JP2002319534A - 電子ビーム露光方法、電子ビーム露光装置、電子ビーム露光用マスク及びデバイス製造方法 - Google Patents
電子ビーム露光方法、電子ビーム露光装置、電子ビーム露光用マスク及びデバイス製造方法Info
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- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 孔無しメンブレンマスクの薄膜厚さに関係な
く露光量の制御を高精度に行うことができる電子ビーム
露光方法等を提供する。 【解決手段】 透過電流検出窓を有するマスク１０をマ
スクステージ１１に設置する。マスク１０上の透過電流
検出窓に電子ビームを照射し、透過電流検出窓を透過し
てウェハステージ２４上に到達する電流量を検出センサ
３２で検出する。コントローラ３１において、得られた
電流量データからウェハステージ上での電流密度を計算
し、所定の露光量でウェハの露光を行えるように露光時
間を設定して露光を行う。
く露光量の制御を高精度に行うことができる電子ビーム
露光方法等を提供する。 【解決手段】 透過電流検出窓を有するマスク１０をマ
スクステージ１１に設置する。マスク１０上の透過電流
検出窓に電子ビームを照射し、透過電流検出窓を透過し
てウェハステージ２４上に到達する電流量を検出センサ
３２で検出する。コントローラ３１において、得られた
電流量データからウェハステージ上での電流密度を計算
し、所定の露光量でウェハの露光を行えるように露光時
間を設定して露光を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームを使用
してマスク上の原パターンを感応基板上に投影露光する
電子ビーム露光方法等に関する。特には、孔無しメンブ
レンマスクの薄膜厚さに関係なく露光量の制御を高精度
に行うことができると共に、孔無しメンブレンマスクと
孔明メンブレンマスクを併用する際に所要露光時間が大
きく異なる事態を防ぐことができ、スループットを向上
できる電子ビーム露光方法等に関する。
してマスク上の原パターンを感応基板上に投影露光する
電子ビーム露光方法等に関する。特には、孔無しメンブ
レンマスクの薄膜厚さに関係なく露光量の制御を高精度
に行うことができると共に、孔無しメンブレンマスクと
孔明メンブレンマスクを併用する際に所要露光時間が大
きく異なる事態を防ぐことができ、スループットを向上
できる電子ビーム露光方法等に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子ビーム露光は、紫外光を用いる露光
よりも高解像度が得られるが、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等
と呼ばれる、デバイスパターン中の限られた種類の図形
部分を繰り返し転写露光する方式（図形部分一括露光方
式と呼ぶ）が実用化されている。しかしこの方式も、本
格的な半導体チップの量産工程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。
よりも高解像度が得られるが、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等
と呼ばれる、デバイスパターン中の限られた種類の図形
部分を繰り返し転写露光する方式（図形部分一括露光方
式と呼ぶ）が実用化されている。しかしこの方式も、本
格的な半導体チップの量産工程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。
【０００３】上記の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う電子ビーム露光方式として、
一個の半導体チップ全体の回路パターン（チップパター
ン）を備えたマスクに電子ビームを照射し、その照射範
囲のパターンの像を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。この種の装置の
光学系では、マスク上のチップパターンの全範囲に一括
して電子ビームを照射して一度にチップパターン全体を
転写できるほどに広い低収差の視野は通常得られない。
そこで、チップパターン全体領域を多数の小領域（サブ
フィールド）に分割してマスク上に形成し、各サブフィ
ールド毎にパターンを順次転写し、ウェハ上では各サブ
フィールドの像（イメージフィールド）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（分割投影露光方式、例えば米国特許第5,
260,151 号、特開平８−186070号参照）。
に高スループットをねらう電子ビーム露光方式として、
一個の半導体チップ全体の回路パターン（チップパター
ン）を備えたマスクに電子ビームを照射し、その照射範
囲のパターンの像を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。この種の装置の
