JPH10289856A - 電子線露光用マスク及び電子線描画方法 - Google Patents

電子線露光用マスク及び電子線描画方法

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JPH10289856A
JPH10289856A JP9097537A JP9753797A JPH10289856A JP H10289856 A JPH10289856 A JP H10289856A JP 9097537 A JP9097537 A JP 9097537A JP 9753797 A JP9753797 A JP 9753797A JP H10289856 A JPH10289856 A JP H10289856A
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    • H01J2237/31777Lithography by projection
    • H01J2237/31788Lithography by projection through mask

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望コンタクトパターンに適用する際の電子
線リソグラフィ工程の短時間化(短TAT化)、及び描
画寸法精度を劣化させる原因となる可変成形電子線によ
る描画精度不足を回避する。 【解決手段】 電子線露光用マスク1に種々の寸法(サ
イズ)を持ったコンタクト描画用開口2,3,4,5,
6を作製し、これを用いて所望コンタクトパターンを電
子線露光する。このため、矩形電子線を形成するアパー
チャ(絞り)の調整、成形レンズの変動等による、描画
寸法変動を最小限に抑えることができ、また、事前に行
う電子線寸法較正を行う必要もなくなり、電子線リソグ
ラフィ工程にかかる時間(TAT)を大幅に削減可能に
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線を用いてレ
ジストに所望パターンを直接露光する電子線露光用マス
ク、及び電子線露光用マスクを用いた電子線の露光方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体の製造には高いスループッ
トが要求されており、これは、微細パターンを半導体ウ
ェハ上に形成するリソグラフィ工程においても例外でな
い。このため、紫外光を用いる光リソグラフィやX線を
用いるX線リソグラフィばかりでなく、電子線を用いる
電子線リソグラフィにおいても、予め所望パターンが形
成された光やX線用のマスクやレチクルと同等である電
子線露光用マスクを使用する転写法が用いられている。
【0003】電子線露光用マスクを用いた露光方法は、
通常繰り返しパターンが多く存在するDRAM、SRA
M等のメモリデバイスに適用され、繰り返しパターンが
少ないASIC、マイクロコンピュータ等のロジックデ
バイスには、従来法である可変成形電子線による露光が
適用されている。この方法は、図4(a)に示される所
望パターン15が矩形分割ライン16で可変成形電子線
の一度のショットで描画できる最大照射領域17以下の
矩形パターンに分割され、図4(b)のように矩形パタ
ーン18、19、20、21に分割し、2個の絞り(ア
パーチャ)を用いて矩形電子線が順次成形され、所望パ
ターン1が露光される方法である。
【0004】この可変成形電子線による露光を行う場
合、事前に可変成形(矩形)電子線の寸法較正を行う必
要がある。これは、外部環境である温度、振動、磁場や
装置電源、装置構成ユニット間から生じるラインノイズ
や加速電圧用高圧電源等の不安定要因が、電子線、及び
電子線露光装置の光学系(成形偏向、成形レンズ、対物
レンズ等)の安定性、再現性を低下(劣化)させ、要求
寸法精度(特にバラツキ)を満たさなくなるため、可変
成形電子の寸法較正が必要となる。この電子線の寸法安
定性は、時間の経過とともに低下するものであり、通常
10〜12時間毎に較正が必要となる。また、設計寸法
の異なる適用デバイス毎に寸法較正を実施し、高い寸法
精度の維持を図り、安定した状態で所望パターンの露光
を行う。
【0005】ここで、実際の可変成形電子線によるリソ
グラフィ工程の処理フローを図5に示す。ステップ1に
おいて、事前に電子線描画装置の装置較正を行う。この
際、可変成形(矩形)電子線の寸法較正を実施する。次
のステップ2において、所望レジストパターン寸法を得
るための最適露光量条件を抽出するためのパイロット描
画を行う。特に、最適露光量条件は、リソグラフィ工程
の次に行われるエッチング工程によって生じる設計寸法
からのエッチング後の寸法シフト量を見込んで決定する
必要がある。また、このステップ2において、下地パタ
ーンとの重ね合わせ露光のためのアライメント条件出し
を行う場合があるが、通常、予め決められたマークの大
きさ、位置(座標)が用いられるため、必ず実施する必
要はない。次に、このステップ2のパイロット描画結果
から求めた最適露光量を用いて、ステップ3である本描
画を製品である全ウェハに対して行う。そして、ステッ
プ4として、描画不良、ゴミ等の検査のために外観チェ
ックを行い、製品(描画ロット)は次工程であるエッチ
ング工程に進む。
【0006】以上示したように、設計寸法の異なる製品
毎にステップ1から4を実施しているのが、現状の可変
