JPH0974064A - 荷電粒子線によるパターン転写方法及び転写装置 - Google Patents
荷電粒子線によるパターン転写方法及び転写装置Info
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- JPH0974064A JPH0974064A JP8144404A JP14440496A JPH0974064A JP H0974064 A JPH0974064 A JP H0974064A JP 8144404 A JP8144404 A JP 8144404A JP 14440496 A JP14440496 A JP 14440496A JP H0974064 A JPH0974064 A JP H0974064A
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
- G03F1/20—Masks or mask blanks for imaging by charged particle beam [CPB] radiation, e.g. by electron beam; Preparation thereof
Abstract
(57)【要約】
【課題】 パターンのつなぎ部分での転写誤差を抑える
ことが可能な荷電粒子線による転写方法を提供する。 【解決手段】 マスク１００の複数の小領域１００ａに
順次荷電粒子線を照射して各小領域１００ａのパターン
に相関した変化を荷電粒子線に生じさせる走査処理と、
マスク１００の各小領域１００ａを通過した荷電粒子線
の少なくとも一部を、感応基板１１０上に相互に連続さ
せて設定された複数の被転写領域１１０ｂのうちで各小
領域１００ａにそれぞれ対応した被転写領域１１０ｂへ
導く投影処理とを行なう方法において、走査処理に同期
して、複数の小領域１００ａ内のそれぞれの周辺部に対
する荷電粒子線の照射量を各小領域１００ａの外側ほど
減少させる照射量低減処理を実施する。感応基板１１０
上で相互に隣接する一対の被転写領域１１０ｂのうち荷
電粒子線の入射量が減少する領域を相互に重ね合わせ
る。
ことが可能な荷電粒子線による転写方法を提供する。 【解決手段】 マスク１００の複数の小領域１００ａに
順次荷電粒子線を照射して各小領域１００ａのパターン
に相関した変化を荷電粒子線に生じさせる走査処理と、
マスク１００の各小領域１００ａを通過した荷電粒子線
の少なくとも一部を、感応基板１１０上に相互に連続さ
せて設定された複数の被転写領域１１０ｂのうちで各小
領域１００ａにそれぞれ対応した被転写領域１１０ｂへ
導く投影処理とを行なう方法において、走査処理に同期
して、複数の小領域１００ａ内のそれぞれの周辺部に対
する荷電粒子線の照射量を各小領域１００ａの外側ほど
減少させる照射量低減処理を実施する。感応基板１１０
上で相互に隣接する一対の被転写領域１１０ｂのうち荷
電粒子線の入射量が減少する領域を相互に重ね合わせ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
リソグラフィー等に用いられるパターン転写方法、転写
装置およびマスクに係り、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のパターンを感応
基板へ転写するものに関する。
リソグラフィー等に用いられるパターン転写方法、転写
装置およびマスクに係り、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のパターンを感応
基板へ転写するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、リソグラフィーにおける高解像と
高スループットを両立させる電子線露光装置の検討が進
められている。この種の装置における露光方法として
は、従来、１ダイ（１枚のウエハに形成される多数の集
積回路の１個分に相当する。）または複数ダイ分を一括
して転写する方法が検討されていた。しかしながら、こ
の方法は、転写の原版となるマスクの作製が困難であ
り、１ダイ以上の大きな光学フィールドで光学系の収差
を許容範囲に抑えることが困難など、解決すべき事項が
多い。そこで、最近では１ダイまたは複数ダイを小さな
領域に分割して転写する分割転写方法が検討されている
（例えば特開平５−２５１３１７号公報参照）。この方
法によれば、一回当たりの電子線の照射範囲が小さいの
で、光学系の収差を抑えて高解像、高精度に転写ができ
る。
高スループットを両立させる電子線露光装置の検討が進
められている。この種の装置における露光方法として
は、従来、１ダイ（１枚のウエハに形成される多数の集
積回路の１個分に相当する。）または複数ダイ分を一括
して転写する方法が検討されていた。しかしながら、こ
の方法は、転写の原版となるマスクの作製が困難であ
り、１ダイ以上の大きな光学フィールドで光学系の収差
を許容範囲に抑えることが困難など、解決すべき事項が
多い。そこで、最近では１ダイまたは複数ダイを小さな
領域に分割して転写する分割転写方法が検討されている
（例えば特開平５−２５１３１７号公報参照）。この方
法によれば、一回当たりの電子線の照射範囲が小さいの
で、光学系の収差を抑えて高解像、高精度に転写ができ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した分割転写方法
では、マスクの複数の小領域に分割して設けられたパタ
ーンの像をウエハ上でつなげて一つの連続したパターン
を形成する。従って、マスクの小領域の光学的な歪、マ
スクやウエハを移動させるステージの揺れ、電気的なフ
ラクチュエーション、マスクの製作誤差に起因して各回
の転写位置が目標位置からずれ、パターンのつなぎ部分
にずれが生じるおそれがある。例えば配線パターンを転
写する際にこのようなずれが生じると、そのずれの部分
で電気的抵抗が変化し、得られたデバイスの特性がばら
つく。
では、マスクの複数の小領域に分割して設けられたパタ
ーンの像をウエハ上でつなげて一つの連続したパターン
を形成する。従って、マスクの小領域の光学的な歪、マ
スクやウエハを移動させるステージの揺れ、電気的なフ
ラクチュエーション、マスクの製作誤差に起因して各回
の転写位置が目標位置からずれ、パターンのつなぎ部分
にずれが生じるおそれがある。例えば配線パターンを転
写する際にこのようなずれが生じると、そのずれの部分
で電気的抵抗が変化し、得られたデバイスの特性がばら
つく。
【０００４】本発明の目的は、パターンのつなぎ部分で
の転写誤差を抑えることが可能な転写方法および装置
と、これらの方法や装置に特に適したマスクを提供する
ことにある。
の転写誤差を抑えることが可能な転写方法および装置
と、これらの方法や装置に特に適したマスクを提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、マス
ク上の複数の小領域に順次荷電粒子線を照射して、各小
領域に設けられたパターンに相関した変化を荷電粒子線
に生じさせる走査処理と、マスクの各小領域を通過した
荷電粒子線の少なくとも一部を、感応基板上に相互に連
続させて設定された複数の被転写領域のうちで各小領域
にそれぞれ対応した被転写領域へ導く投影処理と、を有
するパターン転写方法に適用される。そして、上記走査
処理に同期して、複数の小領域内のそれぞれの周辺部に
対する荷電粒子線の照射量を各小領域の中心から離れる
ほど漸次減少させる照射量低減処理を実施し、感応基板
上で相互に隣接する一対の被転写領域のうち、照射量低
減処理によって荷電粒子線の入射量が減少する領域の少
なくとも一部が相互に重なるようにマスクの小領域と感
応基板の被転写領域とを対応させて走査することにより
上述した目的を達成する。請求項２の発明では、請求項
１記載の荷電粒子線によるパターン転写方法において、
感応基板の上記一対の被転写領域に対応したマスクの小
領域内の周辺部に共通のパターンを設けている。請求項
３の発明では、請求項１記載の荷電粒子線によるパター
ン転写方法において、照射量低減処理として、マスクに
導かれる荷電粒子線を小領域に対応した断面形状に整形
するアパーチャの像を、マスクにデフォーカス状態で投
影する。請求項４の発明では、請求項１記載の荷電粒子
線によるパターン転写方法において、照射量低減処理と
して、マスクに導かれる荷電粒子線を、単一の小領域に
対する照射中にマスク面と平行な方向に振動させる。請
求項５の発明は、マスク上の複数の小領域のそれぞれに
対して荷電粒子線を択一的に照射可能な照射手段と、マ
スクの各小領域を通過した荷電粒子線の少なくとも一部
を感応基板に導く投影手段と、複数の小領域のそれぞれ
