JPH1187209A - Method for projecting and exposing charged particle beam - Google Patents

Method for projecting and exposing charged particle beam

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JPH1187209A
JPH1187209A JP23736497A JP23736497A JPH1187209A JP H1187209 A JPH1187209 A JP H1187209A JP 23736497 A JP23736497 A JP 23736497A JP 23736497 A JP23736497 A JP 23736497A JP H1187209 A JPH1187209 A JP H1187209A
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JP
Japan
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pattern
mask
density
substrate
particle beam
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JP23736497A
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Japanese (ja)
Inventor
Shintaro Kawada
真太郎 河田
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Publication of JPH1187209A publication Critical patent/JPH1187209A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To project and expose a high density circuit pattern without lowering the throughput. SOLUTION: A low density repetition pattern consisting of rectangular patterns B1 is extracted from a high density repetition pattern for a substrate pattern consisting of rectangular patterns B1 and B2, so that the pattern density on a mask 5 is settled at a value which is sufficient for maintaining the strength of the mask 5. A repetition pattern consisting of rectangular patterns 510M, having the same density as that of the low density repetition pattern, is formed on the mask 5. Exposure is performed by superposing the mask 5 on a wafer 11, so that projection positions of the repetition of patterns 510M are shifted relative to a same exposure region 210 as that of the wafer 11. In this way, a high density substrate pattern can be formed with only a single mask 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、感応基板上に形成
すべきパターンが高密度である場合に好適な荷電粒子線
投影露光方法に関する。より詳しくは、1枚のマスク上
にパターンを形成することがマスク強度上できないほど
に密度が高いパターンを感応基板上に形成する場合の荷
電粒子線投影露光方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged particle beam projection exposure method suitable when a pattern to be formed on a sensitive substrate has a high density. More specifically, the present invention relates to a charged particle beam projection exposure method for forming a pattern having a density so high that it is impossible to form a pattern on one mask on a mask strength, on a sensitive substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術と問題点】荷電粒子線を用いてレジストが
塗布されたウエハ上にDRAMの回路パターンなどの繰
り返しパターンを形成する露光方法が知られている。こ
の露光方法では、ステンシルマスクにDRAM回路パタ
ーンに対応した繰り返しパターンを形成し、マスクに荷
電粒子線を照射して繰り返しパターンの像をウエハ上に
繰り返し投影露光する。ウエハ上の繰り返しパターンが
高密度化するとマスク上の繰り返しパターンも高密度化
し、マスク上のパターンを形成する孔と孔の間隔が非常
に微細になり、マスク自体に高応力が発生して破損して
しまうおそれがある。
2. Description of the Related Art There is known an exposure method for forming a repetitive pattern such as a circuit pattern of a DRAM on a wafer coated with a resist using a charged particle beam. In this exposure method, a repetitive pattern corresponding to a DRAM circuit pattern is formed on a stencil mask, and the mask is irradiated with a charged particle beam to repeatedly project and expose an image of the repetitive pattern onto a wafer. When the density of the repetitive pattern on the wafer increases, the density of the repetitive pattern on the mask also increases, and the distance between the holes that form the pattern on the mask becomes extremely fine. There is a risk that it will.

【0003】たとえば、図5(a)に示すような密度の
繰り返しパターンをウエハW上に形成する場合を想定す
ると、マスクM上には図5(b)に示すような密度でパ
ターンを形成する必要がある。ここで、ボロンをドープ
した5μm厚さのSi薄膜をステンシルマスクとして使
用する場合、孔を開ける前の状態では、Si薄膜に発生
する内部応力は数100MPaであるが、図5(b)の
ようなパターンを形成するためのに孔を開けると、内部
応力が数1000MPaに達し、破損に対する強度が数
100MPaと云われるSi薄膜では薄膜が破損してし
まう。
For example, assuming that a repetitive pattern having a density as shown in FIG. 5A is formed on a wafer W, a pattern is formed on a mask M at a density as shown in FIG. There is a need. Here, when a boron-doped Si thin film having a thickness of 5 μm is used as a stencil mask, the internal stress generated in the Si thin film before the hole is formed is several hundred MPa, but as shown in FIG. When a hole is formed to form a simple pattern, the internal stress reaches several thousand MPa, and the thin film is broken with a Si thin film whose strength against breakage is several hundred MPa.

