JPH09283405A

JPH09283405A - 荷電粒子線転写装置

Info

Publication number: JPH09283405A
Application number: JP8937196A
Authority: JP
Inventors: Teruaki Okino; 輝昭沖野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1996-04-11
Filing date: 1996-04-11
Publication date: 1997-10-31
Anticipated expiration: 2016-04-11
Also published as: JP3607989B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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、マスク及びマスクステージを小型化
する。【解決手段】マスク１をストラット３によって縦横に
多数の小領域２に分割し、小領域２内のパターンをウエ
ハ上に転写する際に、小領域２内のパターン形成領域３
４を覆う照射領域３３に電子線を照射して、マスク１を
矢印Ａの方向に機械的に走査するのに同期して、同じ方
向に同じ速度で電子線の照射領域３３を移動する。これ
によって、パターン形成領域３４とストラット３との間
のスカート領域３５を狭くしてマスク１を小型化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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４
２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（１
２）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（１
６，２１）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１
１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Ｅ
Ｂ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２５
ｃ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Ｅ
Ｂ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Ｅ
Ｂ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１３
Ａ，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１
６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１６，２
１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（Ｓｉ
Ｎ）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３
５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３６
ｅ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１
Ａ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３
６Ｍａ，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３６
Ｎａ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３６
Ｍｄ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３６
Ｔｃ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７Ｍ
ａ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７
Ｍｃ及び７Ｍｄにはそれぞれ、図５の半影領域３６Ｍ
ｃ，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１
Ａ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

【特許請求の範囲】

【請求項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。
【請求項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。