に対応した感応基板の被転写領域が相互に連続するよう
に感応基板に対する荷電粒子線の入射位置を調整する入
射位置調整手段とを有する荷電粒子線転写装置に適用さ
れる。そして、複数の小領域内のそれぞれの周辺部に対
する荷電粒子線の照射量を各小領域の中心から離れるほ
ど漸次減少させる照射量低減手段を設けて上述した目的
を達成する。請求項６の発明では、請求項５記載の荷電
粒子線転写装置において、マスクに向かう荷電粒子線を
小領域に対応した断面形状に整形するアパーチャが設け
られる。そして、照射量低減手段により、アパーチャの
像がマスクにデフォーカス状態で投影される。請求項７
の発明では、請求項５記載の荷電粒子線転写装置におい
て、照射量低減手段が、マスクに導かれる荷電粒子線
を、単一の小領域に対する照射中にマスク面と平行な方
向に振動させる。請求項８の発明では、請求項７記載の
荷電粒子線転写装置において、マスクに導かれる荷電粒
子線を小領域に対応した断面形状に整形するアパーチャ
と、アパーチャを通過してマスクに導かれる荷電粒子線
をマスクと平行な方向に偏向する偏向器とが設けられ
る。そして、照射量低減手段は、偏向器による荷電粒子
線の偏向量を周期的に変化させる。請求項９の発明は、
複数の小領域を有し、複数の小領域のそれぞれには、各
小領域を通過する荷電粒子線に所定の変化を与えるパタ
ーンが設けられた荷電粒子線転写用マスクに適用され
る。そして、相互に接続されるべきパターンが設けられ
た一対の小領域内の周辺部では、パターンが重複してい
る。請求項１０の発明は、マスク基板と、マスク基板を
支持しつつマスク基板を複数の小領域に区分する支柱と
を備え、小領域には、荷電粒子線を透過させる第１の領
域と、第１の領域よりも荷電粒子線の散乱または吸収の
程度が大きい第２の領域とが設けられた荷電粒子線転写
用マスクに適用される。そして、小領域と支柱との境界
位置に第１の領域が接している。請求項１１の発明は、
薄膜状のマスク基板と、マスク基板を支持しつつマスク
基板を複数の小領域に区分する支柱と、マスク基板の小
領域に配置され、荷電粒子線の吸収または散乱の程度が
マスク基板よりも大きい照射制限部材とを有する荷電粒
子線転写用マスクに適用される。そして、照射制限部材
の存在しない透過領域が小領域と支柱との境界位置に接
するように設けられている。
ク上の複数の小領域に順次荷電粒子線を照射して、各小
領域に設けられたパターンに相関した変化を荷電粒子線
に生じさせる走査処理と、マスクの各小領域を通過した
荷電粒子線の少なくとも一部を、感応基板上に相互に連
続させて設定された複数の被転写領域のうちで各小領域
にそれぞれ対応した被転写領域へ導く投影処理と、を有
するパターン転写方法に適用される。そして、上記走査
処理に同期して、複数の小領域内のそれぞれの周辺部に
対する荷電粒子線の照射量を各小領域の中心から離れる
ほど漸次減少させる照射量低減処理を実施し、感応基板
上で相互に隣接する一対の被転写領域のうち、照射量低
減処理によって荷電粒子線の入射量が減少する領域の少
なくとも一部が相互に重なるようにマスクの小領域と感
応基板の被転写領域とを対応させて走査することにより
上述した目的を達成する。請求項２の発明では、請求項
１記載の荷電粒子線によるパターン転写方法において、
感応基板の上記一対の被転写領域に対応したマスクの小
領域内の周辺部に共通のパターンを設けている。請求項
３の発明では、請求項１記載の荷電粒子線によるパター
ン転写方法において、照射量低減処理として、マスクに
導かれる荷電粒子線を小領域に対応した断面形状に整形
するアパーチャの像を、マスクにデフォーカス状態で投
影する。請求項４の発明では、請求項１記載の荷電粒子
線によるパターン転写方法において、照射量低減処理と
して、マスクに導かれる荷電粒子線を、単一の小領域に
対する照射中にマスク面と平行な方向に振動させる。請
求項５の発明は、マスク上の複数の小領域のそれぞれに
対して荷電粒子線を択一的に照射可能な照射手段と、マ
スクの各小領域を通過した荷電粒子線の少なくとも一部
を感応基板に導く投影手段と、複数の小領域のそれぞれ
に対応した感応基板の被転写領域が相互に連続するよう
に感応基板に対する荷電粒子線の入射位置を調整する入
射位置調整手段とを有する荷電粒子線転写装置に適用さ
れる。そして、複数の小領域内のそれぞれの周辺部に対
する荷電粒子線の照射量を各小領域の中心から離れるほ
ど漸次減少させる照射量低減手段を設けて上述した目的
を達成する。請求項６の発明では、請求項５記載の荷電
粒子線転写装置において、マスクに向かう荷電粒子線を
小領域に対応した断面形状に整形するアパーチャが設け
られる。そして、照射量低減手段により、アパーチャの
像がマスクにデフォーカス状態で投影される。請求項７
の発明では、請求項５記載の荷電粒子線転写装置におい
て、照射量低減手段が、マスクに導かれる荷電粒子線
を、単一の小領域に対する照射中にマスク面と平行な方
向に振動させる。請求項８の発明では、請求項７記載の
荷電粒子線転写装置において、マスクに導かれる荷電粒
子線を小領域に対応した断面形状に整形するアパーチャ
と、アパーチャを通過してマスクに導かれる荷電粒子線
をマスクと平行な方向に偏向する偏向器とが設けられ
る。そして、照射量低減手段は、偏向器による荷電粒子
線の偏向量を周期的に変化させる。請求項９の発明は、
複数の小領域を有し、複数の小領域のそれぞれには、各
小領域を通過する荷電粒子線に所定の変化を与えるパタ
ーンが設けられた荷電粒子線転写用マスクに適用され
る。そして、相互に接続されるべきパターンが設けられ
た一対の小領域内の周辺部では、パターンが重複してい
る。請求項１０の発明は、マスク基板と、マスク基板を
支持しつつマスク基板を複数の小領域に区分する支柱と
を備え、小領域には、荷電粒子線を透過させる第１の領
域と、第１の領域よりも荷電粒子線の散乱または吸収の
程度が大きい第２の領域とが設けられた荷電粒子線転写
用マスクに適用される。そして、小領域と支柱との境界
位置に第１の領域が接している。請求項１１の発明は、
薄膜状のマスク基板と、マスク基板を支持しつつマスク
基板を複数の小領域に区分する支柱と、マスク基板の小
領域に配置され、荷電粒子線の吸収または散乱の程度が
マスク基板よりも大きい照射制限部材とを有する荷電粒
子線転写用マスクに適用される。そして、照射制限部材
の存在しない透過領域が小領域と支柱との境界位置に接
するように設けられている。
【０００６】図１〜図３を参照して本発明のパターン転
写方法を説明する。但し、本発明は図示例に限られるも
のではない。図３（ａ）は本発明による転写方法の一態
様を示し、１００はマスク、１１０は感応基板である。
なお、荷電粒子線光学系の光軸ＡＸの方向にｚ軸を、マ
スク１００および感応基板１１０に平行な面内で互いに
直交する方向にｘ軸、ｙ軸方向をそれぞれ取ってある。
マスク１００には、複数の小領域１００ａが所定幅の境
界１００ｂを挟んでｘ軸およびｙ軸方向に列をなすよう
設けられる。感応基板１１０は、例えばシリコンウエハ
の表面に、電子線等の荷電粒子線ＥＢに感応するレジス
トを塗布して構成される。半導体集積回路等のリソグラ
フィーでは、感応基板１１０は、図３（ｂ）に示すよう
に複数の領域１１０ａに区分され、一つの領域１１０ａ
は、一定単位（例えば１ダイ分の集積回路）のパターン
を転写する範囲として取り扱われる。なお、図３（ａ）
では、図３（ｂ）のIIIａ部を拡大した状態で感応基板
１１０を示している。
写方法を説明する。但し、本発明は図示例に限られるも
のではない。図３（ａ）は本発明による転写方法の一態
様を示し、１００はマスク、１１０は感応基板である。
なお、荷電粒子線光学系の光軸ＡＸの方向にｚ軸を、マ
スク１００および感応基板１１０に平行な面内で互いに
直交する方向にｘ軸、ｙ軸方向をそれぞれ取ってある。
マスク１００には、複数の小領域１００ａが所定幅の境
界１００ｂを挟んでｘ軸およびｙ軸方向に列をなすよう
設けられる。感応基板１１０は、例えばシリコンウエハ
の表面に、電子線等の荷電粒子線ＥＢに感応するレジス
トを塗布して構成される。半導体集積回路等のリソグラ
フィーでは、感応基板１１０は、図３（ｂ）に示すよう
に複数の領域１１０ａに区分され、一つの領域１１０ａ
は、一定単位（例えば１ダイ分の集積回路）のパターン
を転写する範囲として取り扱われる。なお、図３（ａ）
では、図３（ｂ）のIIIａ部を拡大した状態で感応基板
１１０を示している。
【０００７】マスク１００の小領域１００ａには、感応
基板１１０の一つの領域１１０ａに設けるべきパターン
が分割して設けられる。走査処理では各小領域１００ａ
が荷電粒子線ＥＢによって例えば矢印Ｒで示した順序で
