレンズで集束した電子ビームを、描画用マスク３の上でほぼ平行かつ当該描画用マスク３の全面に照射する。これにより、電子ビームは細く絞って描画用マスク３の全面を走査したり、あるいは描画用マスク３の全面より少し広い面積のほぼ均一の電子ビームを照射したりし、描画用マスク３の穴を通過した電子ビームで描画用試料６に所定のパターンを露光する。

対物レンズ２は、電子ビームを描画用マスク３上に細く絞ったり、あるいはほぼ平行かつ全面照射するようにしたりなどするものである。対物レンズ２の軸の上側には、図示外の２次電子検出器を設け、描画用マスク３を細く絞った電子ビームで照射しつつ走査したときに当該描画用マスク３から放出された２次電子を検出し、描画用マスク３の２次電子画像を表示し、描画用マスク３、描画試料６の位置合わせを行ったりなどするようにしている。

描画用マスク３は、描画試料６に描画するパターンを形成したマスクであって、例えばステンシル・マスクなどである。描画用マスク３には、電子ビームを通過する穴を設け、当該穴を描画したいパターンに予め形成しておくことにより、当該描画用マスク３を通過した電子ビームを描画試料６に照射することにより、所望のパターンを当該描画試料６に露光することが可能となる。

微細ステージ駆動機構４は、描画用マスク３を微細に移動させるステージおよびその機構である。

ＸＹレーザ干渉計５は、微細ステージ駆動機構４あるいは描画用マスク３のＸ方向およびＹ方向の位置を精密に測定する公知のレーザ干渉計である。当該ＸＹレーザ干渉計５からの描画用マスク３の位置情報をもとに、微細ステージ駆動機構４が精密に描画用マスク３を所望の位置に移動させることが可能となる。

描画試料６は、描画用マスク３を通過した電子ビームでパターンを露光（描画）する対象の試料であって、例えばウェハである。

描画試料ステージ７は、描画試料を固定するステージである。
ステージ駆動機構８は、描画試料６を固定した描画試料ステージ７を微細に移動させるステージおよびその機構である。

ＸＹレーザ干渉計９は、描画試料ステージ７のＸ方向およびＹ方向の位置を精密に測定する公知のレーザ干渉計である。当該ＸＹレーザ干渉計９からの位置情報をもとに、ステージ駆動機構８が精密に描画試料６を所望の位置に移動させることが可能となる。

パソコン１１は、プログラムに従い各種制御、測定を行うものであって、ここでは、マスク位置制御手段１２、描画試料位置制御手段１３、電子ビーム制御手段１４、描画手段１５、制御手段１６、表示装置１７、および入力装置１８などから構成されるものである。

マスク位置制御手段１２は、描画用マスク３を所定の位置に移動させるものである。移動する場合には、ＸＹレーザ干渉計５からの位置情報をもとに、微細ステージ駆動機構４を制御し、描画用マスク３を当該所望の位置に移動させる。

描画試料位置制御手段１３は、描画試料６を所定の位置に異動させるものである。移動する場合には、ＸＹレーザ干渉計９からの位置情報をもとに、ステージ駆動機構８を制御し、描画試料６を当該所望の位置に移動させる。

電子ビーム制御手段１４は、電子ビームを描画用マスク３に細く絞って全面走査したり、あるいは電子ビームを平行かつ描画用マスク３より若干大きいサイズで全面照射したりなどするものである。

描画手段１５は、電子ビーム制御手段１４に指示し、所定のパターンを描画試料６に順次露光して所望のパターンを描画するものである（図２、図３参照）。

制御手段１６は、全体を統括制御したり、電子光学系１、対物レンズ２、描画用マスク３、描画試料６などを格納した室内を真空に排気したりなどするものである。

表示装置１７は、描画用マスク３、描画試料６の２次電子画像を表示したりなどするものである。

入力装置１８は、管理者が各種指示やデータを入力するキーボード、マウスなどでる。
次に、図２を参照して、図１の構成の動作を詳細に説明する。

図２は、本発明の説明図を示す。
図２の（ａ）は、フローチャートを示す。これは、図１の構成の動作を説明するフローチャートである。

図２の（ａ）において、Ｓ１は、ウェハを設定する。これは、図１で、ウェハである描画試料６を描画試料ステージ７に固定する。

Ｓ２は、マスクを設定する。これは、図１で、マスクである描画用マスク３を微細ステージ駆動機構４に固定する。

Ｓ３は、座標（１）でマスクを露光する。これは、後述する図３の（ｂ）の列１の位置（座標（１）に対応づけた位置）で、マスクに電子ビームを照射して通過した電子ビームをウェハに照射し、当該マスクの全面のパターンを、ウェハに露光する。これにより、ウェハには、マスクの座標（１）（図３の（ｂ）では、列１）に当該マスクを位置づけたときの当該マスクの全パターンをウェハに露光できたこととなる。

