JP2677292B2 - Method for manufacturing semiconductor device and transmission mask for charged particle beam - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device and transmission mask for charged particle beam

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JP2677292B2
JP2677292B2 JP26752288A JP26752288A JP2677292B2 JP 2677292 B2 JP2677292 B2 JP 2677292B2 JP 26752288 A JP26752288 A JP 26752288A JP 26752288 A JP26752288 A JP 26752288A JP 2677292 B2 JP2677292 B2 JP 2677292B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [概要] マスクを用いてマスクのパターンを転写する成形ビー
ム方式の荷電粒子ビーム露光を用いた半導体装置の製造
に関し、 繰返パターンを効率的に荷電粒子ビームで描画するの
に適した半導体装置の製造方法を提供することを目的と
し、 荷電粒子ビームを生成する手段と、該荷電粒子ビーム
を電磁気的に偏向して透過マスクの1区画内の選択され
た1小区画を照射する偏向手段と、該透過マスクの選択
された1小区画を透過することによりパターン化された
荷電粒子ビームを縮小して被露光半導体上に露光する手
段とを用い、該透過マスクの1区画を該荷電粒子ビーム
を偏向できる寸法とし、該透過マスクの1小区画を該荷
電粒子ビームをその上に一度に照射できる寸法とし、か
つ露光を行う半導体装置のパターンの繰返模様を描画す
るためのリピートの単位となる図形の少なくとも1部を
表す繰返基本パターンを含むパターン群を該1区画内の
小区画群として形成し、半導体装置の描画パターン情報
に合わせて必要に応じて1区画を選択して透過マスクを
機械的に移動させ、または荷電粒子ビームを電磁気的に
偏向し、該1区画内の小区画を順次選択してパターンを
露光する工程を含むように構成する。
The present invention relates to manufacturing of a semiconductor device using a charged particle beam exposure of a shaped beam system in which a mask is used to transfer a mask pattern, and a repetitive pattern is efficiently drawn with the charged particle beam. And a means for generating a charged particle beam, and one selected small section in one section of a transmission mask by electromagnetically deflecting the charged particle beam. And a means for exposing the semiconductor to be exposed by reducing the patterned charged particle beam by transmitting through one selected small section of the transmission mask. The partition is sized so that the charged particle beam can be deflected, one small section of the transmission mask is sized so that the charged particle beam can be irradiated onto it at one time, and the pattern of a semiconductor device for exposure is provided. A pattern group including a repeating basic pattern that represents at least a part of a figure that is a unit of repeat for drawing a repeating pattern is formed as a group of small sections within the one section, and is used as drawing pattern information of the semiconductor device. In addition, a step of exposing a pattern by selecting one section as necessary and mechanically moving the transmission mask or electromagnetically deflecting the charged particle beam to sequentially select the small sections in the one section. Configure to include.

[産業上の利用分野] 本発明は、電子ビーム露光等の荷電粒子ビーム露光を
用いた半導体装置の製造に関し、特にマスクを用いてマ
スクのパターンを転写する成形ビーム方式の荷電粒子ビ
ーム露光を用いた半導体装置の製造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the manufacture of a semiconductor device using charged particle beam exposure such as electron beam exposure, and in particular to shaped beam type charged particle beam exposure for transferring a mask pattern using a mask. Related to the manufacture of semiconductor devices.

近年、集積回路の高密度化にともない、長年回路パタ
ーン形成の主流であったフォトリソグラフィに代わり、
電子ビーム等の荷電粒子ビーム露光が検討され、実際に
使われるようになってきた。
In recent years, with the increase in the density of integrated circuits, photolithography, which has been the mainstream for circuit pattern formation for many years, has been replaced by
Exposure to charged particle beam such as electron beam has been studied and has been actually used.

荷電粒子ビーム露光は、電磁気的制御の可能な電子ビ
ーム等を用いてパターン形成を行ない、ミクロン以下
の、いわゆるサブミクロンの微細なパターンを形成でき
る事に大きな特徴がある。荷電粒子ビーム露光はガウス
形ビーム方式と成形ビーム方式とに大別される。
The charged particle beam exposure has a great feature in that a pattern can be formed by using an electron beam or the like which can be electromagnetically controlled, and a fine pattern of a submicron or so-called submicron can be formed. The charged particle beam exposure is roughly classified into a Gaussian beam system and a shaped beam system.