ステップ的に走査される。この走査に同期して投影処理
が行なわれ、各小領域１００ａを透過した荷電粒子線の
少なくとも一部が、感応基板１１０の領域１１０ａ内に
設定された複数の被転写領域１１０ｂのうち、各小領域
１００ａにそれぞれ対応した被転写領域１１０ｂに順次
導かれる。例えば矢印Ｒで示した走査順序に対応して、
荷電粒子線が導かれる被転写領域１１０ｂは矢印Ｒ´で
示す順序で変化する。矢印Ｒ、Ｒ´の向きが相互に反転
しているのは、マスク１００と感応基板１１０との間に
投影光学系が設けられるためである。マスク１００の境
界１００ｂの像が感応基板１１０に投影されて被転写領
域１１０ｂが相互に分断されることがないように、感応
基板１１０に対する荷電粒子線ＥＢの入射位置が例えば
偏向器（不図示）にて調整される。以上により、感応基
板１１０の領域１１０ａには、小領域１００ａ毎のパタ
ーンをつなぎ合わせた一つの連続パターンが転写され
る。なお、ＣＯはマスク１００を透過した荷電粒子線に
よるクロスオーバである。
基板１１０の一つの領域１１０ａに設けるべきパターン
が分割して設けられる。走査処理では各小領域１００ａ
が荷電粒子線ＥＢによって例えば矢印Ｒで示した順序で
ステップ的に走査される。この走査に同期して投影処理
が行なわれ、各小領域１００ａを透過した荷電粒子線の
少なくとも一部が、感応基板１１０の領域１１０ａ内に
設定された複数の被転写領域１１０ｂのうち、各小領域
１００ａにそれぞれ対応した被転写領域１１０ｂに順次
導かれる。例えば矢印Ｒで示した走査順序に対応して、
荷電粒子線が導かれる被転写領域１１０ｂは矢印Ｒ´で
示す順序で変化する。矢印Ｒ、Ｒ´の向きが相互に反転
しているのは、マスク１００と感応基板１１０との間に
投影光学系が設けられるためである。マスク１００の境
界１００ｂの像が感応基板１１０に投影されて被転写領
域１１０ｂが相互に分断されることがないように、感応
基板１１０に対する荷電粒子線ＥＢの入射位置が例えば
偏向器（不図示）にて調整される。以上により、感応基
板１１０の領域１１０ａには、小領域１００ａ毎のパタ
ーンをつなぎ合わせた一つの連続パターンが転写され
る。なお、ＣＯはマスク１００を透過した荷電粒子線に
よるクロスオーバである。
【０００８】次に本発明における照射量低減処理を図１
および図２により説明する。図１（ａ）のＡ〜Ｄは、図
３に示したマスク１００の小領域１００ａのうち、任意
の位置に設けられた四つの小領域を示す。照射量低減処
理では、各小領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ内の周辺部１００ｘ
（ハッチング領域）に対する荷電粒子線の照射量をそれ
ぞれの小領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの中心から離れるほど減少
させる。周辺部１００ｘと照射量との関係の一例を図１
（ｂ）に示す。そして、図１（ａ）の四つの小領域Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄが同図（ｃ）に示すように感応基板上で相互
に隣接する四つの被転写領域Ａ´、Ｂ´、Ｃ´、Ｄ´に
それぞれ対応すると仮定した場合、本発明では、それら
の被転写領域Ａ´、Ｂ´、Ｃ´、Ｄ´のうち、上記の照
射量低減処理によって荷電粒子線の入射量が減少する領
域の少なくとも一部が相互に重ね合わされる。なお、図
１（ｃ）では、被転写領域Ａ´、Ｄ´を実線で、被転写
領域Ｂ´、Ｃ´を破線で示し、各被転写領域Ａ´、Ｂ
´、Ｃ´、Ｄ´の重ね合わされた部分をハッチングで示
している。
および図２により説明する。図１（ａ）のＡ〜Ｄは、図
３に示したマスク１００の小領域１００ａのうち、任意
の位置に設けられた四つの小領域を示す。照射量低減処
理では、各小領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ内の周辺部１００ｘ
（ハッチング領域）に対する荷電粒子線の照射量をそれ
ぞれの小領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの中心から離れるほど減少
させる。周辺部１００ｘと照射量との関係の一例を図１
（ｂ）に示す。そして、図１（ａ）の四つの小領域Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄが同図（ｃ）に示すように感応基板上で相互
に隣接する四つの被転写領域Ａ´、Ｂ´、Ｃ´、Ｄ´に
それぞれ対応すると仮定した場合、本発明では、それら
の被転写領域Ａ´、Ｂ´、Ｃ´、Ｄ´のうち、上記の照
射量低減処理によって荷電粒子線の入射量が減少する領
域の少なくとも一部が相互に重ね合わされる。なお、図
１（ｃ）では、被転写領域Ａ´、Ｄ´を実線で、被転写
領域Ｂ´、Ｃ´を破線で示し、各被転写領域Ａ´、Ｂ
´、Ｃ´、Ｄ´の重ね合わされた部分をハッチングで示
している。
【０００９】上記の処理を行なった場合の被転写領域の
つなぎ合わせ部分の作用を図２により説明する。感応基
板上で隣接する一対の被転写領域、例えば図１（ｃ）の
被転写領域Ａ´、Ｂ´のつなぎ合わせ部分に、図２
（ａ）に示すように各領域Ａ´、Ｂ´の境界線の方向と
直交するラインパターンＬＰが転写されると仮定する。
この場合、各領域Ａ´、Ｂ´の境界から一定の範囲ｘに
おいては、上述した照射量低減処理の影響により図２
（ｂ）に示すように荷電粒子線の蓄積エネルギ量が各領
域Ａ´、Ｂ´の外側に向うほど徐々に減少する。被転写
領域Ａ´、Ｂ´の境界から一定範囲ｘが重ね合わされる
と、図２（ｃ）に破線で示したように、範囲ｘに蓄積さ
れる荷電粒子線のエネルギは、各領域Ａ´、Ｂ´の範囲
ｘにおける蓄積エネルギの合計値に等しく、その値は照
射量低減処理の影響を受けない部分の値とほぼ等しい。
このような重ね合わせにより、被転写領域Ａ´、Ｂ´が
多少ずれても図２（ｄ）に示すようにラインパターンＬ
Ｐは滑らかに接続される。なお、好ましくは、被転写領
域Ａ´、Ｂ´においてそれぞれ照射量が１／２に低下す
る位置を感応基板１１０上で相互に一致させる。
つなぎ合わせ部分の作用を図２により説明する。感応基
板上で隣接する一対の被転写領域、例えば図１（ｃ）の
被転写領域Ａ´、Ｂ´のつなぎ合わせ部分に、図２
（ａ）に示すように各領域Ａ´、Ｂ´の境界線の方向と
直交するラインパターンＬＰが転写されると仮定する。
この場合、各領域Ａ´、Ｂ´の境界から一定の範囲ｘに
おいては、上述した照射量低減処理の影響により図２
（ｂ）に示すように荷電粒子線の蓄積エネルギ量が各領
域Ａ´、Ｂ´の外側に向うほど徐々に減少する。被転写
領域Ａ´、Ｂ´の境界から一定範囲ｘが重ね合わされる
と、図２（ｃ）に破線で示したように、範囲ｘに蓄積さ
れる荷電粒子線のエネルギは、各領域Ａ´、Ｂ´の範囲
ｘにおける蓄積エネルギの合計値に等しく、その値は照
射量低減処理の影響を受けない部分の値とほぼ等しい。
このような重ね合わせにより、被転写領域Ａ´、Ｂ´が
多少ずれても図２（ｄ）に示すようにラインパターンＬ
Ｐは滑らかに接続される。なお、好ましくは、被転写領
域Ａ´、Ｂ´においてそれぞれ照射量が１／２に低下す
る位置を感応基板１１０上で相互に一致させる。
【００１０】上述した照射量低減処理を伴わない従来方
法にて被転写領域Ａ´、Ｂ´にパターンを転写した場合
には、感応基板表面からの反射電子等によるエネルギの
広がりを考慮しても、図１２（ｂ）に実線で示すよう
に、各領域Ａ´、Ｂ´の境界付近で荷電粒子線の蓄積エ
ネルギが急激に減少する。従って、図１２（ａ）に示す
ように領域Ａ´、Ｂ´が位置ずれなどにより離れる方向
へずれたとき、図１２（ｂ）に破線で示すように境界位
置での蓄積エネルギの合計値が現像レベルＤＬ（図中に
想像線で示す）を下回り、図１２（ｃ）に示すようにラ
インパターンＬＰが分断されるおそれが大きい。
法にて被転写領域Ａ´、Ｂ´にパターンを転写した場合
には、感応基板表面からの反射電子等によるエネルギの
広がりを考慮しても、図１２（ｂ）に実線で示すよう
に、各領域Ａ´、Ｂ´の境界付近で荷電粒子線の蓄積エ
ネルギが急激に減少する。従って、図１２（ａ）に示す
ように領域Ａ´、Ｂ´が位置ずれなどにより離れる方向
へずれたとき、図１２（ｂ）に破線で示すように境界位
置での蓄積エネルギの合計値が現像レベルＤＬ（図中に
想像線で示す）を下回り、図１２（ｃ）に示すようにラ
インパターンＬＰが分断されるおそれが大きい。
【００１１】請求項２以降の作用は以下の通りである。
請求項２の発明では、一対の被転写領域のうち、相互に
重ね合わされる部分には共通のパターンが転写される。
請求項３の発明では、アパーチャからマスクに導かれる
