JP3105580B2 - 荷電粒子線描画用マスク作成方法及びマスク - Google Patents
荷電粒子線描画用マスク作成方法及びマスクInfo
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- G03F1/20—Masks or mask blanks for imaging by charged particle beam [CPB] radiation, e.g. by electron beam; Preparation thereof
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- G—PHYSICS
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- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は荷電粒子線描画用マスク
作成方法及びマスクに係り、特に繰り返しパターンの単
位となる基本パターンの開口を持ち、荷電粒子線で照射
されることにより、１ショットで上記基本パターンを発
生して試料上に当該基本パターンを描画させるマスクを
作成する方法、及びその作成方法により作成されたマス
クに関する。
作成方法及びマスクに係り、特に繰り返しパターンの単
位となる基本パターンの開口を持ち、荷電粒子線で照射
されることにより、１ショットで上記基本パターンを発
生して試料上に当該基本パターンを描画させるマスクを
作成する方法、及びその作成方法により作成されたマス
クに関する。
【０００２】近年、大規模半導体集積回路（ＬＳＩ）の
高密度化に伴い、長年微細パターン描画の主流であった
フォトリソグラフィに代わり、電子ビーム等の荷電粒子
線による露光が、微細パターンの安定描画と位置合わせ
の精度確保の制御性の点、焦点深度の深さの点、マスク
がなく描画パターンの無欠陥保証が容易で、ＬＳＩ製品
の信頼性を得やすい点、微細パターン領域での歩留りを
最も高くし得る点などから、非常に有効であることが判
明してきつつある。
高密度化に伴い、長年微細パターン描画の主流であった
フォトリソグラフィに代わり、電子ビーム等の荷電粒子
線による露光が、微細パターンの安定描画と位置合わせ
の精度確保の制御性の点、焦点深度の深さの点、マスク
がなく描画パターンの無欠陥保証が容易で、ＬＳＩ製品
の信頼性を得やすい点、微細パターン領域での歩留りを
最も高くし得る点などから、非常に有効であることが判
明してきつつある。
【０００３】かかる荷電粒子線描画方法は可変矩形ビー
ムを試料上に偏向走査してパターンを描く方法であり、
そのうち描画すべきパターン中の繰り返しパターンの単
位となる基本パターンを１ショットで露光するための開
口を持つマスクを用いて、その基本パターンを繰り返し
ショットしてつなげることにより高速に繰り返しパター
ンを描画する、所謂ブロック露光方法がある。
ムを試料上に偏向走査してパターンを描く方法であり、
そのうち描画すべきパターン中の繰り返しパターンの単
位となる基本パターンを１ショットで露光するための開
口を持つマスクを用いて、その基本パターンを繰り返し
ショットしてつなげることにより高速に繰り返しパター
ンを描画する、所謂ブロック露光方法がある。
【０００４】このブロック露光方法では、基本パターン
開口が形成されたマスク（以下、これをブロックマスク
又はステンシルマスクという）が用いられている。従っ
て、上記ブロックマスクの作成に際しては、基本パター
ンを破損しにくい最良の形状で作成することが必要とさ
れる。
開口が形成されたマスク（以下、これをブロックマスク
又はステンシルマスクという）が用いられている。従っ
て、上記ブロックマスクの作成に際しては、基本パター
ンを破損しにくい最良の形状で作成することが必要とさ
れる。
【０００５】
【従来の技術】荷電粒子線描画方法は、荷電粒子線の矩
形のショットを試料面に描画してミクロン程度又はそれ
以下の微細なパターンを形成できることに大きな特徴が
ある。ところが、荷電粒子線描画方法は矩形ショットを
つなげてパターンを描画する、所謂“一筆書き”の露光
方法であり、またパターンサイズが小さくなるほど単位
面積当りの露光ショット数が増加するため、微細パター
ンの描画においてはスループットが低下してしまう。
形のショットを試料面に描画してミクロン程度又はそれ
以下の微細なパターンを形成できることに大きな特徴が
ある。ところが、荷電粒子線描画方法は矩形ショットを
つなげてパターンを描画する、所謂“一筆書き”の露光
方法であり、またパターンサイズが小さくなるほど単位
面積当りの露光ショット数が増加するため、微細パター
ンの描画においてはスループットが低下してしまう。
【０００６】そこで、近年、長方形や三角形などの可変
矩形ビームで形成するようなパターンを予め作ってお
き、必要なときに荷電粒子線を選択して照射、露光を行
なうブロック露光方法が提唱されてきている。
矩形ビームで形成するようなパターンを予め作ってお
き、必要なときに荷電粒子線を選択して照射、露光を行
なうブロック露光方法が提唱されてきている。
【０００７】例えば、従来より各パターンをブロック状
に並べたマスクを用いて露光を行なう方法（特願昭５２
−１１９１８５号）やメモリセルなどの形状に必要な繰
り返しパターンと汎用矩形パターン用の四辺形開口を成
形絞り板上に持ち露光を行なう方法（特開昭６２−２６
０３２２号公報）などが提案されている。
に並べたマスクを用いて露光を行なう方法（特願昭５２
−１１９１８５号）やメモリセルなどの形状に必要な繰
り返しパターンと汎用矩形パターン用の四辺形開口を成
形絞り板上に持ち露光を行なう方法（特開昭６２−２６
０３２２号公報）などが提案されている。
【０００８】このようなブロック露光方法では、ある基
本パターンの繰り返しが露光面積の大部分を占めるメモ
リ品種の露光に効果的で、６４Ｍダイナミック・ランダ
ム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）や２５６ＭＤＲＡＭ
などの超微細パターンを必要とされる半導体装置でも、
量産に使用できる程度のスループットを得ることができ
る。
本パターンの繰り返しが露光面積の大部分を占めるメモ
リ品種の露光に効果的で、６４Ｍダイナミック・ランダ
ム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）や２５６ＭＤＲＡＭ
などの超微細パターンを必要とされる半導体装置でも、
量産に使用できる程度のスループットを得ることができ
る。
【０００９】この場合、効率良く露光を行なうために
は、ブロックマスク上に複数の基本パターンの開口を形
成しておき、その複数の基本パターンのうち任意の一つ
の基本パターンを選択使用する。基本パターンを選択す
る際は大偏向手段（７７）で荷電粒子線を偏向して選択
する基本パターンを照射し、可変成形矩形露光を行なう
際は小偏向手段（７５）で荷電粒子線を偏向する。
は、ブロックマスク上に複数の基本パターンの開口を形
成しておき、その複数の基本パターンのうち任意の一つ
の基本パターンを選択使用する。基本パターンを選択す
る際は大偏向手段（７７）で荷電粒子線を偏向して選択
する基本パターンを照射し、可変成形矩形露光を行なう
際は小偏向手段（７５）で荷電粒子線を偏向する。
【００１０】ところで、前記ブロックマスクに形成され
る複数の基本パターンは何でも作成可能なわけではな
く、従来は形成しても損傷し易い形状や実現困難な形状
の基本パターンは、基本パターンデータ（ブロックパタ
ーンデータ）から得たパターン形状を人間が目で見て判
定して作成しないようにしていた。
る複数の基本パターンは何でも作成可能なわけではな
く、従来は形成しても損傷し易い形状や実現困難な形状
の基本パターンは、基本パターンデータ（ブロックパタ
ーンデータ）から得たパターン形状を人間が目で見て判
定して作成しないようにしていた。
【００１１】図１５は上記のブロックマスクに作成され
ない、禁止基本パターンの各例の平面図を示す。同図
（Ａ）はドーナッツ状パターンの一例で、矩形１１０の
周辺に開口１１１が配されるパターンである。このパタ
ーンは口字状の基本パターンを描画するためのものであ
るが、矩形１１０が周囲の開口１１１によって他のどこ
にも接続できないため、物理的に実現不可能である。
ない、禁止基本パターンの各例の平面図を示す。同図
（Ａ）はドーナッツ状パターンの一例で、矩形１１０の
周辺に開口１１１が配されるパターンである。このパタ