成形電子線を用いた電子線リソグラフィ工程である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ロジックテバイスへ適
用される可変成形電子線による従来の電子線リソグラフ
ィ工程の場合、上記したように設計寸法の異なる製品毎
に可変成形電子線の寸法較正を行ない、所望のレジスト
パターン寸法を得るための最適露光量条件を抽出するた
めにパイロット描画も行わなければならない。そのた
め、電子線リソグラフィ工程にかかる時間(TAT)が
数時間にも及んでしまう。
【0008】更に、エッチング工程に生じる設計寸法か
らのエッチング後の寸法シフトを見込む必要があるた
め、設計寸法、下地材料、構造、膜厚等が異なる製品毎
に行わなければならなくなっており、同様にTATが大
幅に延びている。
【0009】また、可変成形電子線を用いているため、
2個のアパーチャの調整方法や成形レンズの電圧変動等
によって得られるレジストパターンの寸法バラツキ精度
が低下してしまう。特に、コンタクトパターンを描画す
る場合、微細なルールで設計された矩形(四角)パター
ンを可変成形電子線で描画することになるため、得られ
る寸法バラツキ精度の劣化が顕著になってしまう。
【0010】近年、ロジックデバイスの多品種化、少量
生産化に伴い、作製期間の短時間化(短TAT化)が求
められており、短TAT化を妨げる処理工程の削減が求
められている。また、デバイスの高集積化、微細化に伴
い、特に最小設計ルールが用いられるコンタクト描画工
程において、設計寸法に対して±10%である0.03
μm以下の寸法精度(バラツキ)が必要となっているた
め、この寸法精度を劣化させる原因となる可変成形電子
線による描画精度不足を回避することが不可欠になって
いる。
【0011】本発明の目的は、電子線リソグラフィ工程
に要する時間を短縮し、また描画寸法変動を最小限に抑
えた電子線露光用マスク及び電子線描画方法を提供する
ことにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る電子線露光用マスクは、コンタクト描
画用開口を有する電子線露光用マスクであって、コンタ
クト描画用開口は、部分一括露光用コンタクトパターン
を描画するものであって、種々のサイズをもつものであ
る。
【0013】また前記コンタクト描画用開口は、一度の
電子線照射によって描画可能な最大マスクパターン領域
内に1個或いは複数個設けられたものである。
【0014】また前記コンタクト描画用開口に加えて、
可変成形用開口を有するものである。
【0015】また前記可変成形用開口は、マスク本体の
中央部に設けられたものである。
【0016】また本発明に係る電子線描画方法は、電子
線露光用マスクを用いて電子線描画を行う電子線描画方
法であって、電子線露光用マスクは、一度の電子線照射
によって描画可能な最大マスクパターン領域内に1個又
は複数個のサイズの異なったコンタクト描画用開口を有
するものであり、コンタクト描画用開口を選択し、所望
パターンを露光するものである。
【0017】また前記コンタクト描画用開口は、設計寸
法の異なる製品毎に選択するものである。
【0018】
【作用】本発明は、電子線露光用マスクに種々の寸法
(サイズ)を持ったコンタクト描画用開口部を作製し、
これを用いて所望コンタクトパターンを電子線露光する
ため、矩形電子線を形成するアパーチャ(絞り)の調
整、成形レンズの変動等による、描画寸法変動を最小限
に抑えることが可能となり、また、事前に行う電子線寸
法較正を行う必要もなくなり、電子線リソグラフィ工程
にかかる時間(TAT)を大幅に削減可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
より説明する。
【0020】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1に係る電子線露光用マスクを示す構成図である。
【0021】図1に示す本発明の実施形態1に係る電子
線露光用マスクは、一度の電子線照射によって1個の所
望コンタクトパターンを描画するコンタクト描画用開口
部を持った電子線露光用マスクであり、このマスクを用
いて所望パターンを描画する電子線リソグラフィ工程を
実施する。
【0022】すなわち、図1において、電子線露光用マ
スク1は、矩形状の平面部1aを有し、平面部1aの周
縁から脚部1bが下方に延びて設けられている。そし
て、電子線露光用マスク1の平面部1aには、種々のサ
イズを持った部分一括露光用コンタクト開口1、2、
3、4、5、6を上下に貫通して設けている。
【0023】一度の電子線照射によって一個の所望コン
タクトパターンを描画するため、一度の電子線照射時の
描画可能な最大マスクパターン領域7内に1個のコンタ
クト開口2、3、4、5、6をそれぞれ有している。こ
こで、電子線露光用マスク1中央部の開口パターンは、
可変成形用開口8である。
【0024】これら予め作製されたコンタクト開口2、
3、4、5、6のパターンを設計寸法の異なる製品毎に
選択し、所望パターンを露光する。電子線露光用マスク
に作製されたコンタクト開口2、3、4、5、6を用い
た描画であるため、電子線の寸法較正や、可変成形電子
線を成形するレンズの変動に左右されることなく、一定
の寸法で電子線露光を行うことができる。