光学系では、マスク上のチップパターンの全範囲に一括
して電子ビームを照射して一度にチップパターン全体を
転写できるほどに広い低収差の視野は通常得られない。
そこで、チップパターン全体領域を多数の小領域（サブ
フィールド）に分割してマスク上に形成し、各サブフィ
ールド毎にパターンを順次転写し、ウェハ上では各サブ
フィールドの像（イメージフィールド）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（分割投影露光方式、例えば米国特許第5,
260,151 号、特開平８−186070号参照）。
【０００４】この分割投影露光方式に用いるマスクとし
ては、シリコンウェハを加工した、孔無しメンブレンマ
スクと孔明メンブレンマスクの２方式が検討されてい
る。図を参照しつつ、分割転写方式の電子ビーム投影露
光に用いられるマスクについて説明する。図７は、電子
ビーム投影露光に用いられるマスクの方式を説明する図
である。図７（Ａ）は孔無しメンブレンマスクを示す側
面断面図であり、図７（Ｂ）は孔明メンブレンマスクを
示す側面断面図である。
ては、シリコンウェハを加工した、孔無しメンブレンマ
スクと孔明メンブレンマスクの２方式が検討されてい
る。図を参照しつつ、分割転写方式の電子ビーム投影露
光に用いられるマスクについて説明する。図７は、電子
ビーム投影露光に用いられるマスクの方式を説明する図
である。図７（Ａ）は孔無しメンブレンマスクを示す側
面断面図であり、図７（Ｂ）は孔明メンブレンマスクを
示す側面断面図である。
【０００５】図７（Ａ）に示す孔無しメンブレンマスク
１０−１は、例えば、Si（シリコン）基板６１の下面に
SiNx（窒化シリコン）膜６２を形成し、さらにＷ（タン
グステン）膜（高散乱膜）６３を形成する。その後、メ
ンブレン小領域（電子ビームを照射する部分）６４のSi
をドライエッチング等で除去し、SiNx膜及びＷ膜とから
なるメンブレン（自立薄膜）部分６５を形成する。この
メンブレン部６５のW膜を選択的に除去することにより
感応基板上に投影すべきパターン６６を形成する。
１０−１は、例えば、Si（シリコン）基板６１の下面に
SiNx（窒化シリコン）膜６２を形成し、さらにＷ（タン
グステン）膜（高散乱膜）６３を形成する。その後、メ
ンブレン小領域（電子ビームを照射する部分）６４のSi
をドライエッチング等で除去し、SiNx膜及びＷ膜とから
なるメンブレン（自立薄膜）部分６５を形成する。この
メンブレン部６５のW膜を選択的に除去することにより
感応基板上に投影すべきパターン６６を形成する。
【０００６】孔無しメンブレンマスク１０−１に電子ビ
ームを照射した場合、Ｗ膜の除去されている部分６６は
電子ビームが透過し、透過した電子ビームは感応基板に
到達する。一方、Ｗ膜の残っている部分６７では電子ビ
ームが大きく散乱され、散乱された電子はコントラスト
アパーチャー等で吸収されて感応基板上に到達しない。
以上のような原理でマスク上のパターンが感応基板上に
転写される。
ームを照射した場合、Ｗ膜の除去されている部分６６は
電子ビームが透過し、透過した電子ビームは感応基板に
到達する。一方、Ｗ膜の残っている部分６７では電子ビ
ームが大きく散乱され、散乱された電子はコントラスト
アパーチャー等で吸収されて感応基板上に到達しない。
以上のような原理でマスク上のパターンが感応基板上に
転写される。
【０００７】図７（Ｂ）に示す孔明メンブレンマスク１
０−２は、Si（シリコン）基板７１の電子ビームを照射
する部分７４のSiをドライエッチング等で除去し、メン
ブレン（薄膜）部分７５を形成する。このメンブレン部
７５に孔７６を開けることにより感応基板上に投影すべ
きパターンを形成する。
０−２は、Si（シリコン）基板７１の電子ビームを照射
する部分７４のSiをドライエッチング等で除去し、メン
ブレン（薄膜）部分７５を形成する。このメンブレン部
７５に孔７６を開けることにより感応基板上に投影すべ
きパターンを形成する。
【０００８】孔明メンブレンマスク１０−２に電子ビー
ムを照射した場合、孔７６の設けられた部分は電子ビー
ムが通過し、通過した電子ビームは感応基板に到達す
る。一方、孔７６の設けられていない部分７７では電子
ビームが散乱され、散乱された電子はコントラストアパ
ーチャー等で吸収されて感応基板上に到達しない。以上
のような原理でマスク上のパターンが感応基板上に転写
される（像コントラストを形成する）。
ムを照射した場合、孔７６の設けられた部分は電子ビー
ムが通過し、通過した電子ビームは感応基板に到達す
る。一方、孔７６の設けられていない部分７７では電子
ビームが散乱され、散乱された電子はコントラストアパ
ーチャー等で吸収されて感応基板上に到達しない。以上
のような原理でマスク上のパターンが感応基板上に転写
される（像コントラストを形成する）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、J.Vac.Sci.