なお、本明細書において、「電磁気的」とは「電気的
もしくは磁気的」を意味する。電磁気的制御は、電界、
磁界またはそれらの組合わせによる制御を含む。
In addition, in this specification, "electromagnetic" means "electrical or magnetic". Electromagnetic control is an electric field,
Including control by magnetic field or a combination thereof.

[従来の技術] 最近、半導体装置のパターンの微細化の傾向は急速に
高まりつつある。電子ビームによる露光はサブミクロン
パターンを露光する能力を持ち、解像度においてはその
要求を十分満たすことができる。しかしながら、微細な
スポットの走査や小さな可変矩形ビームの連続ショット
露光による露光は、いわゆる一筆書きの露光のため、処
理能力が向上しない。大きな面積を露光するには露光時
間が非常に長くなってしまう。
[Prior Art] Recently, the trend toward miniaturization of semiconductor device patterns has been rapidly increasing. The electron beam exposure has the ability to expose a submicron pattern, and can sufficiently meet the requirement in terms of resolution. However, the exposure of fine spot scanning or continuous shot exposure of a small variable rectangular beam does not improve the processing capability because it is so-called one-stroke exposure. The exposure time becomes very long to expose a large area.

この問題点を解決するため、従来からブロックパター
ン露光方法(特開昭52−11985号公報)の発明がある。
異なるパターンを異なったブロック位置に形成したマス
クを電子ビームの経路に設け、電子ビームを偏向して所
望のブロックを選択して、そのブロックのパターンを露
光する方法である。この方法で色々な回路パターンを短
時間で露光しようとすると、莫大な数のパターンをマス
ク上に作る必要が生じる。そのように莫大な数のパター
ンブロックを持つマスクを作成して電子ビーム露光を行
うことは現実的ではない。
In order to solve this problem, there is a conventional invention of a block pattern exposure method (Japanese Patent Laid-Open No. 52-11985).
This is a method in which a mask having different patterns formed at different block positions is provided in the electron beam path, the electron beam is deflected to select a desired block, and the pattern of the block is exposed. In order to expose various circuit patterns in a short time by this method, it is necessary to form a huge number of patterns on the mask. It is not realistic to create a mask having such a huge number of pattern blocks and perform electron beam exposure.

特開昭52−119185号と同様の考えに基づく提案は他に
も色々あるが、いずれも現実に使用しやすいものではな
かった。
There are various other proposals based on the same idea as in JP-A-52-119185, but none of them is actually easy to use.

特願昭62−260322号公報は、少なくとも1つの四辺形
形状の開口と共に複数の開口の集合体であって繰り返し
て形成されるパターンの最小単位の整数倍からなるパタ
ーンを形成絞り板上に設けることを提案している。四辺
形形状の開口によって可変矩形ビーム露光による汎用性
を保ちつつ、できるだけ多くのメモリセルパターンを一
度に照射することを可能にしようとしている。この方法
によると繰り返しパターン毎に1つの形成絞り板を作る
ことになり、やはり現実的なものではない。
In Japanese Patent Application No. 62-260322, at least one quadrilateral-shaped opening is provided, and a pattern consisting of an aggregate of a plurality of openings, which is an integral multiple of a minimum unit of a pattern repeatedly formed, is provided on a forming diaphragm plate. Is proposing that. The quadrilateral aperture is intended to enable irradiation of as many memory cell patterns as possible at one time while maintaining the versatility of variable rectangular beam exposure. According to this method, one forming diaphragm plate is formed for each repetitive pattern, which is not realistic.

[発明が解決しようとする課題] 最近の超微細パターンを必要とする半導体装置は、た
とえば、16M−DRAMのように微細ではあるが露光する殆
どの面積は繰返パターンであるものが多い。
[Problems to be Solved by the Invention] In recent semiconductor devices that require ultra-fine patterns, for example, most of the exposed areas, which are fine, such as 16M-DRAM, are repetitive patterns.

従来の技術によれば、パターンが微細になるほど露光
時間が長くなるといる課題を有していた。
According to the conventional technique, there is a problem that the exposure time becomes longer as the pattern becomes finer.