Ｓ４は、マスクを一定位置（Ｘ，Ｙ）移動する。これは、Ｓ３で、例えば後述する図３の（ｂ）の列１にマスクを位置づけた状態で露光したので、次に、マスクを整数分の１のピッチだけＸ方向、Ｙ方向のいずれかに移動させ、次の露光位置に移動させる（図３を用いて詳述する）。

Ｓ５は、露光する。これにより、マスクを一定位置（マスクの繰り返しパターンのピッチの整数分の１）だけ、移動させて２番目の露光位置に位置づけたので、この位置でウェハにパターンを露光する。

Ｓ６は、終わりか判別する。これは、マスクを一定位置だけ、移動させる処理が終わりか判別する。ＹＥＳの場合には、露光を完了したので、ここでは、終了し、次のショットに描画試料６を移動させ、当該ショットでＳ１を以降を繰り返す。一方、ＮＯの場合には、露光を完了していないので、Ｓ４に戻り、マスクを一定位置だけ、移動させ、次の位置に位置づけてウェハに露光することを繰り返す。

以上によって、ウェハを描画試料ステージ５に設定、マスクを微細ステージ駆動機構４に設定した後、マスクを最初の露光位置（座標（１）、例えば図３の（ｂ）の列１の位置）に移動して位置つけた状態でウェハに露光した後、マスクを一定位置移動させて次の位置に位置づけた状態でウェハに露光することを繰り返し、図３の（ａ）のマスクで、ウェハ上に図３の（ｂ）のパターンを露光することが可能となる（詳細は、後述する）。

図３は、本発明の露光説明図を示す。
図３の（ａ）は、描画の基となるマスクパターン例を示す。ここでは、Ｘ方向のみに繰り返しパターンのピッチを２倍にしたマスクパターンの例を示す。図中で、実線は座標（１）における、マスクパターンの例を示し、ここでは、ピッチをＸ方向のみに２倍にした例を示す。図中で、点線は座標（２）における、マスクパターンの例を示す。

図３の（ｂ）は、実際に描画したいパターン例を示す。これは、図３の（ａ）の繰り返しパターンをＸ方向に２倍にしたマスクをもとに、図３の（ｂ）に示す、ウェハ上に、実際に描画したいパターンの例を示す。図３の（ｂ）で、横方向のパターン（矩形パターン）の列として、１，２，３，４，５，６，７，８を描画（露光）する場合の例を示す。

次に、露光手順を図３の（ｃ）に従い説明する。
図３の（ｃ）は、露光手順例を示す。

図３の（ｃ）において、（１）描画の基となるマスクパターンで、１列と３列を露光する。これは、図３の（ａ）の実線の座標（１）のマスクパターンの左端のパターンを、図３の（ｂ）の列１に位置つけ、露光し、図３の（ｂ）の１列と３列を露光する。これは、図３の（ａ）の実線のマスクパターンが、繰り返しパターンのピッチを２倍にして予め形成してあるため、１列と３列（２列はスキップで未露光）を露光したものである。

（２）マスクを移動（Ｘ１）させて、２列と４列を露光する。これは、（１）に続き、図３の（ａ）のマスクを、図中に示すＸ１だけ右方向（Ｘ方向）に移動させ、座標（１）から座標（２）の状態に移動させた後、露光し、図３の（ｂ）の２列と４列を露光する。

（３）ステージを移動（Ｘ２）させて、６列と８列を露光する。これは、（２）に続き、今度は、図３の（ｂ）のウェハを、図中に示すＸ２だけ右方向（Ｘ方向）に移動させ、列６と列８を露光する。

（４）マスクを移動（−Ｘ１）させて、５列と７列を露光する。これは、（３）に続き、図３の（ａ）のマスクを、−Ｘ１移動（左方向にＸ１移動）させて、座標（２）から座標（１）の状態に戻した後、露光し、図３の（ｂ）の５列と７列を露光する。