ーンは口字状の基本パターンを描画するためのものであ
るが、矩形１１０が周囲の開口１１１によって他のどこ
にも接続できないため、物理的に実現不可能である。
【００１２】図１５（Ｂ）は長い長方形１１２の三辺が
開口１１３に隣接する長い半島状のパターンである。こ
のパターンはコ字状の基本パターンを描画するためのも
のであるが、熱の逃げ道が長くて温度が上がり易く、温
度により破壊され易い。
開口１１３に隣接する長い半島状のパターンである。こ
のパターンはコ字状の基本パターンを描画するためのも
のであるが、熱の逃げ道が長くて温度が上がり易く、温
度により破壊され易い。
【００１３】図１５（Ｃ）はＣ字状の基本パターン作成
用のパターンである。このパターンは非開口の矩形１１
４の三辺が開口１１５に隣接し、かつ、矩形１１４の残
りの一辺が細い接続部１１４ａを介して周囲に接続され
たパターンであるため、接続部１１４ａが細く、矩形１
１４の重量を支え切れない可能性がある。
用のパターンである。このパターンは非開口の矩形１１
４の三辺が開口１１５に隣接し、かつ、矩形１１４の残
りの一辺が細い接続部１１４ａを介して周囲に接続され
たパターンであるため、接続部１１４ａが細く、矩形１
１４の重量を支え切れない可能性がある。
【００１４】図１５（Ｄ）はＬ字状の部分１１６の周囲
を開口１１７ａ，１１７ｂとしたパターンである。この
パターンはＬ字状の部分１１６が細いため、張力的に弱
いという問題がある。更に、図１５（Ｅ）に示す細長い
帯部１１８の上下に開口１１９ａ，１１９ｂを配したパ
ターン、同図（Ｆ）に示す細長い交差する部分１２０の
周囲に開口１２１ａ〜１２１ｄを配したパターンは、い
ずれも一定値よりも細い残しパターンであり、割れ易
い。
を開口１１７ａ，１１７ｂとしたパターンである。この
パターンはＬ字状の部分１１６が細いため、張力的に弱
いという問題がある。更に、図１５（Ｅ）に示す細長い
帯部１１８の上下に開口１１９ａ，１１９ｂを配したパ
ターン、同図（Ｆ）に示す細長い交差する部分１２０の
周囲に開口１２１ａ〜１２１ｄを配したパターンは、い
ずれも一定値よりも細い残しパターンであり、割れ易
い。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来は基本
パターンデータによってブロックマスクに基本パターン
の開口を形成しようとしたときに、形成しようとする基
本パターンの中に前記した禁止基本パターンがあるか否
か人間が目で見て判定し、ある場合はその禁止基本パタ
ーンを作成しないようにしているため、このような人間
が判定するようなチェックでは禁止すべきか否かの判定
条件を数値化できない。
パターンデータによってブロックマスクに基本パターン
の開口を形成しようとしたときに、形成しようとする基
本パターンの中に前記した禁止基本パターンがあるか否
か人間が目で見て判定し、ある場合はその禁止基本パタ
ーンを作成しないようにしているため、このような人間
が判定するようなチェックでは禁止すべきか否かの判定
条件を数値化できない。
【００１６】従って、従来のブロックマスク作成方法で
は、図５（Ｂ）〜（Ｆ）のような基本パターンは、幅が
太くて破損しにくいパターンであったり、また矩形部の
重量を十分支え切れるようなパターンであったり、また
熱の上昇がそれほど高くなくても禁止されてしまい、ま
た逆にマスク作成後にマスクが破損してしまうこともあ
り、あらゆるすべての基本パターンについて客観的かつ
正確な判定によるブロックマスク作成ができないという
問題がある。
は、図５（Ｂ）〜（Ｆ）のような基本パターンは、幅が
太くて破損しにくいパターンであったり、また矩形部の
重量を十分支え切れるようなパターンであったり、また
熱の上昇がそれほど高くなくても禁止されてしまい、ま
た逆にマスク作成後にマスクが破損してしまうこともあ
り、あらゆるすべての基本パターンについて客観的かつ
正確な判定によるブロックマスク作成ができないという
問題がある。
【００１７】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
基本パターンの開口を形成しようとしたときに、マスク
を微小な複数の領域に分割して個々の微小領域の夫々に
ついて算出した物理量に基づいて基本パターンの開口の
形成を禁止するか否かを判定することにより、上記の課
題を解決した荷電粒子線描画用マスク作成方法及びマス
クを提供することを目的とする。
基本パターンの開口を形成しようとしたときに、マスク
を微小な複数の領域に分割して個々の微小領域の夫々に
ついて算出した物理量に基づいて基本パターンの開口の
形成を禁止するか否かを判定することにより、上記の課
題を解決した荷電粒子線描画用マスク作成方法及びマス
クを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】図１は請求項１記載の本
発明方法の原理説明用フローチャートを示す。本発明方
法は所望パターン形状の開口が形成されたマスクに荷電
粒子線を照射して所望パターンを発生し、その所望パタ
ーンを試料上に露光することを繰り返すことにより、所
望パターンの繰り返しパターンを描画する荷電粒子線描
画方法に用いられるマスクの作成方法であって、図１に
示すように第１の工程１１乃至第４の工程１４を含む。
発明方法の原理説明用フローチャートを示す。本発明方
法は所望パターン形状の開口が形成されたマスクに荷電
粒子線を照射して所望パターンを発生し、その所望パタ
ーンを試料上に露光することを繰り返すことにより、所
望パターンの繰り返しパターンを描画する荷電粒子線描
画方法に用いられるマスクの作成方法であって、図１に
示すように第１の工程１１乃至第４の工程１４を含む。
【００１９】第１の工程１１は、描画すべきパターンデ
ータから描画すべきパターン中で繰り返し使用されてい
る基本パターンを抽出する。第２の工程１２は、第１の
工程１１により抽出された基本パターン形状の開口が形
成されたマスクを複数の微小領域に分割し、該複数の微
小領域の各微小領域毎に算出した所定の物理量が、予め
設定されている許容範囲内にあるか否かを検出する。第
３の工程１３は、第２の工程１２での検出結果、所定の
物理量が許容範囲外である場合に、基本パターンを複数
のパターンに分割し、分割した複数のパターンをそれぞ
れ新たな基本パターンとして第２の工程を再開する。第
４の工程１４は、第２の工程１２での検出結果、所定の
物理量が許容範囲内である場合に、基本パターン形状の
開口を有するマスクを形成する。
ータから描画すべきパターン中で繰り返し使用されてい
る基本パターンを抽出する。第２の工程１２は、第１の
工程１１により抽出された基本パターン形状の開口が形
成されたマスクを複数の微小領域に分割し、該複数の微
小領域の各微小領域毎に算出した所定の物理量が、予め
設定されている許容範囲内にあるか否かを検出する。第
３の工程１３は、第２の工程１２での検出結果、所定の
物理量が許容範囲外である場合に、基本パターンを複数
のパターンに分割し、分割した複数のパターンをそれぞ
れ新たな基本パターンとして第２の工程を再開する。第
４の工程１４は、第２の工程１２での検出結果、所定の
物理量が許容範囲内である場合に、基本パターン形状の
開口を有するマスクを形成する。
【００２０】第３の工程１３は第２の工程１２において
所定の物理量が設定値以上と検出された場合は、そのと
きの基本パターンを２種類以上の互いに独立したパター
ンに分割するか、又は１個若しくは複数個の矩形と１つ
のパターンに分割し、分割後の各パターンを新たに基本
パターンとして再び第２の工程１２へ入力する。
所定の物理量が設定値以上と検出された場合は、そのと
きの基本パターンを２種類以上の互いに独立したパター
ンに分割するか、又は１個若しくは複数個の矩形と１つ
のパターンに分割し、分割後の各パターンを新たに基本
パターンとして再び第２の工程１２へ入力する。
【００２１】第４の工程１４は第２の工程１２において
複数の微小領域のすべてについて所定の物理量が前記設
定値未満であると検出された基本パターンのデータに基
づいて、その基本パターンの形状をマスクに形成する。
複数の微小領域のすべてについて所定の物理量が前記設
定値未満であると検出された基本パターンのデータに基
づいて、その基本パターンの形状をマスクに形成する。
【００２２】また、請求項４記載の荷電粒子線描画用マ
スクは、描画すべきパターンのうち繰り返し使用される
パターンの単位となる基本パターンのうち、マスク上の
