JPH11224847A - レチクル - Google Patents

レチクル

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JPH11224847A
JPH11224847A JP3660698A JP3660698A JPH11224847A JP H11224847 A JPH11224847 A JP H11224847A JP 3660698 A JP3660698 A JP 3660698A JP 3660698 A JP3660698 A JP 3660698A JP H11224847 A JPH11224847 A JP H11224847A
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JP
Japan
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pattern
reticle
region
membrane
electron beam
Prior art date
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Pending
Application number
JP3660698A
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English (en)
Inventor
Mamoru Nakasuji
護 中筋
Shinichi Takahashi
進一 高橋
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Priority to US09/240,209 priority patent/US6083648A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals 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
    • G03F1/20Masks or mask blanks for imaging by charged particle beam [CPB] radiation, e.g. by electron beam; Preparation thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子ビーム等の荷電粒子線転写露光に用いら
れるレチクルであって、高精度なパターンを形成でき、
破損しにくいレチクルを提供する。 【解決手段】 本レチクルは、各部分パターンの形成さ
れた長方形の薄いメンブレン領域10と、各メンブレン
領域を囲むように形成された桟5、6を備える。桟の交
差部近傍のメンブレン領域に、メンブレン領域の幅の1
/5より大きい非パターン領域1が設けられている。歪
(内部応力)の集中しているメンブレン領域の隅部を非
パターン領域として、同部にパターン形成した場合に起
るパターン精度の劣化を防止した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームやイオ
ンビーム等の荷電粒子線転写露光に用いられるレチクル
に関する。特には、高精度なパターンを形成でき、破損
しにくいレチクルに関する。なお、本明細書で言うレチ
クルは、感応基板上に転写すべきパターンの形成された
原板全体を含む意味である。
【0002】
【従来の技術】電子ビーム露光を例に採って従来技術を
説明する。電子ビーム露光は高精度ではあるがスループ
ットが低いのが欠点とされており、その欠点を解消すべ
く様々な技術開発がなされてきた。現在では、セルプロ
ジェクション、キャラクタープロジェクションあるいは
ブロック露光と呼ばれる図形部分一括露光方式が実用化
されている。図形部分一括露光方式では、繰り返し性の
ある回路の小パターン(ウェハ上で5μm 角程度)を、
同様の小パターンが複数種類形成されたマスクを用い
て、1個の小パターンを一単位として繰り返し転写露光
を行う。しかし、この図形部分一括露光方式では非繰り
返し部の描画に長時間を要するため、本格的な半導体集
積回路装置(DRAM等)の実生産におけるウェハ露光
に応用するにはスループットが1桁程度低い。また最近
生産量が増えてきているマイクロプロセッサーではパタ
ーンの繰り返し性があまりないため上記部分一括露光方
式のメリットはほとんどない。
【0003】一方、図形部分一括露光方式よりも飛躍的
に高スループットをねらいかつマイクロプロセッサーで
も有利な電子ビーム転写露光方式として、一個の半導体
チップ全体の回路パターンを備えたマスクの一部領域に
電子ビームを照射し、その照射領域のパターンの像を二
段の投影レンズにより縮小転写する電子ビーム縮小転写
装置が提案されている(例えば特開平5−160012
号参照)。この種の装置では、マスクの全範囲に一括し
て電子ビームを照射して一度にパターンを転写できるほ
どの視野は得られないので、光学系の視野を多数の小領
域(主視野さらに副視野)に分割し、副視野毎に電子ビ
ーム光学系の条件を変えながらパターンを順次転写し、
ウェハ上では各副視野の像(寸法例250μm 角)をつ
なげて配列することにより全回路パターンを転写する、
との提案もなされている(分割転写方式、例えば米国特
許第5260151号参照)。
【0004】上記USP5,260,151号には、レ
チクル上の転写領域を1mm角程度の正方形の多数の露光
1単位領域(segment 、副視野)に分割して、薄いSi
メンブレン(厚500〜2000Å)に碁盤の目状に形
成し、各単位領域の周囲にスカート(skirt)と呼ばれる
非パターン領域(幅約0.1mm)及び補強用の直交する
桟(strut 、厚約0.1mm)を配置した、焼網構造(Gr
illage) と呼ばれるレチクルが開示されている。メンブ
レンの厚さは、メンブレンに垂直に入射する加速電圧1
00kV程度の電子線が、ある程度散乱されながらその大
半が透過するという条件を満たすように選択されてい
る。桟は、全体で200mm×100mm近くになるレチク
ルを自己支持するための強度メンバーである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記焼網構造のレチク
ルは、エッチングによりメンブレン部を掘り込む手法で
作製される。このエッチング時に、直交する桟が交差す
る部分の近傍(隅)のメンブレンに大きな歪が集中す
る。そのため、この隅部にパターン(孔等)を形成した
時に、内部応力が開放されてパターンが変形あるいは変
位してパターン精度が劣化したり、メンブレンが破損し
たりするという問題点があった。
【0006】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子線
転写露光に用いられるレチクルであって、高精度なパタ
ーンを形成でき、破損しにくいレチクルを提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のレチクルは、感応基板上に転写露光すべき
パターンを複数の部分パターンに分割して形成したレチ
クルであって; 各部分パターンの形成された長方形の
薄いメンブレン領域と、 各メンブレン領域の四囲を囲
