JPH0831727A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH0831727A
JPH0831727A JP16699194A JP16699194A JPH0831727A JP H0831727 A JPH0831727 A JP H0831727A JP 16699194 A JP16699194 A JP 16699194A JP 16699194 A JP16699194 A JP 16699194A JP H0831727 A JPH0831727 A JP H0831727A
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JP
Japan
Prior art keywords
electron beam
exposure
area
pattern
photosensitive resin
Prior art date
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Pending
Application number
JP16699194A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Fujino
毅 藤野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0831727A publication Critical patent/JPH0831727A/en
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form a fine pattern with high accuracy while largely improving a throughput by obtaining the area density of the pattern formed to an electron- beam photo-resist, determining a batch exposed unit region in response to the obtained area density and forming the pattern to the electron-beam photo-resist. CONSTITUTION:Area density in the exposure region of a pattern formed to an electron-beam photo-resist on a semiconductor substrate is acquired at the stage of a layout design. A partial batch exposure region 51 is determined according to formula b=k/a on the basis of the acquired area density. Where (a) represents regarding the substrate the resist, etc. That is, area density (a) is reduced, and the partial batch exposure region (b) is extended with the decrease of the modulation of the quantity of exposure within the range of exposure.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】 この発明は、半導体装置、例え
ばDRAMなどの半導体記憶装置の製造方法に係わり、
特に電子ビーム露光方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, for example, a semiconductor memory device such as a DRAM,
Particularly, it relates to an electron beam exposure method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置は、多くの工程によって製造
されており、これら多くの工程の中に、何回かの写真製
版工程がある。一般に、これら写真製版工程は、紫外線
を用いた転写方法によって行われている。つまり、露光
マスクを用いて、この露光マスクに紫外線を照射し、半
導体基板上に塗布された感光樹脂に露光マスクに形成さ
れたパターンを一括に照射し、転写を行い、その後、レ
ジスト現像液を用いて感光樹脂を現像することにより、
パターンを作製するものである。しかるに、このような
紫外線を用いた転写方法は、形成するパターンがそれ程
微細でなく、大量に製造するものには適しているが、紫
外線の波長以下の微細なパターンを有した半導体装置を
形成することは難しいという問題点があった。
2. Description of the Related Art Semiconductor devices are manufactured by a number of processes, and among these many processes there are several photolithography processes. Generally, these photoengraving steps are performed by a transfer method using ultraviolet rays. That is, using an exposure mask, the exposure mask is irradiated with ultraviolet rays, the photosensitive resin coated on the semiconductor substrate is collectively irradiated with the pattern formed on the exposure mask, transfer is performed, and then the resist developing solution is applied. By developing the photosensitive resin using
A pattern is produced. However, such a transfer method using ultraviolet rays is not so fine as a pattern to be formed and is suitable for mass production, but it forms a semiconductor device having a fine pattern of a wavelength of ultraviolet rays or less. There was a problem that it was difficult.

【0003】近年、微細なパターンを有した半導体装置
を形成する場合、又は少量多品種の半導体装置を形成す
る場合に、電子ビームウェハ直接露光技術を用いて製造
する方法が考えられて来ている。つまり、電子ビームウ
ェハ直接露光技術とは、電子銃から放たれる電子を電子
レンズ、絞りなどによって、所望の形状に集束し、これ
を移動させて、微細なパターンの集合を次々と描く技術
を言う。電子ビームを用いた描画では、データを用い
て、パターンを創作することができ、露光マスクは必要
ない。
In recent years, in the case of forming a semiconductor device having a fine pattern or in the case of forming a large number of semiconductor devices in a small amount, a manufacturing method using an electron beam wafer direct exposure technique has been considered. That is, the electron beam wafer direct exposure technique is a technique in which electrons emitted from an electron gun are focused into a desired shape by an electron lens, a diaphragm, and the like, and are moved to draw a set of fine patterns one after another. . In writing using an electron beam, a pattern can be created using data, and an exposure mask is not necessary.

【0004】しかるに、このような電子ビームウェハ直
接露光技術は、電子ビーム感光樹脂に入射された電子が
散乱されるために、微細なパターンでは露光量が不足
し、パターン寸法が細くなったり、大きなパターンで挟
まれた領域においては基板に入射された電子が再び電子
ビーム感光樹脂に入射されることにより露光量が過剰と
なる現象、つまり、近接効果が生じるものであると共
に、大量のパターンデータを一つ一つ描画していく処理
方法を用いるためスループットが悪くなるという問題点
を有していた。
However, in such an electron beam wafer direct exposure technique, since the electrons incident on the electron beam photosensitive resin are scattered, the exposure amount is insufficient for a fine pattern, and the pattern size becomes small or a large pattern is formed. In the area sandwiched between the two, the electron that is incident on the substrate is re-incident on the electron beam photosensitive resin, resulting in an excessive exposure amount, that is, a proximity effect, and a large amount of pattern data There is a problem that throughput is deteriorated because a processing method of drawing one by one is used.

【0005】上記近接効果を解決する一つの方法とし
て、例えば、J.Vac.Sci.Technol.B
10,Nov/Dec(1992)に示されている。つ
まり、このJ.Vac.Sci.Technol.B1
0,Nov/Dec(1992)に示されている方法
は、電子ビームウェハ直接露光技術を用いる際、単位面
積中に電子ビームを照射すべきパターンが占める面積の
割合を面積密度としたとき、面積密度の大小によって、
電子ビーム露光量を、電子ビームの照射時間を変化させ
ることによって変え、面積密度が小さい領域には比較的
大きな露光量で露光することで、また、面積密度が大き
い領域には比較的小さな露光量で露光することで近接効
果によるパターンの変形を防止する方法である。この方
法を実現する一つとして、例えば図23に示した可変成
形電子ビーム露光装置を用いることが考えられる。
One method for solving the proximity effect is described in, for example, J. Vac. Sci. Technol. B
10, Nov / Dec (1992). In other words, this J. Vac. Sci. Technol. B1
No. 0, Nov / Dec (1992), when using the electron beam wafer direct exposure technique, when the ratio of the area occupied by the pattern to be irradiated with the electron beam in the unit area is defined as the area density, the area density Depending on the size of
By changing the electron beam exposure amount by changing the irradiation time of the electron beam, the area with a small area density is exposed with a relatively large exposure amount, and the area with a large area density is exposed with a relatively small exposure amount. This is a method of preventing the deformation of the pattern due to the proximity effect by exposing with. As one method for realizing this method, it is conceivable to use the variable shaping electron beam exposure apparatus shown in FIG. 23, for example.

【0006】図23において1は描画に用いる電子を供
給する電子銃、16は電子銃1から放たれた電子ビーム
束、2は電子銃から放たれる電子ビーム束16を引き出
す引き出し電極、3は引き出し電極に電圧を供給する引
き出し電圧源、4は電子銃から放たれた電子ビーム束1
6を成形する第一成形アパーチャー、5は第一成形アパ
ーチャー4によって成形された電子ビーム束16の進行
方向を変えられる第一偏向電極、6は第一偏向電極5に
よって偏向させられた電子ビーム束16を成形する第二
成形アパーチャー、7は第二成形アパーチャー6によっ
て成形された電子ビーム束16を縮小できる縮小レン
ズ、8は縮小レンズ7によって縮小された電子ビーム束
16の進行方向を変えられる第二偏向電極、9は第二偏
向電極8によって偏向された電子ビーム束16を集束す
る集束レンズ、10は感光樹脂を塗布後ベークして溶媒
を飛ばしたウェハ、11はウェハ10を乗せウェハの移
動を可能にしたステージ、12は縮小レンズ7及び集束
レンズ9を制御するレンズ制御手段、13は偏向電極5
及び8を制御する偏向制御手段、14は偏向制御手段1
3にデータを与えるデータコントロール手段、15はデ
ータコントロール手段14及びレンズ制御手段12を制
御する制御計算機、54は電子ビーム束16を加速し、
ウェハ10に照射させる加速電圧源、55は電子ビーム
束16を56で示すブランキングアパーチャー上に照射
させるブランキング電極を示している。
In FIG. 23, 1 is an electron gun for supplying electrons to be used for drawing, 16 is an electron beam bundle emitted from the electron gun 1, 2 is an extraction electrode for extracting the electron beam bundle 16 emitted from the electron gun, and 3 is An extraction voltage source 4 for supplying a voltage to the extraction electrode, 4 is an electron beam bundle 1 emitted from an electron gun.
6 is a first shaping aperture, 5 is a first deflection electrode capable of changing the traveling direction of the electron beam bundle 16 shaped by the first shaping aperture 4, and 6 is an electron beam bundle deflected by the first deflection electrode 5. 16 is a second shaping aperture, 7 is a reduction lens that can reduce the electron beam bundle 16 shaped by the second shaping aperture 6, and 8 is a first lens that can change the traveling direction of the electron beam bundle 16 that is reduced by the reduction lens 7. Two deflection electrodes, 9 is a focusing lens for focusing the electron beam bundle 16 deflected by the second deflection electrode 8, 10 is a wafer on which a photosensitive resin is applied and baked to remove the solvent, and 11 is a wafer on which the wafer 10 is moved. Is a stage that enables the lens, 12 is a lens control unit that controls the reduction lens 7 and the focusing lens 9, and 13 is a deflection electrode 5.
Deflection control means for controlling 8 and 8, and 14 is deflection control means 1
3, data control means for giving data to 3, reference numeral 15 for controlling the data control means 14 and lens control means 12, 54 for accelerating the electron beam bundle 16,
An accelerating voltage source for irradiating the wafer 10 and 55 denotes a blanking electrode for irradiating the electron beam bundle 16 on the blanking aperture indicated by 56.

【0007】次に、このように構成された可変成形電子
ビーム露光装置の動作について説明する。引き出し電圧
源3から供給された電圧によって、電子銃1から引き出
し電極2に向かって電子ビーム束が放たれる。この電子
ビーム束は第一成形アパーチャー4を透過する。この
時、電子ビーム束の断面の形状は、第一成形アパーチャ
ー4に描かれたパターン通りになる。偏向制御手段13
によって制御される第一偏向電極5によって電子ビーム
束16の進行方向は任意に調整され変化させられる。次
に、この電子ビーム束16は第二成形アパーチャー6を
透過する。この時、電子ビーム束16の断面は、第二偏
向電極5の制御によって、第一成形アパーチャー4のパ
ターンの抜きの部分と第二成形アパーチャー6のパター
ンの抜きの部分とを重ね合わせた形状に任意に成形させ
られる。
Next, the operation of the variable shaped electron beam exposure apparatus having the above structure will be described. The electron beam flux is emitted from the electron gun 1 toward the extraction electrode 2 by the voltage supplied from the extraction voltage source 3. This electron beam bundle passes through the first shaping aperture 4. At this time, the shape of the cross section of the electron beam bundle is the same as the pattern drawn on the first shaping aperture plate 4. Deflection control means 13
The traveling direction of the electron beam bundle 16 is arbitrarily adjusted and changed by the first deflection electrode 5 controlled by. Next, this electron beam bundle 16 passes through the second shaping aperture 6. At this time, the cross section of the electron beam bundle 16 is controlled by the second deflecting electrode 5 so as to have a shape in which the pattern-cut portion of the first shaping aperture 4 and the pattern-cut portion of the second shaping aperture 6 are overlapped. It can be arbitrarily shaped.