複数の微小領域の夫々において所定の物理量が前記設定
値未満である１又は２以上の基本パターンが形成されて
なる。
スクは、描画すべきパターンのうち繰り返し使用される
パターンの単位となる基本パターンのうち、マスク上の
複数の微小領域の夫々において所定の物理量が前記設定
値未満である１又は２以上の基本パターンが形成されて
なる。
【００２３】
【作用】本発明方法では、前記複数の分割微小領域の所
定の物理量が設定値以上のとき禁止基本パターンと判定
し、設定値未満のとき形成可能基本パターンと判定す
る。すなわち、本発明方法では、前記所定の物理量が前
記設定値以上か否かという客観的判定条件を有する。
定の物理量が設定値以上のとき禁止基本パターンと判定
し、設定値未満のとき形成可能基本パターンと判定す
る。すなわち、本発明方法では、前記所定の物理量が前
記設定値以上か否かという客観的判定条件を有する。
【００２４】ここで、上記の所定の物理量としては、荷
電粒子線描画用マスクに荷電粒子線が照射されたときの
温度上昇分がある。この温度上昇の場合は、温度分布で
示されるパターンの様相が、他の禁止条件と大局的に一
致するからである。また、実際の荷電粒子線照射時の温
度上昇を知ることは重要であるからでもある。
電粒子線描画用マスクに荷電粒子線が照射されたときの
温度上昇分がある。この温度上昇の場合は、温度分布で
示されるパターンの様相が、他の禁止条件と大局的に一
致するからである。また、実際の荷電粒子線照射時の温
度上昇を知ることは重要であるからでもある。
【００２５】本発明になる荷電粒子線描画用マスクで
は、請求項１の発明方法で、１又は２以上の基本パター
ンが形成されているため、従来に比し客観的な判定条件
の下で許可された基本パターンのみが形成される。
は、請求項１の発明方法で、１又は２以上の基本パター
ンが形成されているため、従来に比し客観的な判定条件
の下で許可された基本パターンのみが形成される。
【００２６】
【実施例】図２は本発明方法の一実施例の動作説明用フ
ローチャートを示す。本実施例は電子線でブロック露光
を行なう電子ビーム描画装置に用いられるブロックマス
ク（ステンシルマスク）の作成方法である。図２におい
て、まずファイル内のＬＳＩパターンのパターンデータ
から繰り返し使用されるパターンの単位となる基本パタ
ーンのデータを夫々抽出する（ステップ２１）。このス
テップ２１が前記第１の工程１１に相当する。
ローチャートを示す。本実施例は電子線でブロック露光
を行なう電子ビーム描画装置に用いられるブロックマス
ク（ステンシルマスク）の作成方法である。図２におい
て、まずファイル内のＬＳＩパターンのパターンデータ
から繰り返し使用されるパターンの単位となる基本パタ
ーンのデータを夫々抽出する（ステップ２１）。このス
テップ２１が前記第１の工程１１に相当する。
【００２７】続いて、上記の抽出した各基本パターンデ
ータにより示される各基本パターンのうち、その基本パ
ターンが描画すべきＬＳＩパターン中で使用される回数
と、その基本パターン中のショット数との積の多いもの
順から基本候補パターンのデータとして読み出す（ステ
ップ２２）。
ータにより示される各基本パターンのうち、その基本パ
ターンが描画すべきＬＳＩパターン中で使用される回数
と、その基本パターン中のショット数との積の多いもの
順から基本候補パターンのデータとして読み出す（ステ
ップ２２）。
【００２８】続いて、上記の読み出された基本候補パタ
ーンデータに基づいて、禁止チェック判定が行われる
（ステップ２３）。このステップ２３は前記第２の工程
１２に相当し、本実施例ではその基本候補パターンデー
タによって、ステンシルマスクに開口パターンを形成し
たとしたときに、電子ビームがそのステンシルマスクに
照射されることによる温度上昇分を算出し、その算出温
度上昇分が閾値以上か否かによって禁止チェックを行な
う。また、ドーナッツ状パターンの如きパターン抜き面
積（クーロン条件）も禁止条件とする。
ーンデータに基づいて、禁止チェック判定が行われる
（ステップ２３）。このステップ２３は前記第２の工程
１２に相当し、本実施例ではその基本候補パターンデー
タによって、ステンシルマスクに開口パターンを形成し
たとしたときに、電子ビームがそのステンシルマスクに
照射されることによる温度上昇分を算出し、その算出温
度上昇分が閾値以上か否かによって禁止チェックを行な
う。また、ドーナッツ状パターンの如きパターン抜き面
積（クーロン条件）も禁止条件とする。
【００２９】物理量の中で、温度上昇を禁止条件とする
のは、温度分布で示されるパターンの様相が他の禁止条
項と大局的に一致するからである。例えば、図３（Ａ）
に示すドーナッツ状パターンの場合は、電子ビーム照射
により中央の矩形３１に発生した熱はどこにも放出でき
ないため、矩形３１において極めて温度Ｔが高くなる。
のは、温度分布で示されるパターンの様相が他の禁止条
項と大局的に一致するからである。例えば、図３（Ａ）
に示すドーナッツ状パターンの場合は、電子ビーム照射
により中央の矩形３１に発生した熱はどこにも放出でき
ないため、矩形３１において極めて温度Ｔが高くなる。
【００３０】また、図３（Ｂ）に示す長い半島状パター
ンは、中央の長方形部分３２に発生した熱は、図中、左
側の接続方向のみしか放散できず、やはり長方形部分３
１において温度上昇がある。前記したＣ字状、Ｌ字状の
パターンや細長い帯状パターンにも同様に温度上昇があ
る。
ンは、中央の長方形部分３２に発生した熱は、図中、左
側の接続方向のみしか放散できず、やはり長方形部分３
１において温度上昇がある。前記したＣ字状、Ｌ字状の
パターンや細長い帯状パターンにも同様に温度上昇があ
る。
【００３１】更に、図３（Ｃ）に示すパターンは、中央
の矩形３３を細長い接続部３４で接続したパターンで接
続部３４の幅が細いほど矩形３３の重量に耐えられなく
なるので、禁止パターンとされる。この場合、接続部３
４の幅が細いほど矩形３３の部分への電子ビーム照射に
より発生した熱が放散しにくくなるため、矩形３３の温
度上昇Ｔがより上昇する。
の矩形３３を細長い接続部３４で接続したパターンで接
続部３４の幅が細いほど矩形３３の重量に耐えられなく
なるので、禁止パターンとされる。この場合、接続部３
４の幅が細いほど矩形３３の部分への電子ビーム照射に
より発生した熱が放散しにくくなるため、矩形３３の温
度上昇Ｔがより上昇する。
【００３２】次に、図２のステップ２３での禁止チェッ
ク判定について、更に詳細に説明する。図４は上記禁止
チェック判定の処理フローチャートを示す。まず、前記
基本候補パターンデータによって、ステンシルマスクに
開口パターンを形成したとしたときに、そのステンシル
マスクを複数の微小領域に分割し、各微小領域を１ビッ
トとするビットマップを作成する（ステップ２３１）。
ク判定について、更に詳細に説明する。図４は上記禁止
チェック判定の処理フローチャートを示す。まず、前記
基本候補パターンデータによって、ステンシルマスクに
開口パターンを形成したとしたときに、そのステンシル
マスクを複数の微小領域に分割し、各微小領域を１ビッ
トとするビットマップを作成する（ステップ２３１）。
【００３３】図５は上記のステンシルマスク上の微小領
域を示す。同図では縦方向及び横方向共に８つの領域に
分割されている。具体的には一つの微小領域の大きさは
例えば１０μｍ□とされる（マスク倍率１００倍とする
と、試料上では０．１μｍ□である）。従って、４００
μｍ□のパターン領域は、縦方向に４０個、横方向に４
０個の計１６００個の各１０μｍ□の大きさの微小領域
（メッシュ）に分割される。
域を示す。同図では縦方向及び横方向共に８つの領域に
分割されている。具体的には一つの微小領域の大きさは
例えば１０μｍ□とされる（マスク倍率１００倍とする
と、試料上では０．１μｍ□である）。従って、４００
μｍ□のパターン領域は、縦方向に４０個、横方向に４
０個の計１６００個の各１０μｍ□の大きさの微小領域
（メッシュ）に分割される。
【００３４】そして、メンブレンマスク上にパターンデ
ータを展開して分割された各微小領域に開口があるとき
“０”、開口がないとき“１”としたビットマップを作
成する。
ータを展開して分割された各微小領域に開口があるとき
“０”、開口がないとき“１”としたビットマップを作
成する。
【００３５】続いて図４のステップ２３２へ進み、上記
微小領域毎に熱伝導の方程式を作成して連立方程式を解
き、温度を階差法により算出する。例えば、図６に示す
如く長い板状パターンのステンシルマスクに電子ビーム