（５）以上で、図３の（ｂ）の１列から８列まで露光が完了したこととなる。そして、次のショットにウェハを移動させ、繰り返す。尚、マスクとウェハの移動の例を上に示したものであり、ステージのヒステリシスなどを考慮し、上記と異なる手順で移動させて露光するようにしもてよい（例えば描画試料ステージ６を移動中（図３の（ｂ）の移動Ｘ２中）に、単時間で移動可能な描画用マスク３を元の位置に戻すように移動させて露光するようにしてもよい）。

以上のように、実際に描画したいパターンが繰り返しパターンで形成されている場合に、当該繰り返しパターンのピッチを整数倍（図３の（ａ）の例は２倍）にしたパターンを形成したマスクを準備し（図３の（ａ））、当該マスクについて整数倍にした各整数の位置（図３の（ａ）では、２倍にしたので、１（座標（１））と２（座標（２））との位置）に当該マスクを順次位置づけて露光し当該ショット内の露光を完了し、次に、ウェハを露光すべき次のショット位置に移動させることを繰り返すことにより、図３の（ｂ）の例では、ウェハに２ショット分の露光を行うことが可能となる。

ここで、全露光時間を算出すると下記の通りとなる。
（１）露光すべきパターンのピッチを（ｐ）とするときその整数倍（ｍ×ｎ）のピッチのマスクを製作する。このマスクは、ピッチが大きくなるので、製作は容易になり、必要なマスク（パターン）の面積を確保でき、従来のマスクのパターン間の強度が低下し、変形や亀裂の発生を無くすことが可能となる。

（２）露光に際しては、１ショットを（ｍ×ｎ）に分割し、分割したショット（以下サブショット）は、マスクをピッチ（ｐ）で移動させて（ｍ×ｎ）回の重ね露光する。サブショット間のマスクの微動時間を（ｔｈ）とすると全露光時間Ｔ＊は、下式で与えられる。

Ｔ＊＝〔（ｔｓ＋ｔｈ）×（ｍ×ｎ）＋ｔｄ〕×（Ａ／ａｓ＊）・・・・（式２）
以下に数値例を示す。

数値例：
・従来の式（１）の場合：
ｔｓ＝２ｓｅｃ
ｔｄ＝２ｓｅｃ
ａｓ＝３×３ｍｍ^２
Ａ＝３．１４×５０×５０ｍｍ^２
とすると、従来の式（１）による全露光時間Ｔは、
Ｔ＝（２＋２）×（７８５０／９）＝３４８９ｓｅｃ
となる。

・本願発明の（式２）の場合：
ｔｓ＝２ｓｅｃ
ｔｄ＝２ｓｅｃ
ａｓ＝３×３ｍｍ^２
Ａ＝３．１４×５０×５０ｍｍ^２
ｍ＝３，ｎ＝３
ｔｈ＝０．５ｓｅｃ
ａｓ＊＝９×９＝８１ｍｍ^２
とすると、全露光時間は、
Ｔ＊＝〔（２＋０．５）×（３×３）＋２〕×（７８５０／８１）＝２３７４ｓｅｃ
つまり、３倍ピッチのマスクを３倍の面積で作製できれば、Ｔ／Ｔ＊＝３４８９／２３７４≒１．４８倍のスループットが実現できる。

図４は、本発明の他の動作説明フローチャートを示す。これは、図２、図３がマスクおよびウェハの両者を移動させて当該ウェハに露光していたが、図４、図５は、ウェハのみを移動（マスクは固定）させて当該ウェハに露光する構成の動作を説明するものである。

図４において、Ｓ１１は、ウェハを設定する。これは、図１で、ウェハである描画試料６を描画試料ステージ７に固定する。

Ｓ１２は、マスクを設定する。これは、図１で、マスクである描画用マスク３を図示外のステージ（あるいは微細ステージ駆動機構４）に固定する。ここで、微細ステージ駆動機構４にマスクを固定したときは、マスクを最初に所定位置に微細移動して調整した後は、当該マスクを移動させないで固定状態にしておく。

Ｓ１３は、座標（１）でマスクを露光する。これは、後述する図５の（ｃ）の（１）の位置（座標（１）に対応づけた位置）で、マスクに電子ビームを照射して通過した電子ビームをウェハに照射し、当該マスクの全面のパターンを、ウェハに露光する。これにより、ウェハには、マスクの座標（１）（図５の（ｃ）の（１））に当該マスクを位置づけたときの当該マスクの全パターン（図５の（ｃ）では、（１）、（１）’のパターン）をウェハに露光できたこととなる。