本発明の目的は、繰り返しパターンを効率的に荷電粒
子ビームで描画するのに適した半導体装置の製造方法を
提供することである。
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device suitable for efficiently drawing a repetitive pattern with a charged particle beam.

本発明の他の目的は、荷電粒子ビーム露光において、
繰り返しパターンを有する半導体装置の製造に適した荷
電粒子ビーム用透過マスクを提供することである。
Another object of the present invention is, in charged particle beam exposure,
An object of the present invention is to provide a transmission mask for a charged particle beam suitable for manufacturing a semiconductor device having a repeating pattern.

[課題を解決するための手段] 第1図(A)、(B)、(C)に本発明の基本概念を
示す。第1図(A)を参照して、荷電粒子ビームを生成
する手段1から荷電粒子ビーム10が発生し、電磁気的に
電荷粒子ビームを偏向する偏向手段2によって偏向され
て、透過マスク3上に当たる。透過マスク3は機械的駆
動手段9a、9bによって機械的に移動する。第1図(B)
に示すように、透過マスク3には複数の区画4が設けら
れており、各区画内にさらに複数の小区画5が設けられ
ている。各小区画5が1度に荷電粒子ビームが照射する
面積であり、各区画4が偏向手段2によって荷電粒子ビ
ームを走査できる範囲である。第1図(C)に示すよう
に、小区画群は、繰り返し模様のリピートの単位となる
図形の少なくとも1部を表す繰り返し基本パターン5b
と、繰り返しでない部分を従来と同様の可変矩形等のパ
ターンで合成するための開口パターン5aとを含む。必要
に応じて、さらに位置合わせ用整合パターン5cを設け
る。位置合わせ用整合パターン5cは各区画内の要所に設
けられ、小区画の位置合わせ整合用に用いられる。繰り
返し基本パターン5bは製作すべきデバイスに特徴的な繰
り返し模様を構成するのに便宜であり、かつ収差の少な
い荷電粒子ビームを得られる等の要件に合う範囲で選
ぶ。たとえばDRAMのセル1個分、ないし数個分とかSRAM
のセル1個分、ないしはその数個分の少なくとも1部等
を対象とすればよい。繰り返し基本パターン5bは、その
1つ自体をヘッド・ツ・テイルで接続するか、いくつか
を組み合わせたものをヘッド・ツ・テイルで接続するこ
とにより繰り返し模様を描画できるように構成する。た
とえば、第1図(C)中右側に示すもののように矩形パ
ターンで合成しようとすると複数個分の矩形パターンを
合成したものを複数組含むパターン、その左側に示す複
数個の矩形パターンが分布したパターン等がある。繰り
返し模様でない部分は、複雑な図形の大きなパターンと
するとその種類が極めて多くなり易いので、従来と同
様、可変矩形開口の組み合わせ等でパターンを作る。そ
の為の開口パターン5aが必要になる。この結果、多くの
区画の各々に少なくとも一部共通形状の矩形等の開口パ
ターン5aを設置しておくことが望まれる。
[Means for Solving the Problems] FIGS. 1A, 1B, and 1C show the basic concept of the present invention. Referring to FIG. 1 (A), a charged particle beam 10 is generated from a charged particle beam generating means 1, is deflected by a deflecting means 2 for electromagnetically deflecting the charged particle beam, and impinges on a transmission mask 3. . The transparent mask 3 is mechanically moved by mechanical driving means 9a and 9b. Fig. 1 (B)
As shown in FIG. 3, the transmission mask 3 is provided with a plurality of sections 4, and each section is further provided with a plurality of small sections 5. Each small section 5 is an area irradiated by the charged particle beam at one time, and each section 4 is a range in which the deflecting means 2 can scan the charged particle beam. As shown in FIG. 1 (C), the subdivision group has a repeating basic pattern 5b that represents at least a part of a figure that is a unit of repeat of a repeating pattern.
And an opening pattern 5a for synthesizing a non-repeating portion with a pattern such as a variable rectangle similar to the conventional one. If necessary, a matching alignment pattern 5c for alignment is further provided. The alignment pattern 5c for alignment is provided at a key place in each partition and is used for alignment alignment of the small partition. The repeating basic pattern 5b is convenient for forming a repeating pattern characteristic of the device to be manufactured, and is selected within a range that meets requirements such as obtaining a charged particle beam with less aberration. For example, one or several DRAM cells or SRAM
One cell or at least a part of several cells may be targeted. The repeating basic pattern 5b is configured such that a repeating pattern can be drawn by connecting one of the repeating basic patterns 5b itself with a head-to-tail or connecting a combination of some of them with a head-to-tail. For example, when an attempt is made to combine rectangular patterns as shown in the right side of FIG. 1C, a pattern including a plurality of combinations of a plurality of rectangular patterns and a plurality of rectangular patterns on the left side are distributed. There are patterns etc. If a large pattern of a complicated figure is used, the number of types of the non-repeating pattern is likely to be extremely large. Therefore, as in the conventional case, a pattern is formed by combining variable rectangular openings. Therefore, the opening pattern 5a is required. As a result, it is desirable to install the opening pattern 5a having a rectangular shape having a common shape at least partially in each of the many sections.

