JPS62159425A - 荷電ビ−ム描画方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電子ビームやイオンビーム等の荷電ビーム描
画によりパターン転写用マスク等の試料を描画する方法
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、光投影露光装置等に用いられるパターン転写用マ
スク（レチクルも含む）は、高い精度が要求されること
から、電子ビーム描画装置による直接描画で形成され、
最近ではイオンビーム等による描画も研究されている。

この種のマスクは近年、益々大口径化される傾向にあり
、さらにそのパターンは益々微細化される傾向にある。

この傾向に伴い、マスクのタワミ等によるパターン転写
精度の低下が問題となっている。

即ち、パターン転写において、マスクをステージ上に固
定したときには、該マスクの自重によるタワミが生じる
。マスクの大形化に伴いマスクの厚さも厚くなれば余り
問題とはならないが、装置の大形化において厚み方向は
現状のままと云う方向が装置メーカとしては製作上のメ
リットとなること等から、マスク厚さは現状のまま推移
されていることが多い。例えば、６インチマスクで０．
０９インチ厚さの場合、周囲を全固定したと仮定した場
合のタワミは１．５〜６　［μ７７１］　となる。

このタワミによってマスクの描画面は歪むことになる。

一般には、マスクの上面が凹となることから、マスクを
真っ平とした場合、パターンは伸長する方向でその誤差
量は、１３０［ｎ］のピッチで約０．２〜０．３　［μ
ｍｌ　となる。ウェハへのパターン転写が常に同じ状態
で行われているとすれば、これもまた重ね合わせ的に問
題とならないが、ウェハへの電子ビーム等の荷電ビーム
による直接露光等がフォトリソグラフィ工程と混在され
て使用される場合は、そのマスクの歪みは重ね合わせの
誤差となる。

また、コンタクトアライナ等ではマスクをウェハと接触
させるので、マスクのタワミは生じないが、この場合で
あってもマスク形成時におけるマスクのタワミがパター
ン転写精度に悪影響を及ぼす。即ち、荷電ビーム描画す
る際にマスク（実際にはマスクとなる基板）をステージ
上に固定したときに、マスクの自重によりタワミが生じ
ると、タワミのある基板上にマスクパターンが描画され
ることになる。このため、このマスクをコンタクトアラ
イナの転写装置に用いた場合、タワミのない状態でマス
クを用いることになるので、パターン誤差が生じてしま
う。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情を考慮してされたもので、その目的と
するところは、マスク等の試料のタワミに起因する被描
画パターン歪みの発生を防止することができ、パターン
転写等の後処理の精度の向上に寄与し得る荷電ビーム描
画方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の骨子は、荷電ビーム描画装置で描画するときの
試料の描画面歪みと、光転写装置等での後工程における
試料固定時の描画面歪みとを比較して、これらの歪みの
差を荷電ビーム描画時に補正することにある。

即ち本発明は、荷電ビーム描画装置を用いて、例えば試
料としてのパターン転写用マスクを描画する場合、前記
荷電ビーム描画装置によりマスクパターンを描画する際
のマスクの形状歪みと、上記マスクを用いて転写装置に
よりパターンを転写する際の該マスクの形状歪みとの差
を予め求めておき、前記荷電ビーム転写装置により上記
歪みの差を補正してマスクパターン等を描画するように
した方法である。

本発明の概要をより詳しく説明すると、次の通りである
。まず、例えばマスクのサイズ（面の大きさ、厚さ）、
マスクの支持点等から、マスク描画面の歪み計算を行う
。この計算は、荷電ビーム描画及び光転写装置のそれぞ
れについて行う。そして、それぞれの歪みの差から補正
量を求める。

上記の処理を予め行った後に、荷電ビームでパターン描
画の際に、マスク内の各パターン位置で先に求めた補正
量でビーム位置等を補正して、パターン描画を行う。こ
れにより、該マスクを用いてパターン転写する際に、転
写パターン歪みを抑えることが可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、マスク等の試料の描画時と転写等の後
工程時における形状歪みの差分を補正してマスクパター
ンを描画することにより、後工程での試料の被描画パタ
ーンの歪みをなくすことができる。このため、後工程で
の精度を著しく向上させることができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム描
画装置を示す概略構成図である。この装置は、試料ステ
ージを一方向に連続移動しながら、電子ビームをこれと
直交する方向に走査する、所謂マスクスキャン方式の電
子ビーム描画装置である。図中１０は試料室であり、こ
の試料室１０内にはマスク等の試料１１を載置する試料
ステージ１２が収容されている。試料室１０の上方には
、電子銃２１、ブランキング用偏向器２２、走査用偏向
器２３、各種レンズ及びアパーチャマスク等からなる電
子光学鏡筒２０が設けられている。試料ステージ１２は
、ＣＰＵ３０からの指令により動作するステージ駆動回
路３１によりＸ方向（紙面左右方向）及びＹ方向（紙面
表裏方向）に移動される。そして、ステージ１２の移動
位置は、レーザ測長系３２により測長されるものとなっ
ている。