Technol B16,P3385,1998には、電子ビーム露光装置に用
いる孔無しメンブレンマスクの電子透過部分の透過率に
ついての考察がなされている。図８は、孔無しメンブレ
ンマスクの電子透過部分の透過率を示す図である。図８
には、加速電圧１００keVの電子ビームを用い、コント
ラストアパーチャーの開口角を０．５mradとした場合に
おける、孔無しメンブレンマスクのSiNx膜（電子透過部
分）の厚さ（横軸）と、該膜の電子線ビーム透過率との
関係が示されている。図８においては、例えば、SiNx膜
が５０ｎmの場合に透過率は４０％程度であり、SiNx膜
が１００ｎmの場合に透過率は１５％程度となる。この
ように、SiNx膜の厚さの違いにより透過率が大きく異な
るため、SiNx膜厚に誤差のある場合には、感応基板上に
到達する電流量が変動し、露光量誤差が生じる原因とな
る。通常のマスク作製プロセスにおいては、同一マスク
基板上のSiNx膜厚はある程度均一に形成できるが、異な
る基板間での膜厚の絶対値を均一に形成することは非常
に困難である。これは、SiNx膜を形成するＣＶＤ（Chem
ical Vapour Deposition）プロセスの膜厚コントロール
の精度の限界によるものである。つまり、電子ビーム露
光に用いる孔無しメンブレンマスクの電子透過部分の透
過率がSiNx薄膜の厚さの違いによって大きく変動するた
め、マスクを変更する度に露光量誤差が生じ、問題とな
る。
Technol B16,P3385,1998には、電子ビーム露光装置に用
いる孔無しメンブレンマスクの電子透過部分の透過率に
ついての考察がなされている。図８は、孔無しメンブレ
ンマスクの電子透過部分の透過率を示す図である。図８
には、加速電圧１００keVの電子ビームを用い、コント
ラストアパーチャーの開口角を０．５mradとした場合に
おける、孔無しメンブレンマスクのSiNx膜（電子透過部
分）の厚さ（横軸）と、該膜の電子線ビーム透過率との
関係が示されている。図８においては、例えば、SiNx膜
が５０ｎmの場合に透過率は４０％程度であり、SiNx膜
が１００ｎmの場合に透過率は１５％程度となる。この
ように、SiNx膜の厚さの違いにより透過率が大きく異な
るため、SiNx膜厚に誤差のある場合には、感応基板上に
到達する電流量が変動し、露光量誤差が生じる原因とな
る。通常のマスク作製プロセスにおいては、同一マスク
基板上のSiNx膜厚はある程度均一に形成できるが、異な
る基板間での膜厚の絶対値を均一に形成することは非常
に困難である。これは、SiNx膜を形成するＣＶＤ（Chem
ical Vapour Deposition）プロセスの膜厚コントロール
の精度の限界によるものである。つまり、電子ビーム露
光に用いる孔無しメンブレンマスクの電子透過部分の透
過率がSiNx薄膜の厚さの違いによって大きく変動するた
め、マスクを変更する度に露光量誤差が生じ、問題とな
る。
【００１０】上述のように、孔無しメンブレンマスクの
SiNx膜が５０ｎmの場合に電子ビーム透過部分の透過率
が４０％程度であるのに対し、孔明メンブレンマスクの
電子ビーム透過部分の透過率は常に１００％である。こ
のように、マスクの種類が異なることにより、電子ビー
ム透過部分の透過率が２倍以上異なる場合がある。同一
の露光装置で孔無しメンブレンマスクと孔明メンブレン
マスクを併用する場合には、透過率の低い孔無しメンブ
レンマスクを用いた際の露光時間が２倍以上必要とな
り、スループットが大きく低下する。
SiNx膜が５０ｎmの場合に電子ビーム透過部分の透過率
が４０％程度であるのに対し、孔明メンブレンマスクの
電子ビーム透過部分の透過率は常に１００％である。こ
のように、マスクの種類が異なることにより、電子ビー
ム透過部分の透過率が２倍以上異なる場合がある。同一
の露光装置で孔無しメンブレンマスクと孔明メンブレン
マスクを併用する場合には、透過率の低い孔無しメンブ
レンマスクを用いた際の露光時間が２倍以上必要とな
り、スループットが大きく低下する。
【００１１】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、孔無しメンブレンマスクの薄膜厚さに
関係なく露光量の制御を高精度に行うことができると共
に、孔無しメンブレンマスクと孔明メンブレンマスクを
併用する際に所要露光時間が大きく異なる事態を防ぐこ
とができ、スループットを向上できる電子ビーム露光方
法等を提供することを目的とする。
たものであって、孔無しメンブレンマスクの薄膜厚さに
関係なく露光量の制御を高精度に行うことができると共
に、孔無しメンブレンマスクと孔明メンブレンマスクを