透過マスク3を通過してパターン化された荷電粒子ビ
ーム10は縮小露光手段7によって縮小されて被露光物8
上に照射される。
The patterned charged particle beam 10 which has passed through the transmission mask 3 is reduced by the reduction exposure means 7 to be exposed 8
Irradiated on top.

[作用] ある程度複雑な図形をパターン化することによって露
光のショット数は大巾に減少できる。全ての模様をパタ
ーン化しようとすれば、その数は厖大なものとなる。そ
れを1つの縮小露光系用の透過マスク上に形成しようと
すれば、透過マスクの大きさは非常に大きくなり、荷電
粒子ビームを電磁気的に偏向できる範囲を楽に越えてし
まう。電磁気的偏向はたとえばマイクロ秒程度で行なえ
るが、透過マスク3を機械的に移動させようとすると、
数十ないし数百ミリ秒の時間を容易に消費してしまう。
従って露光時間が長くなってしまう。
[Operation] The number of exposure shots can be greatly reduced by patterning a complicated figure to some extent. If you try to pattern all the patterns, the number will be enormous. If it is attempted to form it on a transmission mask for one reduction exposure system, the size of the transmission mask becomes very large, and the range in which the charged particle beam can be electromagnetically deflected is easily exceeded. Electromagnetic deflection can be performed in, for example, about microseconds, but if the transparent mask 3 is mechanically moved,
It easily consumes tens or hundreds of milliseconds.
Therefore, the exposure time becomes long.

透過マスクを複数の区画に分け、1区画内は荷電粒子
ビームを電磁気的に偏向できる大きさとし、1つの繰り
返し模様を含む図形を描画するのに便宜な繰り返し基本
パターンを非繰り返し模様用開口パターンと共に一区画
内に納め、異なる図形に対応させて各区画内の繰り返し
基本パターンを用意することにより、短時間で効率的に
繰り返し模様を露光できる。
The transmission mask is divided into a plurality of sections, each section having a size capable of electromagnetically deflecting the charged particle beam, and a repeating basic pattern convenient for drawing a figure including one repeating pattern together with a non-repeating pattern opening pattern. It is possible to expose the repetitive pattern efficiently in a short time by storing it in one section and preparing a repeating basic pattern in each section corresponding to different figures.

透過マスクに複数の区画を設け、機械的に透過マスク
を移動させて所望の1区画を荷電粒子ビームの偏向範囲
内に設定し、以後は電磁気的偏向で荷電粒子ビームを走
査して露光することで多くの図形を1枚の透過マスクを
用いて効率的に露光できる。
Providing a plurality of sections on the transmission mask, mechanically moving the transmission mask to set one desired section within the deflection range of the charged particle beam, and thereafter, scanning and exposing the charged particle beam by electromagnetic deflection. Thus, many figures can be efficiently exposed using a single transmission mask.

新たな模様を露光するときは、機械的駆動手段9a,9b
によって透過マスク3を移動し、適当な区画4を選択す
る。
When exposing a new pattern, mechanical drive means 9a, 9b
The transmission mask 3 is moved by and the appropriate section 4 is selected.

透過パターン3上の比較的大きなパターンを縮小する
ので所望解像度の潜像を作るのが容易になる。
Since a relatively large pattern on the transmission pattern 3 is reduced, it is easy to form a latent image with a desired resolution.

[実施例] 第2図(A)〜(E)に本発明の実施例を示す。[Embodiment] FIGS. 2A to 2E show an embodiment of the present invention.