Ｓ１４は、ステージを一定距離移動する。これは、Ｓ１３で、例えば後述する図５の（ｃ）の（１）に、ステージ（ウェハ）を移動させてマスクの先頭のパターンを位置づけた状態で露光したので、次に、整数分の１のピッチだけ所定距離（図５の（ｃ）の例では、Ｓ１の所定距離）移動させ、サブショット内の次の露光位置にステージ（ウェハ）を移動させる（図５を用いて詳述する）。

Ｓ１５は、露光する。これにより、マスクの一定距離（マスクの繰り返しパターンのピッチの整数分の１の距離、例えばＳ１）だけステージで移動させて当該ショット内の２番目の露光位置にステージ（ウェハ）を移動させて位置づけたので、この位置でウェハにマスクのパターンを露光する。

Ｓ１６は、サブショット内の処理が終わりか判別する。これは、ステージで所定距離だけウェハを順次移動させて露光するという、サブショット内の処理が終わりか判別する。ＹＥＳの場合には、サブショット内の露光処理を完了したので、Ｓ１７に進む。一方、ＮＯの場合には、サブショット内の露光が完了していないので、Ｓ１４に戻り、ステージを所定距離だけ移動させ、次の位置に位置づけてウェハに露光することを繰り返す。

Ｓ１７は、ショットの処理が終了か判別する。これは、ウェハに露光するショットについて、全て終了したか判別する。ＹＥＳの場合には、終了する。ＮＯの場合には、Ｓ１８で、次のショットにステージでウェハを移動させ、Ｓ１３以降を繰り返す。

以上によって、ウェハを描画試料ステージ５に設定、マスクをステージ（微細ステージ駆動機構４）に設定した後、描画試料ステージ５を駆動制御してウェハを移動させて、マスクをウェハの最初の露光位置（座標（１）、例えば図５の（ｃ）の（１）の位置）に移動して位置つけた状態でウェハに露光した後、ステージ５でウェハを移動させて次の位置に位置づけた状態でウェハに露光することを当該ショット内で繰り返した後、次のショットにステージでウェハを移動させることを繰り返すことにより、図５の（ｂ）のマスクで、ウェハ上に図５の（ｃ）のパターンを露光することが可能となる（詳細は、図５を用いて後述する）。

図５は、本発明の他の露光説明図を示す。
図５の（ａ）は、従来マスクのマスクパターン例を示し、図５の（ｂ）は本発明マスクのマスクパターン例を示す。ここで説明を簡単にするために、図５の（ａ）の従来マスクのパターンは３個の矩形パターンを２列配置したものとし、図５の（ｂ）の本発明マスクのマスクパターンはＸ方向（右方向）のみのピッチを２倍にした図示の実線のパターンとする。図５の（ｂ）の点線の本発明マスクは、当該本発明マスクのピッチを整数倍（ここでは、２倍）にしたので、その逆数の１／２だけマスクのパターンを右方向に移動（実際はウェハを左方向に移動）させると、丁度中央にパターンが露光される様子を模式的に示す。

図５の（ｃ）は、本発明の描画例を示す。これは、図５の（ｂ）の本発明マスクを用い、ウェハに露光する場合の処理の手順を示したものである。

〔１〕図５の（ｂ）の本発明マスクのパターンが、図５の（ｃ）に示す、ウェハ上の左端のショットの左端である（１）の位置に、ステージ７でウェハを移動させて位置づける。

〔２〕〔２〕の状態で露光すると、図５の（ｃ）の（１）と（１）’のマスクのパターンがウェハに露光される。

〔３〕右方向に１／２ピッチに相当する距離だけマスクのパターンを移動（例えば図５の（ｃ）で右方向に１／２ピッチに相当するＳ１の距離だけ移動）させる（実際には、マスクの位置が固定であるので、ステージ７でウェハを図５の（ｃ）で左方向にＳ１だけ移動させ、結果的にマスクのパターンを右方向にＳ１（１／２ピッチ相当分）だけ移動させている。以下同様）。