併用する際に所要露光時間が大きく異なる事態を防ぐこ
とができ、スループットを向上できる電子ビーム露光方
法等を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の電子ビーム露光方法は、 電子ビームが比
較的散乱されずに透過するメンブレン上に、前記電子ビ
ームが比較的大きな散乱を受けて透過する散乱膜を選択
的に成膜した、感応基板上に転写すべき原パターンを有
するマスクを用い、 前記散乱膜を散乱透過した電子ビ
ームの大半はコントラストアパーチャーで遮断して前記
感応基板に到達させず、 前記メンブレンを透過した電
子ビームを前記感応基板上に投影結像させ、 前記マス
ク上の散乱膜のないメンブレンのみの領域を照明し、該
領域を透過して前記感応基板の位置にまで到達した電子
ビームの電流を計測し、 計測された電流値及び設定さ
れた露光量から露光条件を決定することを特徴とする。
め、本発明の電子ビーム露光方法は、 電子ビームが比
較的散乱されずに透過するメンブレン上に、前記電子ビ
ームが比較的大きな散乱を受けて透過する散乱膜を選択
的に成膜した、感応基板上に転写すべき原パターンを有
するマスクを用い、 前記散乱膜を散乱透過した電子ビ
ームの大半はコントラストアパーチャーで遮断して前記
感応基板に到達させず、 前記メンブレンを透過した電
子ビームを前記感応基板上に投影結像させ、 前記マス
ク上の散乱膜のないメンブレンのみの領域を照明し、該
領域を透過して前記感応基板の位置にまで到達した電子
ビームの電流を計測し、 計測された電流値及び設定さ
れた露光量から露光条件を決定することを特徴とする。
【００１３】上述の露光方法によれば、孔無しメンブレ
ンマスクを露光装置に設置した状態で、その孔無しメン
ブレンマスク上に設けられたビーム電流計測用領域に電
子ビームを照射し、ウェハ面まで到達してくる電流を計
測し、計測結果と設定露光量から露光時間の計算・設定
を行う。これにより、孔無しメンブレンマスクのメンブ
レン厚さに関係なく露光量の制御を高精度に行うことが
できる。また、孔無しメンブレンマスク作製時のメンブ
レン厚さ均一性の要求（薄膜精度）を緩和することがで
き、マスクコストを低減できる。
ンマスクを露光装置に設置した状態で、その孔無しメン
ブレンマスク上に設けられたビーム電流計測用領域に電
子ビームを照射し、ウェハ面まで到達してくる電流を計
測し、計測結果と設定露光量から露光時間の計算・設定
を行う。これにより、孔無しメンブレンマスクのメンブ
レン厚さに関係なく露光量の制御を高精度に行うことが
できる。また、孔無しメンブレンマスク作製時のメンブ
レン厚さ均一性の要求（薄膜精度）を緩和することがで
き、マスクコストを低減できる。
【００１４】前記電子ビーム露光方法においては、 前
記計測された電流値が所定の値から外れている場合に
は、電子ビーム源又は照明光学系の設定を変更し、前記
感応基板上での電流量を所定の値の範囲にすることが好
ましい。
記計測された電流値が所定の値から外れている場合に
は、電子ビーム源又は照明光学系の設定を変更し、前記
感応基板上での電流量を所定の値の範囲にすることが好
ましい。
【００１５】本発明の電子ビーム露光方法は、 電子ビ
ームが散乱されながら透過するメンブレンに孔明パター
ンを形成することにより作製したマスク（孔明メンブレ
ンマスク）と、 電子ビームが比較的散乱されずに透過
するメンブレン上に、前記電子ビームが比較的大きな散
乱を受けて透過する散乱膜を選択的に成膜することによ
り作製したマスク（孔無しメンブレンマスク）と、 を
併用して露光を行う電子ビーム露光方法であって、 前
記マスクを露光装置に設置した際に、マスクの種類に応
じて、電子ビーム源又は照明光学系の設定を行うことも
できる。
ームが散乱されながら透過するメンブレンに孔明パター
ンを形成することにより作製したマスク（孔明メンブレ
ンマスク）と、 電子ビームが比較的散乱されずに透過
するメンブレン上に、前記電子ビームが比較的大きな散
乱を受けて透過する散乱膜を選択的に成膜することによ
り作製したマスク（孔無しメンブレンマスク）と、 を
併用して露光を行う電子ビーム露光方法であって、 前
記マスクを露光装置に設置した際に、マスクの種類に応
じて、電子ビーム源又は照明光学系の設定を行うことも
できる。
【００１６】マスクの種類（孔無しメンブレンマスク／
孔明メンブレンマスク）に応じて電子ビーム源や照明光
学系の設定を変更し、所望のビーム電流を得る。これに
より、孔無しメンブレンマスクと孔明メンブレンマスク
を併用する際に所要露光時間が大きく異なる事態を防ぐ
ことができ、スループットを向上できる。
孔明メンブレンマスク）に応じて電子ビーム源や照明光