第2図(A)は電子ビーム露光装置を示す。電子銃21
から放出された電子ビーム20は第1成形アパチャ22で矩
形に成形され、レンズ23で集束される。集束された電子
ビームは小区画選択用デフレクタ24により透過マスク26
上の1区画27内の任意の小区画28の繰り返し基本パター
ンに照射され、パターン化された電子ビームがレンズ29
でデフレクタ30に焦合される。その後、パターン化され
た電子ビームは縮小レンズ31に照射され、さらにレンズ
32、デフレクタ33を有する偏向系34によってウェーハ35
上に偏向、露光される。透過マスク26の1区画27上には
非繰り返しパターン用に、可変矩形の開口(パターンが
ない抜きスリット)も備えている。
FIG. 2A shows an electron beam exposure apparatus. Electron gun 21
The electron beam 20 emitted from is shaped into a rectangle by the first shaping aperture 22 and focused by the lens 23. The focused electron beam is transmitted through the transmission mask 26 by the deflector 24 for selecting small sections.
The patterned basic electron beam irradiated to the repeating basic pattern of the arbitrary small section 28 in the upper section 27 is formed by the lens 29.
Then it is focused on the deflector 30. After that, the patterned electron beam is applied to the reduction lens 31, and further the lens
32, a wafer 35 by a deflection system 34 having a deflector 33
It is deflected and exposed. A variable rectangular opening (a slit without a pattern) is also provided on one section 27 of the transmission mask 26 for a non-repeating pattern.

第1成形アパチャ22は電子ビーム20の輪郭を定めるた
めのものであり、透過マスク26上で1つの小区画28のみ
を照射し、隣接する小区画は照射しないようにする。
The first shaping aperture 22 is for defining the contour of the electron beam 20, and irradiates only one small section 28 on the transmission mask 26 and does not irradiate the adjacent small section.

小区画選択用デフレクタ24は透過マスク26上の1つの
区画27内で電子ビームを偏向させる。たとえば透過マス
ク26上で1方向3〜5mm位までの偏向を行なう。
The small section selecting deflector 24 deflects the electron beam within one section 27 on the transmission mask 26. For example, on the transmission mask 26, the deflection is performed in one direction to about 3 to 5 mm.

透過マスク26の1つの小区画28の開口によってパター
ン化された電子ビーム20はレンズ29によって一旦結像さ
れ、縮小レンズ32によってたとえば1/100に縮小され
る。縮小することによって描画パターンを微細にする。
従ってより微細なパターンを描こうという時は、マスク
26上のパターンを縮小率を大きくして露光するのがよ
い。
The electron beam 20 patterned by the opening of one small section 28 of the transmission mask 26 is once imaged by the lens 29, and is reduced to, for example, 1/100 by the reduction lens 32. The drawing pattern is made fine by reducing the size.
Therefore, when you want to draw a finer pattern, use a mask
26 It is recommended to expose the pattern above with a large reduction ratio.

透過マスク26は、第2図(B)に示すようにシリコン
ウェーハ40の中央部41をステンシル状に薄くし、開口パ
ターンを形成したものである。但し、シリコンに限らず
金属板等で形成してもよい。透過マスク26の中央部41
は、第2図(C)に示すように1辺30〜50mmの矩形状で
あり、その中に複数の区画27を形成している。区画27は
マスク用ステージの機械的移動をすることなく、電子ビ
ームを偏向できる範囲である1辺3〜5mmの矩形をパタ
ーン形成領域として有する。区画と区画の間は分離領域
44によって隔てられている。
As shown in FIG. 2B, the transparent mask 26 is formed by thinning the central portion 41 of the silicon wafer 40 in a stencil shape and forming an opening pattern. However, not only silicon but also a metal plate or the like may be used. Central part 41 of the transparent mask 26
As shown in FIG. 2 (C), each has a rectangular shape with a side of 30 to 50 mm, and a plurality of partitions 27 are formed therein. The partition 27 has a rectangular pattern forming area having a side of 3 to 5 mm, which is a range in which the electron beam can be deflected without mechanically moving the mask stage. Separation area between compartments
Separated by 44.