が照射された場合の温度は、一辺のサイズがｌ（単位μ
ｍ）の正方形の矩形の微小領域の中心の温度を左から順
にＴ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，…，Ｔn とし、ステンシルマスク
の厚さをｔ（単位μｍ）とすると、次のようになる。
微小領域毎に熱伝導の方程式を作成して連立方程式を解
き、温度を階差法により算出する。例えば、図６に示す
如く長い板状パターンのステンシルマスクに電子ビーム
が照射された場合の温度は、一辺のサイズがｌ（単位μ
ｍ）の正方形の矩形の微小領域の中心の温度を左から順
にＴ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，…，Ｔn とし、ステンシルマスク
の厚さをｔ（単位μｍ）とすると、次のようになる。
【００３６】最も左側の矩形から左へ流れる熱量ｑ
1 は、ｑを単位平方μｍ当りの発熱量とすると ｑ1 ＝κＴ1 ｔ＝ｎｑｌ2 同様に左側から２番目の矩形等から流れる熱量は 中央の項と右の項を全て合計すると κＴn t ＝ｑｌ2 ｎ（ｎ＋１）／２ Ｔn ＝ｑｌ2 ｎ（ｎ＋１）／２κｔ ここでｑ＝３μｗ／μｍ2 とし、またκをシリコン（Ｓ
ｉ）の熱伝導率である１６８μｗ／μｍＫとすると、ｎ
ｌ＝Ｌとして Ｔ＝３Ｌ2 ／３００ｔ＝０．０１Ｌ2 ／ｔ ｔ＝１０μｍ Ｌ＝４００μｍ の時 Ｔ＝１６０℃ ｔ＝１０μｍ Ｌ＝２００μｍ の時 Ｔ＝ ４０℃ ｔ＝２０μｍ Ｌ＝４００μｍ の時 Ｔ＝ ２０℃ となる。
1 は、ｑを単位平方μｍ当りの発熱量とすると ｑ1 ＝κＴ1 ｔ＝ｎｑｌ2 同様に左側から２番目の矩形等から流れる熱量は 中央の項と右の項を全て合計すると κＴn t ＝ｑｌ2 ｎ（ｎ＋１）／２ Ｔn ＝ｑｌ2 ｎ（ｎ＋１）／２κｔ ここでｑ＝３μｗ／μｍ2 とし、またκをシリコン（Ｓ
ｉ）の熱伝導率である１６８μｗ／μｍＫとすると、ｎ
ｌ＝Ｌとして Ｔ＝３Ｌ2 ／３００ｔ＝０．０１Ｌ2 ／ｔ ｔ＝１０μｍ Ｌ＝４００μｍ の時 Ｔ＝１６０℃ ｔ＝１０μｍ Ｌ＝２００μｍ の時 Ｔ＝ ４０℃ ｔ＝２０μｍ Ｌ＝４００μｍ の時 Ｔ＝ ２０℃ となる。
【００３７】ここで、前記単位平方μｍ当りの発熱量ｑ
は、次の如くにして求められる。マスク倍率を１００倍
とし、ステンシルマスクを通過する電子５０％がラウン
ドアパーチャでカットされ、試料面上での電流密度を５
０Ａ／ｃｍ2 、加速電圧３０ｋＶ、ステンシルマスクの
厚さを２０μｍとすると、ステンシルマスク上での電流
密度Ｊは０．０１Ａ／ｃｍ2 （＝５０×２×（１０-2）
2 ）となる。
は、次の如くにして求められる。マスク倍率を１００倍
とし、ステンシルマスクを通過する電子５０％がラウン
ドアパーチャでカットされ、試料面上での電流密度を５
０Ａ／ｃｍ2 、加速電圧３０ｋＶ、ステンシルマスクの
厚さを２０μｍとすると、ステンシルマスク上での電流
密度Ｊは０．０１Ａ／ｃｍ2 （＝５０×２×（１０-2）
2 ）となる。
【００３８】また、ワッテージは３０ｋＶであるが、３
００ｗ／ｃｍ2 （＝Ｊ×３００００）であり、よって単
位平方μｍ当りの発熱量ｑは ｑ＝３００×１０-8 ｗ／μｍ2 ＝３μｗ／μｍ2 となる。
００ｗ／ｃｍ2 （＝Ｊ×３００００）であり、よって単
位平方μｍ当りの発熱量ｑは ｑ＝３００×１０-8 ｗ／μｍ2 ＝３μｗ／μｍ2 となる。
【００３９】本実施例では前記した微小領域毎の温度を
計算機シミュレーションで前記した階差法を適用して算
出する。すなわち、図７に示す領域Ｒ０の温度Ｔi,j を
求める場合は、隣接する４つの領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及
びＲ４の温度Ｔi+1,j ，Ｔi, j+1 ，Ｔi-1,j 及びＴ
i,j-1 と領域Ｒ０と領域Ｒi （ｉ＝１〜４）の間の熱伝
導率Ｋi と、領域Ｒ０〜Ｒ４の各一辺の長さｌとマスク
の厚さｔ及び単位平方μｍ当りの発熱量ｑから次式に基
づいて算出する。
計算機シミュレーションで前記した階差法を適用して算
出する。すなわち、図７に示す領域Ｒ０の温度Ｔi,j を
求める場合は、隣接する４つの領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及
びＲ４の温度Ｔi+1,j ，Ｔi, j+1 ，Ｔi-1,j 及びＴ
i,j-1 と領域Ｒ０と領域Ｒi （ｉ＝１〜４）の間の熱伝
導率Ｋi と、領域Ｒ０〜Ｒ４の各一辺の長さｌとマスク
の厚さｔ及び単位平方μｍ当りの発熱量ｑから次式に基
づいて算出する。
【００４０】 Ｋi （Ｔi,j −Ｔi+1,j ）＋Ｋ2 （Ｔi,j −Ｔi,j+1 ） Ｋ3 （Ｔi,j −Ｔi-1,j ）＋Ｋ4 （Ｔi,j −Ｔi,j-1 ）＝ｑｌ2 ／ｔ (1) ここで、領域Ｒ０にパターンが存在し、隣接する領域Ｒ
１〜Ｒ４の中で、パターンの存在しない領域（開口であ
る領域）があるときは、そのパターンの存在しない領域
には極めて薄い膜が存在するものと仮定してＫi ＝κ／
１０4 とする（ただし、κはステンシルマスクの熱伝導
率）。
１〜Ｒ４の中で、パターンの存在しない領域（開口であ
る領域）があるときは、そのパターンの存在しない領域
には極めて薄い膜が存在するものと仮定してＫi ＝κ／
１０4 とする（ただし、κはステンシルマスクの熱伝導
率）。
【００４１】これは領域Ｒ０とパターンの存在しない領
域との間の熱伝導率Ｋi をゼロとすると、解が得られな
くなるためであり、Ｋi を無視できる程の極めて小なる
値Ｋ i ＝κ／１０4 として解が得られるようにするため
である。
域との間の熱伝導率Ｋi をゼロとすると、解が得られな
くなるためであり、Ｋi を無視できる程の極めて小なる
値Ｋ i ＝κ／１０4 として解が得られるようにするため
である。
【００４２】一方、領域Ｒ０にパターンが存在しない場
合は、（１）式の右辺の発熱量ｑを０とし、かつ、隣接
する領域Ｒ１〜Ｒ４の各熱伝導率Ｋi をκ／１０4 とす
る。このような条件で、図８に示す如く、横方向にＮX
個（例えば４０個）、縦方向にＮY 個（例えば４０個）
の全微小領域の夫々について（１）式を算出する。かか
る算出方法により図９（Ａ）〜（Ｇ）に示す各マスクパ
ターンについてｔ＝２０μｍ、ｑ＝３μw／μｍ2 、Ｋ
＝１６８μｗ／μｍＫの条件で温度を算出すると、Ｘ印
で示した位置の温度（最高温度）は、図９（Ａ）の場合
１１℃、同図（Ｂ）の場合１５．３℃、同図（Ｃ）の場
合１２．６℃、同図（Ｄ）の場合４４℃、同図（Ｅ）の
場合３６２８１℃、同図（Ｆ）の場合２２．８８℃、同
図（Ｇ）の場合１６．１℃であった。なお、同図（Ａ）
〜（Ｇ）中、斜線部が非開口、白地部分が開口を示し、
各々は４００μｍ平方の大きさである。
合は、（１）式の右辺の発熱量ｑを０とし、かつ、隣接
する領域Ｒ１〜Ｒ４の各熱伝導率Ｋi をκ／１０4 とす
る。このような条件で、図８に示す如く、横方向にＮX
個（例えば４０個）、縦方向にＮY 個（例えば４０個）
の全微小領域の夫々について（１）式を算出する。かか
る算出方法により図９（Ａ）〜（Ｇ）に示す各マスクパ
ターンについてｔ＝２０μｍ、ｑ＝３μw／μｍ2 、Ｋ
＝１６８μｗ／μｍＫの条件で温度を算出すると、Ｘ印
で示した位置の温度（最高温度）は、図９（Ａ）の場合
１１℃、同図（Ｂ）の場合１５．３℃、同図（Ｃ）の場
合１２．６℃、同図（Ｄ）の場合４４℃、同図（Ｅ）の
場合３６２８１℃、同図（Ｆ）の場合２２．８８℃、同
図（Ｇ）の場合１６．１℃であった。なお、同図（Ａ）
〜（Ｇ）中、斜線部が非開口、白地部分が開口を示し、
各々は４００μｍ平方の大きさである。
【００４３】同図（Ａ）は全体が矩形の非開口であり、
発生した熱は四散するので最も温度が低い。一方、同図
（Ｅ）に示したドーナッツ状のパターンは中央の矩形の
非開口で発生した熱は放散できず、極めて高温となる。
発生した熱は四散するので最も温度が低い。一方、同図
（Ｅ）に示したドーナッツ状のパターンは中央の矩形の
非開口で発生した熱は放散できず、極めて高温となる。
【００４４】また、同図（Ｄ）に示すＣ字状パターンは
細長い非開口部の先端位置で比較的高い最高温度４４℃
を示す。これに対し、図９（Ｂ）に示した十字状の非開
口部のあるパターン、同図（Ｃ）のＴ字状の非開口部の
あるパターン、同図（Ｆ）に示すパターン及び同図
（Ｇ）に示すパターンでは最高温度がいずれも２５℃未
満であった。
細長い非開口部の先端位置で比較的高い最高温度４４℃
を示す。これに対し、図９（Ｂ）に示した十字状の非開