【0025】図2の電子線リソグラフィ工程において、
従来実施されている電子線寸法較正、及び、パイロット
描画のステップを行うことなく、ステップ1として、製
品毎に設計された所望寸法(サイズ)に合わせて、電子
線露光用マスク1のコンタクト用開口2、3、4、5、
6を選択し、実際のコンタクト描画を全ウェハに対して
行う。
【0026】そして、ステップ2として、描画不良、ゴ
ミ等の検査のために外観チェックを行い、製品(描画ロ
ット)は次工程であるエッチング工程に進められる。
【0027】したがって、本発明の実施形態1によれ
ば、従来の電子線寸法較正、及びパイロット描画を行う
ステップを削除することができるため、電子線リソグラ
フィ工程にかかるトータルの時間(TAT)を大場に削
減できる。
【0028】(実施形態2)図3は、本発明の実施形態
2を示す図である。図3に示す本発明の実施形態2に係
る電子線露光用マスクは、一度の電子線照射によって2
個の所望コンタクトパターンを描画するコンタクト描画
用開口部を持った電子線露光用マスクを示す例である。
【0029】具体的には、電子線露光用マスク1の最大
マスクパターン領域7内に2個のコンタクト用開口1
0、11を設けている。2個のコンタクト開口10、1
1は、予め設計時に決められるコンタクトパターン間の
距離、相対位置に基づいて決定する。
【0030】例えば、図3(b)に示す所望コンタクト
パターン群9を実際に電子線描画する際、設計データと
一度の電子線照射によって描画されるコンタクト用開口
10及び11が一致する場合、この開口パターン(電子
線露光用マスク)を用いた描画12を行い、一致しない
コンタクトパターン開口13を用いた描画14を実施す
る。
【0031】これにより、得られるレジストパターンの
寸法精度を向上させるだけでなく、電子線描画時のショ
ット数を大幅に削減できるため、描画時間(スループッ
ト)を大幅に短縮できる。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子線露光用マスクに種々の寸法(サイズ)を持ったコン
タクト描画用開口を作製し、これを用いて所望コンタク
トパターンを電子線露光するため、矩形電子線を形成す
るアパーチャ(絞り)の調整、成形レンズの変動等によ
る、描画寸法変動を最小限に抑えることができ、その結
果、0.04μmレベルの寸法バラツキ精度を0.02
μm以下に抑えることができる。
【0033】また、事前に行う電子線寸法較正を行う必
要もなくなり、電子線リソグラフィ工程にかかる時間
(TAT)を大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の実施形態1を示す構成図、
(b)は、(a)のA−A’線断面図である。
【図2】本発明の実施形態1のマスクを用いて描画する
工程を示すフロートチャードである。
【図3】(a)は、本発明の実施形態2を示す構成図、
(b)は描画工程を示す図である。
【図4】従来例を説明する図である。
【図5】従来例を説明する図である。
【符号の説明】
1 電子線露光用マスク 2 コンタクト用開口 3 コンタクト用開口 4 コンタクト用開口 5 コンタクト用開口 6 コンタクト用開口 7 最大マスクパターン領域 8 可変成形用開口 9 所望コンタクトパターン群(設計データ) 10 コンタクト用開口 11 コンタクト用開口 12 コンタクト開口を用いた描画 13 コンタクト開口 14 コンタクト開口を用いた描画 15 所望パターン 16 矩形分割ライン 17 最大照射領域 18 矩形パターン 19 矩形パターン 20 矩形パターン 21 矩形パターン

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンタクト描画用開口を有する電子線露
    光用マスクであって、 コンタクト描画用開口は、部分一括露光用コンタクトパ
    ターンを描画するものであって、種々のサイズをもつも
    のであることを特徴とする電子線露光用マスク。
  2. 【請求項2】 前記コンタクト描画用開口は、一度の電
    子線照射によって描画可能な最大マスクパターン領域内
    に1個或いは複数個設けられたものであることを特徴と
    する請求項1に記載の電子線露光用マスク。
  3. 【請求項3】 前記コンタクト描画用開口に加えて、可
    変成形用開口を有するものであることを特徴とする請求
    項1又は2に記載の電子線露光用マスク。
  4. 【請求項4】 前記可変成形用開口は、マスク本体の中
    央部に設けられたものであることを特徴とする請求項3
    に記載の電子線露光用マスク。
  5. 【請求項5】 電子線露光用マスクを用いて電子線描画
    を行う電子線描画方法であって、 電子線露光用マスクは、一度の電子線照射によって描画
    可能な最大マスクパターン領域内に1個又は複数個のサ
    イズの異なったコンタクト描画用開口を有するものであ
    り、 前記コンタクト描画用開口を選択し、所望パターンを露
    光するものであることを特徴とする電子線描画方法。
  6. 【請求項6】 前記コンタクト描画用開口は、設計寸法
    の異なる製品毎に選択するものであることを特徴とする
    請求項5に記載の電子線描画方法。
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