【0004】したがって、従来は、図5(b)の白抜き
の孔A1による繰り返しパターンを形成したマスクと、
ハッチングの孔A2による繰り返しパターンを形成した
マスクをいわゆるコンプリメンタリーマスクとして製作
せざるを得なかった。すなわち、孔A1を有するマスク
で図5(a)のように、ウエハW上に島状パターンB1
を露光し、孔A2を有するマスクに交換してそのマスク
によりウエハW上に島状パターンB2を露光することに
なる。したがって、パターン露光工程において、マスク
の交換作業時間によりスループットが低下するという問
題が発生する。
Therefore, conventionally, a mask in which a repetitive pattern is formed by white holes A1 in FIG.
A mask having a repetitive pattern formed by hatched holes A2 must be manufactured as a so-called complementary mask. That is, as shown in FIG. 5A, an island-shaped pattern B1 is formed on the wafer W using a mask having holes A1.
Is replaced with a mask having holes A2, and the wafer W is exposed to the island pattern B2 with the mask. Therefore, in the pattern exposure step, there is a problem that the throughput is reduced due to the mask replacement work time.

【0005】本発明の目的は、感応基板上に形成すべき
パターンが高密度である場合に好適な荷電粒子線投影露
光方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a charged particle beam projection exposure method suitable for a case where a pattern to be formed on a sensitive substrate has a high density.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図1に対応づけて説明する。 (1)請求項1の発明は、マスク5上のパターンを所定
の縮小率で感応基板11上に投影露光する方法であっ
て、感応基板11上に形成すべき基板パターンの密度と
等価の密度でマスク5上にパターンを形成することが強
度上許容できないほど基板パターンが高密度である場合
の荷電粒子線投影露光方法に適用される。そして、マス
ク5上のパターンの密度がマスク強度上許容できる値と
なるように、基板パターンの高密度な繰り返しパターン
B1,B2のなかから低密度な繰り返しパターンB1を
抽出して、その低密度な繰り返しパターンB1と等価の
密度でマスク5上に繰り返しパターンを形成し、感応基
板11の同一露光領域210に対して、マスク5の繰り
返しパターンの投影位置をずらして重ね露光することに
より高密度な基板パターンを形成し、これにより、上述
の目的を達成する。 (2)請求項2の発明は、請求項1の投影露光方法にお
いて、重ね露光に際しては、同一露光領域に対するマス
ク5の位置をずらして、同一露光領域に対する低密度な
繰り返しパターンの投影位置をずらすものである。 (3)請求項3の発明は、請求項1の投影露光方法にお
いて、重ね露光に際しては、マスク5を照射して透過す
る荷電ビームの偏向量を変更して、同一露光領域に対す
る低密度な繰り返しパターンの投影位置をずらすもので
ある。 (4)請求項4の発明は、マスク5上のパターンを所定
の縮小率で感応基板11上に投影露光する方法であっ
て、感応基板11上に形成すべき基板パターンの密度と
等価の密度でマスク5上にパターンを形成することが強
度上許容できないほど基板パターンが高密度である場合
の荷電粒子線投影露光方法に適用される。そして、マス
ク5上のパターンの密度がマスク5強度上許容できる値
となるように、基板パターンの高密度な繰り返しパター
ンのなかから少なくとも第1および第2の低密度な繰り
返しパターンを抽出して、第1および第2の低密度な繰
り返しパターンと等価の密度で少なくとも第1および第
2のマスク5上に異なった繰り返しパターンをそれぞれ
形成し、感応基板11の同一露光領域に対して、第1お
よび第2のマスク5の繰り返しパターンの投影位置をず
らして重ね露光することにより高密度な基板パターンを
形成することにより、上述した目的を達成する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. (1) The invention according to claim 1 is a method of projecting and exposing a pattern on a mask 5 on a sensitive substrate 11 at a predetermined reduction rate, wherein the density is equivalent to the density of a substrate pattern to be formed on the sensitive substrate 11. The method is applied to the charged particle beam projection exposure method in the case where the substrate pattern is so dense that the formation of a pattern on the mask 5 is unacceptable in terms of strength. Then, a low-density repetition pattern B1 is extracted from the high-density repetition patterns B1 and B2 of the substrate pattern so that the density of the pattern on the mask 5 becomes an acceptable value in terms of the mask strength. A high-density substrate is formed by forming a repetitive pattern on the mask 5 at a density equivalent to the repetitive pattern B1 and overlappingly exposing the same exposure region 210 of the sensitive substrate 11 while shifting the projection position of the repetitive pattern of the mask 5. A pattern is formed, thereby achieving the above object. (2) According to a second aspect of the invention, in the projection exposure method of the first aspect, at the time of overlapping exposure, the position of the mask 5 with respect to the same exposure region is shifted to shift the projection position of a low-density repetitive pattern with respect to the same exposure region. Things. (3) In the projection exposure method according to the first aspect of the present invention, at the time of the overlay exposure, the amount of deflection of the charged beam transmitted by irradiating the mask 5 is changed at a low density for the same exposure area. This shifts the projection position of the pattern. (4) The invention according to claim 4 is a method for projecting and exposing a pattern on the mask 5 on the sensitive substrate 11 at a predetermined reduction ratio, wherein the density is equivalent to the density of the substrate pattern to be formed on the sensitive substrate 11. The method is applied to the charged particle beam projection exposure method in the case where the substrate pattern is so dense that the formation of a pattern on the mask 5 is unacceptable in terms of strength. Then, at least the first and second low-density repetitive patterns are extracted from the high-density repetitive patterns of the substrate pattern so that the density of the pattern on the mask 5 becomes an acceptable value for the strength of the mask 5. A different repeating pattern is formed on at least the first and second masks 5 at a density equivalent to the first and second low-density repeating patterns, respectively. The above-described object is achieved by forming a high-density substrate pattern by performing overlapping exposure while shifting the projection position of the repeated pattern of the second mask 5.