口部のあるパターン、同図（Ｃ）のＴ字状の非開口部の
あるパターン、同図（Ｆ）に示すパターン及び同図
（Ｇ）に示すパターンでは最高温度がいずれも２５℃未
満であった。
【００４５】そこで、本実施例では、図４のステップ２
３２で上記の如く各微小領域毎に算出した温度のうち、
最高温度が閾値（例えば３０℃）以上か否か判定する
（ステップ２３３）。
３２で上記の如く各微小領域毎に算出した温度のうち、
最高温度が閾値（例えば３０℃）以上か否か判定する
（ステップ２３３）。
【００４６】最高温度が閾値未満のときはＯＫ判定が行
なわれ（ステップ２３４）、閾値以上のときはＮＧ判定
される（ステップ２３５）。従って、図９のマスクパタ
ーンの場合は、閾値を３０℃とすると図９（Ｄ）及び
（Ｅ）のマスクパターンはＮＧ判定され、それ以外のマ
スクパターンはＯＫ判定される。
なわれ（ステップ２３４）、閾値以上のときはＮＧ判定
される（ステップ２３５）。従って、図９のマスクパタ
ーンの場合は、閾値を３０℃とすると図９（Ｄ）及び
（Ｅ）のマスクパターンはＮＧ判定され、それ以外のマ
スクパターンはＯＫ判定される。
【００４７】図２に戻って説明するに、ステップ２３で
上記の如く禁止チェック判定が行なわれ、その結果ＯＫ
判定されたときは、基本候補パターンデータのすべての
チェックが終わったか否か判定される（ステップ２
４）。チェックされるべき次の基本候補パターンデータ
がある場合はステップ２２に戻り、次の基本候補パター
ンデータについて再び上記と同様の処理が繰り返され
る。
上記の如く禁止チェック判定が行なわれ、その結果ＯＫ
判定されたときは、基本候補パターンデータのすべての
チェックが終わったか否か判定される（ステップ２
４）。チェックされるべき次の基本候補パターンデータ
がある場合はステップ２２に戻り、次の基本候補パター
ンデータについて再び上記と同様の処理が繰り返され
る。
【００４８】一方、ステップ２３でＮＧ判定されたとき
は、パターン分割が行なわれた後（ステップ２５）、分
割後の各パターンデータが基本候補パターンデータとし
て再びステップ２２へ入力される。
は、パターン分割が行なわれた後（ステップ２５）、分
割後の各パターンデータが基本候補パターンデータとし
て再びステップ２２へ入力される。
【００４９】上記のパターン分割は前記第３の工程１３
に相当し、例えば図１０に示す如くにして行なわれる。
図１０（Ａ）に示すパターンがＮＧ判定されたものとす
ると、横ラインで矩形分割して同図（Ｂ）に示す３つの
長方形からなるグループと、縦ラインで矩形分割して同
図（Ｃ）に示す４つの四角形からなるグループとに分割
する。
に相当し、例えば図１０に示す如くにして行なわれる。
図１０（Ａ）に示すパターンがＮＧ判定されたものとす
ると、横ラインで矩形分割して同図（Ｂ）に示す３つの
長方形からなるグループと、縦ラインで矩形分割して同
図（Ｃ）に示す４つの四角形からなるグループとに分割
する。
【００５０】そして、これら互いに独立の２つのグルー
プのパターンは夫々基本候補パターンデータとして再び
メモリに格納され、基本候補パターンとして読み出しを
待つ。上記のパターン分割方法以外のパターン分割とし
ては、ＮＧ判定されたパターンを１個又は複数個の矩形
と１つのパターンとに夫々分割する方法がある。
プのパターンは夫々基本候補パターンデータとして再び
メモリに格納され、基本候補パターンとして読み出しを
待つ。上記のパターン分割方法以外のパターン分割とし
ては、ＮＧ判定されたパターンを１個又は複数個の矩形
と１つのパターンとに夫々分割する方法がある。
【００５１】このようにして、すべての基本候補パター
ンデータのＯＫ判定が終了すると、ＯＫ判定された基本
候補パターンデータは基本パターンとして図２のステッ
プ２６でその総数がいくつであるか判定された後、ステ
ンシルマスクに許容されている数以下の基本パターンの
データがメモリに格納される（ステップ２７）。
ンデータのＯＫ判定が終了すると、ＯＫ判定された基本
候補パターンデータは基本パターンとして図２のステッ
プ２６でその総数がいくつであるか判定された後、ステ
ンシルマスクに許容されている数以下の基本パターンの
データがメモリに格納される（ステップ２７）。
【００５２】なお、ステンシルマスクに許容された数以
上の基本パターンがあるときは、繰り返し使用される回
数の多い基本パターンから順に選択され、選択されなか
った残りの基本パターンは通常の可変矩形ビームで露光
される。
上の基本パターンがあるときは、繰り返し使用される回
数の多い基本パターンから順に選択され、選択されなか
った残りの基本パターンは通常の可変矩形ビームで露光
される。
【００５３】最後に、このメモリに格納された基本パタ
ーンデータを読み出して、ステンシルマスクに基本パタ
ーンの形状を形成する（図２のステップ２８）。このス
テップ２８のマスク形成工程は前記第４の工程１４に相
当する。
ーンデータを読み出して、ステンシルマスクに基本パタ
ーンの形状を形成する（図２のステップ２８）。このス
テップ２８のマスク形成工程は前記第４の工程１４に相
当する。
【００５４】図１１は上記のマスク形成工程の各工程の
説明図を示す。まず、両面が鏡面研磨された厚さ５００
μｍのシリコン（Ｓｉ）製のウェーハの片面に酸化膜
（ＳｉＯ2 ）を被覆形成したものを２枚重ね合わせた
後、８００℃程度の高温条件下で高電圧パルスを印加す
る。
説明図を示す。まず、両面が鏡面研磨された厚さ５００
μｍのシリコン（Ｓｉ）製のウェーハの片面に酸化膜
（ＳｉＯ2 ）を被覆形成したものを２枚重ね合わせた
後、８００℃程度の高温条件下で高電圧パルスを印加す
る。
【００５５】すると、第１のウェーハ上の第１の酸化膜
と、第２の酸化膜が被覆形成された第２のウェーハとが
静電吸着力により吸着する。その後、この吸着ウェーハ
等の第２の酸化膜から第２のウェーハ方向へ研磨し、第
２のウェーハを２０μｍの厚さとした、図１１（Ａ）に
示す如き貼り合わせウェーハを作成する。
と、第２の酸化膜が被覆形成された第２のウェーハとが
静電吸着力により吸着する。その後、この吸着ウェーハ
等の第２の酸化膜から第２のウェーハ方向へ研磨し、第
２のウェーハを２０μｍの厚さとした、図１１（Ａ）に
示す如き貼り合わせウェーハを作成する。
【００５６】同図（Ａ）中、４１は厚さ５００μｍの第
１のウェーハ、４２は第１の酸化膜、４３は厚さ２０μ
ｍまで研磨された第２のウェーハである。また、ウェー
ハ４１，４３は夫々（１００）面、（１１１）面のウェ
ーハである。
１のウェーハ、４２は第１の酸化膜、４３は厚さ２０μ
ｍまで研磨された第２のウェーハである。また、ウェー
ハ４１，４３は夫々（１００）面、（１１１）面のウェ
ーハである。
【００５７】続いて、中央部が開口された、ＳｉＯ2 や
窒化シリコン（Ｓｉ3 Ｎ4 ）の膜であるエッチングマス
クをウェーハ４１の表面（底面）に載置した後、例えば
水酸化カリウム（ＫＯＨ）などのエッチング液を用いて
ウェーハ４１のウェットエッチングを行なう。
窒化シリコン（Ｓｉ3 Ｎ4 ）の膜であるエッチングマス
クをウェーハ４１の表面（底面）に載置した後、例えば
水酸化カリウム（ＫＯＨ）などのエッチング液を用いて
ウェーハ４１のウェットエッチングを行なう。
【００５８】これにより、（１１１）面のウェーハ４１
に対して所定角度でエッチングが進み、酸化膜４２の所
でエッチングが停止するため、図１１（Ｂ）に示す如
く、貼り合わせウェーハの中央部分に２０μｍ厚のＳｉ
製ウェーハ４３による薄膜ができる。
に対して所定角度でエッチングが進み、酸化膜４２の所
でエッチングが停止するため、図１１（Ｂ）に示す如
く、貼り合わせウェーハの中央部分に２０μｍ厚のＳｉ
製ウェーハ４３による薄膜ができる。
【００５９】続いて、図１１（Ｃ）に示す如く、ウェー
ハ４３の表面（上面）に酸化膜（ＳｉＯ2 ）４６及びレ
ジスト４７を積層形成した後、前記図２のステップ２７
で格納された基本パターンデータに基づいて電子ビーム
描画装置によりレジスト４７上を描画する。
ハ４３の表面（上面）に酸化膜（ＳｉＯ2 ）４６及びレ
ジスト４７を積層形成した後、前記図２のステップ２７
で格納された基本パターンデータに基づいて電子ビーム
描画装置によりレジスト４７上を描画する。
【００６０】しかる後に、このレジスト４７を現像する
と図１１（Ｃ）に示す如く、レジスト４７は開口４８に
よるパターニング形成される。すなわち、レジスト４７
には前記基本パターンの開口４８が形成されている。
と図１１（Ｃ）に示す如く、レジスト４７は開口４８に