〔４〕〔３〕の状態で露光すると、図５の（ｃ）の（２）と（２）’のマスクのパターンがウェハに露光される。

以上の〔１〕から〔４〕によって、図５の（ｃ）のウェハ上の左端の１つのショット内について、２回に分けて図５の（ｂ）のマスクのパターンが１／２ピッチずらしてウェハに露光され、図５の（ｃ）の（１）と（１）’、および（２）と（２）’の当該ショット内の全パターンが露光されたこととなる。

〔５〕次に、右方向に次のショットの位置にマスクのパターンを移動させ（図５の（ｃ）のＳ２の距離だけ右方向に移動させ（実際はステージ７でウェハを左方向にＳ１の距離だけ移動させ））た後、上記〔１〕から〔４〕と同様に繰り返し、次のショット内の全パターンをウェハに露光すると、（３）と（３）’、（４）と（４）’のパターンが当該ショット内に露光され、当該ショット内の全パターンが露光されることとなる。

図５の（ｄ）は、従来方式で図５の（ｃ）のパターンを露光したときのステージ（ウェハ）の移動時間を模式的に表したものである。

〔１〕図５の（ａ）の従来パターンを用いて図５の（ｃ）と同一のパターンをウェハに露光するには、（１）と（２）、（１）’と（２）’、（３）と（４）、（３）’と（４）’の４回の移動・露光を順番に行えばよい。

〔２〕〔１〕で４回の移動・露光を行い、図５の（ｃ）のパターンをウェハに露光するには、ステージを停止状態から所定速度まで加速した後、ほぼ定速状態で目的とする次のショット位置に近づいたときに減速して次のショット位置に停止させる必要があり、加速および減速に例えば０．５秒づつ必要、ほぼ定速状態で次のショット位置の近くまで移動させるのに２秒が必要であったとすると、図示のように、（加速、定速、減速）で３秒が必要となり、４ショット分で図示のように移動に要する移動時間合計１２秒が必要となる。尚、露光時間はここでは、時間に入れないとする。

図５の（ｅ）は、本発明方式で図５の（ｃ）のパターンを露光したときのステージ（ウェハ）の移動時間を模式的に表したものである。

〔１〕図５の（ｂ）の本発明パターン（ここでは、２倍ピッチのパターン）を用いて図５の（ｃ）のパターンをウェハに移動・露光するには、（１）と（２）、（１）’と（２）’の２回のショット内の露光のための移動（Ｓ１）に要する時間が０．５秒、更に、次のショット位置に移動（Ｓ２）するために、加速（０，５秒）、定速（３秒）、減速（０．５秒）とすると、１ショットの露光時に必要な移動時間は、４．５秒となる。

〔２〕図５の（ｃ）では、〔１）を２回繰り返しているので、移動時間合計は、４．５秒の２倍の９秒となる。

〔３〕図５の（ｃ）のパターンをウェハに露光するのに要する移動時間は、図５の（ａ）の従来方式マスクのパターンを用いた場合には１２秒、図５の（ｂ）の本発明方式マスクのパターンを用いた場合には９秒となり、本発明方式によって移動時間を大幅に短縮することが可能となると共に、図５の（ｂ）のパターン間のピッチが整数倍（ここでは、２倍）となり、パターンとパターンとの間の距離が広くなって、特に、マスクのパターンの幅が例えば３００ｎｍ以下にもなると、当該パターンを構成する貫通孔と貫通孔との間の強度低下による変形や亀裂の発生を低減する（無くす）ことが可能となる。

本発明は、露光対象のパターンのピッチを整数倍にしたパターンからなるマスクを作成し、マスクのパターンのピッチの整数分の１づつ当該マスクあるいはウェハをずらしてウェハに露光した後、ウェハを次のショット位置に移動させることを繰り返し、ウェハ全面露光する電子ビーム露光装置および電子ビーム露光方法に関するものである。

本発明の１実施例構成図である。 本発明の説明図である。 本発明の露光説明図である。 本発明の他の動作説明フローチャートである。 本発明の他の露光説明図である。

符号の説明

１：電子光学系
２：対物レンズ
３：描画用マスク
４：微細ステージ駆動機構
５、９：ＸＹレーザ干渉計
６：描画試料
７：描画試料ステージ（ステージ）
８：ステージ駆動機構
１１：パソコン
１２：マスク位置制御手段
１３：描画試料位置制御手段
１４：電子ビーム制御手段
１５：描画手段
１６：制御手段
１７：表示装置
１８：入力装置

Claims (7)