【0007】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
[0007] In the section of the means for solving the above-mentioned problems, which explains the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments of the present invention are used to make the present invention easy to understand. However, the present invention is not limited to the embodiment.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図4を参照して本発
明の実施の形態を説明する。本発明による投影方法に用
いられる荷電粒子線投影装置全体の概略を図1により説
明する。荷電粒子線源1から出射された荷電ビームBは
ビームブランカ3でオン・オフされる。制御アンプ3a
の信号に基づいてビームブランカ3がオンされると、荷
電ビームBがコンデンサーレンズ2により集束されてマ
スク5に照射される。コンデンサーレンズ2を通過した
荷電ビームBは視野選択偏向器4により偏向され、マス
ク5上に形成された複数のサブフィールド510(後述
する)の一つに導かれる。マスク5はマスクステージ6
に保持されてx軸,y軸方向に水平移動される。マスク
ステージ6は駆動装置7で駆動される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. An outline of the whole charged particle beam projection apparatus used in the projection method according to the present invention will be described with reference to FIG. The charged beam B emitted from the charged particle beam source 1 is turned on / off by a beam blanker 3. Control amplifier 3a
When the beam blanker 3 is turned on based on the above signal, the charged beam B is focused by the condenser lens 2 and irradiated on the mask 5. The charged beam B that has passed through the condenser lens 2 is deflected by the field selection deflector 4 and guided to one of a plurality of subfields 510 (described later) formed on the mask 5. The mask 5 is a mask stage 6
And horizontally moved in the x-axis and y-axis directions. The mask stage 6 is driven by a driving device 7.

【0009】マスク5を通過した荷電ビームBは偏向器
8でx軸,y軸方向に偏向され、投影レンズ9と偏向器
10を介してウエハ11の所定の投影領域に照射され
る。このとき、偏向器10によりウエハ11上での荷電
ビームBの位置が補正される。なお、偏向器10は静電
偏向器または電磁偏向器によって構成することができ
る。ウエハ11はウエハステージ12上に保持されてx
軸,y軸方向に水平移動される。ウエハステージ12は
駆動装置13で駆動される。
The charged beam B that has passed through the mask 5 is deflected in the x-axis and y-axis directions by a deflector 8, and is irradiated on a predetermined projection area of a wafer 11 via a projection lens 9 and a deflector 10. At this time, the position of the charged beam B on the wafer 11 is corrected by the deflector 10. Note that the deflector 10 can be constituted by an electrostatic deflector or an electromagnetic deflector. The wafer 11 is held on the wafer stage 12 and x
It is moved horizontally in the axis and y-axis directions. The wafer stage 12 is driven by a driving device 13.