【0008】次に、電子ビーム束16はレンズ制御手段
12によって制御される縮小レンズ7によって凝縮さ
れ、偏向制御手段13によって制御される偏向電極8に
よって進行方向を所望のウェハ10上の位置に照射でき
るように調整され、集束レンズ9によって凝縮されて、
電子ビーム感光樹脂を塗布したウェハ10上に照射され
る。照射された電子ビーム束16は電子ビーム感光樹脂
を感光させることによって露光を行う。ここで、電子ビ
ームの露光量制御はブランキング電極55及びブランキ
ングアパーチャー56を用いてウェハ10上に照射され
る電子ビーム束16を遮る時間を制御することにより行
われ、露光時間を長くすると大きくなり、露光時間を短
くすると小さくなる。次に、レジスト現像液を用いて感
光樹脂を現像し、パターンを作成する。これで一回の写
真製版工程が終了する。
Next, the electron beam bundle 16 is condensed by the reduction lens 7 controlled by the lens control means 12, and the traveling direction is irradiated to a desired position on the wafer 10 by the deflection electrode 8 controlled by the deflection control means 13. Adjusted to be possible and condensed by the focusing lens 9,
The wafer 10 coated with the electron beam photosensitive resin is irradiated. The irradiated electron beam bundle 16 is exposed by exposing the electron beam photosensitive resin. Here, the exposure amount control of the electron beam is performed by controlling the time for blocking the electron beam bundle 16 irradiated on the wafer 10 by using the blanking electrode 55 and the blanking aperture 56. The shorter the exposure time, the smaller the value. Next, the photosensitive resin is developed using a resist developing solution to form a pattern. This completes one photoengraving process.

【0009】一方、上記可変成形電子ビーム露光装置を
用いた露光におけるスループットの改善を図る一つの方
法として、例えば、図28に示した部分一括露光電子ビ
ーム露光装置を用いることが考えられる。図28におい
て、符号1〜5、及び7〜15は図15を示した上記可
変成形電子ビーム露光装置と同じ又は相当部分を示し、
17はステンシルマスクを示している。ステンシルマス
ク17は露光時に用いる露光マスクの一つで、例えば図
31に示すようにシリコン等で形成された薄膜基板に穴
を空けて回路パターンを形成した露光マスクである。
On the other hand, as one method for improving the throughput in the exposure using the variable shaped electron beam exposure apparatus, for example, the partial collective exposure electron beam exposure apparatus shown in FIG. 28 may be used. 28, reference numerals 1 to 5 and 7 to 15 indicate the same or corresponding portions as the variable shaping electron beam exposure apparatus shown in FIG.
Reference numeral 17 indicates a stencil mask. The stencil mask 17 is one of the exposure masks used at the time of exposure, and is an exposure mask in which a circuit pattern is formed by forming holes in a thin film substrate formed of silicon or the like as shown in FIG. 31, for example.

【0010】次に、このように構成された部分一括露光
電子ビーム露光装置の動作について説明する。引き出し
電圧源3から供給された電圧によって、電子銃1から引
き出し電極2に向かって電子ビーム束16が放たれる。
この電子ビーム束16は第一成形アパーチャー4を透過
する。この時、電子ビーム束16の断面の形状は、第一
成形アパーチャーに描かれたパターンの抜き通りにな
る。偏向制御手段13によって制御される第一偏向電極
5によって電子ビームの進行方向は任意に調整され変化
させられる。
Next, the operation of the partial collective exposure electron beam exposure apparatus thus constructed will be described. The electron beam bundle 16 is emitted from the electron gun 1 toward the extraction electrode 2 by the voltage supplied from the extraction voltage source 3.
This electron beam bundle 16 passes through the first shaping aperture 4. At this time, the cross-sectional shape of the electron beam bundle 16 is exactly the same as the pattern drawn on the first shaping aperture. The traveling direction of the electron beam is arbitrarily adjusted and changed by the first deflection electrode 5 controlled by the deflection control means 13.

【0011】次に、この電子ビーム束16はステンシル
マスク17を透過する。この時、電子ビーム束16の断
面は、第一成形アパーチャー4のパターン部とステンシ
ルマスク17のパターン部を重ね合わせた形状に整形さ
せられる。次に、電子ビーム束16はレンズ制御手段1
2によって制御される縮小レンズ7によって凝縮され、
偏向制御手段13によって制御される第二偏向電極8に
よって進行方向を所望のウェハ10上の位置に照射でき
るように調整され、集束レンズ9によって凝縮され、電
子ビーム感光樹脂を塗布したウェハ10上に照射され
る。照射された電子ビーム束16は電子ビーム感光樹脂
を感光させ、電子ビーム感光樹脂が現像されることによ
って、パターンが形成される。
Next, the electron beam bundle 16 passes through the stencil mask 17. At this time, the cross section of the electron beam bundle 16 is shaped into a shape in which the pattern portion of the first shaping aperture 4 and the pattern portion of the stencil mask 17 are overlapped. Next, the electron beam bundle 16 is moved to the lens control means 1
Condensed by a reduction lens 7 controlled by 2,
It is adjusted by the second deflection electrode 8 controlled by the deflection control means 13 so that the advancing direction can be irradiated to a desired position on the wafer 10, condensed by the focusing lens 9, and transferred onto the wafer 10 coated with the electron beam photosensitive resin. Is irradiated. The irradiated electron beam bundle 16 exposes the electron beam photosensitive resin to light, and the electron beam photosensitive resin is developed to form a pattern.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、図28に示
した部分一括露光電子ビーム露光装置を用いた提案例
は、一括露光を行っているため、スループットの改善は
図れるものの、一括露光するための露光量は常に一定で
あるため、一括露光する領域を大きくすると近接効果が
生じ、寸法精度の高い微細なパターンの形成が困難にな
るものであった。逆に、一括露光する領域を小さくし過
ぎると、スループットの改善がそれほど向上しないもの
であった。
However, the proposed example using the partial batch exposure electron beam exposure apparatus shown in FIG. 28 performs batch exposure, so that throughput can be improved, but batch exposure is not possible. Since the amount of exposure is always constant, if the area for collective exposure is increased, a proximity effect occurs, making it difficult to form a fine pattern with high dimensional accuracy. On the contrary, if the area for collective exposure is made too small, the improvement in throughput is not so improved.

【0013】この発明は、上記した点に鑑みてなされた
ものであり、微細なパターンを高精度に形成できると共
に、スループットが大幅に改善できる半導体装置の製造
方法を得ることを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to obtain a method of manufacturing a semiconductor device capable of forming a fine pattern with high accuracy and greatly improving throughput. is there.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明にお
いては、半導体装置の製造方法、特に電子ビーム露光方
法は、電子ビーム感光樹脂に形成されるパターンの面積
密度に応じて、一括露光する領域を変化させるものであ
る。
According to a first aspect of the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device, particularly an electron beam exposure method, a batch exposure is performed according to an area density of a pattern formed on an electron beam photosensitive resin. It changes the area.

【0015】請求項2に係る発明においては、請求項1
に係る発明に加え、さらに部分一括露光する領域を、パ
ターンの繰り返し単位領域をいくつか組み合わせた領域
としたものである。
In the invention according to claim 2, claim 1
In addition to the invention according to (1), the area for partial collective exposure is an area in which a plurality of pattern repeating unit areas are combined.

【0016】請求項3に係る発明においては、請求項2
に係る発明に加え、さらにパターンの繰り返し単位領域
を0.5〜5μm角程度の領域としたものである。
In the invention according to claim 3, claim 2
In addition to the invention according to (1), the repeating unit area of the pattern is an area of about 0.5 to 5 μm square.

【0017】請求項4に係る発明においては、請求項1
ないし請求項3に係る発明に加え、さらに部分一括露光
する領域が3.0〜10μm角程度の領域としたもので
ある。
In the invention according to claim 4, claim 1
In addition to the invention according to claim 3, the region for partial batch exposure is a region of about 3.0 to 10 μm square.

【0018】請求項5に係る発明においては、請求項1
に係る発明に加え、近接効果補正する為の補正露光量の
変調が大きい領域については、従来から用いられている
可変成型電子ビーム露光技術を用いて露光を行い、その
他の部分は、請求項1に係る発明を用いて露光を行うも
のである。
According to the invention of claim 5, claim 1
In addition to the invention according to claim 1, an area in which the modulation of the correction exposure amount for correcting the proximity effect is large is exposed by using a variable shaping electron beam exposure technique which has been used conventionally, and the other portion is defined by claim 1. Exposure is performed by using the invention according to the above.

【0019】請求項6に係る発明においては、請求項5
に係る発明に加え、さらに可変成形電子ビーム露光技術
を用いて露光を行う領域が、露光を施す領域の全ての隅
部としたものである。
In the invention according to claim 6, claim 5
In addition to the invention according to (1), the regions to be exposed by using the variable shaped electron beam exposure technique are all the corners of the regions to be exposed.

【0020】請求項7に係る発明においては、請求項5
に係る発明に加え、さらに可変成形電子ビーム露光技術
を用いて露光を行う領域が、露光を施す領域の全ての周
辺部としたものである。
In the invention according to claim 7, claim 5
In addition to the invention according to the first aspect, the area to be exposed by using the variable shaped electron beam exposure technique is the entire peripheral portion of the area to be exposed.

【0021】請求項8に係る発明においては、請求項5
ないし請求項7に係る発明に加え、さらに可変成形電子
ビーム露光技術を用いて露光を行う領域が、パターンの
隅、若しくは周辺から1.0〜10μmの幅を持つ領域
としたものである。
In the invention according to claim 8, claim 5
In addition to the invention according to claim 7, the region to be exposed using the variable shaped electron beam exposure technique is a region having a width of 1.0 to 10 μm from the corner of the pattern or the periphery.

【0022】請求項9に係る発明においては、電子ビー
ム感光樹脂に形成されるパターンの繰り返し単位領域
が、3.0〜10μm角程度と大きく、上記単位領域内
において補正すべき露光量が大きく変調している部分が
ある場合、その領域は可変成形電子ビーム露光技術を用
いて露光し、その他の領域については、電子ビーム感光
樹脂に形成されるパターンの繰り返し単位領域毎に、部
分一括露光電子ビーム露光を行うことでパターンの形成
を行うものである。
In the invention according to claim 9, the repeating unit area of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin is as large as about 3.0 to 10 μm square, and the exposure amount to be corrected within the unit area is largely modulated. If there is a portion, the area is exposed using the variable shaping electron beam exposure technique, and for other areas, a partial batch exposure electron beam is performed for each repeating unit area of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin. A pattern is formed by performing exposure.

【0023】請求項10に係る発明においては、請求項
9に係る発明に加え、さらに可変成形電子ビーム露光技
術を用いて露光を行う領域を、パターンの隅部、若しく
は周辺部を有する領域としたものである。
In the invention according to claim 10, in addition to the invention according to claim 9, the area to be exposed by using the variable shaping electron beam exposure technique is a region having a corner portion or a peripheral portion of the pattern. It is a thing.

【0024】[0024]

【作用】請求項1に係る発明においては、電子ビーム感
光樹脂に形成されるパターンの面積密度を求めるステッ
プと、求められた面積密度に応じて一括露光する単位領
域を決定するステップと、上記電子ビーム感光樹脂にパ
ターンを形成するステップにより、寸法精度を高く、か
つ、可能な限りスループットを向上させられるような一
括露光する単位領域を決定し、電子ビーム感光樹脂にパ
ターンを形成する。
According to the first aspect of the present invention, the step of determining the areal density of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin, the step of determining the unit area to be collectively exposed according to the determined areal density, By the step of forming a pattern on the beam photosensitive resin, a unit area for collective exposure is determined so that the dimensional accuracy is high and the throughput is improved as much as possible, and the pattern is formed on the electron beam photosensitive resin.