荷電粒子線の強度が、その断面の輪郭部分においてビー
ム中心から離れるほど徐々に減少する。請求項４の発明
では、荷電粒子線の振動により、小領域内の周辺部では
荷電粒子線の照射時間がその外側ほど短くなり、それに
伴って荷電粒子線の照射量が減少する。請求項５の発明
では、照射量低減手段によりマスクの小領域内の周辺部
に対する荷電粒子線の照射量をその外側ほど減少させる
ことができる。従って、感応基板の被転写領域内の周辺
部を相互に重複させたときに所望のパターンが得られる
ように、マスクの小領域と感応基板の被転写領域とを対
応付けておけば、本発明の転写方法を容易に実現でき
る。請求項６の発明では、アパーチャからマスクに導か
れる荷電粒子線の強度が、その断面の輪郭部分において
ビーム中心から離れるほど徐々に減少する。請求項７の
発明では、荷電粒子線の振動により、小領域内の周辺部
では荷電粒子線の照射時間がその外側ほど短くなり、そ
れに伴って荷電粒子線の照射量が減少する。請求項８の
発明では、偏向器の偏向量の変化に伴ってマスクに対す
る荷電粒子線の入射位置が変化し、その結果、小領域内
の周辺部に対する荷電粒子線の照射量が小領域の外側ほ
ど減少する。請求項９の発明では、相互に接続されるべ
きパターンが設けられた一対の小領域内の周辺部におい
てパターンが共通しているため、これらの周辺部に対す
る荷電粒子線の照射量を各小領域の外側へ向うほど減少
させるとともに、各小領域に対応した感応基板の被転写
領域内の周辺部を相互に重複させることにより、本発明
のパターン転写方法を実現できる。ことを特徴とする荷
電粒子線転写用マスク。請求項１０、１１の発明では、
支柱に囲まれた小領域のほぼ全域に渡ってパターンが設
けられる。なお、本発明のパターン転写方法では、各小
領域内の周辺部において荷電粒子線の照射量が漸次減少
するので、支柱と小領域との境界位置の近傍まで荷電粒
子線の照射範囲を設定しても支柱に対する荷電粒子線の
入射は殆ど生じず、それによる転写精度の劣化等の問題
は生じない。
請求項２の発明では、一対の被転写領域のうち、相互に
重ね合わされる部分には共通のパターンが転写される。
請求項３の発明では、アパーチャからマスクに導かれる
荷電粒子線の強度が、その断面の輪郭部分においてビー
ム中心から離れるほど徐々に減少する。請求項４の発明
では、荷電粒子線の振動により、小領域内の周辺部では
荷電粒子線の照射時間がその外側ほど短くなり、それに
伴って荷電粒子線の照射量が減少する。請求項５の発明
では、照射量低減手段によりマスクの小領域内の周辺部
に対する荷電粒子線の照射量をその外側ほど減少させる
ことができる。従って、感応基板の被転写領域内の周辺
部を相互に重複させたときに所望のパターンが得られる
ように、マスクの小領域と感応基板の被転写領域とを対
応付けておけば、本発明の転写方法を容易に実現でき
る。請求項６の発明では、アパーチャからマスクに導か
れる荷電粒子線の強度が、その断面の輪郭部分において
ビーム中心から離れるほど徐々に減少する。請求項７の
発明では、荷電粒子線の振動により、小領域内の周辺部
では荷電粒子線の照射時間がその外側ほど短くなり、そ
れに伴って荷電粒子線の照射量が減少する。請求項８の
発明では、偏向器の偏向量の変化に伴ってマスクに対す
る荷電粒子線の入射位置が変化し、その結果、小領域内
の周辺部に対する荷電粒子線の照射量が小領域の外側ほ
ど減少する。請求項９の発明では、相互に接続されるべ
きパターンが設けられた一対の小領域内の周辺部におい
てパターンが共通しているため、これらの周辺部に対す
る荷電粒子線の照射量を各小領域の外側へ向うほど減少
させるとともに、各小領域に対応した感応基板の被転写
領域内の周辺部を相互に重複させることにより、本発明
のパターン転写方法を実現できる。ことを特徴とする荷
電粒子線転写用マスク。請求項１０、１１の発明では、
支柱に囲まれた小領域のほぼ全域に渡ってパターンが設
けられる。なお、本発明のパターン転写方法では、各小
領域内の周辺部において荷電粒子線の照射量が漸次減少
するので、支柱と小領域との境界位置の近傍まで荷電粒
子線の照射範囲を設定しても支柱に対する荷電粒子線の
入射は殆ど生じず、それによる転写精度の劣化等の問題
は生じない。
【００１２】
−第１の実施の形態− 図４〜図８を参照して本発明の第１の実施の形態を説明
する。まず、図４により本実施の形態で使用する電子線
縮小転写装置の概略を説明する。なお、図４のｘ軸（紙
面と直交する軸方向）、ｙ軸およびｚ軸の取り方は図３
に一致させてある。図４において１は電子銃であり、そ
こから放出される電子線ＥＢはコンデンサレンズ２、３
で集束されて第１アパーチャ４により断面矩形状のビー
ムに整形される。整形後の電子線ＥＢはコンデンサレン
ズ５により電子銃１の光軸ＡＸと平行なビームに調整さ
れて二段の偏向器６Ａ、６Ｂで所定量偏向され、マスク
ステージ７に装着されたマスク５０の所定領域に入射す
る。マスク５０については後述する。回転レンズ１５
は、第１アパーチャ４とマスク５０との間の空間に配置
されており、マスク５０上に結像される第１アパーチャ
４の像を回転する。偏向器６Ａは、ｚ軸と直交する特定
方向への偏向磁場を発生する二組の偏向コイルを、それ
ぞれの偏向方向が互いに異なるようにして組合わせたも
のである。偏向器６Ａの各組の偏向コイルに供給する電
流値を調整することで、電子線をｚ軸と直交する面内の
任意の方向に偏向可能である。偏向器６Ｂについても同
様である。マスクステージ７は、不図示のアクチュエー
タによりマスク５０をｘ軸およびｙ軸方向に移動させ
る。
する。まず、図４により本実施の形態で使用する電子線
縮小転写装置の概略を説明する。なお、図４のｘ軸（紙
面と直交する軸方向）、ｙ軸およびｚ軸の取り方は図３
に一致させてある。図４において１は電子銃であり、そ
こから放出される電子線ＥＢはコンデンサレンズ２、３
で集束されて第１アパーチャ４により断面矩形状のビー
ムに整形される。整形後の電子線ＥＢはコンデンサレン
ズ５により電子銃１の光軸ＡＸと平行なビームに調整さ
れて二段の偏向器６Ａ、６Ｂで所定量偏向され、マスク
ステージ７に装着されたマスク５０の所定領域に入射す
る。マスク５０については後述する。回転レンズ１５
は、第１アパーチャ４とマスク５０との間の空間に配置
されており、マスク５０上に結像される第１アパーチャ
４の像を回転する。偏向器６Ａは、ｚ軸と直交する特定
方向への偏向磁場を発生する二組の偏向コイルを、それ
ぞれの偏向方向が互いに異なるようにして組合わせたも
のである。偏向器６Ａの各組の偏向コイルに供給する電
流値を調整することで、電子線をｚ軸と直交する面内の
任意の方向に偏向可能である。偏向器６Ｂについても同
様である。マスクステージ７は、不図示のアクチュエー
タによりマスク５０をｘ軸およびｙ軸方向に移動させ
る。
【００１３】マスク５０を透過した電子線ＥＢは二段の
投影レンズ８、９を経てウエハステージ１０に装着され
た感応基板としてのウエハ６０の所定位置に入射する。
投影レンズ８、９は縮小光学系として構成され、その縮
小率は例えば１／４に設定される。ウエハステージ１０
は、ウエハ６０をｘ軸およびｙ軸方向に移動させる。マ
スクステージ７とウエハステージ１０との間には、ウエ
ハ６０に対する電子線の入射位置を調整する二段の偏向
器１１Ａ、１１Ｂが設けられる。偏向器１１Ａ、１１Ｂ
の概略は偏向器６Ａ、６Ｂと同一である。投影レンズ
８、９による電子線のクロスオーバＣＯの近傍には、マ
スク５０によって所定量以上に散乱された電子線のウエ
ハ６０への入射を阻止する第２アパーチャ１２が設けら
れる。２０はコンデンサレンズ２、３、５及び回転レン
ズ１５の制御電源、２１は偏向器６Ａ、６Ｂに対する制
御電源、２２は偏向器１１Ａ、１１Ｂに対する制御電
源、２３は投影レンズ８、９に対する制御電源である。
各制御電源２０〜２３からの出力電流は制御装置２４に
て制御される。制御装置２４はマスクステージ７および
ウエハステージ１０の動作も制御する。２５は制御装置
２４に対する記憶装置であり、そこには転写時の各種の
制御に必要なデータが格納される。
投影レンズ８、９を経てウエハステージ１０に装着され
た感応基板としてのウエハ６０の所定位置に入射する。
投影レンズ８、９は縮小光学系として構成され、その縮
小率は例えば１／４に設定される。ウエハステージ１０
は、ウエハ６０をｘ軸およびｙ軸方向に移動させる。マ
スクステージ７とウエハステージ１０との間には、ウエ
ハ６０に対する電子線の入射位置を調整する二段の偏向
器１１Ａ、１１Ｂが設けられる。偏向器１１Ａ、１１Ｂ
の概略は偏向器６Ａ、６Ｂと同一である。投影レンズ
８、９による電子線のクロスオーバＣＯの近傍には、マ
