JP3607989B2 - 荷電粒子線転写装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体集積回路等を製造するためのリソグラフィ工程等で使用される荷電粒子線転写装置に関し、更に詳しくは電子線やイオンビーム等の荷電粒子線の照射によりマスク上のパターンを分割転写方式で感光基板上に転写する荷電粒子線転写装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、転写パターンの解像度の向上とスループット（生産性）の向上との両立を可能とした荷電粒子線転写装置の検討が進められている。このような転写装置としては、１ダイ（１枚の感光基板に形成される多数の集積回路の１個分に相当する。）又は複数ダイ分のパターンをマスクから感光基板へ一括して転写する一括転写方式の装置が従来より検討されていた。ところが、一括転写方式は、転写の原版となるマスクの製作が困難で、且つ１ダイ分以上の大きな光学フィールド内で荷電粒子光学系（以下、単に「光学系」と呼ぶ）の収差を所定値以下に収めることが難しい。そこで、最近では感光基板に転写すべきパターンをマスク上で１ダイ分に相当する大きさよりも小さい複数の小領域に分割し、各小領域毎に分割してパターンをそれぞれ感光基板上に転写する分割転写方式の装置が検討されている。
【０００３】
この分割転写方式では、その小領域毎に焦点位置のずれや転写像のディストーション等の収差等を補正しながら転写を行うことができる。これにより、一括転写方式に比べて光学的に広い領域に亘って解像度、及び位置精度の良好な露光を行うことができる。
図７（ａ）は、分割転写方式の電子線縮小転写装置で使用されていた従来のマスクの一部を示す拡大平面図であり、この図７（ａ）において、マスク４１の内部の領域が縦横に格子状に形成された境界領域としてのストラット４２によって多数の矩形の小領域４３に分割されている。小領域４３は例えば１ｍｍ角程度の大きさである。図７（ｂ）は図７（ａ）のＡＡ線に沿う断面図であり、この図７（ｂ）に示すように、ストラット４２はマスク４１の重量を支えることができるように厚く形成されている。
【０００４】
そして、小領域４３の内部に矩形のパターン形成領域４４が設定され、パターン形成領域４４内に電子線を部分的に透過する原版パターンが形成されている。また、ストラット４２とパターン形成領域４４との間の小領域４３内のスカート領域４５は、電子線を遮断する領域となっており、電子線の照射領域４６はパターン形成領域４４より大きく、且つスカート領域４５を超えないように設定されている。これによって、スカート領域４５の内側のパターン形成領域４４内のパターンのみが感光基板としての電子線レジストが塗布されたウエハ上に転写されるようになっている。
【０００５】
また、分割転写方式では、収差を小さくするために、電子線を偏向して転写を行うのは、マスク上でほぼ光学系の光軸を所定方向に横切る位置にある一列の小領域のみとなっている。そこで、その所定方向に直交する領域の小領域のパターンを転写するために、ステージ系を介してマスクとウエハとをその所定方向に直交する方向に機械的に連続的に走査して、光軸付近に達した各列の複数の小領域に電子線を順次照射している。従って、図７（ａ）のマスク４１も、露光中に例えば矢印４７の方向に連続的に走査されているため、従来のように電子線の照射領域４６が静止している場合には、所定の露光時間が経過すると、マスク４１に対してその照射領域４６が相対的に位置４６Ａまでずれてしまうことになる。そこで、従来は、マスク４１及びウエハを機械的に走査しながら露光を行う際に、電子線の照射領域４６がマスク４１に対してずれても、小領域４３のパターン形成領域４４内のパターンが完全にウエハ上に転写されるように、その照射領域４６はパターン形成領域４４に対して所定幅だけ大きく設定されていた。
【０００６】