学系の設定を変更し、所望のビーム電流を得る。これに
より、孔無しメンブレンマスクと孔明メンブレンマスク
を併用する際に所要露光時間が大きく異なる事態を防ぐ
ことができ、スループットを向上できる。
【００１７】前記電子ビーム露光方法においては、 前
記マスクの種類に応じた電子ビーム源又は照明光学系の
設定を行った後に、さらに、前記感応基板の位置にまで
到達した電子ビームの電流を計測し、計測された電流値
及び設定された露光量から露光条件を決定することもで
きる。これにより、より確実に露光条件を決定できる。
記マスクの種類に応じた電子ビーム源又は照明光学系の
設定を行った後に、さらに、前記感応基板の位置にまで
到達した電子ビームの電流を計測し、計測された電流値
及び設定された露光量から露光条件を決定することもで
きる。これにより、より確実に露光条件を決定できる。
【００１８】本発明の電子ビーム露光装置は、 感応基
板上に転写する原パターンの形成されたマスクに向けて
電子ビームを発する電子ビーム源と、 前記マスクを載
置するマスクステージと、 該マスクを、電子ビームで
照明する照明光学系と、 該マスクを通過又は透過した
電子ビームを前記感応基板上に投影結像させる投影光学
系と、 前記感応基板を載置するウェハステージと、
該ウェハステージに設けられた電流量検出センサと、
各部を制御する制御部と、 を具備し、 前記感応基板
の位置にまで到達した電子ビームの電流を前記電流量検
出センサで計測し、該電流の値に基づいて前記制御部が
複数種のマスクの露光条件を決定することを特徴とす
る。
板上に転写する原パターンの形成されたマスクに向けて
電子ビームを発する電子ビーム源と、 前記マスクを載
置するマスクステージと、 該マスクを、電子ビームで
照明する照明光学系と、 該マスクを通過又は透過した
電子ビームを前記感応基板上に投影結像させる投影光学
系と、 前記感応基板を載置するウェハステージと、
該ウェハステージに設けられた電流量検出センサと、
各部を制御する制御部と、 を具備し、 前記感応基板
の位置にまで到達した電子ビームの電流を前記電流量検
出センサで計測し、該電流の値に基づいて前記制御部が
複数種のマスクの露光条件を決定することを特徴とす
る。
【００１９】前記電子ビーム露光装置においては、 前
記マスクを前記露光装置に設置した際に、該マスクの種
類に応じて、前記電子ビーム源又は前記照明光学系の設
定を行うこともできる。
記マスクを前記露光装置に設置した際に、該マスクの種
類に応じて、前記電子ビーム源又は前記照明光学系の設
定を行うこともできる。
【００２０】本発明の電子ビーム露光用マスクは、 電
子ビームが比較的散乱されずに透過するメンブレン上
に、電子ビームが比較的大きな散乱を受けて透過する散
乱膜を選択的に成膜することにより、感応基板上に転写
すべき原パターンの形成されたマスクであって、 前記
パターン領域とは異なる領域に、電流量計測を行うため
の前記電子ビームが比較的大きな散乱を受けて透過する
散乱膜のない領域が設けられていることを特徴とする。
子ビームが比較的散乱されずに透過するメンブレン上
に、電子ビームが比較的大きな散乱を受けて透過する散
乱膜を選択的に成膜することにより、感応基板上に転写
すべき原パターンの形成されたマスクであって、 前記
パターン領域とは異なる領域に、電流量計測を行うため
の前記電子ビームが比較的大きな散乱を受けて透過する
散乱膜のない領域が設けられていることを特徴とする。
【００２１】本発明のデバイス製造方法は、上記いずれ
かの態様の電子ビーム露光方法等を用いるリソグラフィ
ー工程を含むことを特徴とする。
かの態様の電子ビーム露光方法等を用いるリソグラフィ
ー工程を含むことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。まず、本発明の実施の形態に係る電子ビーム露光装
置の概要を図面を参照しつつ説明する。図１は、分割転
写方式の電子ビーム露光装置の光学系全体における結像
関係及び制御系の概要を示す図である。光学系の最上流
に配置されている電子銃１は、下方に向けて電子ビーム
を放射する。電子銃１の下方には、コンデンサレンズ２
が備えられており、電子ビームは、コンデンサレンズ２
によって収束される。
る。まず、本発明の実施の形態に係る電子ビーム露光装
置の概要を図面を参照しつつ説明する。図１は、分割転
写方式の電子ビーム露光装置の光学系全体における結像
関係及び制御系の概要を示す図である。光学系の最上流
に配置されている電子銃１は、下方に向けて電子ビーム
を放射する。電子銃１の下方には、コンデンサレンズ２
が備えられており、電子ビームは、コンデンサレンズ２
