JPH1064783A - 電子ビーム用マスクおよび露光方法 - Google Patents

電子ビーム用マスクおよび露光方法

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JPH1064783A JP8215626A JP21562696A JPH1064783A JP H1064783 A JPH1064783 A JP H1064783A JP 8215626 A JP8215626 A JP 8215626A JP 21562696 A JP21562696 A JP 21562696A JP H1064783 A JPH1064783 A JP H1064783A
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    • H01J2237/31794—Problems associated with lithography affecting masks

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子ビームを偏向させながらマスクに投射さ
せてウェハへの露光を行う場合に、電子ビームの偏向歪
みや収差により、マスクの周辺部においしパターンの転
写位置精度が低下される。 【解決手段】 電子ビーム用マスク１は、マスク基板２
に配置するパターン３として、電子ビーム露光装置の光
学系の光軸中心に対応する領域には設計ルールの厳しい
パターン３ａを配置し、その周辺領域には設計ルールの
緩やかなパターン３ｂを配置する。マスク中心部では電
子ビームの偏向歪や収差が小さいため、位置精度の高い
パターン転写が可能となり、マスク周辺部では電子ビー
ムの偏向歪や収差が大きくとも、その位置誤差を設計ル
ールの範囲内に抑えることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の所望パターン
を一括して転写する電子ビーム、すなわち荷電粒子ビー
ム露光に用いる電子ビーム露光用マスクとその露光方法
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においても例外ではない。
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、光用マスクやＸ線用マスク
と同様に予め所望パターンが形成された電子ビームマス
クを使用する転写法が提案されている。この転写法で使
用する電子ビーム用マスクには、通常、可変成型用の開
口とデバイス設計データから抽出された繰り返しパター
ンの開口が複数個形成されている。
【０００３】例えば、図４はその一例であり、電子ビー
ム用マスク１００のマスク基板１０１には、マスク基板
１０１を所望のパターンに開口して形成した複数個の部
分一括描画用のパターン１０２が配置されている。そし
て、パターン転写の際には、転写するパターンデータに
合わせてビーム偏向器で電子ビームを偏向し、選択され
たパターンに電子ビームを投射して、その開口パターン
の転写を行っている。ここで、従来の電子ビーム用マス
クの製作に当たっては、マスク上のパターンの配置レイ
アウトは製作者に一任されており、特定の条件に従って
いるわけではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このマスク
を用いて、図４に点描枠で示したようなマスクの外周領
域に配置されている開口のパターン１０２ｂを転写する
場合には、同図に白抜き枠で示したようなマスク中心領
域に配置された開口のパターン１０２ａを描画する場合
に比べて、図５に示すように、電子ビームＥＢを大きく
偏向する必要がある。そのため、光学系の光軸中心から
離れたマスク外周部でビーム偏向量が大きくなり、ビー
ム偏向歪みや収差が大きくなり、マスク外周部の開口パ
ターン１０２ｂのパターン転写位置精度が低下され易い
という問題がある。
【０００５】これを解決するための手段として、これま
ではこの偏向歪み、収差を減少させる方向のアプローチ
が数多く検討されてきている。例えば、特開平７−２０
１７０１号公報、特開平７−１４２３２１号公報。しか
しながら、これらの技術では、電子ビームの偏向光学系
に手を加えるために、装置の複雑化をまねくとともに、
これらの要因を完全に取り除くことは困難である。特
に、半導体デバイスは近年ますます微細化が進み、パタ
ーン転写時の転写精度もますます厳しくなっており、こ
の要求に応え得る精度を得ることは困難である。
【０００６】本発明の目的は、電子ビームの偏向歪みや
収差にかかわらず、要求される転写精度を満たすことが