また、そのように分割転写方式でマスク上の各小領域内のパターンを継ぎ合わせながらウエハ上に転写すると、境界部で継ぎ誤差が発生する恐れがある。そのような継ぎ誤差を低減するために、本発明者は、電子線の照射領域の輪郭部をぼかすと共に、その照射領域の外縁部まで各小領域内のパターン形成領域を設定しておき、隣接する小領域内の原版パターンを互いに輪郭部が重なるようにして転写する方式（以下、「半影重ね転写方式」と呼ぶ）を提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如き従来の分割転写方式では、図７（ａ）に示すように、マスク４１上の小領域４３内のパターンをウエハ上に転写する際に、マスク４１が移動しても電子線の照射領域４６がパターン形成領域４４を覆うようにする、即ち照射領域４６の輪郭がスカート領域４５を逸脱しないようにする必要があり、スカート領域４５は或る程度余裕をもって広く設定しなければならなかった。しかしながら、スカート領域４５は本質的には無駄な領域であるため、マスクが全体として大きくなり、且つマスクの製造コストも高くなるという不都合があった。また、マスクが大きくなると、それを載置するマスクステージも大きくせざるを得ず、転写装置が大型化すると共に、ステージ系の製造コストも増大するという不都合もあった。また、電子線の偏向範囲内に設定できる小領域の数が減ってしまうという不都合もあった。
【０００８】
また、分割転写方式で転写を行う際に、継ぎ誤差を小さくするために更に半影重ね転写方式を使用した場合には、図７（ａ）に示すマスク４１のようにスカート領域４５の内側の輪郭でパターン形成領域４４を規定することはできない。即ち、ウエハに転写されるパターンの領域は電子線の照射領域そのものによって規定される。しかしながら、この方式でも転写中にマスクが所定方向に機械的に連続移動しているため、転写時間（電子線レジストの感度に応じて定まる時間）が長くなると、電子線の照射領域とマスク上の小領域内のパターンの形成領域とが次第にずれて、ウエハ上で露光量むらが発生する等の不都合が生ずる。
【０００９】
本発明は斯かる点に鑑み、分割転写方式でマスクパターンの転写を行う際に、マスク上の各小領域内で実際に転写されない無駄な領域を狭くして、マスクひいてはそのマスクを移動するためのステージを小型化できる荷電粒子線転写装置を提供することを第１の目的とする。
更に本発明は、分割転写方式で、且つ半影重ね転写方式を併用してマスクパターンの転写を行う際に、転写対象の基板上で露光量のむらが生じない荷電粒子線転写装置を提供することを第２の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１の荷電粒子線転写装置は、転写すべきパターンが互いに離間する複数の小領域（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，…）内に分割して形成されたマスク（１）及び転写対象の基板（５）を支持するステージ（１６，２１）を駆動して、マスク（１）及び基板（５）を同期して所定方向に連続的に移動しつつ、マスク（１）に対して視野選択偏向系（１２）を介して小領域（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，…）を照射単位として順次荷電粒子線の照射を行い、結像系（１４，１５）を介して基板（５）上で互いに実質的に接するように配置された複数の小転写領域（７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，…）にそれぞれ対応するそれら小領域内のパターン像を結像転写することによって、基板（５）上の特定範囲へ所定パターンを転写する荷電粒子線転写装置において、視野選択偏向系（１２）を介してマスク（１）上の各小領域に荷電粒子線が照射されている際に、ステージ（１６，２１）によるマスク（１）のその所定方向への連続的な移動に同期してその荷電粒子線をその所定方向に移動する移動手段（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）を設けたものである。なお、この移動手段による荷電粒子線の移動は必ずしも連続である必要はなく、精度上十分に微細なデジタル的な変化でもよい。
【００１１】
斯かる本発明によれば、例えば図３に示すように、分割転写方式でマスク（１）上の１つの小領域（２）内のパターン形成領域（３４）内のパターンを転写する際に、パターン形成領域（３４）を覆う照射領域（３３）に荷電粒子線が照射される。そして、マスク（１）が例えば−Ｘ方向に機械的に移動するのに同期して移動手段（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）によって荷電粒子線の照射領域（３３）も−Ｘ方向に移動する。従って、パターン形成領域（３４）と照射領域（３３）とは殆ど同じ大きさにできるため、小領域（２）内でパターン形成領域（３４）の外側の無駄な領域（３５）を狭くするか、更には無くすことができ、マスク（１）が小型化できる。また、荷電粒子線の偏向範囲内に設定できる小領域の数を増やせる。