【0010】マスクステージ6およびウエハステージ1
2のx軸およびy軸方向の位置はレーザ干渉計等の位置
検出器14,15でそれぞれ検出され、それらの検出結
果は制御装置16へ送られる。制御装置16には予めマ
スク5に関するデータが入力されており、このデータと
上述した位置検出器14,15による検出結果とに基づ
いて、偏向器4,8,10、ビームブランカ3、ステー
ジ6,12等が制御される。なお、制御装置16の制御
信号は、各偏向器4,8,10に設けられた偏向器設定
器17,18,19および駆動装置7,13のドライバ
20,21にそれぞれ出力される。なお、以下では露光
装置の縮小率が1/5であるとして説明する。
[0010] Mask stage 6 and wafer stage 1
The positions in the x-axis and y-axis directions of 2 are detected by position detectors 14 and 15 such as a laser interferometer, respectively, and the detection results are sent to a control device 16. Data related to the mask 5 is input to the control device 16 in advance, and based on the data and the detection results by the position detectors 14 and 15 described above, the deflectors 4, 8 and 10, the beam blanker 3, the stage 6 and the 12 and the like are controlled. The control signal of the control device 16 is output to the deflector setting devices 17, 18, 19 provided in the deflectors 4, 8, 10 and the drivers 20, 21 of the driving devices 7, 13, respectively. Note that the following description is based on the assumption that the reduction ratio of the exposure apparatus is 1/5.

【0011】図1のウエハ11上には図2(a)に示す
ように複数のチップ領域21が設定される。チップ領域
21にはたとえばDRAMが形成される。これらチップ
領域21はメインフィールド21a,21bに分割さ
れ、さらに各メインフィールド21a,21bは、1μ
m×1μmの複数のサブフィールド210に分割され
る。このサブフィールドには、図3(a)に示すように
0.05μm×0.1μmの大きさの矩形微小パターン
210Mが縦横0.1μmのピッチ(隣接する微小パタ
ーン210Mの中心間距離)で配列されている。このパ
ターンはDRAMでゲートとして使用されるパターンで
ある。
As shown in FIG. 2A, a plurality of chip areas 21 are set on the wafer 11 shown in FIG. In the chip area 21, for example, a DRAM is formed. These chip areas 21 are divided into main fields 21a and 21b, and each of the main fields 21a and 21b is 1 μm.
It is divided into a plurality of subfields 210 of m × 1 μm. As shown in FIG. 3A, rectangular sub-patterns 210M having a size of 0.05 μm × 0.1 μm are arranged in this sub-field at a pitch of 0.1 μm vertically and horizontally (distance between centers of adjacent micro-patterns 210M). Have been. This pattern is a pattern used as a gate in a DRAM.

【0012】図1のマスク5はシリコンから成るメンブ
レンに荷電ビームが通過する孔部をパターニングして形
成されるステンシルマスクである。図2(b)に示すよ
うに、このステンシルマスク5にはウエハ11上のチッ
プ領域21と相似形状の矩形のパターン領域51が設定
される。たとえばウエハ11上のチップ領域21の大き
さをMmm×Lmmとすれば、マスク5上のパターン領
域51の大きさは5Mmm×5Lmmとなる。パターン
領域51は2つの矩形状のメインフィールド51a,5
1bに分割され、さらにメインフィールド51a,51
bのそれぞれは5μm×5μmの矩形のサブフィールド
510に分割される。このサブフィールドには、図3
(b)に示すように、0.25μm×0.5μmの大き
さの矩形微小パターン510Mが縦横1.0μmのピッ
チ(隣接する微小パターン510Mの中心間距離)で配
列されている。
The mask 5 shown in FIG. 1 is a stencil mask formed by patterning holes through which a charged beam passes through a membrane made of silicon. As shown in FIG. 2B, a rectangular pattern area 51 having a similar shape to the chip area 21 on the wafer 11 is set in the stencil mask 5. For example, if the size of the chip area 21 on the wafer 11 is Mmm × Lmm, the size of the pattern area 51 on the mask 5 is 5 Mmm × 5Lmm. The pattern area 51 has two rectangular main fields 51a, 5a.
1b, and further divided into main fields 51a, 51
Each of b is divided into rectangular subfields 510 of 5 μm × 5 μm. This subfield contains
As shown in (b), rectangular micropatterns 510M having a size of 0.25 μm × 0.5 μm are arranged at a pitch of 1.0 μm vertically and horizontally (distance between centers of adjacent micropatterns 510M).