よるパターニング形成される。すなわち、レジスト４７
には前記基本パターンの開口４８が形成されている。
【００６１】次に、パターニングされた上記のレジスト
４７をマスクとして酸化膜４６の一部を除去した後、レ
ジスト４７をはく離し、更に酸化膜４６をマスクとして
所定のエッチングガス（例えばＨＢｒなど）を用いてウ
ェーハ４３のトレンチエッチングを行なう。
４７をマスクとして酸化膜４６の一部を除去した後、レ
ジスト４７をはく離し、更に酸化膜４６をマスクとして
所定のエッチングガス（例えばＨＢｒなど）を用いてウ
ェーハ４３のトレンチエッチングを行なう。
【００６２】そして、最後に酸化膜４６，４２を除去す
ることにより、図１１（Ｄ）に示す如く、基本パターン
の開口４９が穿設された厚さ２０μｍの電子ビーム描画
用マスク（ステンシルマスク）５０が作成される。
ることにより、図１１（Ｄ）に示す如く、基本パターン
の開口４９が穿設された厚さ２０μｍの電子ビーム描画
用マスク（ステンシルマスク）５０が作成される。
【００６３】上記の電子ビーム描画用マスク５０は、基
本パターンが１種類のみ形成されていてもよいが、通常
は効率良く露光するために複数の基本パターンが形成さ
れる。
本パターンが１種類のみ形成されていてもよいが、通常
は効率良く露光するために複数の基本パターンが形成さ
れる。
【００６４】図１２は本発明になるマスクの一実施例の
平面図を示す。同図中、６１〜６３は基本パターンで、
６４は矩形の開口である。開口６４は通常の可変矩形ビ
ームによる描画時に使用される。基本パターン６１は開
口６１ａ，６１ｂを有し、１ショットで同時に描画でき
る。同様に基本パターン６２は開口６２ａ，６２ｂとそ
れ以外の非開口６２ｃからなる。また、基本パターン６
３は開口６３ａ〜６３ｃとそれ以外の非開口６３ｄとか
らなる。これらのパターン６１〜６３及び開口６４から
なるパターン群は電子ビーム偏向可能領域Ｉに配置され
ている。また、これらのパターン群をステンシルマスク
上、複数個、互いに間隔をおいて設けてもよい。なお、
図１２中、破線の１つが、ビーム照射範囲を示す。
平面図を示す。同図中、６１〜６３は基本パターンで、
６４は矩形の開口である。開口６４は通常の可変矩形ビ
ームによる描画時に使用される。基本パターン６１は開
口６１ａ，６１ｂを有し、１ショットで同時に描画でき
る。同様に基本パターン６２は開口６２ａ，６２ｂとそ
れ以外の非開口６２ｃからなる。また、基本パターン６
３は開口６３ａ〜６３ｃとそれ以外の非開口６３ｄとか
らなる。これらのパターン６１〜６３及び開口６４から
なるパターン群は電子ビーム偏向可能領域Ｉに配置され
ている。また、これらのパターン群をステンシルマスク
上、複数個、互いに間隔をおいて設けてもよい。なお、
図１２中、破線の１つが、ビーム照射範囲を示す。
【００６５】次に、本実施例の作成方法により作成され
た電子ビーム描画用マスクであるステンシルマスク５０
の応用例について説明する。図１３は本発明になるマス
クが使用される電子ビーム露光装置の一例の構成図を示
す。
た電子ビーム描画用マスクであるステンシルマスク５０
の応用例について説明する。図１３は本発明になるマス
クが使用される電子ビーム露光装置の一例の構成図を示
す。
【００６６】この電子ビーム露光装置はパターン選択偏
向手段として静電偏向手段と電磁偏向手段の２つの偏向
手段を有し、透過口露光パターンである基本パターンを
選択し露光を行なう際は電磁偏向手段で、可変成形矩形
露光を行なう際は静電偏向手段を用いる。
向手段として静電偏向手段と電磁偏向手段の２つの偏向
手段を有し、透過口露光パターンである基本パターンを
選択し露光を行なう際は電磁偏向手段で、可変成形矩形
露光を行なう際は静電偏向手段を用いる。
【００６７】図１３において、電子銃７１から出射され
た、荷電粒子線の一例としての電子ビームは、アラメン
トコイル７２より光路が微調された後、アパーチャ７３
により断面が矩形のビームに整形される。この矩形電子
ビームは電子レンズ７４、スリットデフレクタ７５、電
子レンズ７６及び位置合わせ偏向器７７ａ，７７ｂを夫
々通過して前記したステンシルマスク５０に入射され
る。
た、荷電粒子線の一例としての電子ビームは、アラメン
トコイル７２より光路が微調された後、アパーチャ７３
により断面が矩形のビームに整形される。この矩形電子
ビームは電子レンズ７４、スリットデフレクタ７５、電
子レンズ７６及び位置合わせ偏向器７７ａ，７７ｂを夫
々通過して前記したステンシルマスク５０に入射され
る。
【００６８】上記のステンシルマスク５０に入射される
矩形電子ビームは、ステンシルマスク５０に対してビー
ム上流側にある位置合わせ偏向器７７ａ，７７ｂによ
り、ステンシルマスク５０上の複数のパターンのうちの
指定された基本パターンのみに選択照射される。
矩形電子ビームは、ステンシルマスク５０に対してビー
ム上流側にある位置合わせ偏向器７７ａ，７７ｂによ
り、ステンシルマスク５０上の複数のパターンのうちの
指定された基本パターンのみに選択照射される。
【００６９】ステンシルマスク５０を透過した電子ビー
ムは位置合わせ偏向器７７ｃ，７７ｄによりもとの光軸
に戻された後、電子レンズ７８、ブランキング偏向器７
９を通して縮小レンズ８０に入射され、ここで例えば１
／１００倍に縮小され、更にアパーチャ８１及び電子レ
ンズ８２による焦点補正を受けて投影レンズ８５に入射
される。
ムは位置合わせ偏向器７７ｃ，７７ｄによりもとの光軸
に戻された後、電子レンズ７８、ブランキング偏向器７
９を通して縮小レンズ８０に入射され、ここで例えば１
／１００倍に縮小され、更にアパーチャ８１及び電子レ
ンズ８２による焦点補正を受けて投影レンズ８５に入射
される。
【００７０】投影レンズ８５は電磁偏向器であるメイン
デフレクタ８３と、静電偏向器であるサブデフレクタ８
４とを有し、選択された基本パターンに整形された電子
ビームをステージ８６上に載置された試料８７の指示さ
れた位置に照射させる。ステージ８６はステージ移動機
構８８により移動され、またステージ８６の位置はレー
ザ干渉計８９により測定される。
デフレクタ８３と、静電偏向器であるサブデフレクタ８
４とを有し、選択された基本パターンに整形された電子
ビームをステージ８６上に載置された試料８７の指示さ
れた位置に照射させる。ステージ８６はステージ移動機
構８８により移動され、またステージ８６の位置はレー
ザ干渉計８９により測定される。
【００７１】一方、記憶装置９０には描画しようとする
露光データが格納されている。この格納露光データは、
中央処理装置（ＣＰＵ）９１の指示の下に読み出され、
インターフェイス回路９２を通してデータメモリ９３に
格納される一方、シーケンスコントローラ９４に入力さ
れる。
露光データが格納されている。この格納露光データは、
中央処理装置（ＣＰＵ）９１の指示の下に読み出され、
インターフェイス回路９２を通してデータメモリ９３に
格納される一方、シーケンスコントローラ９４に入力さ
れる。
【００７２】データメモリ９３はブロックパターン形状
データを格納し、それを読み出してパターン制御コント
ローラ９５に入力される。パターン制御コントローラ９
５はこのブロックパターン形状データに基づいてステン
シルマスク５０上の基本パターンを選択させるためのパ
ターンデータを生成し、これを位置合わせ偏向器７７ａ
〜７７ｄに入力し、かつ、ＤＡ変換器及び増幅器（ＤＡ
Ｃ／ＡＭＰ）９６を通してスリットデフレクタ７５に入
力する。
データを格納し、それを読み出してパターン制御コント
ローラ９５に入力される。パターン制御コントローラ９
５はこのブロックパターン形状データに基づいてステン
シルマスク５０上の基本パターンを選択させるためのパ
ターンデータを生成し、これを位置合わせ偏向器７７ａ
〜７７ｄに入力し、かつ、ＤＡ変換器及び増幅器（ＤＡ
Ｃ／ＡＭＰ）９６を通してスリットデフレクタ７５に入
力する。
【００７３】また、これと同時にパターンデータはマス
ク移動機構９７に入力されてステンシルマスク５０の位
置制御を行なわせる。これにより、ステンシルマスク５
０上の複数の基本パターンのうち、描画すべきパターン
に対応して選択された一つの基本パターンにのみ矩形電
子ビームが選択照射される。また、この時、パターンデ
ータがブランキング制御回路９８及びＤＡＣ／ＡＭＰ９
９を通してブランキング偏向器７９に入力され、これを
駆動制御する。
ク移動機構９７に入力されてステンシルマスク５０の位
置制御を行なわせる。これにより、ステンシルマスク５
０上の複数の基本パターンのうち、描画すべきパターン