【００１２】
また、本発明による第２の荷電粒子線転写装置は、その第１の荷電粒子線転写装置において、更に視野選択偏向系（１２）を介してマスク（１）上の各小領域に照射される荷電粒子線の断面の輪郭部での強度分布を単調に減少するように設定し、基板（５）上のそれら複数の小転写領域（７Ｌ，７Ｍ，７Ｎ）を輪郭部が所定範囲で重なるようにしたものである。
【００１３】
即ち、この第２の荷電粒子線転写装置は、半影重ね転写方式でマスク（１）の隣接する小領域内のパターンを順次基板（５）上に互いに輪郭部を重ねながら転写する。この場合、例えば図４に示すように、マスク（１Ａ）上の１つの小領域（２Ａ）内のパターン形成領域（３６）と同じ大きさの照射領域（３７）に、輪郭部（３６ｅ）で強度分布が次第に減少している荷電粒子線が照射され、その輪郭部（３６ｅ）内のパターンが隣接する小領域内のパターンと重ねて転写されるため、継ぎ誤差が低減される。更に、機械的な走査によってマスク（１Ａ）が−Ｘ方向に移動しても、荷電粒子線の照射領域（３７）も同期して−Ｘ方向に移動するため、パターン形成領域（３６）と照射領域（３７）とがずれることがなく、転写対象の基板上での露光量のむらがなくなる。更に、マスク（１Ａ）の各小領域内の無駄な領域も少なくできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による荷電粒子線転写装置の実施の形態の一例につき図１〜図６を参照して説明する。本例は分割転写方式でマスクパターンの転写を行う電子線縮小転写装置に本発明を適用したものである。
先ず、図１は本例で使用する電子線縮小転写装置の概略構成を示し、この図１において、光学系（電子光学系）の光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の紙面に垂直にＸ軸を、図１の紙面に平行にＹ軸を取って説明する。電子銃１０から放出された電子線ＥＢは、ブランキング用の静電偏向器３１、及びブランキング用のアパーチャ板３２を経てコンデンサレンズ１１で平行ビームにされた後、２段の電磁偏向器よりなる視野選択偏向器１２によりＸＹ平面内の主にＹ方向に偏向されてマスク１の１つの小領域内の照射領域３３に導かれる。ブランキング用の静電偏向器３１は、電子線ＥＢがマスク１上の１つの小領域から別の小領域に移る際に、ウエハ上に不要なパターンが転写されないように、電子線ＥＢをアパーチャ板３２の開口の外側に退避させる機能を有する。視野選択偏向器１２における偏向量は、装置全体の動作を統轄制御する主制御系１９が、偏向量設定器２５ａ及び線形波発生器２５ｂを介して設定する。
【００１５】
即ち、主制御系１９が偏向量設定器２５ａにマスク１上の電子線ＥＢの照射領域３３の目標位置を設定すると共に、線形波発生器２５ｂにマスク１のＸ方向への移動速度に対応して時間に対して線形に変化する線形波を発生させる。そして、偏向量設定器２５ａからの駆動信号と線形波発生器２５ｂからの線形波信号とが合成器２５ｃで合成されて駆動電流となり、合成器２５ｃからの駆動電流によって視野選択偏向器１２が駆動される。従って、本例のマスク１上に照射される電子線ＥＢは、マスク１がＸ方向に移動するのに追従してＸ方向に移動するように構成されている。なお、この電子線ＥＢのＸ方向への移動は必ずしも連続である必要はなく、追従誤差が所定の許容範囲内に収まる範囲でデジタル的な移動でもよい。なお、視野選択偏向器１２としては、電磁偏向器の代わりに静電偏向器を使用してもよい。また、本例では、視野選択偏向器１２に電子線を移動する機能を付加しているため、偏向器の構成が簡単である。但し、視野選択偏向器１２の近傍に、マスク１の移動に同期して電子線ＥＢを移動するための専用の偏向器（例えば静電偏向器）を設け、マスク１上での小領域の選択と電子線の移動とを異なる偏向器で行うようにしてもよい。この場合、その専用の偏向器は単に線形波信号で駆動するのみでよい。
【００１６】