によって収束される。
【００２３】コンデンサレンズ２の下には、照明ビーム
偏向器８が配置されている。この偏向器８は、主に照明
ビームを図１の横方向（Ｘ方向）に順次走査して、照明
光学系の視野内にあるマスク１０の各サブフィールドの
照明を行う。
偏向器８が配置されている。この偏向器８は、主に照明
ビームを図１の横方向（Ｘ方向）に順次走査して、照明
光学系の視野内にあるマスク１０の各サブフィールドの
照明を行う。
【００２４】マスク１０は、実際には（図２等を参照し
つつ後述）光軸垂直面内（Ｘ−Ｙ面）に広がっており、
多数のサブフィールドを有する。マスク１０上には、全
体として一個の半導体デバイスチップをなすパターン
（チップパターン）が形成されている。もちろん、複数
のマスクに１個の半導体デバイスチップをなすパターン
を分割して配置しても良い。マスク１０には、詳しくは
後述するが、透過又は通過する電子ビームの電流検出用
の電流検出窓（計測領域）が設けられている。
つつ後述）光軸垂直面内（Ｘ−Ｙ面）に広がっており、
多数のサブフィールドを有する。マスク１０上には、全
体として一個の半導体デバイスチップをなすパターン
（チップパターン）が形成されている。もちろん、複数
のマスクに１個の半導体デバイスチップをなすパターン
を分割して配置しても良い。マスク１０には、詳しくは
後述するが、透過又は通過する電子ビームの電流検出用
の電流検出窓（計測領域）が設けられている。
【００２５】マスク１０は移動可能なマスクステージ１
１に固定されており、マスク１０を光軸垂直方向（ＸＹ
方向）に動かすことにより、照明光学系の視野よりも広
い範囲に広がるマスク上の各サブフィールドを照明する
ことができる。マスクステージ１１には、レーザ干渉計
を用いた位置検出器１２が付設されており、マスクステ
ージ１１の位置をリアルタイムで正確に把握することが
できる。
１に固定されており、マスク１０を光軸垂直方向（ＸＹ
方向）に動かすことにより、照明光学系の視野よりも広
い範囲に広がるマスク上の各サブフィールドを照明する
ことができる。マスクステージ１１には、レーザ干渉計
を用いた位置検出器１２が付設されており、マスクステ
ージ１１の位置をリアルタイムで正確に把握することが
できる。
【００２６】マスク１０の下方には投影レンズ１５及び
１９並びに偏向器１６が設けられている。マスク１０の
１つのサブフィールドを通過した電子ビームは、投影レ
ンズ１５、１９、偏向器１６によってウェハ２３上の所
定の位置に結像される。
１９並びに偏向器１６が設けられている。マスク１０の
１つのサブフィールドを通過した電子ビームは、投影レ
ンズ１５、１９、偏向器１６によってウェハ２３上の所
定の位置に結像される。
【００２７】マスク１０とウェハ２３の間を縮小率比で
内分する点にクロスオーバーC.O.が形成され、同クロス
オーバー位置にはコントラストアパーチャー１８が設け
られている。同アパーチャー１８は、マスク１０の非パ
ターン部で散乱された電子ビームがウェハ２３に到達し
ないよう遮断する。
内分する点にクロスオーバーC.O.が形成され、同クロス
オーバー位置にはコントラストアパーチャー１８が設け
られている。同アパーチャー１８は、マスク１０の非パ
ターン部で散乱された電子ビームがウェハ２３に到達し
ないよう遮断する。
【００２８】ウェハ２３上には、適当なレジストが塗布
されており、レジストに電子ビームのドーズが与えら
れ、マスク上のパターンが縮小されてウェハ２３上に転
写される。
されており、レジストに電子ビームのドーズが与えら
れ、マスク上のパターンが縮小されてウェハ２３上に転
写される。
【００２９】ウェハ２３は、静電チャック（図示され
ず）を介して、ＸＹ方向に移動可能なウェハステージ２
４上に載置されている。上記マスクステージ１１とウェ
ハステージ２４とを、互いに逆の方向に同期走査するこ
とにより、投影光学系の視野を越えて広がるチップパタ
ーン内の各部を順次露光することができる。ウェハステ
ージ２４上には、ウェハステージ２４上に到達する電子
ビームの電流値を検出する検出センサ３２が設けられて
いる。検出センサ３２としては、例えば、ファラディカ
ップを用いることができる。なお、ウェハステージ２４
にも、上述のマスクステージ１１と同様の位置検出器２
５が装備されている。
ず）を介して、ＸＹ方向に移動可能なウェハステージ２
４上に載置されている。上記マスクステージ１１とウェ
ハステージ２４とを、互いに逆の方向に同期走査するこ
とにより、投影光学系の視野を越えて広がるチップパタ
ーン内の各部を順次露光することができる。ウェハステ
ージ２４上には、ウェハステージ２４上に到達する電子