【0025】請求項2に係る発明においては、請求項1
に係る作用に加え、さらに電子ビーム露光装置の最大一
括露光領域より小さい繰り返し単位領域を決定するステ
ップと、上記単位領域の整数倍になるように一括露光す
る領域を決定するステップにより、電子ビーム感光樹脂
に正確なパターンの形状が露光される。
In the invention according to claim 2, claim 1
In addition to the operation of the electron beam exposure apparatus, a step of determining a repeating unit area smaller than the maximum collective exposure area of the electron beam exposure apparatus and a step of determining the area to be collectively exposed to be an integral multiple of the unit area An accurate pattern shape is exposed on the resin.

【0026】請求項3に係る発明においては、請求項2
に係る作用に加え、さらに繰り返し単位領域を0.5〜
5μm角程度とすることにより、一括露光する領域の決
定を容易にする。
In the invention according to claim 3, claim 2
In addition to the effect of
The area of 5 μm square facilitates the determination of the area for collective exposure.

【0027】請求項4に係る発明においては、請求項1
ないし請求項3に係る作用に加え、さらに一括露光する
領域を3.0〜10μm角程度とすることにより、一括
露光する領域の決定を容易にする。
In the invention according to claim 4, claim 1
Further, in addition to the operation according to the third aspect, the area to be collectively exposed is set to about 3.0 to 10 μm square, which facilitates the determination of the area to be collectively exposed.

【0028】請求項5に係る発明においては、請求項1
に係る作用に加え、さらに面積密度から決定した一括露
光する領域が一定値以下の大きさであった場合、可変成
形電子ビーム露光技術によって露光する領域を決定する
ステップと、可変成形電子ビーム露光技術によって露光
する領域以外の領域を露光する際の、部分一括露光領域
を決定するステップにより、面積密度から求めた一括露
光する領域よりも大きな一括露光領域を決定する。
In the invention according to claim 5, claim 1
In addition to the operation according to, the step of determining the area to be exposed by the variable shaping electron beam exposure technique when the area for collective exposure determined from the area density is a certain value or less, and the variable shaping electron beam exposure technique. By the step of determining the partial collective exposure region when exposing a region other than the region to be exposed by, the collective exposure region larger than the region for collective exposure obtained from the area density is determined.

【0029】請求項6に係る発明においては、請求項5
に係る作用に加え、さらに可変成形電子ビーム露光技術
によって露光を行う領域を、露光を施す領域中の隅部と
することにより、可変成形電子ビーム露光技術によって
露光を施す領域の決定を容易にする。
In the invention according to claim 6, claim 5
In addition to the operation related to the above, by making the area to be exposed by the variable shaping electron beam exposure technology a corner in the area to be exposed, it becomes easy to determine the area to be exposed by the variable shaping electron beam exposure technology. .

【0030】請求項7に係る発明においては、請求項5
に係る作用に加え、さらに可変成形電子ビーム露光技術
によって露光を行う領域を、露光を施す領域中の周辺部
とすることにより、可変成形電子ビーム露光技術によっ
て露光を施す領域の決定を容易にする。
In the invention according to claim 7, claim 5
In addition to the operation related to the above, the region to be exposed by the variable shaping electron beam exposure technique is made to be a peripheral portion in the region to be exposed, thereby facilitating the determination of the region to be exposed by the variable shaping electron beam exposure technique. .

【0031】請求項8に係る発明においては、請求項5
ないし請求項7に係る作用に加え、さらに可変成形電子
ビーム露光技術によって露光を行う領域を1.0〜10
μm程度の幅を持つ領域とすることにより、可変成形電
子ビーム露光技術によって露光を施す領域の決定を容易
にする。
In the invention according to claim 8, claim 5 is provided.
In addition to the operation according to claim 7, the area to be exposed by the variable shaped electron beam exposure technique is 1.0 to 10
The area having a width of about μm facilitates the determination of the area to be exposed by the variable shaping electron beam exposure technique.

【0032】請求項9に係る発明においては、電子ビー
ム感光樹脂に形成されるパターンの繰り返し単位領域が
3.0〜10μm角程度と大きく、単位領域内において
補正すべき露光量が大きく変調している領域について
は、可変成形電子ビーム露光技術を用いて露光し、その
他の領域については電子ビーム感光樹脂に形成されるパ
ターンの繰り返し単位領域毎に、部分一括露光電子ビー
ム露光技術を用いて露光することにより、可変成形電子
ビーム露光技術を用いて露光する領域と部分一括露光電
子ビーム露光技術を用いて露光する領域の決定を容易に
する。
In the invention according to claim 9, the repeating unit area of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin is as large as about 3.0 to 10 μm square, and the exposure amount to be corrected is largely modulated in the unit area. The variable shaped electron beam exposure technique is used to expose the existing regions, and the partial batch exposure electron beam exposure technique is used to expose the other regions for each repeating unit region of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin. This facilitates the determination of the area to be exposed using the variable shaped electron beam exposure technique and the area to be exposed using the partial collective exposure electron beam exposure technique.

【0033】請求項10に係る発明においては、請求項
9に係る作用に加え、さらに可変成形電子ビーム露光技
術を用いて露光をする領域を、パターンの隅部若しくは
周辺部を有する領域とすることにより、可変成形電子ビ
ーム露光技術を用いて露光する領域と部分一括露光電子
ビーム露光技術を用いて露光する領域の決定を容易にす
る。
In the invention according to claim 10, in addition to the operation according to claim 9, the region to be exposed by using the variable shaping electron beam exposure technique is a region having a corner portion or a peripheral portion of the pattern. This facilitates the determination of the area to be exposed using the variable shaped electron beam exposure technique and the area to be exposed using the partial collective exposure electron beam exposure technique.

【0034】[0034]

【実施例】【Example】

実施例1.この発明の実施例1を図1ないし図18に基
づいて説明する。まず、この発明の実施例1の理解を助
けるために、半導体基板上に形成されるパターンが所定
の面積密度であるときの、パターンのウェハ上の位置
と、電子ビームの露光量の関係について調査した結果を
説明する。
Example 1. A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, in order to help understanding of Example 1 of the present invention, a relationship between the position of the pattern on the wafer and the exposure amount of the electron beam when the pattern formed on the semiconductor substrate has a predetermined area density is investigated. The result of doing is explained.

【0035】図3は、ウェハ20に複数のチップ21、
この実施例にはDRAM等の半導体記憶素子があること
を表している。図4は、図3に示した一つのチップ21
の拡大図であり、メモリセルアレイ22a、22b及
び、周辺回路23などが組み込まれている。図5は、メ
モリセル22の拡大図である。図中の24は、メモリセ
ルアレイ22の一つの隅26を有する領域を示してい
る。図6は、メモリセルアレイ22aの一つの隅26を
有する領域24の拡大図であり、破線で囲んだ領域25
は、後述の説明を助けるために必要な、部分一括露光が
可能な最大領域より、狭い領域を示している。
FIG. 3 shows a wafer 20 having a plurality of chips 21,
This embodiment shows that there is a semiconductor memory element such as DRAM. FIG. 4 shows one chip 21 shown in FIG.
2 is an enlarged view of FIG. 1 in which memory cell arrays 22a and 22b, a peripheral circuit 23, and the like are incorporated. FIG. 5 is an enlarged view of the memory cell 22. Reference numeral 24 in the drawing denotes a region having one corner 26 of the memory cell array 22. FIG. 6 is an enlarged view of a region 24 having one corner 26 of the memory cell array 22a, and a region 25 surrounded by a broken line.
Indicates a region smaller than the maximum region in which partial collective exposure is possible, which is necessary to assist the description below.

【0036】面積密度64%の場合のパターンの一例
を、メモリセルアレイ22aの隅26から数μm角の領
域27を用いて示すと図7のようになる。図7は、メモ
リセルアレイ22aに、電子ビーム感光樹脂に形成され
るパターンが面積密度64%の割合で存在する場合を示
しており、1μm角の領域に0.8μm角のパターン2
8が一個存在していることを示している。但し、ここで
は、簡単の為にパターン28の形状を正方形としたが、
実際では、作製する半導体装置の構成部分によって、さ
まざまな形状、大きさのパターンがあると考えられる。
An example of a pattern having an area density of 64% is shown in FIG. 7 using a region 27 which is several μm square from the corner 26 of the memory cell array 22a. FIG. 7 shows a case where the pattern formed on the electron beam photosensitive resin is present in the memory cell array 22a at a ratio of the area density of 64%, and the pattern 2 of 0.8 μm square is formed in the area of 1 μm square.
It shows that one 8 is present. However, here, for the sake of simplicity, the pattern 28 has a square shape,
In reality, it is considered that there are patterns of various shapes and sizes depending on the constituent parts of the semiconductor device to be manufactured.

【0037】面積密度4%の場合のパターンの一例を、
メモリセルアレイ22aの隅26から数μm角の領域2
9を用いて示すと図7のようになる。図8は、メモリセ
ルアレイ22aに、電子ビーム感光樹脂に形成されるパ
ターンが面積密度4%の割合で存在する場合を示したも
のであり、1μm角の領域に、0.2μm角のパターン
30が一個存在していることを示している。但し、ここ
では、簡単の為にパターン30の形状を正方形とした
が、実際では、作製する半導体装置の構成部分によっ
て、さまざまな形状、大きさのパターンがあると考えら
れる。
An example of a pattern having an area density of 4% is
Region 2 of a few μm square from corner 26 of memory cell array 22a
9 is shown as shown in FIG. FIG. 8 shows a case where the pattern formed on the electron beam photosensitive resin is present in the memory cell array 22a at a ratio of the area density of 4%, and the 0.2 μm square pattern 30 is formed in the 1 μm square region. It indicates that one exists. However, although the shape of the pattern 30 is square here for simplification, in reality, it is considered that there are patterns of various shapes and sizes depending on the constituent portion of the semiconductor device to be manufactured.

【0038】次に、電子ビーム感光樹脂に形成されるパ
ターンが精度良く形成できる場合の露光量について、一
括照射する単位領域が1μm角の場合と5μm角の場合
とを、面積密度法、例えば上記したJ.Vac.Sc
i.B10,Nov/Dec(1992)に示されてい
る面積密度法によって近接効果補正を行った調査結果を
図9、10、11、12に示す。
Next, regarding the exposure dose in the case where the pattern formed on the electron beam photosensitive resin can be accurately formed, the case where the unit area for collective irradiation is 1 μm square and 5 μm square is measured by the area density method, for example, as described above. J. Vac. Sc
i. B10, Nov / Dec (1992) shows the results of investigations performed by the proximity effect correction by the areal density method shown in FIGS.