むように形成された桟と、を備え、 桟の交差部近傍の
メンブレン領域に、メンブレン領域の幅(長方形の短手
方向長さ)の1/5より大きい非パターン領域が設けら
れていることを特徴とする。
【0008】歪(内部応力)の集中しているメンブレン
領域の隅部を非パターン領域として、同部にパターン形
成した場合に起るパターン精度の劣化を防止した。ま
た、ステンシルマスク(孔開きレチクル)の場合には、
同部に孔を設けないようにしたので、孔周囲のクラック
等に起因するレチクル破損を防止できる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。
【0010】図1は、本発明の1実施例に係る電子ビー
ム露光用のレチクルの構造を示す図である。(A)は一
部分の底面(電子ビーム下流側の面)図であり、(B)
は(A)のB−B′断面図であり、(C)は(A)のC
−C′断面図である。この実施例のレチクルはSi単結
晶基板をエッチング加工したものである。
【0011】図1(A)には、左右方向(X方向)に長
く平行に延びる三本の桟5が示されている。この桟5
は、図1(C)に示すように、レチクルの下面(電子ビ
ーム下流側の面)に垂直に立ち下がっている。この桟5
は本例では厚さBstx は0.1mmであり、高さHstx
1mmであり、図のY方向のピッチPstx は1.3mmであ
る。なお、上下の桟5の外側にも、図示と同様の構造を
有するレチクルの面が広がっている。
【0012】図1(A)には、上述のX方向の桟5と直
交するY方向に延びる桟4が示されている。この桟4の
断面形状は、図1(B)に示すように、下方(電子ビー
ム下流側)に突出する二等辺三角形(角度θ=55°)
である。三角形断面の頂部の幅Bsty は0.1mmであ
り、高さHsty は1mmであり、X方向で隣り合う桟4同
士のピッチPsty は約82mmである。
【0013】隣り同士の2本のX方向の桟5とY方向の
桟4の間は、本実施例では、幅Bmbが1.2mm、長さL
mbが約80mmのメンブレン領域10となっている。同メ
ンブレン領域10の厚さtmbは2μm (20,000
Å)である。同メンブレン領域10は、レチクルの底面
がエッチングにより掘り込まれた細長い溝の天井面であ
る。
【0014】メンブレン領域10の左右端部のY方向桟
4の近傍には、幅Bnpが240μmの非パターン領域1
が設けられている。この非パターン領域1には、パター
ン孔や散乱体層(図2を参照しつつ後述)のようなパタ
ーンは形成されていない。
【0015】このような幅の非パターン領域1を設けた
理由は以下のとおりである。厚さ1mmのSiウェーハ
に、幅1.2mm、長さ80mmの長方形の溝を形成し、厚
みを2μm のSiメンブレン領域を形成した。このSi
メンブレン領域の各場所の応力をアンチストクス線のシ
フト量により測定した。その結果、メンブレン領域の長
方形の4隅に大きい応力が集中していることがわかっ
た。この応力はコーナーから200μm 離れると中央部
とあまり変わらない低い値となった。したがって、本発
明のように1.2×(1/5)=240μm の範囲には
パターンを形成しなければ、応力が集中することによる
問題は生じない。さらに、端から240μm の範囲には
孔明きレチクルの場合にも孔が形成されないのでレチク
ルが応力で破損することはない。
【0016】図1の実施例のレチクルにおいては、メン
ブレン領域10のY方向両端部にも幅0.1mmの非パタ
ーン領域9が設けられている。メンブレン領域10の中
央部には、多数の露光単位領域(副視野2)に分割され
て、ウェハに転写すべき半導体デバイス回路パターンが
形成されている。この例では各種形状の孔開きパターン
3が形成されている。
【0017】さらに、隣り同士の副視野2の間にも非パ
ターン領域8が存在する。メンブレン領域10内の副視
野2の列は、露光時には、偏向によりステップ走査され
る電子ビーム照明(断面寸法1mm強)を受ける。副視野
2を通過してパターン化された電子ビームは、レンズや
偏向器を備える投影光学系を介してウェハ上に縮小投影
結像される。ウェハ上では、各副視野の縮小像が、四角
い布片を縫い合わせるように繋ぎ合わされて、XY方向
に連続した半導体デバイス回路パターンがウェハ上に形
成される。なお、主視野内を照明ビームでラスタ走査す
ることによって転写を行う場合には、副視野2の間の非
パターン領域8は設けない。このタイプのレチクルの場
合にも本発明は適用できる。
【0018】次に、本実施例のレチクルの作製方法につ
いて説明する。面方位が〔110〕のnタイプ単結晶S
i基板(厚み1mm)を準備した。この基板の表面2μm
の厚みにボロンをドープしてPタイプにした。図1
(A)のX方向を〔111〕方位に選択し、同方向に平
行に桟5を作るため、ピッチPstx=1.3mmで幅Bst
=100μm の部分にシリコンナイトライドの保護膜を
形成した。また、主視野7の境界を作るため、図1に符
号6に示した幅100μm の長方形格子部にもシリコン
ナイトライドの保護膜を形成した、その後KOHを用い
た異方性エッチングで、nタイプSi部分を除去しPタ
イプSiからなるメンブレン領域10を形成した。その
後パターン形成のためのリソグラフィを行い、パターン
穴3を副視野領域2に形成した。その際上述のように、
副視野2間には非パターン領域8を設けた、主視野7の
両端には非パターン領域1を設けた。桟5の側面及び主
視野間の境界部材(Y方向桟4)の側面には、KOHで
エッチングされ難い〔111〕面が露出した。
【0019】本実施例では、主視野7の両端にそれぞれ
幅250μm の非パターン領域1を設けた。そして、応
力集中が起るのはこの非パターン領域1内に限られるの
で、主視野7全体で膜に孔3を設けて、孔位置をナノメ
ートルの精度で測定しても位置ずれは生じなかった。
【0020】図2は、本発明の他の1実施例に係るレチ
クル(散乱体成膜式)の断面構造を示す図である。この
例ではメンブレン領域2の上面(電子ビーム上流側面)
に、CrやTi等からなる散乱体膜11を形成してい
る。散乱体膜11の厚さは通常100〜200nmであ
り、スパッタリングや蒸着等により成膜する。そして、
散乱体膜11を、RIE等によるエッチングによりしか
るべきパターン孔13を形成する。この場合も、Y方向
桟4と接する250μm 幅のメンブレン領域11につい
てはパターン形成せずパターン誤差を回避する。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子線転
写露光に用いられるレチクルであって、高精度なパター
ンを形成でき、破損しにくいレチクルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例に係る電子ビーム露光用レチ
クル(ステンシル式)の構造を示す図である。(A)は
一部分の底面図であり、(B)は(A)のB−B断面図
であり、(C)は(A)のC−C断面図である。
【図2】本発明の他の1実施例に係るレチクル(散乱体
成膜式)の断面構造を示す図である。
【符号の説明】
1 非パターン領域 2 副視野 3 パターン孔 4 Y方向桟 5 X方向桟 6 SiN保護膜 7 主視野 8 非パターン領
域 9 非パターン領域 10 メンブレン領
域 11 散乱体膜 13 パターン孔