1区画27の中は、たとえば第2図(D)に示すように
1辺200〜500μmの短形の小区画28がマトリクス状に分
布している。小区画28の大きさは、被露光物であるウェ
ーハ35上でパターンを良好に焦合して縮小露光できる電
子ビームの大きさで決まる。
Within one section 27, for example, as shown in FIG. 2 (D), short subsections 28 each having a side of 200 to 500 μm are distributed in a matrix. The size of the small section 28 is determined by the size of the electron beam that can focus the pattern on the wafer 35, which is the object to be exposed, and reduce and expose it.

区画内の小区画の他の配列を第2図(E)に示す。格
子構造の副格子のように、位置合わせ用整合パターンの
小区画群と形状作成用のパターンの小区画群とが組み合
った構成になっている。形状作成用パターンの各基準点
0iの座標を周囲の位置合わせ用の整合パターンで同定す
る。
Another arrangement of sub-compartments within the compartment is shown in FIG. 2 (E). Like the sub-lattice of the lattice structure, it has a configuration in which a small group of alignment matching patterns and a small group of pattern forming patterns are combined. Each reference point of the pattern for shape creation
The coordinate of 0i is identified by the matching pattern for the peripheral alignment.

第3図(A)、(B)に1区画分のみをピックアップ
して概略的に透過マスクの構成例を示す。
FIGS. 3A and 3B schematically show a configuration example of a transmission mask by picking up only one section.

第3図(A)において、Si基板51は裏面よりエッチン
グされて薄くなった中央部52を有する。中央部52内に透
過パターン53a、53bが形成されており、電子ビーム55は
表面側上方より入射する。
In FIG. 3 (A), the Si substrate 51 has a central portion 52 that is thinned by etching from the back surface. Transmission patterns 53a and 53b are formed in the central portion 52, and the electron beam 55 is incident from above the front surface side.

第3図(B)は、第3図(A)の透過マスクの下面図
である。薄い中央部52と厚い周辺部51の間には厚さが徐
々に変る部分56がある。中央部52は1つの区画を形成し
ており、その中に4つの小区画であるパターン形成可能
領域58a、58b、58c、58dを有している。各パターン形成
可能領域58a、58b、58c、58d内には透過パターン53a、5
3b、53c、53dが形成されている。パターン53aは4つの
矩形を含むパターン、パターン53bは一端が膨らんだ形
状を2つ逆並列に比べたパターン、パターン53cは迂回
を有する2本の平行路のパターンである。これらは繰り
返し模様のリピートの単位となる形状である。パターン
53dは非繰り返し模様用の開口であり、通常その2辺を
使って入射ビームを成形する。
FIG. 3 (B) is a bottom view of the transmission mask of FIG. 3 (A). Between the thin central portion 52 and the thick peripheral portion 51 is a portion 56 of which the thickness gradually changes. The central portion 52 forms one section, and has four sub-sections, which are patternable regions 58a, 58b, 58c, and 58d. The transmissive patterns 53a, 5a are formed in the pattern formable regions 58a, 58b, 58c, 58d.
3b, 53c and 53d are formed. The pattern 53a is a pattern including four rectangles, the pattern 53b is a pattern obtained by comparing two shapes in which one end is bulged in antiparallel, and the pattern 53c is a pattern of two parallel paths having a detour. These are the shapes that are the units of the repeat of the repeating pattern. pattern
53d is an opening for non-repeating patterns, and normally two sides thereof are used to shape the incident beam.

実際の透過マスクは、このような区画を複数含むもの
であり、1区画内のパターン数も通常はもっと多い方が
便宜である。
An actual transmission mask includes a plurality of such sections, and it is convenient that the number of patterns in one section is usually larger.

露光工程においては、たとえば半導体装置の1チップ
内については繰り返し基本パターンは連続して露光す
る。たとえば第3図(B)のパターン53cを縦方向に連
続して露光することにより縦方向に長い2本のラインを
露光する。
In the exposure process, the basic pattern is repeatedly exposed within one chip of the semiconductor device, for example. For example, the pattern 53c of FIG. 3B is continuously exposed in the vertical direction to expose two long lines in the vertical direction.

新たな形状を露光するときは、その形状に合わせて適
当な区画を選んで、電子ビーム照射位置にその区画を機
械的に移動する。
When exposing a new shape, an appropriate section is selected according to the shape and the section is mechanically moved to the electron beam irradiation position.