【0013】マスク5の各メインフィールド51a,5
1bに含まれる島状パターンをウエハ11の各チップ2
1の対応するメインフィールド21a,21bに投影す
る際には、1回の露光(1ショット)で1つのサブフィ
ールド510に含まれる島状パターンが対応するサブフ
ィールド210に一括して縮小率1/5で縮小投影露光
される。
Each main field 51a, 5 of the mask 5
1b is applied to each chip 2 of the wafer 11
When projecting onto one corresponding main field 21a, 21b, the island-like pattern included in one subfield 510 is collectively reduced to the corresponding subfield 210 by one exposure (one shot). In step 5, the projection is reduced.

【0014】図4は、露光の際のマスク5とウエハ11
の関係を示す図である。パターン領域51のパターンを
チップ21に投影露光する際にはメインフィールド51
a,51bの順に投影露光する。そのとき、メインフィ
ールド51aのパターンをチップ21のメインフィール
ド21aに投影露光する場合には、マスク5をメインフ
ィールド51a,51bの長手方向である矢印R1方向
に、ウエハ11をR1方向とは逆のR2方向にそれぞれ
連続移動させつつ、荷電ビームBを矢印R5のようにR
1,R2方向と直交する方向に偏向して投影露光を行
う。メインフィールド51bのパターンをチップ21の
メインフィールド21bに投影露光する場合には、図4
に示す方向とは逆に、マスク5をR2方向へ、ウエハ1
1をR1方向へそれぞれ連続移動させつつ荷電ビームB
をR5方向に偏向してパターンの投影露光を行う。
FIG. 4 shows the mask 5 and the wafer 11 during exposure.
FIG. When the pattern of the pattern area 51 is projected and exposed on the chip 21, the main field 51 is exposed.
Projection exposure is performed in the order of a and 51b. At this time, when the pattern of the main field 51a is projected and exposed on the main field 21a of the chip 21, the mask 5 is moved in the direction of the arrow R1, which is the longitudinal direction of the main fields 51a and 51b, and the wafer 11 is moved in the direction opposite to the R1 direction. While continuously moving each in the R2 direction, the charged beam B is moved to R as shown by the arrow R5.
The projection exposure is performed while being deflected in a direction orthogonal to the R1 and R2 directions. When the pattern of the main field 51b is projected and exposed on the main field 21b of the chip 21, FIG.
In the direction opposite to the direction shown in FIG.
1 while continuously moving each in the R1 direction.
Is deflected in the R5 direction to perform pattern projection exposure.

【0015】すなわち、R5方向に偏向される(厳密に
はマスク5が移動する方向も加味して偏向される)荷電
ビームBがサブフィールド510と対向するタイミング
でビームブランカ3をオン・オフしてサブフィールド5
10のパターンをウエハ11のサブフィールド210に
投影し、次いで、荷電ビームBがR5方向に隣接するサ
ブフィールド510と対向するタイミングでビームブラ
ンカ3をオン・オフしてそのサブフィールド510のパ
ターンをウエハ11のサブフィールド210に投影す
る。このような荷電ビームBのオン・オフを各サブフィ
ールド510に対して行うことにより、メインフィール
ド51a,51bのパターンをチップ21のメインフィ
ールド21a,21bに投影露光する。
That is, the beam blanker 3 is turned on / off at a timing when the charged beam B deflected in the R5 direction (strictly, deflected in consideration of the direction in which the mask 5 moves) faces the subfield 510. Subfield 5
The pattern 10 is projected on the subfield 210 of the wafer 11, and then the beam blanker 3 is turned on / off at a timing when the charged beam B opposes the subfield 510 adjacent in the R5 direction, and the pattern of the subfield 510 is projected on the wafer. Projection is performed on eleven subfields 210. The pattern of the main fields 51a and 51b is projected and exposed on the main fields 21a and 21b of the chip 21 by turning on and off the charged beam B for each subfield 510.

【0016】このような手順の露光により、図3(a)
に示した白抜きのパターンB1の1群がウエハ11上に
投影される。ついで、マスク5とウエハ11の相対位置
関係をX,Y方向にマスク上で0.5μmずらした上
で、上述した露光手順でウエハ11上に図3(a)のハ
ッチングパターンB2を投影する。これにより、図3
(a)に示したようなパターンB1とB2による高密度
パターンがウエハ11上に形成される。
FIG. 3 (a)
Are projected onto the wafer 11 as shown in FIG. Next, after the relative positional relationship between the mask 5 and the wafer 11 is shifted by 0.5 μm on the mask in the X and Y directions, the hatching pattern B2 of FIG. 3A is projected onto the wafer 11 by the above-described exposure procedure. As a result, FIG.
A high-density pattern of the patterns B1 and B2 as shown in FIG.