マスク１を通過した電子線ＥＢは２段の電磁偏向器１３Ａにより所定量偏向された上で投影レンズ１４により一度クロスオーバＣＯを結んだ後、対物レンズ１５を介して電子線レジストが塗布されたウエハ５上に集束され、ウエハ５上の所定位置にマスク１の１つの小領域内のパターンを所定の縮小率（例えば１／４）で縮小した像が転写される。また、対物レンズ１５近傍とウエハ５との間に２段の電磁偏向器１３Ｂが配置され、電磁偏向器１３Ａ，１３Ｂにおける偏向量は、主制御系１９が偏向量設定器２６を介して設定する。分割転写方式では、マスク１上の各小領域はストラットを挟んで配置されているのに対して、対応するウエハ５上の各小転写領域は密着して配置されているため、電磁偏向器１３Ａ，１３Ｂはそのストラットの分だけ電子線を横ずれさせるため、及びマスク１とウエハ５との同期誤差を補正するため等に使用される。
【００１７】
そして、マスク１はマスクステージ１６にＸＹ平面と平行に取り付けられる。マスクステージ１６は、駆動装置１７によりＸ方向に連続移動し、Ｙ方向にステップ移動する。マスクステージ１６のＸＹ平面内での位置はレーザ干渉計１８で検出されて主制御系１９に出力される。
一方、ウエハ５は、試料台２０上の可動ステージ２１上にＸＹ平面と平行に保持されている。可動ステージ２１は、駆動装置２２によりマスクステージ１６のＸ軸に沿った連続移動方向とは逆方向へ連続移動可能で、且つＹ方向へステップ移動可能である。Ｘ方向に逆方向としたのは、レンズ１４，１５によりマスクパターン像が反転するためである。可動ステージ２１のＸＹ平面内での位置はレーザ干渉計２３で検出されて主制御系１９に出力される。
【００１８】
主制御系１９は、入力装置２４から入力される露光データと、レーザ干渉計１８，２３が検出するマスクステージ１６及び可動ステージ２１の位置情報とに基づいて、視野選択偏向器１２、及び偏向器１３Ａ，１３Ｂによる電子線ＥＢの偏向量を演算すると共に、マスクステージ１６及び可動ステージ２１の動作を制御するために必要な情報（例えば位置及び移動速度）を演算する。偏向量の演算結果は偏向量設定器２５ａ，２６に出力され、これら偏向量設定器２５ａ及び２６によりそれぞれ、視野選択偏向器１２及び偏向器１３Ａ，１３Ｂの偏向量が設定される。また、線形波発生器２５ｂによってマスク１上に照射される電子線ＥＢはマスク１に同期して移動する。ステージ１６，２１の動作に関する演算結果はドライバ２７，２８にそれぞれ出力される。ドライバ２７，２８は演算結果に従ってステージ１６，２１が動作するように駆動装置１７，２２の動作を制御する。なお、入力装置２４としては、露光データの作成装置で作成した磁気記録情報を読み取る装置、マスク１やウエハ５に登録された露光データをこれらの搬入の際に読み取る装置等適宜選択してよい。
【００１９】
次に、図２及び図３を参照して本例のマスク１のパターン配置及び対応するウエハ５上の転写像の配置等につき説明する。
図２は、本例のマスク１とウエハ５との対応関係を示す斜視図であり、この図２において、マスク１は境界領域としてのストラット３によってＸ方向、及びＹ方向に所定ピッチで矩形の多数の小領域２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，…に分割され、転写対象の小領域（図２では小領域２Ａ）内の照射領域３３に電子線ＥＢが照射される。
【００２０】
図３は、図２のマスク１上の小領域２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，…を代表する１つの小領域２を示し、この図３において、小領域２の内部の矩形のパターン形成領域３４内に転写すべきパターンに対応する電子線の透過部が設けられ、パターン形成領域３４の輪郭とストラット３との間のスカート領域３５、及びストラット３は、それぞれ電子線を遮断又は拡散する領域である。なお、電子線転写用のマスク１としては、窒化シリコン（ＳｉＮ）等の薄膜にて電子線の透過部を形成し、その表面に適宜タングステン製の散乱部を設けた所謂散乱マスクと、シリコン（Ｓｉ）製の散乱部に設けた抜き穴を電子線の透過部とする所謂穴空きステンシルマスク等が存在するが、本例では何れでも構わない。
【００２１】