1. あるパターンを一定ピッチで繰り返し配列したパターン群をウェハに露光する電子ビーム露光装置において、
   前記パターン群中で前記繰り返し配列したパターンについて、そのピッチを整数倍にしたパターンを形成したマスクと、
   前記マスクをウェハに近接して配置した状態で、当該マスク上のパターンのピッチの整数分の１つつずらして当該マスクを順次移動させる第１の移動機構と、
   前記第１の移動機構でマスクを順次移動させた位置で、電子ビームでマスク上のパターンをウェハに露光する露光手段と、
   前記第１の移動機構および前記露光手段でウェハへの露光が完了した後、次のショット位置にウェハを移動させる第２の移動機構と
   を備え、
   前記第２の移動機構でウェハを次のショット位置に移動させた状態で、前記第１の移動機構および前記露光手段で処理を繰り返すことを特徴とする電子ビーム露光装置。
2. あるパターンを一定ピッチで繰り返し配列したパターン群をウェハに露光する電子ビーム露光装置において、
   前記パターン群中で前記繰り返し配列したパターンについて、そのピッチを整数倍にしたパターンを形成したマスクと、
   前記マスクをウェハに近接して配置した状態で、当該マスク上のパターンのピッチの整数分の１づつずらして当該ウェハを順次移動させ、次に、当該マスク上のパターンが次のショット位置になるように当該ウェハを移動させることを繰り返す第３の移動機構と、
   前記第３の移動機構でウェハを、前記マスク上のパターンのピッチの整数分の１づつずらして当該ウェハを順次移動させた位置、および前記マスク上のパターンが次のショット位置になるように移動した位置で、電子ビームによってマスク上のパターンをウェハに露光する露光手段と
   を備えたことを特徴とする電子ビーム露光装置。
3. 前記第１の移動機構および前記第２の移動機構の位置、あるいは前記第３の移動機構の位置は、レーザー干渉計で測定して正確に位置つけることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の電子ビーム露光装置。
4. 前記露光手段は、電子ビームでマスクを全面走査、あるいは当該マスク上のパターンを全面走査、あるいは当該マスク上のパターンより若干大きい領域を全面走査し、当該パターンを透過した電子ビームを当該マスクに近接して配置したウェハに照射して露光したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子ビーム露光装置。
5. 前記パターン群中で前記繰り返し配列したパターンについて、そのピッチを整数倍にしたパターンを形成したマスクとして、ある一定方向および当該一定方向に直角方向のいずれか１方向、あるいは両方向について、そのピッチを整数倍にしたパターンを形成したマスクとしたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電子ビーム露光装置。
6. あるパターンを一定ピッチで繰り返し配列したパターン群をウェハに露光する電子ビーム露光方法において、
   前記パターン群中で前記繰り返し配列したパターンについて、そのピッチを整数倍にしたパターンを形成したマスクを、ウェハに近接して配置した状態で、当該マスク上のパターンのピッチの整数分の１つつずらして当該マスクを第１の移動機構で順次移動させるステップと、
   前記第１の移動機構でマスクを順次移動させた位置で、電子ビームでマスク上のパターンをウェハに露光手段で露光する露光ステップと、
   前記第１の移動機構および前記露光手段でウェハへの露光が完了した後、次のショット位置にウェハを第２の移動機構で移動させる移動ステップと、
   前記第２の移動機構でウェハを次のショット位置に移動させた状態で、前記第１の移動機構および前記露光手段で処理を繰り返すステップと
   を有する電子ビーム露光方法Ｂ。
7. あるパターンを一定ピッチで繰り返し配列したパターン群をウェハに露光する電子ビーム露光方法において、
   前記パターン群中で前記繰り返し配列したパターンについて、そのピッチを整数倍にしたパターンを形成したマスクを、ウェハに近接して配置した状態で、当該マスク上のパターンのピッチの整数分の１づつずらして当該ウェハを順次移動させ、次に、当該マスク上のパターンが次のショット位置になるように当該ウェハを第３の移動機構で移動させる移動ステップと、
   前記第３の移動機構でウェハを、前記マスク上のパターンのピッチの整数分の１づつずらして当該ウェハを順次移動させた位置、および前記マスク上のパターンが次のショット位置になるように移動した位置で、電子ビームによってマスク上のパターンをウェハに露光手段で露光する露光ステップと
   を有する電子ビーム露光方法。

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