一方、前記ブランキング用偏向器２２には、描画制御回
路３３から描画すべきパターンに応じてブランキング信
号が印加される。また、走査用偏向器２３には、走査位
置制御回路３４により走査信号が印加されるものとなっ
ている。

なお、図中１３は反射鏡、３５は後述する補正量に応じ
てビームの走査位置を補正するための走査位置補正回路
、３６は補正量に応じてレーザ発振波長を可変するため
のレーザ測長補正回路、３７は補正量に応じてステージ
位置を補正するためのステージ位置補正回路を示してい
る。

本実施例では、電子ビーム描画装置においては、マスク
１１の支持は第２図に示す如くクランプ片１５による４
点支持（ベッセル点支持）で行っている。このため、マ
スク１１の自重によりマスク１１は上側に凹にタワミを
生じることになる。ここで、Ｌはマスクの径、ｔは厚さ
、δはタワミ回を示している。一方、転写装置において
は、コンタクトアライナではマスクをウェハ面に直接接
触させるための自重によるマスクのタワミは生じない。

また、プロキシミティコンタクトアライナやプロジエク
ショクアライナ、ウェハステッパ等ではそれぞれの支持
方法でのマスクの自重のタワミ或いは特有の強制タワミ
を考慮する必要があった。

マスクのタワミによる歪みは、電子計算機で有限要素法
により求め、実際の歪みとの突き合わせも行い、略一致
することが確認された。計算には、マスクの大きさ、厚
さ、マスクの初期変形、支持点の位置、支持方法、支持
荷重等の条件をパラメータとしている。

描画時の補正値データは、電子ビーム描画装置と転写装
置との歪みの差であり、１点を基準として各点の差を出
力した。従って、転写装置が描画装置と同様なマスク支
持方法においては歪みの差は零或いは小さくなり、転写
装置がコンタクトアライナ等の異なる支持方法において
は歪みの差は大きくなることになる。

本実施例における電子ビーム描画装置はマスクスキャン
方式であり、第３図に示すようにステージをＹ方向に連
続移動しながら、ビームをＸ方向にスキャンする。１フ
レームの描画が終わるとＸ方向にステージをステップ移
動し、次のフレームを描画するものである。この方式で
は、ステージの位置をレーザ測長系で常時モニタしなが
らステージの位置がＹ方向で所定の位置Ｙ１にくるとス
キャンを開始する。ステージの移動誤差でステージが所
定の位置Ｘ、になければ、レーザ測長系での測定値とＸ
ｌとの差の分εＸだけ、Ｘ方向に偏向を加える。即ち、
スキャン長は同じでずれたようになる。

歪みの補正も予め計算されたデータをそれぞれのスキャ
ン開始点でＹ方向についてはεＹだけビームをＹ方向に
偏向してスキャンする。Ｘ方向については、前記のステ
ージ移動誤差に対する補正と同様にステージ移動誤差に
補正値を重畳する形で行った。なお、第３図中４１は基
準点、４２は第２フレームにおけるスキャン開始点を示
している。

この場合、１フレームの長さＰは変化させないため、厳
密に言えば誤差が補正しきれないことになるが、その誤
差は多数のフレームの繋ぎ部に分割した形で入るため、
各点で全体の補正量に比較して微小であり聞届とならな
い。

マスクパターンを描画するための電子ビーム描画装置と
して、ベクタスキャン方式を使用する場合でも、その装
置での独特の補正方式で補正することが可能である。ま
た、前記の例ではビーム位置を偏向することにより行っ
たが、ステージ位置を補正することによっても可能であ
る。