その小領域２内のパターンを転写する際に、パターン形成領域３４を覆う矩形の照射領域３３に電子線が照射される。この場合、本例ではマスク１がマスクステージ１６によって例えば矢印Ａで示す−Ｘ方向に移動するのに同期して、電子線の照射領域３３も同じ方向に同じ速度で移動する。従って、照射領域３３はパターン形成領域３４より僅かに大きく設定してあればよいため、パターン形成領域３４の周囲のスカート領域３５を極めて小さくできる。そのため、従来のようにスカート領域の大きいマスクを使用する場合と比較すると、同じ面積のマスクパターンを転写するのであれば、マスク１を全体として小型化できる。
【００２２】
図２に戻り、マスク１上の小領域２Ａを通過した電子線ＥＢは、図１の投影レンズ１４及び対物レンズ１５を介して、ウエハ５上の１つの小転写領域７Ａに集束され、その小領域２Ａ内のパターンの縮小像が、その小転写領域７Ａに投影される。転写時には、小領域２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，…を単位として電子線ＥＢの照射が繰り返され、各小領域内のパターンの縮小像がウエハ５上の異なる小転写領域７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，…に順次転写される。この際に、図１の電磁偏向器１３Ａ，１３Ｂを駆動して、各小領域を区切るストラット３の幅分だけ電子線ＥＢを横ずれさせることによって、ウエハ５上の小転写領域７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，…は互いに隙間無く配置される。
【００２３】
次に、本例でマスク１のパターンの転写を行う場合の全体の動作につき説明する。先ず、本例では、主制御系１９の制御のもとでマスクステージ１６及び可動ステージ２１を介して、図２に示すように、マスク１を−Ｘ方向に所定速度ＶＭで連続移動（機械走査）するのに同期して、ウエハ５を＋Ｘ方向に速度ＶＷで連続移動する。図１の投影レンズ１４及び対物レンズ１５のマスクからウエハへの縮小倍率βを用いて、マスク１上での各小領域内のパターン形成領域３４のＸ方向の幅をＬ１、パターン形成領域３４のＸ方向の間隔をＬ２とすると、ウエハ５の速度ＶＷは次式で表される。
【００２４】
ＶＷ＝β・｛Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）｝・ＶＭ （１）
そして、マスク１上の多数の小領域中で、ほぼ光軸ＡＸを横切る位置に達したＹ方向に一列に配列された複数の小領域（図２では小領域２Ａ，２Ｂ，…）に対して、図１の視野選択偏向器１２を介して順次電子線ＥＢが照射され、各小領域内のパターンが順次ウエハ５の１ダイ分の転写領域６Ａ内に隙間無く転写される。そして、マスク１及びウエハ５がＸ方向に移動するのに伴って、光軸ＡＸを横切る位置に達した一列の複数の小領域内のパターンが順次ウエハ５上に転写される動作が繰り返されて、マスク１上の全部の小領域内のパターンがウエハ上に転写されると、ウエハ５上の転写領域６Ａへのパターンの転写が終了する。この際、各小領域毎にウエハ５上に結像される小領域の像の焦点位置やディストーション等の収差等を補正しながら転写を行う。これにより、一括転写方式に比べて光学的に広い領域に亘って解像度及び位置精度の良好な転写を行うことができる。また、その後ウエハ５上の隣接する別の１ダイ分の転写領域６Ｂにも同様にマスク１のパターンの転写が行われる。
【００２５】
この際に、図３で示したように、本例ではマスク１と同期して電子線の照射領域３３がＸ方向に移動するため、マスク１の各小領域２内の無駄な領域であるスカート領域３５が小さくなり、ひいてはマスク１が小型化されている。従って、図１のマスクステージ１６が小型化でき、装置全体の製造コストが低減できる利点がある。なお、図３において、マスク１内の小領域２では、パターン形成領域３４を小領域２の全体に広げて、スカート領域３５を無くすことも可能である。
【００２６】
次に、本発明の他の実施の形態につき図４〜図６を参照して説明する。本例は分割転写方式で、且つ半影重ね転写方式の電子線縮小転写装置に本発明を適用したものである。また、本例では図１に示す電子線縮小転写装置をほぼそのまま使用するが、マスクのパターン配置、及び転写方法が異なっている。以下では、主に相違点につき説明する。
【００２７】