【0039】図9は、半導体基板上に形成されるパター
ンが同じ形状の繰り返しである領域、例えばDRAMの
メモリセルアレイ22の1つの隅26を有する25μm
角の領域を表している。図9から明らかなように、単位
領域を1μm角として上記面積密度法に基づく近接効果
補正を行った結果、1μmのラインアンドスペースを描
画したときに設計値通りの寸法のパターンが得られる露
光量を100%としたときに、メモリセルアレイ22の
中心部に近い位置、つまり図9に符号52にて示した位
置においては補正露光量は90%、図中のメモリセルア
レイ22の隅26においては145%の露光量を示して
いる。殊にメモリセルアレイ22の隅26から5μm角
の領域33においては、補正露光量は120〜145%
と大きく変調し、その差は25%である。よって、上記
のような場合は、1μm角で近接効果補正を行い、これ
に基づいて描画すると寸法精度良く露光できることにな
る。
FIG. 9 shows an area where a pattern formed on a semiconductor substrate is a repetition of the same shape, for example, 25 μm having one corner 26 of a memory cell array 22 of a DRAM.
Represents a corner area. As is clear from FIG. 9, as a result of performing the proximity effect correction based on the above-mentioned area density method with a unit area of 1 μm square, an exposure amount that can obtain a pattern of the designed value when a line and space of 1 μm is drawn Is 100%, the corrected exposure amount is 90% at a position close to the central portion of the memory cell array 22, that is, at the position indicated by reference numeral 52 in FIG. 9, and 145 at the corner 26 of the memory cell array 22 in the drawing. The exposure amount is indicated by%. Particularly, in the area 33 of 5 μm square from the corner 26 of the memory cell array 22, the corrected exposure amount is 120 to 145%.
And the difference is 25%. Therefore, in the above case, if the proximity effect correction is performed with a square of 1 μm and the drawing is performed based on the correction, the exposure can be performed with high dimensional accuracy.

【0040】一方、同じ面積密度のパターンを、単位領
域を5μm角として図9と同様の近接効果補正を行い、
得た補正露光量を図10に示す。この図10から明らか
なように、パターンの隅26から5μm角の領域34で
は、図9に中のパターンの隅から5μm角の領域33に
対応している。上記の通り、単位領域を1μm角とした
とき、メモリセルアレイの隅から5μm角の領域33の
補正露光量は120〜145%と25%の変調があった
が、単位領域を5μm角としたときのメモリセルアレイ
22の隅26を含む領域34では補正露光量は135%
と決まっており、仮に単位領域毎に露光を行った場合
は、単位領域が1μm角のものに比べ、単位領域が5μ
m角のものは著しく寸法精度が悪くなる。
On the other hand, with the pattern having the same area density, the unit area is 5 μm square, and the proximity effect correction similar to that of FIG. 9 is performed.
The corrected exposure dose obtained is shown in FIG. As is clear from FIG. 10, the region 34 5 μm square from the corner 26 of the pattern corresponds to the region 33 5 μm square from the corner of the pattern in FIG. 9. As described above, when the unit area is 1 μm square, the corrected exposure amount of the area 33 of 5 μm square from the corner of the memory cell array is 120 to 145%, which is a 25% modulation, but when the unit area is 5 μm square. In the region 34 including the corner 26 of the memory cell array 22, the correction exposure amount is 135%.
If exposure is performed for each unit area, the unit area is 5 μm compared to the case where the unit area is 1 μm square.
The dimensional accuracy is remarkably deteriorated for m-square ones.

【0041】次に、半導体基板上の電子ビーム感光樹脂
に形成されるパターンの露光領域の面積密度が4%の場
合について説明する。この場合も、図9、図10と同様
に、1μm角を単位領域として、近接効果補正を行った
場合と、5μm角を単位領域として、近接効果を行った
場合の補正露光量の調査結果を図11、図12に示す。
図11から明らかなように、メモリセルアレイ22の隅
35と、隅から5μm角の領域40は補正露光量は17
5%であり、メモリセルアレイ22の中心に近い位置3
6の補正露光量は170%である。よって、メモリセル
アレイ22の中心に近い位置36と、隅35とでは補正
露光量は5%しか変調されていない。
Next, the case where the area density of the exposure region of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin on the semiconductor substrate is 4% will be described. In this case as well, similar to FIGS. 9 and 10, the investigation results of the corrected exposure amount when the proximity effect is corrected using the 1 μm square as the unit area and when the proximity effect is performed using the 5 μm square as the unit area are shown. This is shown in FIGS.
As is apparent from FIG. 11, the correction exposure amount is 17 in the corner 35 of the memory cell array 22 and the region 40 of 5 μm square from the corner.
5%, which is the position 3 near the center of the memory cell array 22
The corrected exposure amount of No. 6 is 170%. Therefore, at the position 36 near the center of the memory cell array 22 and the corner 35, the corrected exposure amount is modulated by only 5%.

【0042】一方、5μm角を単位領域として近接効果
補正を行った結果を図12に示す。これから明らかなよ
うに、メモリセルアレイ22の隅35とメモリセルアレ
イ22の中心に近い位置36の補正露光量はそれぞれ1
70%、175%であり、その差は、5%と小さい。よ
って、1μm角の単位領域を一括で露光しても、5μm
角を単位領域として一括で露光しても、いずれにしても
寸法精度は良いという結果が得られた。さらに、5μm
角を単位領域としたときは、1μmを単位領域として露
光した場合と比較すると、25(=5×5)倍スループ
ットが向上することも明らかである。
On the other hand, FIG. 12 shows the result of the proximity effect correction using a 5 μm square unit area. As is apparent from this, the correction exposure doses at the corners 35 of the memory cell array 22 and the positions 36 near the center of the memory cell array 22 are each 1
70% and 175%, and the difference is as small as 5%. Therefore, even if the unit area of 1 μm square is collectively exposed, it is 5 μm.
Even if the corners are used as a unit area and exposed at one time, the dimensional accuracy is good in any case. Furthermore, 5 μm
It is also apparent that when the corner is used as the unit area, the throughput is improved by 25 (= 5 × 5) times as compared with the case where the exposure is performed using 1 μm as the unit area.

【0043】これら図9ないし図12から明らかなよう
に、面積密度が64%と4%の場合を比較すると、面積
密度が64%と比較的大きい場合は、一括露光する単位
領域を1μmと小さくし、面積密度が4%と比較的小さ
い場合は、一括露光する単位領域を5μm角として、露
光を行い、半導体装置を形成することによって、パター
ン寸法精度の向上が期待でき、また、面積密度が4%と
小さい場合には、一括で露光する領域が5μm角と、1
μm角に比べ、25(=5×5)倍の面積を持つため、
スループットを大きく向上させることが可能である。
As is apparent from FIGS. 9 to 12, when the area densities of 64% and 4% are compared, when the area density is relatively large at 64%, the unit area for collective exposure is as small as 1 μm. However, when the area density is relatively small at 4%, it is expected that the pattern dimension accuracy can be improved by forming the semiconductor device by performing the exposure by setting the unit area for collective exposure to 5 μm square, and If it is as small as 4%, the area to be exposed at once is 5 μm square and 1
Since the area is 25 (= 5 × 5) times that of the μm square,
It is possible to greatly improve the throughput.

【0044】次に、部分一括露光領域の具体的な決定方
法であるが、レイアウト設計の段階において、半導体基
板上の電子ビーム感光樹脂に形成されるパターンの露光
領域における面積密度を求め,求めた面積密度を元に、
次式に従って、部分一括露光領域を決定する。 b=k/a…(1) 但し、aは面積密度、bは部分一括露光領域、kは基板
やレジスト等に関する定数である。つまり、上式(1)
では、面積密度aが小さくなり、露光する範囲内におい
て露光量の変調が小さくなるにるに伴って、部分一括露
光領域bを大きくし、面積密度aが大きくなり、露光す
る範囲内において露光量の変調が大きくなると、部分一
括露光領域bを小さくすると言った具合に、必要な寸法
精度を確保したうえでスループットを可能な限り向上さ
せるよう、部分一括領域bを決定するということを表し
ている。
Next, regarding a specific method of determining the partial collective exposure area, the area density in the exposure area of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin on the semiconductor substrate was found and found in the layout design stage. Based on the areal density,
The partial collective exposure area is determined according to the following equation. b = k / a (1) where a is an area density, b is a partial collective exposure region, and k is a constant related to the substrate, resist, and the like. That is, the above equation (1)
Then, as the area density a becomes smaller and the modulation of the exposure amount becomes smaller in the exposure range, the partial batch exposure region b becomes larger and the area density a becomes larger, and the exposure amount becomes in the exposure range. When the modulation becomes larger, the partial batch exposure area b is made smaller, and thus the partial batch area b is determined so as to improve throughput as much as possible while ensuring necessary dimensional accuracy. .

【0045】但し、一括露光するセルサイズが10μm
角以上の大きさになると、現在の電子ビーム描画装置に
おいてセル間のつなぎ精度やセル内での電流密度分布が
悪化し、パターンの寸法精度が低下し、また、一括露光
する単位領域が3.0μm角以下の大きさになると、ス
ループットが低下するため、電子ビーム感光樹脂に形成
されるパターンの繰り返し単位領域は、3.0μm角よ
りも大きく10μm角よりも小さくしなければならな
い。
However, the cell size for collective exposure is 10 μm
If the size is larger than the angle, the connection accuracy between cells and the current density distribution in the cells are deteriorated in the current electron beam drawing apparatus, the pattern dimensional accuracy is deteriorated, and the unit area for collective exposure is 3. If the size is less than 0 μm square, the throughput decreases, so the repeating unit area of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin must be larger than 3.0 μm square and smaller than 10 μm square.

【0046】このような考えに基づき、具体的な半導体
装置の製造方法を図13ないし図18について説明す
る。一般に、半導体の製造工程は図13に示すように、
まず市場調査によってユーザーが必要としている仕様が
把握される。次に、この仕様に基づいて回路設計され、
上記回路設計と技術的制約に基づいて、ウェハ上に転写
するパターンのレイアウト設計がなされる。
Based on such an idea, a concrete method of manufacturing a semiconductor device will be described with reference to FIGS. In general, the semiconductor manufacturing process is as shown in FIG.
First, market research will identify the specifications users need. Next, a circuit is designed based on this specification,
The layout design of the pattern to be transferred onto the wafer is performed based on the above circuit design and technical restrictions.

【0047】レイアウト設計を行ったときに、例えばD
RAMのメモリセルの電荷蓄積電極(キャパシタ)の面
積密度と配線接続穴(コンタクトホール)領域の面積密
度がそれぞれ求められ、その値がそれぞれ64%、4%
だったとする。この面積密度に応じて式(1)に依存す
る部分一括露光領域bを決定すると部分一括露光領域b
はそれぞれ図1、図2のように決定される。図2におい
て面積密度が4%であるコンタクトホール領域を形成す
るためのパターンを露光する際の一括露光領域38は、
図1に示す面積密度が64%であるキャパシタを形成す
るためのパターンを露光する際の一括露光領域37の2
5倍の大きさとなっていることが示されている。また、
図1において31はゲート形成のためのパターンを示
し、図2において32はソース拡散領域形成のためのパ
ターンを示している。
When the layout is designed, for example, D
The area density of the charge storage electrode (capacitor) and the area density of the wiring connection hole (contact hole) region of the memory cell of the RAM are obtained, and the values are 64% and 4%, respectively.
It was When the partial collective exposure region b depending on the equation (1) is determined according to this area density, the partial collective exposure region b
Are determined as shown in FIGS. 1 and 2, respectively. In FIG. 2, the collective exposure region 38 at the time of exposing the pattern for forming the contact hole region having the area density of 4% is
2 of the collective exposure region 37 at the time of exposing the pattern for forming the capacitor having the areal density of 64% shown in FIG.
It is shown to be five times larger. Also,
In FIG. 1, 31 indicates a pattern for forming a gate, and 32 in FIG. 2 indicates a pattern for forming a source diffusion region.