スク５０によって所定量以上に散乱された電子線のウエ
ハ６０への入射を阻止する第２アパーチャ１２が設けら
れる。２０はコンデンサレンズ２、３、５及び回転レン
ズ１５の制御電源、２１は偏向器６Ａ、６Ｂに対する制
御電源、２２は偏向器１１Ａ、１１Ｂに対する制御電
源、２３は投影レンズ８、９に対する制御電源である。
各制御電源２０〜２３からの出力電流は制御装置２４に
て制御される。制御装置２４はマスクステージ７および
ウエハステージ１０の動作も制御する。２５は制御装置
２４に対する記憶装置であり、そこには転写時の各種の
制御に必要なデータが格納される。
【００１４】図５はマスク５０の断面図、図６はマスク
５０の斜視図である。これらの図に示すように、マスク
５０は、電子線が透過するよう数μｍ程度に薄膜化され
たマスク基板５１と、このマスク基板５１を片面（図で
は上面）側から支持する格子状の支柱（ストラット）５
２と、マスク基板５１よりも電子線の散乱の程度が大き
い照射制限部材５３とを備える。支柱５２で囲まれた矩
形状の小領域５４は図３の小領域１００ａに相当し、そ
れぞれの小領域５４には照射制限部材５３を用いて所望
のパターンが形成される。すなわち、図４の転写装置で
は、照射制限部材５３にて散乱される電子線の大半が第
２アパーチャ１２の周囲で遮られてウエハ６０には入射
しないから、ウエハ６０において電子線の照射を必要と
しない部分の形状に倣って照射制限部材５３が配置され
る。なお、マスク５０に照射される加速電圧が小さいと
きは照射制限部材５３にて電子線が完全に吸収される。
図７に示すように、マスク基板５５に転写パターンに応
じた抜き孔５６を形成したいわゆるステンシルタイプの
マスクを使用してもよい。この場合、マスク基板５５
は、電子線をほぼ吸収するか、または大きく散乱するよ
う図５のマスク基板５１よりも十分に厚く形成される。
５０の斜視図である。これらの図に示すように、マスク
５０は、電子線が透過するよう数μｍ程度に薄膜化され
たマスク基板５１と、このマスク基板５１を片面（図で
は上面）側から支持する格子状の支柱（ストラット）５
２と、マスク基板５１よりも電子線の散乱の程度が大き
い照射制限部材５３とを備える。支柱５２で囲まれた矩
形状の小領域５４は図３の小領域１００ａに相当し、そ
れぞれの小領域５４には照射制限部材５３を用いて所望
のパターンが形成される。すなわち、図４の転写装置で
は、照射制限部材５３にて散乱される電子線の大半が第
２アパーチャ１２の周囲で遮られてウエハ６０には入射
しないから、ウエハ６０において電子線の照射を必要と
しない部分の形状に倣って照射制限部材５３が配置され
る。なお、マスク５０に照射される加速電圧が小さいと
きは照射制限部材５３にて電子線が完全に吸収される。
図７に示すように、マスク基板５５に転写パターンに応
じた抜き孔５６を形成したいわゆるステンシルタイプの
マスクを使用してもよい。この場合、マスク基板５５
は、電子線をほぼ吸収するか、または大きく散乱するよ
う図５のマスク基板５１よりも十分に厚く形成される。
【００１５】ウエハ６０に転写すべきパターンとマスク
５０の小領域５４に設けるパターンとの関係は、例えば
図８のように設定する。図８（ａ）に示すように、ウエ
ハ６０に三角形状のパターンＴＰを転写する場合、従来
は一点鎖線で示す分割位置ａでパターンＴＰを分割して
いたと仮定する。本実施の形態では、図に破線で示すよ
うに本来の分割位置ａを中心に所定幅の重複転写範囲ｂ
を設定し、次に図８（ｂ）に示すようにパターンＴＰを
重複転写範囲ｂが相互に含まれるようにして複数（図示
例では四つ）のパターンＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３、ＴＰ
４に分割する。そして、これらのパターンＴＰ１〜ＴＰ
４を、マスク５０〜ウエハ６０へのパターン縮小率の逆
数倍だけそれぞれ拡大し、得られたパターンをマスク５
０の複数の小領域５４に１個ずつ設ける。
５０の小領域５４に設けるパターンとの関係は、例えば
図８のように設定する。図８（ａ）に示すように、ウエ
ハ６０に三角形状のパターンＴＰを転写する場合、従来
は一点鎖線で示す分割位置ａでパターンＴＰを分割して
いたと仮定する。本実施の形態では、図に破線で示すよ
うに本来の分割位置ａを中心に所定幅の重複転写範囲ｂ
を設定し、次に図８（ｂ）に示すようにパターンＴＰを
重複転写範囲ｂが相互に含まれるようにして複数（図示
例では四つ）のパターンＴＰ１、ＴＰ２、ＴＰ３、ＴＰ
４に分割する。そして、これらのパターンＴＰ１〜ＴＰ
４を、マスク５０〜ウエハ６０へのパターン縮小率の逆
数倍だけそれぞれ拡大し、得られたパターンをマスク５
０の複数の小領域５４に１個ずつ設ける。
【００１６】ここで、パターンＴＰ１〜ＴＰ４はそれぞ
れウエハ６０における電子線の照射領域に相当するか
ら、マスク５０の小領域５４ではパターンＴＰ１〜ＴＰ
４に相当する部分で照射制限部材５３が排除されてマス
ク基板５１が露出することになる。一例として、パター
ンＴＰ１に対応した小領域５４を図８（ｃ）に示す。な
お、図８（ｃ）では照射制限部材５３をハッチングで示
している。破線ｃと一点鎖線ｄで囲まれた部分が図８
（ａ）の重複転写範囲ｂに相当するが、それよりも外側
についても、支柱５２との境界位置までパターンＴＰ１
とパターンＴＰ２、ＴＰ３とのつなぎ部分に倣って照射
制限部材５３を排除している。
れウエハ６０における電子線の照射領域に相当するか
ら、マスク５０の小領域５４ではパターンＴＰ１〜ＴＰ
４に相当する部分で照射制限部材５３が排除されてマス
ク基板５１が露出することになる。一例として、パター
ンＴＰ１に対応した小領域５４を図８（ｃ）に示す。な
お、図８（ｃ）では照射制限部材５３をハッチングで示
している。破線ｃと一点鎖線ｄで囲まれた部分が図８
（ａ）の重複転写範囲ｂに相当するが、それよりも外側
についても、支柱５２との境界位置までパターンＴＰ１
とパターンＴＰ２、ＴＰ３とのつなぎ部分に倣って照射
制限部材５３を排除している。
【００１７】図８に示したマスク５０の小領域５４に対
する電子線の照射量は次のように設定する。まず、小領
域５４のうち破線ｃで囲まれた矩形領域は一様な照射量
を与え、それよりも外側では小領域５４の中心から離れ
るほど照射量を減少させて一点鎖線ｄの位置で照射量を
ほぼ０とする。一点鎖線ｄの位置で厳密に０とする必要
はない。このような照射量特性を与えるため、本実施の
形態では第１アパーチャ４の像がマスク５０に対してデ
フォーカス状態、すなわちピントがずれた状態で投影さ
れるよう図４のコンデンサレンズ５の電流値を設定す
る。これにより、マスク５０に導かれるアパーチャ像の
周囲がぼけて上述した照射量特性が得られる。なお、第
１アパーチャ４の像をマスク５０に対してデフォーカス
状態にする別の方法としては、第１アパーチャ４とマス
ク５０との光軸方向の相対位置を変更する方法が挙げら
れる。この場合には、例えば第１アパーチャ４を光軸方
向に移動可能な機構を設ければよい。デフォーカス量に
応じて照射量が減少する範囲も拡大、縮小するので、そ
の減少範囲を図８（ｃ）の破線ｃと一点鎖線ｄの範囲と
ほぼ一致させるために必要な第１アパーチャ４の大きさ
およびコンデンサレンズ５の電流値をシュミレーション
等で把握し、得られた結果に従って第１アパーチャ４の
大きさを設定する。また、得られたコンデンサレンズ５
の電流値は記憶装置２５に格納し、上記のようにパター
ン付けされたマスク５０がマスクステージ７に搭載され
たとき、このマスク５０に対応した電流値として、記憶
装置２５から制御装置２４に呼込んで制御電源２０にそ
の値を指示する。さらに、第１アパーチャ４の像をマス
ク５０に対してデフォーカス状態にすると、第１アパー
チャ４からマスク５０の間の磁場強度の積分値が変化し
てしまい、マスク５０上の第１アパーチャ４の像が回転
してしまう。このため、制御装置２４はこの第１アパー
チャ４の像の回転を補正するために、制御電源２０を介
して回転レンズ１５の励磁を調整する。なお、この回転
レンズ１５を用いて第１アパーチャ４の像の回転を補正
する代わりに第１アパーチャ４を機械的に回転する機構
を設けてもよい。
する電子線の照射量は次のように設定する。まず、小領
域５４のうち破線ｃで囲まれた矩形領域は一様な照射量
を与え、それよりも外側では小領域５４の中心から離れ
るほど照射量を減少させて一点鎖線ｄの位置で照射量を
ほぼ０とする。一点鎖線ｄの位置で厳密に０とする必要
はない。このような照射量特性を与えるため、本実施の
形態では第１アパーチャ４の像がマスク５０に対してデ
フォーカス状態、すなわちピントがずれた状態で投影さ
れるよう図４のコンデンサレンズ５の電流値を設定す