可能な電子ビーム用マスクおよび電子ビーム露光方法を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の電子ビーム用マ
スクは、電子ビーム露光装置の光学系の光軸中心に対応
する領域には設計ルールの厳しいパターンを配置し、そ
の周辺領域には設計ルールの緩やかなパターンを配置し
たことを特徴とする。例えば、マスク基板に複数のパタ
ーンが配置されており、これらパターンのうち設計ルー
ルの厳しいパターンは、設計ルールの緩やかなパターン
よりもマスク基板の中心側に配置された構成とする。特
に、マスク基板が矩形に形成された場合には、複数のパ
ターンは枡目状に配置され、その中心領域から外周領域
に向けてパターンの設計ルールが徐々に緩やかにされた
構成とされる。
【０００８】また、本発明の露光方法では、電子ビーム
を偏向しながらマスクの中心領域から周辺領域に投射
し、このマスクに形成されているパターンを露光体に転
写するに際し、電子ビームの偏向角度が小さい領域では
マスクに形成されている設計ルールの厳しいパターンを
転写し、電子ビームの偏向角度が大きい領域ではマスク
に形成されている設計ルールの緩やかなパターンを転写
することを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態で
ある荷電粒子ビーム用マスク、ここでは電子ビーム用マ
スクに適用したマスクパターンを示している。このマス
ク１は矩形のマスク基板２に、複数個の部分一括パター
ン３が枡目状に配置されており、このマスク１は、図２
に示すような電子ビーム露光装置１０で用いられる。こ
の電子ビーム露光装置１０は、電子ビームＥＢを発生さ
せる電子銃等の電子ビーム発生部１１と、発生された電
子ビームＥＢの光軸をＸ方向及びＹ方向に偏向させる偏
向部１２と、偏向された電子ビームが投射されるマスク
載置部１３と、露光体としての半導体ウェハが載置され
るウェハ載置部１４とを備えており、前記マスク載置部
１３に前記したマスク１が載置され、このマスク１を透
過された電子ビームＥＢがウェハ載置部１５に載置され
た半導体ウェハ２０の表面の電子線レジストに照射され
て前記マスクのパターンを転写するように構成されてい
る。
【００１０】ここで、前記マスク１に形成されているパ
ターン３は、その要求されるパターンに対応してその設
計ルール、すなわち位置精度がそれぞれ相違されている
が、これらのパターンをマスク基板２に配置するに際し
ては、その設計ルールが厳しい、あるいは極めて厳しい
位置精度の要求されるパターン（ファインパターン）３
ａを中心側の領域に配置している。例えば、微細メモリ
等で厳しい位置精度を要求される下地のコンタクトパタ
ーンや、０．２μｍ以下の設計ルールのパターン等がこ
れらに該当する。
【００１１】一方で、マスク基板２の外周領域には設計
ルールが緩い、あるいは比較的厳しい位置精度の要求さ
れないパターン（ラフパターン）３ｂを配置する。例え
ば、微細メモリ等でも上地の配線パターンやコンタクト
パターン、あるいは０．２μｍ以上の設計ルールのパタ
ーン等がこれらに該当する。なお、図１はメモリデバイ
スパターンの例であり、ファインパターンとしてセルア
レイパターン、ラフパターンとしてその周辺回路パター
ンを配置した場合である。
【００１２】図３はこのような電子ビーム用マスクを作
製する場合のパターン配置方法をフローチャートで示し
たものである。デバイスの設計データより抽出された複
数の部分一括パターンは、このフローチャートに従って
マスク基板上に配置される。すなわち、複数のパターン
の各設計ルールを判断し、０．２μｍ以下と、以上とに
区分けする。そして、０．２μｍ以上の場合でも、位置
精度が厳しく要求される下地工程用のパターン、例えば
ゲート・コンタクト等のパターンは０．２μｍ以下の方
に区分する。その上で、０．２μｍ以下のパターンから
１つを選択してマスク基板の中央に配置し、以下１つず
つ選択してこの中央のパターンの周囲に順次配置する。
この０．２μｍ以下のパターンの配置が終了した後に、
０．２μｍ以上のパターンをその周囲に配置する。これ
により、図１に示したようなマスクが形成される。
【００１３】したがって、このマスク１を用いて図２に
示す電子ビーム露光装置により露光を行うと、偏向され
ない電子ビームＥＢはマスク１の中心部位に投射され、
この中心位置のパターン３ａを半導体ウェハ２０に転写
することが可能となる。また、その周囲に配置されてい
る同じく設計ルールの厳しい他のパターン３ａに対して
は電子ビームの偏向角度が小さい状態でパターン転写を
行うことができる。これにより、マスクの中央領域およ
びその近傍周囲の領域のパターン３ａは、電子ビームの
偏向歪みや収差が小さく状態でのパターン転写が行わ
れ、要求される厳しい位置精度に適応した転写が実現で
きる。