第4図(A)、(B)に機械的移動機構の例を示す。 An example of the mechanical movement mechanism is shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B).

第4図(A)において、61はモータ、62は継ぎ手であ
り、継ぎ手はガイド63を掴んでいる。64は任意方向に回
転するボールであり、65の領域がパターンが並んでいる
マスク板を載置する場所である。側面にはミラー66が取
り付けられており、レーザ67からの光を反射して測長を
行う。縦方向にもレーザ測長器が設けられ(図示せ
ず)、位置をモニタしつつ、マスク板を位置合わせす
る。
In FIG. 4 (A), 61 is a motor, 62 is a joint, and the joint holds the guide 63. Reference numeral 64 is a ball that rotates in an arbitrary direction, and area 65 is a place for mounting a mask plate on which patterns are arranged. A mirror 66 is attached to the side surface and reflects the light from the laser 67 to measure the length. A laser length measuring device is also provided in the vertical direction (not shown), and the mask plate is aligned while monitoring the position.

第4図(B)は電気的制御部分を示す。ファイル68内
の図形データに基づいてCPU69が露光用データを作り、
バッファメモリ70に一旦蓄える。パターン発生部71が露
光データを読み取り、ビーム形成板移動制御部74が適当
な区画を電子ビーム照射位置に移動させるように指令を
出し、DAコンバータ75、アンプ76を介してモータ61を駆
動する。適当な区画が機械的に移動された後、パターン
発生部71は露光データのパターンを読み、DAコンバータ
72、アンプ73を介して電子ビームを制御する。
FIG. 4 (B) shows an electric control part. CPU69 creates exposure data based on the graphic data in file 68,
It is temporarily stored in the buffer memory 70. The pattern generation unit 71 reads the exposure data, the beam forming plate movement control unit 74 issues a command to move an appropriate section to the electron beam irradiation position, and drives the motor 61 via the DA converter 75 and the amplifier 76. After the appropriate section is mechanically moved, the pattern generator 71 reads the pattern of the exposure data, and the DA converter
The electron beam is controlled via the 72 and the amplifier 73.

[発明の効果] 1区画内に1つの繰り返し模様を露光するのに便宜な
繰り返し基本パターンが集められているので、短時間に
繰り返し模様を露光できる。
[Effects of the Invention] Since repetitive basic patterns convenient for exposing one repetitive pattern are collected in one section, repetitive patterns can be exposed in a short time.

1つの透過マスク上に複数個の区画が形成されている
ので種々の繰り返し模様を描画することができる。
Since a plurality of sections are formed on one transmission mask, various repeating patterns can be drawn.

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

第1図(A)、(B)、(C)は本発明の基本概念を示
し、(A)は全体図、(B)は透過マスクの平面図、
(C)は透過マスクの1区画内の部分的平面図、 第2図(A)、(B)、(C)、(D)、(E)は本発
明の実施例を説明するための図であり、 (A)は電子ビーム露光装置の全体図、(B)は透過マ
スクの断面図、(C)は透過マスクの平面図、(D)は
透過マスクの1区画の平面図、(E)は透過マスクの他
の1区画の平面図、 第3図(A)、(B)は透過マスクの構成を説明するた
めの簡略化した図で、(A)は断面図、(B)は下面
図、 第4図(A)、(B)は透過マスクの機械制御部等を示
し、(A)は機械的駆動部、(B)は電気回路部の概略
図である。 図において、 1……荷電粒子ビーム生成手段 2……偏向手段 3……透過マスク 4……区画 5……小区画 5a……非繰り返し模様用開口パターン 5b……繰り返し基本パターン 5c……位置合わせ用整合パターン 6……分離領域 7……縮小露光手段 8……被露光物 9a,9b……機械的駆動手段
1 (A), (B) and (C) show the basic concept of the present invention, (A) is an overall view, (B) is a plan view of a transmission mask,
(C) is a partial plan view of one section of the transmission mask, and FIGS. 2 (A), (B), (C), (D), and (E) are views for explaining an embodiment of the present invention. (A) is an overall view of the electron beam exposure apparatus, (B) is a cross-sectional view of a transmission mask, (C) is a plan view of the transmission mask, (D) is a plan view of one section of the transmission mask, (E) ) Is a plan view of another section of the transmission mask, FIGS. 3A and 3B are simplified views for explaining the configuration of the transmission mask, FIG. 4B is a bottom view, FIG. 4A and FIG. 4B show a mechanical control unit and the like of the transmission mask, FIG. 4A is a mechanical drive unit, and FIG. In the figure, 1 ... Charged particle beam generation means 2 ... Deflection means 3 ... Transmission mask 4 ... Section 5 ... Small section 5a ... Non-repeating pattern opening pattern 5b ... Repeating basic pattern 5c. Matching pattern 6 ... Separation area 7 ... Reduction exposure means 8 ... Exposed object 9a, 9b ... Mechanical driving means