る。これにより、マスク５０に導かれるアパーチャ像の
周囲がぼけて上述した照射量特性が得られる。なお、第
１アパーチャ４の像をマスク５０に対してデフォーカス
状態にする別の方法としては、第１アパーチャ４とマス
ク５０との光軸方向の相対位置を変更する方法が挙げら
れる。この場合には、例えば第１アパーチャ４を光軸方
向に移動可能な機構を設ければよい。デフォーカス量に
応じて照射量が減少する範囲も拡大、縮小するので、そ
の減少範囲を図８（ｃ）の破線ｃと一点鎖線ｄの範囲と
ほぼ一致させるために必要な第１アパーチャ４の大きさ
およびコンデンサレンズ５の電流値をシュミレーション
等で把握し、得られた結果に従って第１アパーチャ４の
大きさを設定する。また、得られたコンデンサレンズ５
の電流値は記憶装置２５に格納し、上記のようにパター
ン付けされたマスク５０がマスクステージ７に搭載され
たとき、このマスク５０に対応した電流値として、記憶
装置２５から制御装置２４に呼込んで制御電源２０にそ
の値を指示する。さらに、第１アパーチャ４の像をマス
ク５０に対してデフォーカス状態にすると、第１アパー
チャ４からマスク５０の間の磁場強度の積分値が変化し
てしまい、マスク５０上の第１アパーチャ４の像が回転
してしまう。このため、制御装置２４はこの第１アパー
チャ４の像の回転を補正するために、制御電源２０を介
して回転レンズ１５の励磁を調整する。なお、この回転
レンズ１５を用いて第１アパーチャ４の像の回転を補正
する代わりに第１アパーチャ４を機械的に回転する機構
を設けてもよい。
【００１８】以上のマスク５０を用いて図４の転写装置
によりパターン転写を行なう際には、マスク５０を、そ
の小領域５４の並ぶ方向が転写装置のｘ軸およびｙ軸方
向に一致するようにしてマスクステージ７に装着する。
そして、マスク５０をマスクステージ７によりｘ軸方向
に適当な速度で連続移動させつつ、偏向器６Ａ、６Ｂに
よりｘ軸方向及びｙ軸方向への電子線の偏向量をステッ
プ的に変化させ、これによりマスク５０の一端側から他
端側まで各小領域５４に順次所定時間ずつ電子線を照射
する。マスクステージ７の移動速度や偏向器６Ａ、６Ｂ
の偏向量は予め記憶装置２５に与え、必要に応じて制御
装置２４に読み込んでマスクステージ７や制御電源２１
に指示すればよい。電子線によるマスク５０の走査に同
期して、ウエハステージ１０をｘ軸方向反対側へ連続移
動させ、各小領域５４のパターンの像をウエハ６０の各
小領域５４に対応した被転写領域に縮小転写する。この
とき、ｘ軸方向及びｙ軸方向にそれぞれ隣接する被転写
領域のうち、図８（ａ）に示した重複転写範囲ｂが相互
に重なるようにウエハ６０への電子線の入射位置を調整
する。具体的には、ｙ軸方向の入射位置は偏向器１１
Ａ、１１Ｂの偏向量にて調整し、ｘ軸方向の入射位置は
ウエハステージ１０のｘ軸方向の位置および偏向器１１
Ａ、１１Ｂの偏向量にて調整する。これらの偏向量や速
度も予め記憶装置２５に与え、必要に応じて制御装置２
４に読み込んでウエハステージ１０や制御電源２２に指
示すればよい。
によりパターン転写を行なう際には、マスク５０を、そ
の小領域５４の並ぶ方向が転写装置のｘ軸およびｙ軸方
向に一致するようにしてマスクステージ７に装着する。
そして、マスク５０をマスクステージ７によりｘ軸方向
に適当な速度で連続移動させつつ、偏向器６Ａ、６Ｂに
よりｘ軸方向及びｙ軸方向への電子線の偏向量をステッ
プ的に変化させ、これによりマスク５０の一端側から他
端側まで各小領域５４に順次所定時間ずつ電子線を照射
する。マスクステージ７の移動速度や偏向器６Ａ、６Ｂ
の偏向量は予め記憶装置２５に与え、必要に応じて制御
装置２４に読み込んでマスクステージ７や制御電源２１
に指示すればよい。電子線によるマスク５０の走査に同
期して、ウエハステージ１０をｘ軸方向反対側へ連続移
動させ、各小領域５４のパターンの像をウエハ６０の各
小領域５４に対応した被転写領域に縮小転写する。この
とき、ｘ軸方向及びｙ軸方向にそれぞれ隣接する被転写
領域のうち、図８（ａ）に示した重複転写範囲ｂが相互
に重なるようにウエハ６０への電子線の入射位置を調整
する。具体的には、ｙ軸方向の入射位置は偏向器１１
Ａ、１１Ｂの偏向量にて調整し、ｘ軸方向の入射位置は
ウエハステージ１０のｘ軸方向の位置および偏向器１１
Ａ、１１Ｂの偏向量にて調整する。これらの偏向量や速
度も予め記憶装置２５に与え、必要に応じて制御装置２
４に読み込んでウエハステージ１０や制御電源２２に指
示すればよい。
【００１９】−第２の実施の形態− 図９および図１０により本発明の第２の実施の形態を説
明する。本実施の形態では、図４の装置において、マス
ク５０の小領域５４のそれぞれに電子線を照射する際
に、偏向器６Ａまたは６Ｂのいずれかに与える電流値を
周期的に変化させる。例えば図９に示すように、特定の
小領域５４に電子線を導くために必要な偏向器６Ａの電
流値がＩ0のとき、実際には電流値Ｉ0に鋸歯状の高周波
を重畳した電流を偏向器６Ａに与える。なお、上述した
ように、偏向器６Ａには二組の偏向コイルが存在する
が、双方のコイルに対する電流を鋸歯状に変化させる。
偏向器６Ｂを対象とする場合も同様である。
明する。本実施の形態では、図４の装置において、マス
ク５０の小領域５４のそれぞれに電子線を照射する際
に、偏向器６Ａまたは６Ｂのいずれかに与える電流値を
周期的に変化させる。例えば図９に示すように、特定の
小領域５４に電子線を導くために必要な偏向器６Ａの電
流値がＩ0のとき、実際には電流値Ｉ0に鋸歯状の高周波
を重畳した電流を偏向器６Ａに与える。なお、上述した
ように、偏向器６Ａには二組の偏向コイルが存在する
が、双方のコイルに対する電流を鋸歯状に変化させる。
偏向器６Ｂを対象とする場合も同様である。
【００２０】以上の処理によれば、一つ一つの小領域５
４に電子線をそれぞれ照射する間に電子線の照射範囲が
絶えず変動する。その状態を図１０に模式的に示す。図
１０（ａ）〜（ｃ）の実線は偏向器６Ａに電流値Ｉ0を
与えたときの電子線の照射範囲（以下、本来の照射範囲
と呼ぶ。）を示し、（ａ）、（ｂ）の一点鎖線はそれぞ
れ実際の照射範囲がずれた状態を示す。偏向器６Ａに与
える電流の変化により実際の照射位置はｘ軸、ｙ軸方向
に周期的に変化するから、結局、図１０（ｃ）に示すよ
うに本来の電子線の照射範囲よりも外側の一定幅の範囲
（ハッチング領域）まで電子線が照射され、その範囲で
の照射量は図１０（ｄ）、（ｅ）に示すように外側ほど
減少する。従って、本来の照射範囲が図８（ｃ）の破線
ｃで囲まれた範囲と一致し、その外側の照射範囲が図８
（ｃ）の破線ｃと一点鎖線ｄで囲まれた範囲と一致する
ように、第１アパーチャ４の大きさ、マスク５０の小領
域５４の大きさ、および偏向電流の変動幅を設定すれば
第１の実施の形態と同様のパターン転写が行なえる。な
お、アパーチャ像をデフォーカスする必要はない。図４
の偏向器６Ａ、６Ｂでは応答が遅い場合、図１１に示す
ように偏向器６Ａ、６Ｂとは別に静電偏向器３０を追加
し、制御装置２４からの指示に従って制御電源３１から
静電偏向器３０に与える電圧を鋸歯状に変化させるとよ
い。偏向器６Ａ、６Ｂや静電偏向器３０に対する電流、
電圧を鋸歯状に変化させる例に限らず、マスクの一つの
小領域に対する電子線の照射中に偏向量、換言すれば照
射範囲を周期的に変化させるものであればよい。
４に電子線をそれぞれ照射する間に電子線の照射範囲が
絶えず変動する。その状態を図１０に模式的に示す。図
１０（ａ）〜（ｃ）の実線は偏向器６Ａに電流値Ｉ0を
与えたときの電子線の照射範囲（以下、本来の照射範囲
と呼ぶ。）を示し、（ａ）、（ｂ）の一点鎖線はそれぞ
れ実際の照射範囲がずれた状態を示す。偏向器６Ａに与
える電流の変化により実際の照射位置はｘ軸、ｙ軸方向
に周期的に変化するから、結局、図１０（ｃ）に示すよ
うに本来の電子線の照射範囲よりも外側の一定幅の範囲
（ハッチング領域）まで電子線が照射され、その範囲で
の照射量は図１０（ｄ）、（ｅ）に示すように外側ほど
減少する。従って、本来の照射範囲が図８（ｃ）の破線
ｃで囲まれた範囲と一致し、その外側の照射範囲が図８
（ｃ）の破線ｃと一点鎖線ｄで囲まれた範囲と一致する
ように、第１アパーチャ４の大きさ、マスク５０の小領
域５４の大きさ、および偏向電流の変動幅を設定すれば
第１の実施の形態と同様のパターン転写が行なえる。な
お、アパーチャ像をデフォーカスする必要はない。図４
の偏向器６Ａ、６Ｂでは応答が遅い場合、図１１に示す
ように偏向器６Ａ、６Ｂとは別に静電偏向器３０を追加
し、制御装置２４からの指示に従って制御電源３１から
静電偏向器３０に与える電圧を鋸歯状に変化させるとよ
い。偏向器６Ａ、６Ｂや静電偏向器３０に対する電流、