【0048】次に、ステンシルマスクとなる薄膜基板
に、上記キャパシタの部分一括露光領域b内にある露光
パターン部分以外の領域を残すように穴を空け、マスク
を作成する。さらに同一のマスク上に同様に部分一括露
光領域内にあるコンタクトホール領域形成のための穴を
空けて、図14に示すように、ステンシルマスク39を
形成する。上記ステンシルマスク39において、キャパ
シタ形成用のマスク部分41とコンタクト形成用のマス
ク部分42は、それぞれ重ならないように形成する。
Next, a mask is formed by making a hole in the thin film substrate which will be the stencil mask so as to leave a region other than the exposure pattern portion in the partial collective exposure region b of the capacitor. Further, a stencil mask 39 is formed on the same mask by forming a hole for forming a contact hole region in the partial collective exposure region, as shown in FIG. In the stencil mask 39, the mask forming mask portion 41 and the contact forming mask portion 42 are formed so as not to overlap with each other.

【0049】上記ステンシルマスク39を図15に示す
部分一括露光装置に装着する。図15において、図30
に示した部分一括露光装置に付した符号と同一符号は同
一又は相当部分を示すものである。
The stencil mask 39 is mounted on the partial collective exposure apparatus shown in FIG. In FIG. 15, FIG.
The same reference numerals as those given to the partial collective exposure apparatus shown in (2) indicate the same or corresponding portions.

【0050】次に、ウェハ上に塗布された感光樹脂にメ
モリセルアレイのキャパシタを形成するためのパターン
を形成する場合の製造方法であるが、電子ビーム感光樹
脂を塗布し、ベークすることによって上記電子ビーム感
光樹脂の溶媒を飛ばしたウェハ10をステージ11上に
置き、引き出し電圧3から供給された電圧によって、電
子銃1から引き出し電極2に向かって電子ビーム束16
が放たれる。この電子ビーム束16は第一成形アパーチ
ャー4を透過する。このとき、電子ビーム束16の断面
の形状は、第一成形アパーチャーに描かれたパターンの
抜き通りになる。偏向制御手段13によって制御される
第一偏向電極5によって電子ビームの進行方向は任意に
調整され変化させられる。
Next, regarding the manufacturing method in the case of forming a pattern for forming the capacitor of the memory cell array on the photosensitive resin coated on the wafer, the electron beam photosensitive resin is coated and baked to remove the electrons. The wafer 10 from which the solvent of the beam photosensitive resin has been removed is placed on the stage 11, and the electron beam bundle 16 is directed from the electron gun 1 toward the extraction electrode 2 by the voltage supplied from the extraction voltage 3.
Is released. This electron beam bundle 16 passes through the first shaping aperture 4. At this time, the cross-sectional shape of the electron beam bundle 16 is exactly the same as the pattern drawn on the first shaping aperture. The traveling direction of the electron beam is arbitrarily adjusted and changed by the first deflection electrode 5 controlled by the deflection control means 13.

【0051】次に、図16に示すようにこの電子ビーム
束16はステンシルマスク39のキャパシタ形成用のマ
スク部分41に当たるように調整され、ステンシルマス
ク39を透過する。この時、電子ビーム束の断面は、第
一成形アパーチャー4のパターンとステンシルマスク3
9のゲート形成用のマスク部分41を重ね合わせた形状
に整形させられる。次に、電子ビーム束16はレンズ制
御手段12によって制御される縮小レンズ7によって凝
縮され、偏向制御手段13によって制御される第二偏向
電極8によって進行方向を所望のウェハ10上の位置に
照射できるように調整され、集束レンズ9によって凝縮
され、電子ビーム感光樹脂を塗布したウェハ10上に照
射される。照射された電子ビーム束16は電子ビーム感
光樹脂を感光させ、電子ビーム感光樹脂が現像されるこ
とによって、キャパシタを形成するためのパターンが形
成される。この作業を繰り返し、図17に示す要領で矢
印50の方向に順次露光を行い、メモリセルアレイのキ
ャパシタを形成するためのパターンが形成される。図1
7において51は一括露光する領域を示している。
Next, as shown in FIG. 16, this electron beam bundle 16 is adjusted so as to hit the mask forming mask portion 41 of the stencil mask 39, and then passes through the stencil mask 39. At this time, the cross-section of the electron beam bundle has a pattern of the first shaping aperture 4 and the stencil mask 3.
The gate forming mask portion 41 of 9 is shaped to be overlapped. Next, the electron beam bundle 16 is condensed by the reduction lens 7 controlled by the lens control means 12, and the traveling direction can be irradiated to a desired position on the wafer 10 by the second deflection electrode 8 controlled by the deflection control means 13. The electron beam photosensitive resin is applied to the wafer 10 coated with the electron beam photosensitive resin. The irradiated electron beam bundle 16 exposes the electron beam photosensitive resin to light, and the electron beam photosensitive resin is developed to form a pattern for forming a capacitor. By repeating this operation, exposure is sequentially performed in the direction of arrow 50 as shown in FIG. 17 to form a pattern for forming a capacitor of the memory cell array. FIG.
In FIG. 7, reference numeral 51 indicates an area for collective exposure.

【0052】次に、キャパシタを形成するためのパター
ンを形成した場合に習って、同様にコンタクトホールを
形成するためのパターンを形成する。まずウェハ上に塗
布された感光樹脂にメモリセルのコンタクトホールを形
成するためのパターンを形成する場合の製造方法である
が、電子ビーム感光樹脂を塗布し、ベークすることによ
って上記感光樹脂の溶媒を飛ばしたウェハ10をステー
ジ11上に置き、引き出し電圧源3から供給された電圧
によって、電子銃1から引き出し電極2に向かって電子
ビーム束16が放たれる。この電子ビーム束16は第一
成形アパーチャー4を透過する。この時、電子ビーム束
16の断面の形状は、第一成型アパーチャー4に空けら
れた穴の抜き通りになる。偏向制御手段13によって制
御される第一偏向電極5によって電子ビーム束の進行方
向は任意に調整され変化させられる。
Next, a pattern for forming a contact hole is formed in the same manner as in forming a pattern for forming a capacitor. First, there is a manufacturing method for forming a pattern for forming a contact hole of a memory cell on a photosensitive resin applied on a wafer. The electron beam photosensitive resin is applied and baked to remove the solvent of the photosensitive resin. The blown wafer 10 is placed on the stage 11, and the electron beam bundle 16 is emitted from the electron gun 1 toward the extraction electrode 2 by the voltage supplied from the extraction voltage source 3. This electron beam bundle 16 passes through the first shaping aperture 4. At this time, the cross-sectional shape of the electron beam bundle 16 is exactly the shape of the hole formed in the first molding aperture 4. The traveling direction of the electron beam bundle is arbitrarily adjusted and changed by the first deflection electrode 5 controlled by the deflection control means 13.

【0053】次に、図20に示すように、この電子ビー
ム束16はステンシルマスク39のコンタクトホール形
成用のマスク部分42に当たるように調整され、ステン
シルマスク39を透過する。この時、電子ビーム束16
の断面は、第一成形アパーチャー4のパターン部とステ
ンシルマスク43のコンタクトホール形成用マスク部分
42を重ね合わせた形状に整形させられる。次に、電子
ビーム束16はレンズ制御手段12によって制御される
縮小レンズ7によって凝縮され、偏向制御手段13によ
って制御される第二偏向電極8によって進行方向を所望
のウェハ10上の位置に照射できるように調整され、集
束レンズ9によって凝縮され、電子ビーム感光樹脂を塗
布したウェハ10上に照射される。照射された電子ビー
ム束16は電子ビーム感光樹脂を感光させ、電子ビーム
感光樹脂が現像されることによって、コンタクトホール
形成用のパターンが形成される。この作業を繰り返し、
図17に示す要領で矢印方向に順次露光を行い、メモリ
セルアレイのコンタクトホールを形成するためのパター
ンが形成される。本実施例1ではキャパシタを形成して
からコンタクトホールを形成するという順序で露光を行
うと述べたが、作製する品種によって工程が逆になる場
合も考えられる。
Next, as shown in FIG. 20, this electron beam bundle 16 is adjusted so as to hit a mask portion 42 for forming a contact hole of the stencil mask 39, and passes through the stencil mask 39. At this time, the electron beam bundle 16
The cross section of is shaped into a shape in which the pattern portion of the first shaping aperture 4 and the contact hole forming mask portion 42 of the stencil mask 43 are overlapped. Next, the electron beam bundle 16 is condensed by the reduction lens 7 controlled by the lens control means 12, and the traveling direction can be irradiated to a desired position on the wafer 10 by the second deflection electrode 8 controlled by the deflection control means 13. The electron beam photosensitive resin is applied to the wafer 10 coated with the electron beam photosensitive resin. The irradiated electron beam bundle 16 exposes the electron beam photosensitive resin to light, and the electron beam photosensitive resin is developed to form a pattern for forming contact holes. Repeat this work,
As shown in FIG. 17, exposure is sequentially performed in the arrow direction to form a pattern for forming a contact hole in the memory cell array. In the first embodiment, the exposure is performed in the order of forming the capacitor and then the contact hole, but the process may be reversed depending on the type of product to be manufactured.

【0054】実施例2.この発明の実施例2を実施例1
を引用し、図19ないし図20に基づいて説明する。実
施例1では、式(1)、つまりb=k/aに従って、部
分一括露光領域bを決定して露光を行っていたが、例え
ば図19に示すようなパターン43を露光する必要があ
るとき、図19において破線で囲んだ範囲18が部分一
括露光領域と決定され、露光を行った場合、図20に示
したようなパターンが感光樹脂上に露光されてしまい、
正確な形状を露光できなくなってしまう。
Example 2. Embodiment 2 of this invention is Embodiment 1
Will be described with reference to FIGS. 19 to 20. In the first embodiment, the partial collective exposure area b is determined and exposure is performed according to the equation (1), that is, b = k / a. However, when it is necessary to expose the pattern 43 as shown in FIG. 19, for example. In FIG. 19, a range 18 surrounded by a broken line is determined as a partial collective exposure region, and when exposure is performed, a pattern as shown in FIG. 20 is exposed on the photosensitive resin,
The accurate shape cannot be exposed.

【0055】そこで、レイアウト設計の段階において、
図19に示すように最大一括露光領域よりも小さく、最
小の繰り返し単位領域19を決定しておくと、上記のよ
うな問題は解決される。つまり、図19の最小の繰り返
し単位領域を記号19とし、nを整数としたとき、 b=k/a…(1) b=nc…(2) 上記2式を満たすように部分一括露光領域bを決定して
おけば、部分一括露光領域bは必ず繰り返し単位領域c
の整数倍になり、パターンの形状が不完全になることは
なく、部分一括露光領域bの決定のための計算時間も短
縮されると考えられる。
Therefore, in the layout design stage,
As shown in FIG. 19, if the minimum repeating unit area 19 that is smaller than the maximum collective exposure area is determined, the above problem can be solved. That is, when the symbol 19 is the minimum repeating unit area in FIG. 19 and n is an integer, b = k / a ... (1) b = nc ... (2) Partial collective exposure area b so as to satisfy the above two expressions. , The partial collective exposure area b is always the repeating unit area c.
Therefore, it is considered that the pattern shape is not incomplete and the calculation time for determining the partial collective exposure region b is shortened.