【0017】マスク5とウエハ11の相対位置関係を
X,Y方向にマスク上で0.5μmずらすには露光開始
時のマスク5の位置をずらせばよい。すなわち、先行す
るパターンB1の露光開始時におけるマスク5の初期位
置に対して、後続するパターンB2の露光開始時におけ
るマスク5の初期位置をX,Y方向に0,5μm平行移
動することにより行うことができる。あるいは、マスク
5の初期位置は変更せずに、荷電ビームBの位置を偏向
器8,10で補正してもよい。すなわち、第1回目のパ
ターンを投影する際の荷電ビームのウエハ11上の投影
位置をX,Y方向に0.5μm偏向するように偏向器
8,10を制御すればよい。
To shift the relative positional relationship between the mask 5 and the wafer 11 by 0.5 μm on the mask in the X and Y directions, the position of the mask 5 at the start of exposure may be shifted. That is, the initial position of the mask 5 at the start of the exposure of the subsequent pattern B2 is shifted by 0.5 μm in the X and Y directions with respect to the initial position of the mask 5 at the start of the exposure of the preceding pattern B1. Can be. Alternatively, the position of the charged beam B may be corrected by the deflectors 8 and 10 without changing the initial position of the mask 5. That is, the deflectors 8 and 10 may be controlled so that the projection position of the charged beam on the wafer 11 when projecting the first pattern is deflected by 0.5 μm in the X and Y directions.

【0018】以上では、メインフィールド51aと51
b内に複数のサブフィールド510をマトリクス上に配
列し、そのサブフィールド510内にパターン510M
を低密度で形成したマスク5を使用した。しかしなが
ら、マスク上には1つのサブフィールドだけを形成し、
荷電ビームが常にそのサブフィールドを照明するように
してもよい。この場合、マスク上の1つのサブフィール
ドがウエハ上のサブフィールドのそれぞれに対して対向
しつつパターンが投影される。
In the above, the main fields 51a and 51a
b, a plurality of subfields 510 are arranged on a matrix, and a pattern 510M is arranged in the subfield 510.
Was used at a low density. However, only one subfield is formed on the mask,
The charged beam may always illuminate the subfield. In this case, a pattern is projected while one subfield on the mask faces each of the subfields on the wafer.

【0019】また以上では、図3(a)に示したよう
に、ウエハ11上のパターンB1,B2がともに同じ矩
形パターンであり、1枚のマスクに同一のパターン51
0Mを低密度で点在させてマスク5を形成した。しかし
ながら、パターンB1が矩形パターン、パターンB2が
L字形パターンのように、ウエハ11上にそれぞれ異な
るパターン同士が高密度で形成される場合にも本発明を
適用できる。つまり、パターンB1同士のパターンやパ
ターンB2同士は高密度ではないが、パターンB1とB
2を含んだパターンは高密度になる場合である。この場
合、矩形パターン用のマスクとL字形パターン用のマス
クをそれぞれ1枚づつ用意して、矩形パターンマスクで
矩形パターンを投影露光し、次いで、マスクを交換し
て、L字形パターンマスクでL字形パターンを同一の露
光領域に重ねて投影露光する。
In the above description, as shown in FIG. 3A, the patterns B1 and B2 on the wafer 11 are both the same rectangular pattern, and the same pattern 51 is formed on one mask.
The mask 5 was formed by scattered 0M at a low density. However, the present invention can also be applied to a case where different patterns are formed on the wafer 11 at a high density, such as a rectangular pattern for the pattern B1 and an L-shaped pattern for the pattern B2. That is, although the patterns between the patterns B1 and between the patterns B2 are not dense, the patterns B1 and B2
The pattern including 2 has a high density. In this case, one mask for the rectangular pattern and one mask for the L-shaped pattern are prepared, and the rectangular pattern is projected and exposed by the rectangular pattern mask. Then, the mask is replaced, and the L-shaped pattern mask is used for the L-shaped pattern mask. The pattern is projected onto the same exposure area so as to overlap.