ビームの電流値を検出する検出センサ３２が設けられて
いる。検出センサ３２としては、例えば、ファラディカ
ップを用いることができる。なお、ウェハステージ２４
にも、上述のマスクステージ１１と同様の位置検出器２
５が装備されている。
【００３０】上記各レンズ２、１５、１９及び各偏向器
８、１６は、各々のコイル電源制御部２ａ、１５ａ、１
９ａ及び８ａ、１６ａを介してコントローラ３１により
コントロールされる。また、マスクステージ１１及びウ
ェハステージ２４も、ステージ制御部１１ａ、２４ａを
介して、コントローラ３１により制御される。ステージ
位置検出器１２、２５は、アンプやＡ／Ｄ変換器等を含
むインターフェース１２ａ、２５ａを介してコントロー
ラ３１に信号を送る。また、検出センサ３２も同様のイ
ンターフェース３２ａを介してコントローラ３１に信号
を送る。
８、１６は、各々のコイル電源制御部２ａ、１５ａ、１
９ａ及び８ａ、１６ａを介してコントローラ３１により
コントロールされる。また、マスクステージ１１及びウ
ェハステージ２４も、ステージ制御部１１ａ、２４ａを
介して、コントローラ３１により制御される。ステージ
位置検出器１２、２５は、アンプやＡ／Ｄ変換器等を含
むインターフェース１２ａ、２５ａを介してコントロー
ラ３１に信号を送る。また、検出センサ３２も同様のイ
ンターフェース３２ａを介してコントローラ３１に信号
を送る。
【００３１】コントローラ３１は、ステージ位置の制御
誤差を把握し、その誤差を像位置調整偏向器１６で補正
する。これにより、マスク１０上のサブフィールドの縮
小像がウェハ２３上の目標位置に正確に転写される。そ
して、ウェハ２３上で各サブフィールド像が繋ぎ合わさ
れて、マスク上のチップパターン全体がウェハ上に転写
される。
誤差を把握し、その誤差を像位置調整偏向器１６で補正
する。これにより、マスク１０上のサブフィールドの縮
小像がウェハ２３上の目標位置に正確に転写される。そ
して、ウェハ２３上で各サブフィールド像が繋ぎ合わさ
れて、マスク上のチップパターン全体がウェハ上に転写
される。
【００３２】次に、上述の電子ビーム露光装置に用いら
れるマスクの例として、孔無しメンブレンマスクについ
て説明する。図２は、電子ビーム露光装置に用いられる
マスクの構成例を模式的に示す平面図である。図３は、
マスクのパターン領域の斜視図である。図４は、図２の
Ａ−Ａ断面図である。このようなマスクは、例えばシリ
コンウェハに電子ビーム描画・エッチングを行うことに
より製作できる。
れるマスクの例として、孔無しメンブレンマスクについ
て説明する。図２は、電子ビーム露光装置に用いられる
マスクの構成例を模式的に示す平面図である。図３は、
マスクのパターン領域の斜視図である。図４は、図２の
Ａ−Ａ断面図である。このようなマスクは、例えばシリ
コンウェハに電子ビーム描画・エッチングを行うことに
より製作できる。
【００３３】マスク１０は、図３、図７（Ａ）に示すよ
うに、０．７ｍｍ程のSi（シリコン）基板６１の下面に
SiNx（窒化シリコン）膜６２を形成し、その下にさらに
W（タングステン）膜（高散乱膜）６３を形成してあ
る。その後、メンブレン小領域（電子ビームを照射する
部分）６４のSiをドライエッチング等で除去し、SiNx膜
及びＷ膜とからなるメンブレン（自立薄膜）部分６５を
形成する。このメンブレン部６５のW膜を選択的に除去
することにより感応基板上に転写すべきパターン部６６
を形成する。なお、メンブレン部６５の厚さは０．０１
μm〜０．１μmである。メンブレン小領域６４のＸＹ平
面における寸法は０．５〜５mm角程度である。また、図
３のメンブレン小領域６４の周囲の直交する格子状のグ
リレージと呼ばれる部分４５は、マスクの機械強度を保
つための梁である。グリレージ４５の幅は、例えば０．
１mm〜０．５ｍｍ程度である。
うに、０．７ｍｍ程のSi（シリコン）基板６１の下面に
SiNx（窒化シリコン）膜６２を形成し、その下にさらに
W（タングステン）膜（高散乱膜）６３を形成してあ
る。その後、メンブレン小領域（電子ビームを照射する
部分）６４のSiをドライエッチング等で除去し、SiNx膜
及びＷ膜とからなるメンブレン（自立薄膜）部分６５を
形成する。このメンブレン部６５のW膜を選択的に除去
することにより感応基板上に転写すべきパターン部６６
を形成する。なお、メンブレン部６５の厚さは０．０１
μm〜０．１μmである。メンブレン小領域６４のＸＹ平
面における寸法は０．５〜５mm角程度である。また、図
３のメンブレン小領域６４の周囲の直交する格子状のグ
リレージと呼ばれる部分４５は、マスクの機械強度を保
つための梁である。グリレージ４５の幅は、例えば０．