に対応して選択された一つの基本パターンにのみ矩形電
子ビームが選択照射される。また、この時、パターンデ
ータがブランキング制御回路９８及びＤＡＣ／ＡＭＰ９
９を通してブランキング偏向器７９に入力され、これを
駆動制御する。
【００７４】一方、シーケンスコントローラ９４からの
制御信号は偏向制御回路１００に入力され、ここで電子
ビームの試料８７上の照射位置を制御するための偏向デ
ータを発生させる。この偏向データはＤＡＣ／ＡＭＰ１
０１を通してメインデフレクタ８３を駆動制御して電子
ビームを大きな偏向範囲内の所定位置に偏向させる。ま
た、これと同時に上記偏向データはＤＡＣ／ＡＭＰ１０
２を通してサブデフレクタ８４に印加され、これを駆動
制御して電子ビームを小さな偏向範囲内の所定位置に偏
向させる。このとき、ステージ８６はシーケンスコント
ローラ９４によりステージ移動機構８８を介して移動制
御されている。
制御信号は偏向制御回路１００に入力され、ここで電子
ビームの試料８７上の照射位置を制御するための偏向デ
ータを発生させる。この偏向データはＤＡＣ／ＡＭＰ１
０１を通してメインデフレクタ８３を駆動制御して電子
ビームを大きな偏向範囲内の所定位置に偏向させる。ま
た、これと同時に上記偏向データはＤＡＣ／ＡＭＰ１０
２を通してサブデフレクタ８４に印加され、これを駆動
制御して電子ビームを小さな偏向範囲内の所定位置に偏
向させる。このとき、ステージ８６はシーケンスコント
ローラ９４によりステージ移動機構８８を介して移動制
御されている。
【００７５】また、レーザ干渉計８９により測定された
ステージ８６の位置情報が偏向制御回 路１００に入力
されている。これにより、電子ビームは試料８７上の所
定位置に照射される。このようにして、試料８７上には
基本パターンが１ショットで露光され、かつ、その露光
基本パターンのショットをつなげることで、当該基本パ
ターンの繰り返しからなる所望のパターンを試料８７上
に描画することができる。
ステージ８６の位置情報が偏向制御回 路１００に入力
されている。これにより、電子ビームは試料８７上の所
定位置に照射される。このようにして、試料８７上には
基本パターンが１ショットで露光され、かつ、その露光
基本パターンのショットをつなげることで、当該基本パ
ターンの繰り返しからなる所望のパターンを試料８７上
に描画することができる。
【００７６】なお、前記実施例では禁止チェック判定の
際に算出する、分割微小領域の物理量を電子ビームがス
テンシルマスクに照射されるときの温度上昇分としてい
るが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば
耐荷重性や応力などでもよい。
際に算出する、分割微小領域の物理量を電子ビームがス
テンシルマスクに照射されるときの温度上昇分としてい
るが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば
耐荷重性や応力などでもよい。
【００７７】耐荷重性の場合は例えば図１４（Ａ）の要
部側面図及び同図（Ｂ）の要部平面図に示すように、ス
テンシルマスクの基本パターン（ブロックパターン）の
細長く突出したパターンであるものとすると、まず例え
ば４つの矩形１０５1 〜１０５4 に分割する。
部側面図及び同図（Ｂ）の要部平面図に示すように、ス
テンシルマスクの基本パターン（ブロックパターン）の
細長く突出したパターンであるものとすると、まず例え
ば４つの矩形１０５1 〜１０５4 に分割する。
【００７８】これらの矩形１０５1 〜１０５4 の面積を
夫々Ｓ１〜Ｓ４とし、またこのステンシルマスクの密度
をσとすると、矩形１０５3 と１０５4 の長さＬ３の境
界部分の荷重は（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３）×σ／Ｌ３で表わ
される。同様にして、矩形１０５4 と図中左側の部分と
の長さＬ４の境界部分の荷重は（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ
４）×σ／Ｌ４と最大となる。
夫々Ｓ１〜Ｓ４とし、またこのステンシルマスクの密度
をσとすると、矩形１０５3 と１０５4 の長さＬ３の境
界部分の荷重は（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３）×σ／Ｌ３で表わ
される。同様にして、矩形１０５4 と図中左側の部分と
の長さＬ４の境界部分の荷重は（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ
４）×σ／Ｌ４と最大となる。
【００７９】そこで、この最大荷重が、所定の閾値を越
えたとき禁止パターンと検出し、閾値未満のときはＯＫ
判定する。なお、本発明では上記の各物理量のうち２以
上の物理量を併用して禁止判定チェックを行なうように
してもよい。
えたとき禁止パターンと検出し、閾値未満のときはＯＫ
判定する。なお、本発明では上記の各物理量のうち２以
上の物理量を併用して禁止判定チェックを行なうように
してもよい。
【００８０】
【発明の効果】上述の如く、本発明方法によれば、基本
パターンの開口の形成を禁止するか否かを、数値化した
物理量が所定の閾値以上であるか否かより検出するよう
にしているため、客観的な判定が行なえ、しかも正確に
判定ができる。
パターンの開口の形成を禁止するか否かを、数値化した
物理量が所定の閾値以上であるか否かより検出するよう
にしているため、客観的な判定が行なえ、しかも正確に
判定ができる。
【００８１】また、本発明マスクによれば、常に客観的
に判定されたパターンが形成されているため、破損し難
い等の特長を有するものである。
に判定されたパターンが形成されているため、破損し難
い等の特長を有するものである。
【図１】本発明方法の原理説明用フローチャートであ
る。
る。
【図２】本発明方法の一実施例の動作説明用フローチャ
ートである。
ートである。
【図３】パターンと温度上昇との関係を説明する図であ
る。
る。
【図４】禁止チェック判定の処理フローチャートであ
る。
る。
【図５】マスク上の微小領域を示す図である。
【図６】長い板状パターンの温度説明図である。
【図７】温度検出のための領域説明図である。
【図８】微小領域の説明図である。
【図９】マスクパターンの各例とその最高温度位置を示
す図である。
す図である。
【図１０】本発明方法におけるブロック分割処理の一例
を示す図である。
を示す図である。
【図１１】本発明方法におけるマスク形成工程の一実施
例の各工程説明図である。
例の各工程説明図である。
【図１２】本発明マスクの一実施例の平面図である。
【図１３】本発明になるマスクが使用される電子ビーム
露光装置の一例の構成図である。
露光装置の一例の構成図である。
【図１４】本発明方の要部の他の実施例の説明図であ
る。
る。
【図１５】禁止基本パターンの各例の平面図である。
１１ 第１の工程 １２ 第２の工程 １３ 第３の工程 １４ 第４の工程 ４１，４３ ウェーハ ４８，４９ 開口 ５０ ステンシルマスク（ブロックマスク）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−64016（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−9114（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 1/16
Claims (4)
- 【請求項１】 所望パターン形状の開口が形成されたマ
スクに荷電粒子線を照射して該所望パターンを発生し、
該所望パターンを試料上に露光することを繰り返すこと
により、該所望パターンの繰り返しパターンを描画する
荷電粒子線描画方法に用いられるマスクの作成方法であ
って、 描画すべきパターンデータから該描画すべきパターン中
で繰り返し使用されている基本パターンを抽出する第１
の工程と、該基本パターン形状の開口が形成されたマスクを複数の
微小領域に分割し、該複数の微小領域の各微小領域毎に
算出した所定の物理量が、予め設定されている許容範囲
内にあるか否かを検出する 第２の工程と、該第２の工程での検出結果、該所定の物理量が該許容範
囲外である場合に、該基本パターンを複数のパターンに
分割し、分割した該複数のパターンをそれぞれ新たな基
本パターンとして該第２の工程を再開する 第３の工程
と、該第２の工程での検出結果、該所定の物理量が該許容範
囲内である場合に、該基本パターン形状の開口を有する