【0056】但し、実施例1で述べたように一括露光す
るセルサイズが10μm角以上の大きさになると、セル
間のつなぎ精度やパターンの寸法精度が低下し、また、
一括露光する単位領域が3.0μm角以下になるとスル
ープットが低下するため、電子ビーム感光樹脂に形成さ
れるパターンの繰り返し単位領域は、3.0μm角より
大きく、10μm角より小さくしなくてはならない。ま
た、最小の繰り返し単位領域cは、現在の技術で最小の
メモリセルでも0.5μm角以上の大きさがあること
と、あまり最小の繰り返し単位領域cを大きくした場
合、寸法精度が低くなることを考えると、0.5〜5μ
m角の領域とすることが望ましい。
However, as described in the first embodiment, when the cell size for collective exposure becomes 10 μm square or more, the connection accuracy between cells and the pattern dimensional accuracy decrease, and
Since throughput decreases when the unit area for collective exposure is 3.0 μm square or less, the repeating unit area of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin must be larger than 3.0 μm square and smaller than 10 μm square. . Further, the minimum repeating unit area c has a size of 0.5 μm square or more even with the smallest memory cell in the present technology, and the dimensional accuracy becomes low if the minimum repeating unit area c is too large. Considering 0.5 ~ 5μ
It is desirable that the area is m-square.

【0057】上記のように決めた部分一括露光領域のマ
スクパターンが描かれたステンシルマスクを用意し、実
施例1で述べた部分一括露光電子ビーム露光装置に上記
ステンシルマスクをセットし、実施例1と同様に露光を
行う。
A stencil mask in which the mask pattern of the partial batch exposure region determined as described above is drawn is prepared, and the above stencil mask is set in the partial batch exposure electron beam exposure apparatus described in the first embodiment. Exposure is performed in the same manner as.

【0058】実施例3.この発明の実施例3を図9、図
14、図21ないし図23、図30に基づいて説明す
る。まず、この発明の実施例3の理解を助けるために、
半導体基板上の電子ビーム感光樹脂に形成されるパター
ンの領域、及び、位置に対する電子ビームの露光量との
関係について調査した結果を説明する。
Example 3. A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9, 14, 21 to 23, and 30. First, in order to help understanding of Example 3 of the present invention,
The results of an examination of the relationship between the area of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin on the semiconductor substrate and the exposure amount of the electron beam with respect to the position will be described.

【0059】実施例1及び実施例2で述べた通り、面積
密度が比較的大きくなる場合、部分一括露光できる領域
は狭くなり、部分一括露光できる領域が3.0μm角程
度か、それ以下の面積となる場合、寸法精度は確保でき
るものの、スループットは著しく悪くなってしまう。ま
た、部分一括露光領域が10μm角を越える場合におい
ては、スループットは向上するが、近接効果補正の露光
量の可変単位領域が大きくなり過ぎ、補正精度が悪化
し、パターンの寸法精度は低下する。しかし、スループ
ットを低下させることなく、寸法精度を向上させる露光
は、部分的に補正露光量が大きく変調されている領域
と、あまり変調されていない領域を有する場合を、それ
ぞれ異なる方法を用いて露光を行うことにより実現でき
る。
As described in the first and second embodiments, when the area density is relatively large, the area capable of partial batch exposure becomes narrow, and the area capable of partial batch exposure is about 3.0 μm square or less. In such a case, the dimensional accuracy can be secured, but the throughput is significantly deteriorated. Further, when the partial collective exposure area exceeds 10 μm square, the throughput is improved, but the variable unit area of the exposure amount for the proximity effect correction becomes too large, the correction accuracy deteriorates, and the pattern dimensional accuracy decreases. However, the exposure for improving the dimensional accuracy without lowering the throughput is performed by using different methods for the case where the region where the corrected exposure amount is largely modulated and the region where the correction exposure amount is not so modulated are respectively used. It can be realized by performing.

【0060】図9において、補正すべき露光量が大きく
変調されている部分はメモリセルアレイの隅及びメモリ
セルアレイの周辺から中心へ向かって1〜10μm程度
の範囲であることが明らかになった。そこで、これらの
ことをふまえ、メモリセルアレイの一つの隅を有する領
域を示す図21においてのメモリセルアレイの隅26、
および周辺から1〜10μm程度の範囲44は、従来技
術で説明した可変成形電子ビーム露光技術によって露光
を行い、メモリセルアレイの中心に近い領域については
実施例1で説明した部分一括露光方法を用いて露光を行
う。このとき、メモリセルアレイの中心に近い領域では
補正すべき露光量の変調は小さくなっているため、一括
露光する領域は面積密度から求めた一括露光する領域よ
りも大きく設定することができる。
In FIG. 9, it has been revealed that the portion where the exposure amount to be corrected is largely modulated is in the range of about 1 to 10 μm from the corner of the memory cell array and the periphery to the center of the memory cell array. Therefore, based on these things, the corner 26 of the memory cell array in FIG. 21 showing the region having one corner of the memory cell array,
And a range 44 of about 1 to 10 μm from the periphery is exposed by the variable shaped electron beam exposure technique described in the prior art, and the region near the center of the memory cell array is formed by the partial collective exposure method described in the first embodiment. Expose. At this time, since the modulation of the exposure amount to be corrected is small in the area near the center of the memory cell array, the batch exposure area can be set larger than the batch exposure area obtained from the area density.

【0061】また、補正露光量がメモリセルアレイの隅
26から数μm角の領域のみで大きく変調されている場
合は、図22に示すように、メモリセルアレイの隅26
から数μm角の領域46のみを上記の可変成形電子ビー
ム露光技術を用いて露光を施す領域とし、メモリセルア
レイの周辺部で補正露光量が大きく変調されている場合
は、メモリセルアレイの周辺部の領域を可変成形電子ビ
ーム露光技術を用いて露光することで、スループットを
低下させることなく、寸法精度よく露光ができる。
When the corrected exposure amount is largely modulated only in a region of a few μm square from the corner 26 of the memory cell array, as shown in FIG. 22, the corner 26 of the memory cell array is shown.
Only the area 46 of several μm square is the area to be exposed by using the variable shaped electron beam exposure technique, and when the corrected exposure amount is largely modulated in the peripheral portion of the memory cell array, By exposing the area using the variable-shaped electron beam exposure technique, the exposure can be performed with high dimensional accuracy without lowering the throughput.

【0062】上記のように、可変成形電子ビーム露光技
術と実施例1及び2において説明した部分一括露光電子
ビーム露光技術を、同じ工程において要する場合、図1
4に示す部分一括露光電子ビーム露光の時に使うステン
シルマスク39に矩形の穴を一つ設けて、図30に示す
ように可変成形電子ビーム露光も可能なステンシルマス
ク45としておき、図23に示す可変成形電子ビーム露
光装置の第二成形アパーチャー6の代用として上記ステ
ンシルマスク45の矩形の部分53を使用し、露光を行
う。部分一括露光電子ビーム露光による露光と、可変成
形電子ビーム露光による露光とでは、露光の順序はどち
らを先に行っても支障はない。
As described above, when the variable shaped electron beam exposure technique and the partial collective exposure electron beam exposure technique described in Embodiments 1 and 2 are required in the same process,
In the partial collective exposure electron beam exposure shown in FIG. 4, a stencil mask 39 used for electron beam exposure is provided with one rectangular hole, and a stencil mask 45 capable of variable shaped electron beam exposure is provided as shown in FIG. Exposure is performed using the rectangular portion 53 of the stencil mask 45 as a substitute for the second shaping aperture 6 of the shaping electron beam exposure apparatus. It does not matter which of the partial collective exposure electron beam exposure and the variable shaped electron beam exposure is performed first.

【0063】実施例4.この発明の実施例4を図5、図
24ないし図27に基づいて説明する。以上実施例3ま
では、パターンの設計の段階において、図24に示した
ように、電子ビーム感光樹脂に形成されるパターンの繰
り返し単位領域47を、最大一括露光領域より小さく決
定していた。
Example 4. A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 24 to 27. In the above-described third embodiment, in the pattern design stage, as shown in FIG. 24, the repeating unit area 47 of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin is determined to be smaller than the maximum collective exposure area.

【0064】しかし、図26に示すように、レイアウト
設計時の電子ビーム感光樹脂に形成されるパターンの繰
り返し単位領域42が、3.0〜10μm角程度と大き
い場合、近接効果補正のための補正露光量が、一つの繰
り返し単位領域の中で、大きく変調されてしまうことも
考えられる。この場合は、補正露光量が大きく変調され
る繰り返し単位領域内は、可変成形電子ビーム露光技術
を用いて露光を行い、他の領域については、上記繰り返
し単位領域47毎に、部分一括露光電子ビーム露光方法
によって、露光を行う。
However, as shown in FIG. 26, when the repeating unit area 42 of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin at the time of layout design is as large as about 3.0 to 10 μm square, correction for proximity effect correction is performed. It is conceivable that the exposure amount may be greatly modulated within one repeating unit area. In this case, the variable unit electron beam exposure technique is used to perform exposure in the repeating unit area in which the corrected exposure amount is largely modulated, and for the other areas, the partial collective exposure electron beam is formed for each repeating unit area 47. Exposure is performed according to the exposure method.

【0065】図25は、例えば、DRAMのメモリセル
アレイの一つの隅26を有する領域24であり、図5の
24に対応する部分を示している。また、図25におい
て、48は、電子ビーム感光樹脂に形成されるパターン
の一つの隅26を有する繰り返し単位領域でもある。上
記のような、DRAMのメモリセル部の一つの隅を有す
る繰り返し単位領域48内において、補正露光量が大き
く変調しているときは、図26に示すように、一つの隅
26を有する繰り返し単位領域48の部分を、可変成形
電子ビーム露光技術を用いて露光する。
FIG. 25 shows, for example, a region 24 having one corner 26 of a memory cell array of a DRAM and showing a portion corresponding to 24 in FIG. Further, in FIG. 25, 48 is also a repeating unit region having one corner 26 of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin. When the correction exposure amount is largely modulated in the repeating unit area 48 having one corner of the memory cell portion of the DRAM as described above, as shown in FIG. 26, the repeating unit having one corner 26 is formed. A portion of the region 48 is exposed using the variable shaped electron beam exposure technique.

【0066】また、DRAMのメモリセルアレイの周辺
部において、補正露光量が大きく変調しているときは、
図27に示すように、周辺部を構成する繰り返し単位領
域49内を可変成形電子ビーム露光技術によって露光す
る。
When the correction exposure amount is largely modulated in the peripheral portion of the DRAM memory cell array,
As shown in FIG. 27, the inside of the repeating unit region 49 forming the peripheral portion is exposed by the variable shaping electron beam exposure technique.

【0067】上記のような方法で露光を行うことによっ
て、半導体装置製造のスループット、特に写真製版工程
のスループットは、従来よりも大幅に向上し、若しくは
スループットを損なうことなく、従来よりも寸法精度よ
く露光を行うことができる。
By performing exposure by the method as described above, the throughput of semiconductor device manufacturing, especially the throughput of the photolithography process is significantly improved as compared with the conventional one, or the dimensional accuracy is higher than the conventional one without impairing the throughput. Exposure can be performed.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上のように、請求項1に係る発明によ
れば、半導体装置の製造方法、特に電子ビーム露光方法
においては、露光するパターンの面積密度に応じて、一
括露光する領域を変化させることで、寸法精度よく露光
することを可能にし、さらに可能な限り大きな範囲を一
括露光することで、スループットを向上させることが可
能である。
As described above, according to the first aspect of the invention, in the method of manufacturing a semiconductor device, particularly in the electron beam exposure method, the area for collective exposure is changed according to the area density of the exposed pattern. By doing so, it is possible to perform exposure with high dimensional accuracy, and it is possible to improve throughput by collectively exposing as large a range as possible.