電圧を鋸歯状に変化させる例に限らず、マスクの一つの
小領域に対する電子線の照射中に偏向量、換言すれば照
射範囲を周期的に変化させるものであればよい。
【００２１】以上の実施の形態では、電子銃１、コンデ
ンサレンズ２、３、５、第１アパーチャ４、偏向器６
Ａ、６Ｂおよびマスクステージ７が照射手段を、投影レ
ンズ８、９および第２アパーチャ１２が投影手段を、偏
向器１１Ａ、１１Ｂおよびウエハステージ１０が入射位
置調整手段をそれぞれ構成する。また、第１の実施の形
態では、第１アパーチャ４の像をデフォーカス状態で投
影させるように設定されたコンデンサレンズ５が照射量
低減手段を、第２の実施の形態では偏向器６Ａまたは６
Ｂとこれに対する電流値を周期的に変化させる制御電源
２１とが照射量低減手段を構成する。また、第１アパー
チャ４が各請求項におけるアパーチャに相当する。マス
ク５０の小領域５４のうち、マスク基板５１が露出する
部分が請求項１０の第１の領域に、照射制限部材５３に
て覆われる部分が請求項１０の第２の領域に相当する。
図７のマスクの例では、抜き孔５６の部分が請求項１０
の第１の領域に、マスク基板５５が請求項１０の第２の
領域に相当する。実施の形態で使用した図４〜図１１
は、転写装置やマスクの各部の実際の寸法比を正確に反
映したものではない。電子線に限らずイオンビーム等を
用いてもよい。
ンサレンズ２、３、５、第１アパーチャ４、偏向器６
Ａ、６Ｂおよびマスクステージ７が照射手段を、投影レ
ンズ８、９および第２アパーチャ１２が投影手段を、偏
向器１１Ａ、１１Ｂおよびウエハステージ１０が入射位
置調整手段をそれぞれ構成する。また、第１の実施の形
態では、第１アパーチャ４の像をデフォーカス状態で投
影させるように設定されたコンデンサレンズ５が照射量
低減手段を、第２の実施の形態では偏向器６Ａまたは６
Ｂとこれに対する電流値を周期的に変化させる制御電源
２１とが照射量低減手段を構成する。また、第１アパー
チャ４が各請求項におけるアパーチャに相当する。マス
ク５０の小領域５４のうち、マスク基板５１が露出する
部分が請求項１０の第１の領域に、照射制限部材５３に
て覆われる部分が請求項１０の第２の領域に相当する。
図７のマスクの例では、抜き孔５６の部分が請求項１０
の第１の領域に、マスク基板５５が請求項１０の第２の
領域に相当する。実施の形態で使用した図４〜図１１
は、転写装置やマスクの各部の実際の寸法比を正確に反
映したものではない。電子線に限らずイオンビーム等を
用いてもよい。
【００２２】なお、実施の形態のマスク５０は、従来方
法で使用するマスクと比べて小領域と支柱との境界部分
に明確な相違がある。従来の方法では、図１３および図
１４に示すようにマスク７０の支柱７１から小領域７２
の内側に向って一定範囲に、電子線を散乱または吸収さ
せるスカート７３を一様に配置し、それよりも内側のマ
スク基板７４上に照射制限部材７５をパターンに応じて
適宜配置している。そして、電子線の照射範囲を図に一
点鎖線で示したように、スカート７３の内周よりも僅か
に大きく設定し、これにより各小領域に対応したウエハ
の被転写領域の境界位置を明確化させるとともに、支柱
７１への電子線の入射を防いでいるが、上記実施の形態
では小領域５４内の周辺部で電子線の照射量が漸減する
のでスカートを設ける必要がなく、小領域５４と支柱５
２との境界までパターンを設けている。また、上記実施
の形態においては、マスク５０の小領域５４を支柱５２
により互いに離間するように形成しているが、支柱５３
を設けることなく小領域５４を連続させてマスク５０を
形成してもよい。
法で使用するマスクと比べて小領域と支柱との境界部分
に明確な相違がある。従来の方法では、図１３および図
１４に示すようにマスク７０の支柱７１から小領域７２
の内側に向って一定範囲に、電子線を散乱または吸収さ
せるスカート７３を一様に配置し、それよりも内側のマ
スク基板７４上に照射制限部材７５をパターンに応じて
適宜配置している。そして、電子線の照射範囲を図に一
点鎖線で示したように、スカート７３の内周よりも僅か
に大きく設定し、これにより各小領域に対応したウエハ
の被転写領域の境界位置を明確化させるとともに、支柱
７１への電子線の入射を防いでいるが、上記実施の形態
では小領域５４内の周辺部で電子線の照射量が漸減する
のでスカートを設ける必要がなく、小領域５４と支柱５
２との境界までパターンを設けている。また、上記実施
の形態においては、マスク５０の小領域５４を支柱５２
により互いに離間するように形成しているが、支柱５３
を設けることなく小領域５４を連続させてマスク５０を
形成してもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のパターン
転写方法によれば、マスクの複数の小領域内の周辺部で
荷電粒子線の照射量を減少させ、それに対応して感応基
板上で荷電粒子線の入射量が減少する範囲を相互に重ね
つつパターン転写を行なうようにしたので、パターンを
滑らかに接続してデバイスの特性を向上させることがで
きる。また、本発明に係る装置やマスクを用いれば、本
発明のパターン転写方法を容易に実現できる。
転写方法によれば、マスクの複数の小領域内の周辺部で
荷電粒子線の照射量を減少させ、それに対応して感応基
板上で荷電粒子線の入射量が減少する範囲を相互に重ね
つつパターン転写を行なうようにしたので、パターンを
滑らかに接続してデバイスの特性を向上させることがで
きる。また、本発明に係る装置やマスクを用いれば、本
発明のパターン転写方法を容易に実現できる。
【図１】本発明のパターン転写方法における照射量低減
処理を示す図。
処理を示す図。
【図２】本発明の作用を説明するための図。
【図３】本発明のパターン転写方法の走査処理および投
影処理の概略を示す斜視図。
影処理の概略を示す斜視図。
【図４】本発明の実施の形態で使用する電子線転写装置
の概略を示す図。
の概略を示す図。
【図５】図４の装置で使用するマスクの断面図。
【図６】図５のマスクの斜め上方からの斜視図。
【図７】図５の変形例を示す図。
【図８】実施の形態におけるウエハのパターンとマスク
のパターンとの関係を示す図。
のパターンとの関係を示す図。
【図９】本発明の第２の実施の形態において偏向器に与
える電流値の一例を示す図。
える電流値の一例を示す図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の作用を説明する
ための図。
ための図。
【図１１】第２の実施の形態の変形例で使用する電子線
転写装置の概略を示す図。
転写装置の概略を示す図。
【図１２】従来の転写方法の問題点を示す図。
【図１３】従来の転写方法で使用するマスクの平面図。
【図１４】図１３のマスクの断面図。
１ 電子銃 ２，３，５ コンデンサレンズ ４ 第１アパーチャ ６Ａ，６Ｂ 偏向器 ７ マスクステージ ８，９ 投影レンズ １０ ウエハステージ １１Ａ，１１Ｂ 偏向器 １２ 第２アパーチャ ５０ マスク ５１，５５ マスク基板 ５２ 支柱 ５３ 照射制限部材 ５４ マスクの小領域 ５６ マスクの抜き孔 ６０ ウエハ １００ マスク １００ａ マスクの小領域 １００ｘ 小領域内の周辺部 １１０ 感応基板 １１０ｂ 感応基板の被転写領域
Claims (11)
- 【請求項１】 マスク上の複数の小領域に順次荷電粒子
線を照射して、各小領域に設けられたパターンに相関し
た変化を荷電粒子線に生じさせる走査処理と、 前記マスクの各小領域を通過した荷電粒子線の少なくと
も一部を、感応基板上に相互に連続させて設定された複
数の被転写領域のうちで各小領域にそれぞれ対応した被
転写領域へ導く投影処理とを有するパターン転写方法に
おいて、 前記走査処理に同期して、前記複数の小領域内のそれぞ
れの周辺部に対する荷電粒子線の照射量を各小領域の中
心から離れるほど漸次減少させる照射量低減処理を実施
し、 前記感応基板上で相互に隣接する一対の被転写領域のう
ち、前記照射量低減処理によって荷電粒子線の入射量が
減少する領域の少なくとも一部が相互に重なるように前
記マスクの前記小領域と前記感応基板の被転写領域とを
対応させるように走査することを特徴とする荷電粒子線
によるパターン転写方法。 - 【請求項２】 前記感応基板の前記一対の被転写領域に
対応した前記マスクの小領域内の前記周辺部に共通のパ
ターンを設けることを特徴とする請求項１記載の荷電粒
子線によるパターン転写方法。 - 【請求項３】 前記照射量低減処理として、前記マスク
に導かれる荷電粒子線を前記小領域に対応した断面形状
に整形するアパーチャの像を、前記マスクにデフォーカ
ス状態で投影することを特徴とする請求項１記載の荷電
粒子線によるパターン転写方法。 - 【請求項４】 前記照射量低減処理として、前記マスク