次に、ステージ位置補正による更に単純な補正方法につ
いて説明する。

本実施例の描画装置におけるマスク支持構造は前記第２
図に示されるが、一方向側をベッセル点支持にしている
ため、マスクの平面度は図に示すような縦長の線形状と
なる。従って、縦方向には歪みは小さく横方向には歪み
が大きい。転写装置としてコンタクトアライナを考える
と、歪み補正は描画装置側のみで考えればよい。

縦方向をＹ方向、横方向をＸ方向として、Ｙ方向歪み量
εはδだけタワミが生じたときε−４ｔδ／Ｌ として概略表わされる。歪み量εが路面内均一に分布し
、長さしに対してリニアな変化を考え、その補正をレー
ザ測長系の基本波長をＸ方向及びＹ方向で補正値分だけ
変える。この場合、補正なしで行うと、描画後マスクを
平らにした状態では、Ｙ方向寸法がＸ方向寸法より長く
測定される。即ち、７寸法を短く補正する必要があり、
同一距離移動させるレーザパルス数は同じで、それぞれ
のパルスの基本波長をＸ＞Ｙとすればよい。これは、若
干の誤差は生じるものの、補正方法としては極めて単純
な方法である。

なお、レーザ測長系の基本波長を変える手段としては、
レーザヘッドからの固有の波長をデジタル化し、所定の
値になるように補正係数を掛けて基本波長としているや
り方も含む。

このように本実施例方法によれば、電子ビーム描画装置
及び光転写装置にセットした際のマスクのタワミ量の差
に基づいて、マスクパターンを電子ビーム描画する際に
上記タワミ量の差を補正しているので、このマスクを用
いて光転写装置によりマスクパターンをウェハ等に転写
する際に、マスクのタワミに起因するパターン歪みを未
然に防止することができる。このため、マスクが大口径
化しても、パターン転写精度の低下を十分に抑えること
ができ、半導体製造分野における有用性は絶大である。

なお、本発明は上述した実施例方法に限定されるもので
はない。例えば、前記電子ビーム描画装置及び光転写装
置におけるマスクの固定方法は、実施例に同等限定され
るものではなく、仕様に応じて適宜変更可能である。い
ずれの方法であっても、各装置にセットした際のマスク
の形状歪みの差を予め求めておけばよい。また、補正の
方法としては、電子ビーム描画する際のビーム位置、試
料ステージの位置或いはレーザ測長径のレーザ波長等の
いずれかを制御する、更にはこれらを組合わせた制御を
行うようにしてもよい。

また、本発明はマスクに限らず、例えば液晶に用いられ
る基板のように、まず電子ビーム描画によってパターン
形成した後、その基板に光露光等の別の描画を重ね合わ
せて行う場合等、後工程で電子ビーム描画装置と異なる
支持方式の装置に設置して用いるものには同様に適用で
きる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々
変形して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム描
画装置を示す概略構成図、第２図は上記描画装置におけ
る試料のタワミを説明するための模式図、第３図はマス
クスキャン描画方式による補正方法を説明するための模
式図である。 １０・・・試料室、１１・・・マスク（試料）、１２・
・・試料ステージ、１５・・・クランプ片、２０・・・
電子光学鏡筒、３０・・・ＣＰＵ、３１・・・ステージ
駆動回路、３２・・・レーザ測長系、３３・・・描画制
御回路、３４・・・走査位置制御回路、３５・・・走査
位置補正回路、３６・・・レーザ測長補正回路、３７・
・・ステージ位置補正回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）荷電ビーム描画装置により試料上に所望パターン
   を描画するに際し、前記荷電ビーム描画装置により描画
   する際の前記試料の形状歪みと、上記試料を用いて他の
   装置により転写等の別の処理を施す際の該試料の形状歪
   みとの差を予め求めておき、前記荷電ビーム描画装置に
   より上記歪みの差を補正して描画することを特徴とする
   荷電ビーム描画方法。
2. （２）前記試料の形状歪みの差を求める手段として、前
   記試料を前記荷電ビーム描画装置及び他の装置にそれぞ
   れセットした際の該試料のタワミの差を求めることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の荷電ビーム描画方
   法。
3. （３）前記補正する手段として、前記歪みの差に応じて
   荷電ビーム描画する際のビーム位置或いは試料を載置す
   る試料ステージの位置を制御することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の荷電ビーム描画方法。
4. （４）前記補正する手段として、前記試料を載置する試
   料ステージの移動位置を測長するレーザ測長系のレーザ
   波長を制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の荷電ビーム描画方法。