【0069】また、請求項2に係る発明は、請求項1に
係る発明の効果に加え、部分一括露光する領域を、電子
ビーム感光樹脂に形成されるパターンの繰り返し単位領
域の整数倍とすることで、部分一括露光領域の決定が容
易にできるという効果と、電子ビーム感光樹脂に正確な
パターンの形状露光できるという効果が期待できる。
In addition to the effect of the invention according to claim 1, the invention according to claim 2 sets the area for partial batch exposure to an integral multiple of the repeating unit area of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin. Thus, it is expected that the partial batch exposure region can be easily determined and that the electron beam photosensitive resin can be accurately exposed in the shape of a pattern.

【0070】請求項3に係る発明は、請求項2に係る発
明の効果に加え、電子ビーム感光樹脂に形成されるパタ
ーンの繰り返し単位領域の大きさを決定したことで、部
分一括露光する領域の決定がさらに容易になるという効
果が期待できる。
According to the invention of claim 3, in addition to the effect of the invention of claim 2, the size of the repeating unit area of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin is determined, so that the area of partial batch exposure can be achieved. It is expected that the decision will be easier.

【0071】請求項4に係る発明は、請求項1ないし請
求項3に係る発明の効果に加え、部分一括露光する領域
が取り得る大きさの範囲を決めたことで、さらに部分一
括露光領域の決定が容易になるという効果が期待でき
る。
According to the invention of claim 4, in addition to the effects of the invention of claims 1 to 3, the range of the size of the area for partial batch exposure can be determined, and thus the partial batch exposure area can be further improved. It can be expected that the decision will be easy.

【0072】請求項5に係る発明は、請求項1にかかつ
発明の効果に加え、露光パターンの近接効果補正をした
とき、補正すべき露光量が大きく変調されている部分
は、電子ビームウェハ直接露光技術を用いて露光するこ
とで、寸法精度の悪化を防ぎ、補正すべき露光量がほと
んど変調されていない領域については、可能な限り大き
な部分一括露光領域を設定し、露光を行い、スループッ
トの向上を図るという効果が期待できる。
According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the effects of the first aspect, when the proximity effect correction of the exposure pattern is performed, the portion where the exposure amount to be corrected is largely modulated is the electron beam wafer directly. By exposing using the exposure technology, deterioration of dimensional accuracy is prevented, and for the area where the exposure amount to be corrected is hardly modulated, set the partial batch exposure area as large as possible, perform exposure, and The effect of improvement can be expected.

【0073】請求項6に係る発明は、請求項5に係る発
明の効果に加え、近接効果補正をしたときの、補正すべ
き露光量の変調が最も大きな領域、つまり、露光を施す
領域の隅部を電子可変成形電子ビーム接露光技術を用い
て露光し、それ以外の領域は、部分一括露光電子ビーム
露光することによって、寸法精度良く露光し、スループ
ットを向上させるという効果が期待できる。
According to the invention of claim 6, in addition to the effect of the invention of claim 5, when the proximity effect correction is performed, an area where the exposure amount to be corrected has the largest modulation, that is, a corner of the area to be exposed It is expected that the parts are exposed by using the electron variable shaping electron beam contact exposure technique, and the other regions are exposed by the partial collective exposure electron beam with high dimensional accuracy and the throughput is improved.

【0074】請求項7に係る発明は、請求項5に係る発
明の効果に加え、近接効果補正をしたときの、補正すべ
き露光量の変調が最も大きな領域、つまり、露光を施す
領域の全て周辺部を、可変成形電子ビーム露光技術によ
り露光する領域とし、それ以外の領域は部分一括露光電
子ビーム露光技術により露光する領域とすることによっ
て、寸法精度良く露光を行い、スループットを向上させ
るという効果が期待できる。
According to the invention of claim 7, in addition to the effect of the invention of claim 5, all the areas where the exposure amount to be corrected has the largest modulation when the proximity effect is corrected, that is, all the areas to be exposed. The peripheral part is the region exposed by the variable shaping electron beam exposure technique, and the other region is the region exposed by the partial collective exposure electron beam exposure technique, thereby performing the exposure with high dimensional accuracy and improving the throughput. Can be expected.

【0075】請求項8に係る発明は、請求項5ないし請
求項7の発明の効果に加え、さらに、可変成形電子ビー
ム露光技術を用いて露光する領域を限定することで、寸
法精度良く露光し、スループットを向上させるという効
果が期待できる。
In addition to the effects of the inventions of claims 5 to 7, the invention according to claim 8 further limits the area to be exposed by using the variable shaping electron beam exposure technique, thereby exposing with high dimensional accuracy. The effect of improving the throughput can be expected.

【0076】請求項9に係る発明は、寸法精度良く露光
し、スループットを向上させるという効果が期待でき
る。
The invention according to claim 9 can be expected to have an effect of exposing with high dimensional accuracy and improving throughput.

【0077】請求項10に係る発明は、請求項9の発明
の効果に加え、さらに、可変成形電子ビーム露光技術を
用いて露光する領域を限定することで、寸法精度良く露
光し、スループットを向上させるという効果が期待でき
る。
In addition to the effect of the invention of claim 9, the invention according to claim 10 further limits the area to be exposed by using the variable shaping electron beam exposure technique, thereby exposing with high dimensional accuracy and improving throughput. The effect of making it possible can be expected.

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

【図1】 この発明の実施例1を説明するための部分一
括露光領域を示す図
FIG. 1 is a diagram showing a partial collective exposure region for explaining a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施例1を説明するための部分一
括露光領域を示す図
FIG. 2 is a diagram showing a partial collective exposure region for explaining the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施例の理解を助けるために必要
なウェハの平面図
FIG. 3 is a plan view of a wafer necessary to help understand an embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施例の理解を助けるために必要
なチップの拡大図
FIG. 4 is an enlarged view of a chip necessary to help understand an embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施例の理解を助けるために必要
なメモリセルアレイの拡大図
FIG. 5 is an enlarged view of a memory cell array necessary for helping understanding of an embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施例の理解を助けるために必要
なメモリセルアレイの一つの隅を有する拡大図
FIG. 6 is an enlarged view with one corner of a memory cell array necessary to help understand an embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施例の理解を助けるために必要
な面積密度が64%のパターンの概念図
FIG. 7 is a conceptual diagram of a pattern having an area density of 64% necessary for helping understanding of an embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施例の理解を助けるために必要
な面積密度が4%のパターンの概念図
FIG. 8 is a conceptual diagram of a pattern having an area density of 4% necessary for helping understanding of an embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施例の理解を助けるために必要
な面積密度が64%の場合の補正露光量を示す図
FIG. 9 is a diagram showing a corrected exposure amount when the area density required to help understanding of the embodiment of the present invention is 64%.

【図10】 この発明の実施例の理解を助けるために必
要な面積密度が64%の場合の補正露光量を示す図
FIG. 10 is a diagram showing a corrected exposure amount in the case where the area density required to help understand the embodiment of the present invention is 64%.

【図11】 この発明の実施例の理解を助けるために必
要な面積密度が4%の場合の補正露光量を示す図
FIG. 11 is a diagram showing a corrected exposure amount when the area density required to help understanding of the embodiment of the present invention is 4%.

【図12】 この発明の実施例の理解を助けるために必
要な面積密度が4%の場合の補正露光量を示す図
FIG. 12 is a diagram showing a corrected exposure amount in the case where the area density required to help understanding of the embodiment of the present invention is 4%.

【図13】 この発明の実施例の理解を助けるために必
要な半導体装置の製造工程を示す図
FIG. 13 is a diagram showing a manufacturing process of a semiconductor device necessary for helping understanding of the embodiment of the present invention.

【図14】 この発明の実施例1の説明に必要なステン
シルマスクを示す図
FIG. 14 is a diagram showing a stencil mask necessary for explaining Embodiment 1 of the present invention.

【図15】 この発明の実施例の理解を助けるために必
要な部分一括露光電子ビーム露光装置を示す図
FIG. 15 is a diagram showing a partial collective exposure electron beam exposure apparatus necessary for helping understanding of an embodiment of the present invention.

【図16】 この発明の実施例の理解を助けるために必
要な部分一括露光電子ビーム露光によるゲート形成を示
す図
FIG. 16 is a diagram showing gate formation by partial collective exposure electron beam exposure necessary for helping understanding of the embodiment of the present invention.

【図17】 この発明の実施例の理解を助けるために必
要な同一工程における部分一括露光電子ビーム露光にお
ける露光順序を示す図
FIG. 17 is a diagram showing an exposure sequence in partial batch exposure electron beam exposure in the same step necessary for helping understanding of the embodiment of the present invention.

【図18】 この発明の実施例の理解を助けるために必
要な部分一括露光電子ビーム露光によるソース拡散領域
形成を示す図
FIG. 18 is a diagram showing formation of a source diffusion region by partial blanket exposure electron beam exposure necessary for helping understanding of an embodiment of the present invention.

【図19】 この発明の実施例2を説明するために必要
な図
FIG. 19 is a diagram necessary for explaining a second embodiment of the present invention.

【図20】 この発明の実施例2を説明するために必要
な図
FIG. 20 is a diagram necessary for explaining Embodiment 2 of the present invention.

【図21】 この発明の実施例3を説明するために必要
な図
FIG. 21 is a diagram necessary for explaining a third embodiment of the present invention.

【図22】 この発明の実施例3を説明するために必要
な図
FIG. 22 is a diagram necessary for explaining Embodiment 3 of the present invention.

【図23】 従来の可変成型電子ビーム露光装置を示す
FIG. 23 is a diagram showing a conventional variable shaping electron beam exposure apparatus.

【図24】 この発明の実施例4を説明するために必要
な図
FIG. 24 is a diagram necessary for explaining a fourth embodiment of the present invention.

【図25】 この発明の実施例4を説明するために必要
な図
FIG. 25 is a diagram necessary for explaining Embodiment 4 of the present invention.

【図26】 この発明の実施例4を説明するために必要
な図
FIG. 26 is a diagram necessary for explaining Embodiment 4 of the present invention.

【図27】 この発明の実施例4を説明するために必要
な図
FIG. 27 is a diagram necessary for explaining Embodiment 4 of the present invention.

【図28】 従来の部分一括露光電子ビーム露光装置を
示す図
FIG. 28 is a diagram showing a conventional partial batch exposure electron beam exposure apparatus.

【図29】 従来の部分一括露光電子ビーム露光に用い
るステンシルマスクを示す図
FIG. 29 is a view showing a conventional stencil mask used for partial batch exposure electron beam exposure.