に導かれる荷電粒子線を、単一の小領域に対する照射中
に前記マスク面と平行な方向に振動させることを特徴と
する請求項１記載の荷電粒子線によるパターン転写方
法。 - 【請求項５】 マスク上の複数の小領域のそれぞれに対
して荷電粒子線を択一的に照射可能な照射手段と、 前記マスクの各小領域を通過した荷電粒子線の少なくと
も一部を感応基板に導く投影手段と、 前記複数の小領域のそれぞれに対応した前記感応基板の
被転写領域が相互に連続するように前記感応基板に対す
る荷電粒子線の入射位置を調整する入射位置調整手段と
を有する荷電粒子線転写装置において、 前記複数の小領域内のそれぞれの周辺部に対する荷電粒
子線の照射量を各小領域の中心から離れるほど漸次減少
させる照射量低減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６】 前記マスクに向かう荷電粒子線を前記小
領域に対応した断面形状に整形するアパーチャを有し、 前記照射量低減手段は、前記アパーチャの像を前記マス
クにデフォーカス状態で投影することを特徴とする請求
項５記載の荷電粒子線転写装置。 - 【請求項７】 前記照射量低減手段は、前記マスクに導
かれる荷電粒子線を、単一の小領域に対する照射中に前
記マスク面と平行な方向に振動させることを特徴とする
請求項５記載の荷電粒子線転写装置。 - 【請求項８】 前記マスクに導かれる荷電粒子線を前記
小領域に対応した断面形状に整形するアパーチャと、 前記アパーチャを通過して前記マスクに導かれる荷電粒
子線を前記マスクと平行な方向に偏向する偏向器とを有
し、 前記照射量低減手段は、前記偏向器による荷電粒子線の
偏向量を周期的に変化させることを特徴とする請求項７
記載の荷電粒子線転写装置。 - 【請求項９】 複数の小領域を有し、前記複数の小領域
のそれぞれには、各小領域を通過する荷電粒子線に所定
の変化を与えるパターンが設けられた荷電粒子線転写用
マスクにおいて、 相互に接続されるべきパターンが設けられた一対の小領
域内の周辺部では、前記パターンが重複していることを
特徴とする荷電粒子線転写用マスク。 - 【請求項１０】 マスク基板と、 前記マスク基板を支持しつつ該マスク基板を複数の小領
域に区分する支柱とを備え、 前記小領域には、荷電粒子線を透過させる第１の領域
と、該第１の領域よりも荷電粒子線の散乱または吸収の
程度が大きい第２の領域とが設けられた荷電粒子線転写
用マスクにおいて、 前記小領域と前記支柱との境界位置に前記第１の領域が
接していることを特徴とする荷電粒子線転写用マスク。 - 【請求項１１】 薄膜状のマスク基板と、 前記マスク基板を支持しつつ該マスク基板を複数の小領
域に区分する支柱と、 前記マスク基板の前記小領域に配置され、荷電粒子線の
吸収または散乱の程度が前記マスク基板よりも大きい照
射制限部材とを有する荷電粒子線転写用マスクにおい
て、 前記照射制限部材の存在しない透過領域が前記小領域と
前記支柱との境界位置に接するように設けられているこ
とを特徴とする荷電粒子線転写用マスク。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8144404A JPH0974064A (ja) | 1995-06-26 | 1996-06-06 | 荷電粒子線によるパターン転写方法及び転写装置 |
| US08/670,436 US5989753A (en) | 1995-06-26 | 1996-06-26 | Method, apparatus, and mask for pattern projection using a beam of charged particles |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-159580 | 1995-06-26 | ||
| JP15958095 | 1995-06-26 | ||
| JP8144404A JPH0974064A (ja) | 1995-06-26 | 1996-06-06 | 荷電粒子線によるパターン転写方法及び転写装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0974064A true JPH0974064A (ja) | 1997-03-18 |
Family
ID=26475822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8144404A Pending JPH0974064A (ja) | 1995-06-26 | 1996-06-06 | 荷電粒子線によるパターン転写方法及び転写装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5989753A (ja) |
| JP (1) | JPH0974064A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0969326A2 (en) * | 1998-07-01 | 2000-01-05 | Asm Lithography B.V. | Lithographic apparatus |
| US6376847B1 (en) | 1998-08-24 | 2002-04-23 | Matsushia Electric Industrial Co., Ltd. | Charged particle lithography method and system |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11329945A (ja) * | 1998-05-08 | 1999-11-30 | Nikon Corp | 荷電粒子ビーム転写方法及び荷電粒子ビーム転写装置 |
| US6617585B1 (en) | 2000-05-24 | 2003-09-09 | Nikon Corporation | Optimized curvilinear variable axis lens doublet for charged particle beam projection system |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5260151A (en) * | 1991-12-30 | 1993-11-09 | At&T Bell Laboratories | Device manufacture involving step-and-scan delineation |
| US5376505A (en) * | 1992-03-16 | 1994-12-27 | At&T Corp. | Device fabrication entailing submicron imaging |
| US5523580A (en) * | 1993-12-23 | 1996-06-04 | International Business Machines Corporation | Reticle having a number of subfields |
-
1996
- 1996-06-06 JP JP8144404A patent/JPH0974064A/ja active Pending
- 1996-06-26 US US08/670,436 patent/US5989753A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0969326A2 (en) * | 1998-07-01 | 2000-01-05 | Asm Lithography B.V. | Lithographic apparatus |
| EP0969326B1 (en) * | 1998-07-01 | 2012-10-17 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic apparatus |
| US6376847B1 (en) | 1998-08-24 | 2002-04-23 | Matsushia Electric Industrial Co., Ltd. | Charged particle lithography method and system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5989753A (en) | 1999-11-23 |
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