先ず、図４（ａ）は本例で使用するマスク１Ａを示し、この図４（ａ）において、マスク１Ａも境界領域としてストラット３によってＸ方向、Ｙ方向に所定ピッチで多数の小領域２に分割され、小領域２内のパターン形成領域（有効パターン領域）３６内に転写されるパターンが形成されている。但し、本例では半影重ね転写方式で転写が行われるため、パターン形成領域３６と同じ大きさの照射領域３７に電子線が照射される。言い換えると、電子線の照射領域３７によって、実質的にパターン形成領域３６の輪郭が規定されている。そして、パターン形成領域３６の輪郭から所定幅の領域（以下、「半影領域」と呼ぶ）３６ｅでは、電子線の強度分布がほぼ線形に低下して、輪郭ではその強度が０になっている。
【００２８】
即ち、図４（ｂ）は図４（ａ）の照射領域３７の中央部でのＹ方向に沿った電子線の強度分布Ｅ（Ｙ）を示し、図４（ｃ）は図４（ａ）の照射領域３７の中央部でのＸ方向に沿った電子線の強度分布Ｅ（Ｘ）を示し、これら図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、電子線の強度分布Ｅ（Ｘ），Ｅ（Ｙ）はそれぞれ半影領域３６ｅに対応する領域３８Ｘ，３８Ｙで線形に低下して、台形状の分布となっている。一例として、パターン形成領域３６が１ｍｍ角であるとすると、半影領域３６ｅの幅は０．１ｍｍ程度である。
【００２９】
本例でも、図４（ａ）において、マスク１Ａが例えば矢印Ａで示す−Ｘ方向に移動する際に、図１の線形波発生器２５ｂによって電子線の照射領域３７も同期して−Ｘ方向に同じ速度で移動するようになっている。従って、パターン形成領域３６又は照射領域３７はほぼ小領域２の全体に広げることができ、パターン形成領域３６とストラット３との間のスカート領域３８は殆ど無視できる程度に狭くできるため、結果としてマスク１Ａを小型化できる。
【００３０】
更に、本例の図４（ａ）に示すマスク１Ａのパターン形成領域３６の半影領域３６ｅでは、隣接する小領域の半影領域と同一のパターンが重複して形成されている。このパターンの重複につき図５を参照して説明する。
図５は、本例のマスク１Ａの複数の小領域を示し、この図５において、中央の小領域２Ｍ内のパターン形成領域３６Ｍに左右、及び上下にそれぞれ半影領域３６Ｍａ，３６Ｍｂ，３６Ｍｄ，３６Ｍｃが設定されている。そして、左側（＋Ｙ方向）の半影領域３６Ｍａ内には、左側に隣接する小領域内のパターン形成領域３６Ｌの右側の半影領域３６Ｌｂ内と同一のパターンが形成され、右側の半影領域３６Ｍｂ内には、右側に隣接する小領域内のパターン形成領域３６Ｎの左側の半影領域３６Ｎａ内と同一のパターンが形成されている。同様に、パターン形成領域３６Ｍの上下（Ｘ方向）の半影領域３６Ｍｄ及び３６Ｍｃには、それぞれ上下に隣接する小領域内のパターン形成領域３６Ｔ及び３６Ｇの半影領域３６Ｔｃ及び３６Ｇｄ内と同一のパターンが形成されている。
【００３１】
そして、図５のマスクパターンをウエハ５上に転写する際には、マスク１Ａ上の小領域内のパターン形成領域３６Ｌ〜３６Ｎ，３６Ｔ，３６Ｇのパターンがそれぞれ図６のウエハ５上の小転写領域７Ｌ〜７Ｎ，７Ｔ，７Ｇ内に転写される。この場合、小転写領域７Ｌ〜７Ｎ，７Ｔ，７Ｇは図５の半影領域（３６Ｍａ等）のパターンが互いに重なるように配置されている。即ち、図５の小領域２Ｍに対応する小転写領域７Ｍを例に取ると、図６の小転写領域７Ｍの右側の所定幅の輪郭部７Ｍａには、図５の半影領域３６Ｍａ，３６Ｌｂのパターンが重複して転写され、左側の輪郭部７Ｍｂには、半影領域３６Ｍｂ，３６Ｎａのパターンが重複して転写されている。同様に、図６の小転写領域７Ｎの上下の輪郭部７Ｍｃ及び７Ｍｄにはそれぞれ、図５の半影領域３６Ｍｃ，３６Ｇｄ及び半影領域３６Ｍｄ，３６Ｔｃのパターンが重複して転写されている。
【００３２】
このように本例では、ウエハ５上の各小転写領域７Ｌ，７Ｎ，…では、それぞれ輪郭部で対応するマスク上のパターンが重複して転写されているため、重複部が無い場合に比べて継ぎ誤差が低減している。しかも、図４で示したように、マスク１Ａ上での電子線の照射領域３７は半影領域で強度が線形に低下しているため、ウエハ５上の重複部での露光量はその他の部分と同一であり、露光量むらは生じない。これに関して、本例ではマスク１ＡがＸ方向に機械的に走査される際に、電子線の照射領域３７も同じ速度でＸ方向に移動するため、小領域２内のパターン形成領域３６内での電子線の強度分布は常に一定である。従って、ウエハ５上でも露光量のむらが生ずることがなく、常に高い解像度で転写が行われる。
【００３３】
なお、本発明は電子線転写装置のみならず、イオンビーム等を使用した転写装置にも同様に適用できることは明らかである。