【００１４】一方、マスク１の周辺部のパターン３ｂを
転写する際には、電子ビームの偏向角度が大きくなり、
偏向歪みや収差も大きなものとなる。この領域は図１に
斜線で示す領域である。このため、マスク周辺部のパタ
ーン３ｂを転写することによりその位置精度は低下され
る。しかしながら、マスク周辺部のパターン３ｂは、そ
の設計ルールが緩やかであるため、電子ビームの偏向歪
みや収差による位置精度は許容可能な範囲となり、この
条件下でのパターン転写によっても問題が生じることは
ない。
【００１５】なお、前記実施形態では、マスクの中心領
域と周辺領域とで２つの領域に分け、かつパターンの設
計ルールも０．２μｍを基準にして区分けしているが、
実際の電子ビームの偏向歪や収差は、光軸から周辺部に
向けて連続的に変化されるため、マスクの中心領域から
周辺領域に向けて３以上の複数領域に区分し、設計ルー
ルの程度に応じて順次中心領域から周辺領域へと各パタ
ーンを配置するようにすればよい。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、電子ビー
ム露光装置の光学系の光軸中心に対応する領域には設計
ルールの厳しいパターンを配置し、その周辺領域には設
計ルールの緩やかなパターンを配置しているので、電子
ビームの偏向歪が小さい状態では設計ルールの厳しいパ
ターンの転写が可能となり、電子ビームの偏向歪が大き
い状態では設計ルールの緩やかなパターンの転写が行わ
れるため、特に設計ルールの厳しいパターンの転写を高
い位置精度で行うことができる。また、その一方で、設
計ルールの緩やかなパターン転写は電子ビームの偏向歪
によっても実際上の影響が少ないため、パターン転写に
際して問題が生じることは殆ど無い。これにより、電子
ビーム露光装置の構造を複雑化することなく、簡易な露
光装置を用いて高い位置精度のパターン露光が実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子ビーム用マスクの一実施例の平面
図である。
【図２】本発明が適用される電子ビーム露光装置の概念
構成図である。
【図３】本発明の電子ビーム用マスクの製造方法を説明
するためのフローチャートである。
【図４】従来の電子ビーム用マスクを説明するための概
略平面図である。
【図５】従来の問題点を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１ マスク ２ マスク基板 ３ パターン ３ａ 設計ルールの厳しいパターン ３ｂ 設計ルールの緩やかなパターン １０ 電子ビーム露光装置 １１ 電子ビーム発生部 １２ 偏向部 １３ マスク載置部 １４ ウェハ載置部 ２０ 半導体ウェハ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年１０月４日
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電子ビーム等の荷電粒子ビームを偏向さ
    せながらマスクに投射し、このマスクに形成されたパタ
    ーンに対応するパターンを露光体に転写する電子ビーム
    露光装置に用いられる電子ビーム用マスクにおいて、前
    記電子ビーム露光装置の光学系の光軸中心に対応する領
    域には設計ルールの厳しいパターンを配置し、その周辺
    領域には設計ルールの緩やかなパターンを配置したこと
    を特徴とする電子ビーム用マスク。
  2. 【請求項２】 マスク基板に複数のパターンが配置され
    ており、これらパターンのうち設計ルールの厳しいパタ
    ーンは、設計ルールの緩やかなパターンよりもマスク基
    板の中心側に配置されてなる請求項１の電子ビーム用マ
    スク。
  3. 【請求項３】 マスクは矩形に形成され、複数のパター
    ンは枡目状に配置され、その中心領域から外周領域に向
    けてパターンの設計ルールが徐々に緩やかにされてなる
    請求項２の電子ビーム用マスク。
  4. 【請求項４】 電子ビームを偏向しながらマスクの中心
    領域から周辺領域に投射し、このマスクに形成されてい
    るパターンを露光体に転写する電子ビーム露光方法にお
    いて、前記電子ビームの偏向角度が小さい領域ではマス
    クに形成されている設計ルールの厳しいパターンを転写
    し、電子ビームの偏向角度が大きい領域ではマスクに形
    成されている設計ルールの緩やかなパターンを転写する
    ことを特徴とする電子ビーム露光方法。を含むパターン
    の描画を行うことを特徴とする電子線露光方法。
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