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】荷電粒子ビームを生成する手段(1)と、
該荷電粒子ビームを電磁気的に偏向して透過マスク
(3)の1区画(4)内の選択された1小区画(5)を
照射する偏向手段(2)と、該透過マスクの選択された
1小区画を透過することによりパターン化された荷電粒
子ビームを縮小して被露光半導体上に露光する手段
(7)とを用い、該透過マスク(3)の1区画(4)を
該荷電粒子ビームを偏向できる寸法とし、該透過マスク
の1小区画(5)を該荷電粒子ビームをその上に一度に
照射できる寸法とし、かつ露光を行う半導体装置のパタ
ーンの繰返模様を描画するためのリピートの単位となる
図形の少なくとも1部を表す繰返基本パターンを含むパ
ターン群を該1区画内の小区画(5)群として形成し、
半導体装置の描画パターン情報に合わせて必要に応じて
1区画を選択して透過マスクを機械的に移動させ、かつ
荷電粒子ビームを電磁気的に偏向し、該1区画内の小区
画を順次選択してパターンを露光する工程を含むことを
特徴とする半導体装置の製造方法。
1. Means (1) for producing a charged particle beam;
Deflection means (2) for electromagnetically deflecting the charged particle beam to irradiate one selected small section (5) in one section (4) of the transmission mask (3) and the selected transmission mask. Means for exposing a semiconductor to be exposed by reducing the patterned charged particle beam by passing through one small section, and using one section (4) of the transmission mask (3) as the charged particle. The size is such that the beam can be deflected, one small section (5) of the transmission mask can be irradiated onto the charged particle beam at one time, and a repetitive pattern of the pattern of the semiconductor device to be exposed is drawn. A pattern group including a repeating basic pattern that represents at least a part of a figure that is a unit of repeat is formed as a group of small sections (5) within the one section,
If necessary, one section is selected according to the drawing pattern information of the semiconductor device to mechanically move the transmission mask, and the charged particle beam is electromagnetically deflected to successively select the small sections within the one section. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of exposing a pattern by exposure.
【請求項2】荷電粒子ビームをパターン化するための透
過パターンを有する透過マスク(3)であって、複数の
区画(4)を有し、隣接する各区画(4)は分離領域
(6)によって隔てられており、各区画(4)に小区画
(5)群を有し、1区画内の該小区画群は、独立するパ
ターンであってその露光で多く使用される非繰り返し模
様用開口パターン(5a)の小区画と、半導体チップ上で
繰返模様を描画するためのリピートの単位となる図形の
少なくとも一部を表す繰返基本パターン(5b)の小区画
とを含み、該1区画(4)の寸法が荷電粒子ビーム露光
装置で荷電粒子ビームを偏向できる寸法に選択され、該
1小区画(5)の寸法が該荷電粒子ビームをその上に一
度に照射できる寸法に選択されていることを特徴とする
荷電粒子ビーム用透過マスク。
2. A transmission mask (3) having a transmission pattern for patterning a charged particle beam, comprising a plurality of sections (4), each adjacent section (4) being a separation region (6). Are separated from each other by a group of subdivisions (5) in each subdivision (4), and the subdivisions within one subdivision are independent patterns and are openings for non-repeating patterns that are often used in the exposure. The small section of the pattern (5a) and the small section of the repeating basic pattern (5b) representing at least a part of a figure which is a unit of repeat for drawing a repeating pattern on the semiconductor chip, and the one section The size of (4) is selected to be a size capable of deflecting the charged particle beam in the charged particle beam exposure apparatus, and the size of the one small section (5) is selected to be a size capable of irradiating the charged particle beam onto it at one time. For charged particle beam transmission mask.
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