このように、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
【００３４】
【発明の効果】
本発明の第１の荷電粒子線転写装置によれば、分割転写方式で転写を行う際に、マスク上の各小領域の荷電粒子線の照射領域をマスクの移動方向及び速度に一致させて移動できるので、そのマスクの各小領域内のパターン形成領域の外部の無駄な領域（スカート領域）を無くすか、又は小さくできる。これにより、そのマスク、及びそのマスクを移動するためのステージを小型化できる利点がある。また、荷電粒子線の一度の偏向範囲内に設定できる小領域の数を増やせる利点もある。
【００３５】
次に、本発明の第２の荷電粒子線転写装置によれば、分割転写方式で、且つ半影重ね転写方式を併用してマスクパターンの転写を行う際に、マスクと同期して荷電粒子線の照射領域が移動するため、各小領域内のパターン形成領域内での荷電粒子線の強度分布が一定に維持されて、転写対象の基板上で露光量のむらが生じない利点がある。更に、パターン形成領域を必要以上に広くとらなくてよいため、第１の荷電粒子線転写装置と同様にマスク、及びマスク用のステージを小型できる。また、ステージ移動速度によらず一定条件下の露光が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による荷電粒子線転写装置の実施の形態の一例としての電子線縮小転写装置を示す概略構成図である。
【図２】図１のマスク１上の小領域の配置、及び対応するウエハ５上の小転写領域の配置を示す斜視図である。
【図３】図２のマスク１上の代表的な小領域２内のパターン形成領域及び電子線の照射領域を示す拡大平面図である。
【図４】本発明の実施の形態の他の例で使用されるマスク１Ａ上の代表的な小領域内のパターン形成領域及び電子線の照射領域等を示す図である。
【図５】その実施の形態の他の例で使用されるマスク１Ａ内の複数の小領域を示す拡大平面図である。
【図６】図５のマスク１Ａの複数の小領域に対応するウエハ５上の複数の小転写領域を示す拡大平面図である。
【図７】（ａ）は従来の分割転写方式の電子線縮小転写装置で使用されるマスクの小領域を示す拡大平面図、（ｂ）は図７（ａ）のＡＡ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ マスク
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 小領域
３ ストラット
５ ウエハ
７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 小転写領域
１２ 視野選択偏向器
１３Ａ，１３Ｂ 電磁偏向器
１４ 投影レンズ
１５ 対物レンズ
１６ マスクステージ
１９ 主制御系
２１ 可動ステージ
２５ａ 偏向量設定器
２５ｂ 線形波発生器
２５ｃ 合成器
２６ 偏向量設定器
３３ 電子線の照射領域
３４ パターン形成領域

Claims (2)

1. 転写すべきパターンが互いに離間する複数の小領域内に分割して形成されたマスク及び転写対象の基板を支持するステージを駆動して、前記マスク及び前記基板を同期して所定方向に連続的に移動しつつ、
   前記マスクに対して視野選択偏向系を介して前記小領域を照射単位として順次荷電粒子線の照射を行い、結像系を介して前記基板上で互いに実質的に接するように配置された複数の小転写領域にそれぞれ対応する前記小領域内のパターン像を結像転写することによって、前記基板上の特定範囲へ所定パターンを転写する荷電粒子線転写装置において、
   前記視野選択偏向系を介して前記マスク上の各小領域に荷電粒子線が照射されている際に、前記ステージによる前記マスクの前記所定方向への連続的な移動に同期して前記荷電粒子線を前記所定方向に移動する移動手段を設けたことを特徴とする荷電粒子線転写装置。
2. 請求項１記載の荷電粒子線転写装置であって、
   前記視野選択偏向系を介して前記マスク上の前記各小領域に照射される荷電粒子線の断面の輪郭部での強度分布を単調に減少するように設定し、
   前記基板上の前記複数の小転写領域を輪郭部が所定範囲で重なるようにしたことを特徴とする荷電粒子線転写装置。

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