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 感応基板上に転写露光すべきパターンを
    複数の部分パターンに分割して形成したレチクルであっ
    て;各部分パターンの形成された長方形の薄いメンブレ
    ン領域と、 各メンブレン領域の四囲を囲むように形成された桟と、
    を備え、 桟の交差部近傍のメンブレン領域に、メンブレン領域の
    幅(長方形の短手方向長さ)の1/5より大きい非パタ
    ーン領域が設けられていることを特徴とするレチクル。
  2. 【請求項2】 上記レチクルは単結晶Siからなり、該
    レチクルの表面が同結晶の〔110〕面であることを特
    徴とする請求項1記載のレチクル。
  3. 【請求項3】 上記メンブレン領域が電子ビームの散乱
    体とパターン孔からなる請求項1記載のレチクル。
  4. 【請求項4】 上記メンブレン領域上に、パターン化さ
    れた電子ビームの散乱体層を有する請求項1記載のレチ
    クル。
  5. 【請求項5】 上記1個のメンブレン領域が、転写露光
    光学系において電子ビーム偏向走査により順次露光する
    領域(主視野)であり、 該主視野内が、さらに非パターン領域で仕切られた複数
    の副視野に分割されていることを特徴とする請求項1記
    載のレチクル。
JP3660698A 1998-02-04 1998-02-04 レチクル Pending JPH11224847A (ja)

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JP3660698A JPH11224847A (ja) 1998-02-04 1998-02-04 レチクル
US09/240,209 US6083648A (en) 1998-02-04 1999-01-29 Microlithography reticle exhibiting reduced stresses and methods for manufacturing same

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