【0020】上述した実施の形態と特許請求の範囲の構
成との対応において、ウエハ11が感応基板を、サブフ
ィールド210が同一領域をそれぞれ構成する。また、
ウエハ11上に矩形パターンB1とB2で形成されてい
る繰り返しパターンが高密度な基板パターンであり、マ
スク5上の矩形パターン510Mで形成されている繰り
返しパターンが低密度なパターンである。
In the correspondence between the above-described embodiment and the structure of the claims, the wafer 11 forms the sensitive substrate, and the subfield 210 forms the same region. Also,
The repeating pattern formed by the rectangular patterns B1 and B2 on the wafer 11 is a high-density substrate pattern, and the repeating pattern formed by the rectangular pattern 510M on the mask 5 is a low-density pattern.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1〜3の発
明によれば、マスク上のパターンの密度がマスク強度上
許容できる値となるように、基板パターンの高密度な繰
り返しパターンのなかから低密度な繰り返しパターンを
抽出して、その低密度な繰り返しパターンと等価の密度
でマスク上に繰り返しパターンを形成し、感応基板の同
一露光領域に対して、マスクの繰り返しパターンの投影
位置をずらして重ね露光することにより高密度な基板パ
ターンを形成するようにしたので、1枚のマスクで高密
度な回路パターンを高スループットで投影露光すること
ができる。また、請求項4の発明によれば、異なった少
なくとも2種類のパターンを含む基板パターンの密度が
高い場合にも、それぞれのパターンを低密度で形成した
マスクを複数枚用意するだけで、高密度な基板パターン
を感応基板に形成することができる。
As described above, according to the first to third aspects of the present invention, a high-density repetition pattern of a substrate pattern is selected so that the density of the pattern on the mask becomes an acceptable value in terms of the mask strength. A low-density repetitive pattern from the pattern, forms a repetitive pattern on the mask with a density equivalent to the low-density repetitive pattern, and shifts the projected position of the repetitive pattern on the mask to the same exposure area on the sensitive substrate. In this case, high-density substrate patterns are formed by overlapping exposure, so that high-density circuit patterns can be projected and exposed with a single mask at high throughput. According to the fourth aspect of the present invention, even when the density of a substrate pattern including at least two different patterns is high, only a plurality of masks each of which is formed at a low density are prepared, and the high density is obtained. A simple substrate pattern can be formed on the sensitive substrate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による投影露光方法を実施する荷電粒子
線投影装置の全体構成を示す概略図
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a charged particle beam projection apparatus that performs a projection exposure method according to the present invention.

【図2】図1に示すウエハ11とマスク5を説明するも
ので、(a)はウエハ11の一例を示す平面図、(b)
はマスク5の一例を示す平面図
FIGS. 2A and 2B illustrate a wafer 11 and a mask 5 shown in FIG. 1, wherein FIG.
Is a plan view showing an example of the mask 5.

【図3】本発明による投影方法を説明する図であり、
(a)はウエハ11に形成された繰り返し回路パターン
の一部を示す図、(b)はマスク5に形成された繰り返
し回路パターンの一部を示す図
FIG. 3 is a diagram illustrating a projection method according to the present invention;
FIG. 2A is a diagram illustrating a part of a repeated circuit pattern formed on a wafer 11, and FIG. 2B is a diagram illustrating a portion of a repeated circuit pattern formed on a mask 5.

【図4】露光の際のマスク5とウエハ11の関係を示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a mask 5 and a wafer 11 during exposure.

【図5】従来の投影方法では露光できない高密度パター
ンを説明する図であり、(a)はウエハ上の高密度回路
パターンの一部を示す図、(b)はマスク上の高密度回
路パターンの一部を示す図
5A and 5B are diagrams illustrating a high-density pattern that cannot be exposed by a conventional projection method, wherein FIG. 5A illustrates a part of a high-density circuit pattern on a wafer, and FIG. Diagram showing part of

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 マスク 6 マスクステージ 11 ウエハ 12 ウエハステージ 21 チップ領域 51 パターン領域 21a,21b,51a,51b メインフィールド 210,510 サブフィールド B 荷電ビーム Reference Signs List 5 mask 6 mask stage 11 wafer 12 wafer stage 21 chip area 51 pattern area 21a, 21b, 51a, 51b main field 210, 510 subfield B charged beam