【図30】 この発明の実施例を説明するために必要な
ステンシルマスクを示す図
FIG. 30 is a diagram showing a stencil mask necessary for explaining an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1.電子銃、 2.引き出し電極、 3.引き出し電圧
源、 4.第一成型アパーチャー、 5.第一偏向電
極、 6.第二成型アパーチャー、7.縮小レンズ、
8.第二偏向電極、 9.集束レンズ、 10.ウェ
ハ、11.ステージ、 12.レンズ制御手段、 1
3.偏向制御手段、14.データコントロール手段、
15.制御計算機、 16.電子ビーム束、17.ステ
ンシルマスク、 18.面積密度から求めた部分一括露
光領域、19.最小の繰り返し単位領域、 20.ウェ
ハ、 21.チップ、22.メモリセルアレイ、 2
3.周辺回路、 24.メモリセルアレイの一つの隅を
有する領域、 25.部分一括露光電子ビーム露光が可
能な最大領域より狭い領域、 26.メモリセルアレイ
の隅、 27.メモリセルアレイの隅から数μm角の領
域、 28.0.8μm角のパターン、 29.メモリ
セルアレイの隅から数μm角の領域、 30.0.2μ
m角のパターン、 31.面積密度が64%であるゲー
ト形成のためのパターン、 32.面積密度が4%であ
るソース拡散領域形成のためのパターン、 33.メモ
リセルアレイの隅から5μm角の領域、 34.メモリ
セルアレイの隅を含む領域、 35.メモリセルアレイ
の隅、 36.メモリセルアレイの中心に近い位置、
37.面積密度が64%である場合の部分一括露光領
域、 38.面積密度が4%である場合の部分一括露光
領域、 39.ステンシルマスク、 40.メモリセル
アレイの隅から5μm角の領域、 41.ゲート形成用
露光マスク部分、 42.ソース拡散領域形成用露光マ
スク、 43.露光パターン、 44.メモリセルアレ
イの周辺から中心へ向かって1〜10μm程度までを占
める領域、 45.ステンシルマスク、46.メモリセ
ルアレイの隅から数μm角の領域、47.メモリセルア
レイの繰り返し単位領域、 48.メモリセルアレイの
一つの隅を有する繰り返し単位領域、 49.メモリセ
ルアレイの周辺部を構成する繰り返し単位領域、50.
露光を施す順序を示す矢印、 51.部分一括露光領
域、 52.メモリセルアレイの中心に近い位置、 5
3.矩形の穴、 54.加速電圧源、55.ブランキン
グ電極、 56.ブランキングアパーチャー。
1. Electron gun, 2. Extraction electrode, 3. Extraction voltage source, 4. First molding aperture, 5. First deflection electrode, 6. Second molding aperture, 7. Reduction lens,
8. Second deflection electrode, 9. Focusing lens, 10. Wafer, 11. Stage, 12. Lens control means, 1
3. Deflection control means, 14. Data control means,
15. Control computer, 16. Electron beam bundle, 17. Stencil mask, 18. 19. Partial collective exposure region obtained from area density, Minimum repeating unit area, 20. Wafer, 21. Chip, 22. Memory cell array, 2
3. Peripheral circuit, 24. 25. Region having one corner of memory cell array, 25. 26. Partial batch exposure An area narrower than the maximum area where electron beam exposure is possible, 26. A corner of the memory cell array, 27. 29. A region of several μm square from a corner of the memory cell array, 28.0.8 μm square pattern, 29. Area of several μm square from corner of memory cell array, 30.0.2 μ
m-square pattern, 31. 32. A pattern for forming a gate having an area density of 64%. 33. A pattern for forming a source diffusion region having an area density of 4%, 33. 34. A region of 5 μm square from the corner of the memory cell array, 34. A region including a corner of the memory cell array, 35. A corner of the memory cell array, 36. Position near the center of the memory cell array,
37. 38. Partial collective exposure region when the area density is 64%. 39. Partial collective exposure region when the area density is 4%. Stencil mask, 40. 41. A region of 5 μm square from the corner of the memory cell array, 41. Exposure mask portion for gate formation, 42. An exposure mask for forming a source diffusion region, 43. Exposure pattern, 44. 45. A region occupying about 1 to 10 μm from the periphery to the center of the memory cell array, 45. Stencil mask, 46. A region of a few μm square from the corner of the memory cell array, 47. A repeating unit area of the memory cell array, 48. A repeating unit area having one corner of the memory cell array, 49. A repeating unit region constituting a peripheral portion of the memory cell array, 50.
An arrow indicating the order of performing exposure, 51. Partial collective exposure region, 52. Position near the center of the memory cell array, 5
3. Rectangular hole, 54. Accelerating voltage source, 55. Blanking electrode, 56. Blanking aperture.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/8242 27/108 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 21/8242 27/108

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子ビーム感光樹脂に形成されるパター
ンの面積密度を求めるステップと、 求められた面積密度に応じて、一括露光する単位領域を
決定するステップと、 一括露光する単位領域内に存在するパターンを描いたス
テンシルマスクを介し、上記単位領域毎に電子ビームを
照射し、上記電子ビーム感光樹脂にパターンを形成する
ステップを備えた半導体装置の製造方法。
1. A step of determining an areal density of a pattern formed on an electron beam photosensitive resin, a step of determining a unit area to be collectively exposed according to the obtained area density, and a step of existing in the unit area to be collectively exposed. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of irradiating an electron beam to each of the unit areas through a stencil mask on which a pattern is drawn to form a pattern on the electron beam photosensitive resin.
【請求項2】 電子ビーム感光樹脂に形成されるパター
ンの面積密度を求めるステップと、 電子ビームの露光装置の最大一括露光領域より小さい繰
り返し単位領域を決定するステップと、 上記求められた面積密度に応じて、上記単位領域の整数
倍になるよう一括露光する領域を決定するステップと、 一括露光する単位領域内に存在するパターンを描いたス
テンシルマスクを介して上記単位領域毎に所定の露光量
からなる電子ビームを照射し、上記電子ビーム感光樹脂
にパターンを形成するステップを備えた半導体装置の製
造方法。
2. A step of obtaining an areal density of a pattern formed on an electron beam photosensitive resin, a step of determining a repeating unit area smaller than a maximum collective exposure area of an electron beam exposure apparatus, and Accordingly, the step of determining the area for collective exposure to be an integral multiple of the unit area, and the predetermined exposure amount for each unit area through the stencil mask depicting the pattern existing in the unit area for collective exposure And a step of forming a pattern on the electron beam photosensitive resin, the method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項3】 繰り返し単位領域が0.5〜5μm角程
度の領域であることを特徴とする請求項2記載の半導体
記憶装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor memory device according to claim 2, wherein the repeating unit region is a region of about 0.5 to 5 μm square.
【請求項4】 一括露光する領域が3.0〜10μm角
程度の領域であることを特徴とする請求項1又は2記載
の半導体装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the area for collective exposure is an area of about 3.0 to 10 μm square.
【請求項5】 電子ビーム感光樹脂に形成されるパター
ンの面積密度を求めるステップと、 求められた面積密度に応じて、一括露光する領域を決定
するステップと、 上記一括露光する領域が1.0〜3.0μm角程度であ
る場合、可変成形電子ビーム露光技術によって露光を行
う領域を決定するステップと、 上記可変成形電子ビーム露光技術によって露光を行う領
域以外の領域を露光する際の、部分一括露光領域を決定
するステップと、 上記部分一括露光する領域内に存在するパターンを描い
たステンシルマスクを介して上記部分一括露光領域毎に
所定の露光量からなる電子ビームを照射し、上記電子ビ
ーム感光樹脂にパターンを形成するステップを備えた半
導体装置の製造方法。
5. A step of obtaining an areal density of a pattern formed on an electron beam photosensitive resin, a step of deciding an area for collective exposure according to the obtained area density, and a step of setting the area for collective exposure to 1.0 In the case of about 3.0 μm square, the step of determining the area to be exposed by the variable shaping electron beam exposure technique, and the partial batch at the time of exposing the area other than the area to be exposed by the variable shaping electron beam exposure technique The step of determining the exposure area and the electron beam exposure of irradiating the partial batch exposure area with an electron beam having a predetermined exposure amount through a stencil mask in which a pattern existing in the area for the partial batch exposure is drawn. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming a pattern on a resin.
【請求項6】 可変成形電子ビーム露光技術によって露
光を行う領域が、同一の工程において露光を施す領域中
の隅部であることを特徴とする請求項5記載の半導体装
置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the region to be exposed by the variable shaping electron beam exposure technique is a corner portion in the region to be exposed in the same process.
【請求項7】 可変成形電子ビーム露光技術によって露
光を行う領域が、同一の工程において露光を施す領域の
周辺部であることを特徴とする請求項5記載の半導体装
置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the region to be exposed by the variable shaped electron beam exposure technique is a peripheral portion of the region to be exposed in the same process.
【請求項8】 可変成形電子ビーム露光技術によって露
光を行う領域が、電子ビーム感光樹脂に形成するパター
ンの面積密度に応じて、1.0〜10μm程度の幅を持
つ領域とすることを特徴とする請求項6又は7記載の半
導体装置の製造方法。
8. The region to be exposed by the variable shaping electron beam exposure technique is a region having a width of about 1.0 to 10 μm according to the areal density of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin. 8. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6 or 7.
【請求項9】 電子ビーム感光樹脂に形成されるパター
ンの繰り返し単位領域が3.0〜10μm角程度と大き
い場合、電子ビーム感光樹脂に形成されるパターンの面
積密度を求めるステップと、 求められた面積密度に応じて、上記パターンの繰り返し
単位領域における露光方法を決定するステップと、 決定した露光方法によって、上記パターンの繰り返し単
位領域内に存在するパターンをステンシルマスクを介し
て繰り返し単位領域毎に所定の露光量からなる電子ビー
ムを照射し、上記電子ビーム感光樹脂にパターンを形成
するか、上記繰り返し単位領域内に存在するパターンを
可変成形電子ビーム露光技術を用いて所定の露光量から
なる電子ビームを照射し、上記電子ビーム感光樹脂に形
成するステップを備えた半導体装置の製造方法。
9. When the repeating unit area of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin is as large as about 3.0 to 10 μm square, the step of determining the areal density of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin, According to the area density, a step of determining an exposure method in the repeating unit area of the pattern, and a pattern existing in the repeating unit area of the pattern is determined by the determined exposure method for each repeating unit area through a stencil mask. The electron beam having a predetermined exposure amount is formed by irradiating an electron beam having a predetermined exposure amount to form a pattern on the electron beam photosensitive resin or a pattern existing in the repeating unit area is formed by using a variable shaping electron beam exposure technique. And a step of forming the electron beam photosensitive resin on the electron beam photosensitive resin.
【請求項10】 電子ビーム感光樹脂に形成されるパタ
ーンの繰り返し単位領域が3.0〜10μm角程度と大
きい場合、電子ビーム感光樹脂に形成されるパターンの
面積密度を求めるステップと、 上記求められた面積密度が所定値以上であると、部分一
括露光電子ビーム露光技術と可変成形電子ビーム露光技
術を用いた露光方法とし、複数個の上記パターンの繰り
返し単位領域からなり、同一の工程において露光を施す
領域の隅部若しくは周辺部を構成する上記繰り返し単位
領域は、可変成形電子ビーム露光技術によって露光し、
残りの繰り返し単位領域は、部分一括露光電子ビーム露
光技術によって露光するステップを備えた半導体装置の
製造方法。
10. If the repeating unit area of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin is as large as about 3.0 to 10 μm square, the step of determining the areal density of the pattern formed on the electron beam photosensitive resin; When the area density is equal to or more than a predetermined value, the exposure method uses the partial batch exposure electron beam exposure technology and the variable shaping electron beam exposure technology, and the exposure is performed in the same process by using a plurality of repeating unit areas of the above pattern. The repeating unit area forming the corner or the peripheral part of the area to be exposed is exposed by the variable shaping electron beam exposure technique,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of exposing the remaining repetitive unit regions by a partial batch exposure electron beam exposure technique.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6610989B1 (en) 1999-05-31 2003-08-26 Fujitsu Limited Proximity effect correction method for charged particle beam exposure
JP2009295893A (en) * 2008-06-09 2009-12-17 Dainippon Printing Co Ltd Proximity effect correction method and electron beam drawing device using the method
JP2013539917A (en) * 2010-10-08 2013-10-28 クアルコム,インコーポレイテッド Arrangement of magnetic random access memory (MRAM) with uniform pattern

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US6610989B1 (en) 1999-05-31 2003-08-26 Fujitsu Limited Proximity effect correction method for charged particle beam exposure
JP2009295893A (en) * 2008-06-09 2009-12-17 Dainippon Printing Co Ltd Proximity effect correction method and electron beam drawing device using the method
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