マスクを形成する 第４の工程とを含むことを特徴とする
荷電粒子線描画用マスク作成方法。 - 【請求項２】 前記所定の物理量は、荷電粒子線描画用
マスクに荷電粒子線が照射されたときの温度上昇分であ
ることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線描画用マ
スク作成方法。 - 【請求項３】 前記第３の工程は、前記所定の物理量が
前記設定値以上の基本パターンを、横ラインと縦ライン
の夫々のグループに矩形分割することを特徴とする請求
項１記載の荷電粒子線描画用マスク作成方法。 - 【請求項４】 描画すべきパターンのうち繰り返し使用
されるパターンの単位となる基本パターンのうち、マス
ク上の複数の微小領域の夫々において前記所定の物理量
が前記設定値未満である１又は２以上の基本パターンが
形成されてなることを特徴とする請求項１記載の作成方
法で作成された荷電粒子線描画用マスク。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18878791A JP3105580B2 (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 荷電粒子線描画用マスク作成方法及びマスク |
| US07/917,260 US5347592A (en) | 1991-07-29 | 1992-07-23 | Pattern judging method and mask producing method using the pattern judging method |
| US08/257,204 US5537487A (en) | 1991-07-29 | 1994-06-09 | Pattern judging method, mask producing method, and method of dividing block pattern for use in block exposure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18878791A JP3105580B2 (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 荷電粒子線描画用マスク作成方法及びマスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0536593A JPH0536593A (ja) | 1993-02-12 |
| JP3105580B2 true JP3105580B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=16229790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18878791A Expired - Fee Related JP3105580B2 (ja) | 1991-07-29 | 1991-07-29 | 荷電粒子線描画用マスク作成方法及びマスク |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5347592A (ja) |
| JP (1) | JP3105580B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5624774A (en) * | 1994-06-16 | 1997-04-29 | Nikon Corporation | Method for transferring patterns with charged particle beam |
| JP3549282B2 (ja) * | 1995-04-28 | 2004-08-04 | 株式会社ルネサステクノロジ | 荷電ビーム描画データ作成方法およびその作成装置 |
| JP3601630B2 (ja) * | 1995-11-01 | 2004-12-15 | 株式会社ニコン | 荷電粒子線転写方法 |
| JP3045114B2 (ja) * | 1997-08-19 | 2000-05-29 | 日本電気株式会社 | 荷電粒子線描画用データ作成方法並びに描画用パターンデータ作成プログラムを記録した記録媒体 |
| US6177218B1 (en) | 1998-08-07 | 2001-01-23 | Lucent Technologies Inc. | Lithographic process for device fabrication using electron beam imaging |
| JP2000089448A (ja) * | 1998-09-11 | 2000-03-31 | Fujitsu Ltd | 露光用パターン表示・検査・修正方法 |
| TWI296823B (en) * | 2002-03-26 | 2008-05-11 | Toppan Printing Co Ltd | Partition method of circuit pattern, manufacture method of stencil mask, stencil mask and exposure method for the same |
| DE102005005591B3 (de) * | 2005-02-07 | 2006-07-20 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Optimierung der Geometrie von Strukturelementen eines Musters eines Schaltungsentwurfs für eine Verbesserung der optischen Abbildungseigenschaften und Verwendung des Verfahrens zur Herstellung einer Photomaske |
| JP5937878B2 (ja) * | 2012-04-24 | 2016-06-22 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | パターンマッチング方法及び装置 |
| JP5894856B2 (ja) * | 2012-05-22 | 2016-03-30 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 |
| TWI597764B (zh) * | 2015-09-07 | 2017-09-01 | Nuflare Technology Inc | Charged particle beam drawing device and charged particle beam drawing method |
| CN109946922B (zh) * | 2019-04-23 | 2022-06-07 | 马颖鏖 | 光学表面微轮廓二维直接成像制造及光学表面平整修形方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52119185A (en) * | 1976-03-31 | 1977-10-06 | Fujitsu Ltd | Electron beam exposure equipment |
| JPS62260322A (ja) * | 1986-05-06 | 1987-11-12 | Hitachi Ltd | 可変成形型電子線描画装置 |
| US5046012A (en) * | 1988-06-17 | 1991-09-03 | Fujitsu Limited | Pattern data processing method |
-
1991
- 1991-07-29 JP JP18878791A patent/JP3105580B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-07-23 US US07/917,260 patent/US5347592A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0536593A (ja) | 1993-02-12 |
| US5347592A (en) | 1994-09-13 |
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