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】マスク上のパターンを所定の縮小率で感応
基板上に投影露光する方法であって、前記感応基板上に
形成すべき基板パターンの密度と等価の密度でマスク上
にパターンを形成することがマスク強度上許容できない
ほどに前記基板パターンが高密度である場合の荷電粒子
線投影露光方法において、 前記マスク上のパターンの密度がマスク強度上許容でき
る値となるように、前記基板パターンの高密度な繰り返
しパターンのなかから低密度な繰り返しパターンを抽出
して、その低密度な繰り返しパターンと等価の密度で前
記マスク上に繰り返しパターンを形成し、 前記感応基板の同一露光領域に対して、前記マスクの繰
り返しパターンの投影位置をずらして重ね露光すること
により高密度な基板パターンを形成することを特徴とす
る荷電粒子線投影露光方法。
1. A method of projecting and exposing a pattern on a mask onto a sensitive substrate at a predetermined reduction ratio, wherein the pattern is formed on the mask at a density equivalent to the density of a substrate pattern to be formed on the sensitive substrate. In the charged particle beam projection exposure method when the substrate pattern is so dense that it is unacceptable in terms of mask strength, the substrate pattern is so formed that the density of the pattern on the mask becomes an acceptable value in terms of mask strength. A low-density repetition pattern is extracted from the high-density repetition pattern, and a repetition pattern is formed on the mask at a density equivalent to the low-density repetition pattern. Forming a high-density substrate pattern by shifting the projected position of the repetitive pattern of the mask and performing overlapping exposure. Particle beam projection exposure method electricity.
【請求項2】請求項1の荷電粒子線投影露光方法におい
て、 前記重ね露光に際しては、前記同一露光領域に対する前
記マスクの位置をずらして、前記同一露光領域に対する
前記低密度な繰り返しパターンの投影位置をずらすこと
を特徴とする荷電粒子線投影露光方法。
2. The charged particle beam projection exposure method according to claim 1, wherein, in the overlapping exposure, the position of the mask with respect to the same exposure area is shifted to project the low-density repetitive pattern onto the same exposure area. And a charged particle beam projection exposure method.
【請求項3】請求項1の荷電粒子線投影露光方法におい
て、 前記重ね露光に際しては、前記マスクを透過する荷電ビ
ームの偏向量を変更して、前記同一露光領域に対する前
記低密度な繰り返しパターンの投影位置をずらすことを
特徴とする荷電粒子線投影露光方法。
3. The charged particle beam projection exposure method according to claim 1, wherein, during the overlap exposure, a deflection amount of a charged beam transmitted through the mask is changed to form the low-density repetitive pattern for the same exposure area. A charged particle beam projection exposure method characterized by shifting a projection position.
【請求項4】マスク上のパターンを所定の縮小率で感応
基板上に投影露光する方法であって、前記感応基板上に
形成すべき基板パターンの密度と等価の密度でマスク上
にパターンを形成することが強度上許容できないほど基
板パターンが高密度である場合の荷電粒子線投影露光方
法において、 前記マスク上のパターンの密度がマスク強度上許容でき
る値となるように、前記基板パターンの高密度な繰り返
しパターンのなかから少なくとも第1および第2の低密
度な繰り返しパターンを抽出して、第1および第2の低
密度な繰り返しパターンと等価の密度で少なくとも第1
および第2のマスク上に異なった繰り返しパターンをそ
れぞれ形成し、 前記感応基板の同一露光領域に対して、前記第1および
第2のマスクの繰り返しパターンの投影位置をずらして
重ね露光することにより高密度な基板パターンを形成す
ることを特徴とする荷電粒子線投影露光方法。
4. A method of projecting and exposing a pattern on a mask onto a sensitive substrate at a predetermined reduction ratio, wherein the pattern is formed on the mask at a density equivalent to the density of a substrate pattern to be formed on the sensitive substrate. In the case of a charged particle beam projection exposure method in which the substrate pattern is so dense that it is unacceptable in terms of strength, the density of the substrate pattern is so high that the density of the pattern on the mask is an acceptable value in terms of mask strength. At least a first and a second low-density repeating pattern are extracted from the first and second low-density repeating patterns, and at least the first and second low-density repeating patterns are extracted at a density equivalent to the first and the second low-density repeating patterns.
And forming different repetitive patterns on the second mask, respectively, and overlappingly exposing the same exposure region of the sensitive substrate while shifting the projection positions of the repetitive patterns of the first and second masks. A charged particle beam projection exposure method comprising forming a dense substrate pattern.
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