１mm〜０．５ｍｍ程度である。
【００３４】図２には、円形のマスク１０が示されてい
る。マスク１０には、マスク全体のパターン分割配置状
態が示されている。マスク１０の中央部には、４本のメ
カニカルストライプ４９が設けられている。各メカニカ
ルストライプ４９には、複数のメンブレン小領域６４
（図３、図７（Ａ）参照）が設けられている。
る。マスク１０には、マスク全体のパターン分割配置状
態が示されている。マスク１０の中央部には、４本のメ
カニカルストライプ４９が設けられている。各メカニカ
ルストライプ４９には、複数のメンブレン小領域６４
（図３、図７（Ａ）参照）が設けられている。
【００３５】マスク１０のパターン領域の側方（図２の
下方）には、四角い透過電流検出窓（計測領域）６９が
設けられている。透過電流検出窓６９は、例えば、電子
ビーム露光装置における一括露光領域（例えば、１ｍｍ
×１ｍｍ）よりも大きいサイズ（例えば、２ｍｍ×２ｍ
ｍ）である。ただし、この形状及び大きさはこの限りで
はない。透過電流検出窓６９の形成されている部分は、
図４に示すように、SiNx膜上のＷ膜等の散乱体が除去さ
れており、感応基板上に投影すべきパターン部６６（図
３、図７（Ａ）参照）と同様の構成をしている。ここ
で、透過電流検出窓６９部分のSiNx膜とパターン部６６
部分のSiNx膜は、同一基板上に形成されているので、ほ
ぼ同じ厚さである。
下方）には、四角い透過電流検出窓（計測領域）６９が
設けられている。透過電流検出窓６９は、例えば、電子
ビーム露光装置における一括露光領域（例えば、１ｍｍ
×１ｍｍ）よりも大きいサイズ（例えば、２ｍｍ×２ｍ
ｍ）である。ただし、この形状及び大きさはこの限りで
はない。透過電流検出窓６９の形成されている部分は、
図４に示すように、SiNx膜上のＷ膜等の散乱体が除去さ
れており、感応基板上に投影すべきパターン部６６（図
３、図７（Ａ）参照）と同様の構成をしている。ここ
で、透過電流検出窓６９部分のSiNx膜とパターン部６６
部分のSiNx膜は、同一基板上に形成されているので、ほ
ぼ同じ厚さである。
【００３６】なお、孔明メンブレンマスクに電子ビーム
の電流検出用の電流検出窓を設ける際には、Si（シリコ
ン）基板７１（図７（Ｂ）参照）上のパターン領域とは
異なる位置のSiをドライエッチング等で除去し、孔を空
けることにより作製する。
の電流検出用の電流検出窓を設ける際には、Si（シリコ
ン）基板７１（図７（Ｂ）参照）上のパターン領域とは
異なる位置のSiをドライエッチング等で除去し、孔を空
けることにより作製する。
【００３７】次に、本発明の１つの実施の形態に係る電
子ビーム露光方法について説明する。図５は、本発明の
実施の形態に係る電子ビーム露光方法を示すフローチャ
ートである。図５においては、まず、上述した透過電流
検出窓６９（図２等参照）を有するマスク１０（図２等
参照）を電子ビーム露光装置のマスクステージ１１（図
１参照）に設置する（ステップ２１）。
子ビーム露光方法について説明する。図５は、本発明の
実施の形態に係る電子ビーム露光方法を示すフローチャ
ートである。図５においては、まず、上述した透過電流
検出窓６９（図２等参照）を有するマスク１０（図２等
参照）を電子ビーム露光装置のマスクステージ１１（図
１参照）に設置する（ステップ２１）。
【００３８】次に、検出センサ３２（図１参照）を有す
るウェハステージ２４（図１参照）を移動し、検出セン
サ３２を、電子ビーム検出を行える位置に配置する（ス
テップ２２）。次に、マスクステージ１１を移動し、透
過電流検出窓６９を、電子ビーム照射位置に配置する
（ステップ２３）。
るウェハステージ２４（図１参照）を移動し、検出セン
サ３２を、電子ビーム検出を行える位置に配置する（ス
テップ２２）。次に、マスクステージ１１を移動し、透
過電流検出窓６９を、電子ビーム照射位置に配置する
（ステップ２３）。
【００３９】マスク上の透過電流検出窓６９に電子ビー
ムを照射し、透過電流検出窓６９を透過してウェハステ
ージ上に到達する電流量を検出センサ３２で検出する
（ステップ２４）。検出された電流量データは、インタ
ーフェース３２ａ（図１参照）を介してコントローラ
（制御部）３１（図１参照）に送信される。
ムを照射し、透過電流検出窓６９を透過してウェハステ
ージ上に到達する電流量を検出センサ３２で検出する
（ステップ２４）。検出された電流量データは、インタ
ーフェース３２ａ（図１参照）を介してコントローラ
（制御部）３１（図１参照）に送信される。
【００４０】ここで、検出された電流量データが予め設
定された閾値（例えば、１０μＡ〜２０μＡの範囲外で
あった場合には（ステップ３１）、露光時間を短縮する
ために、電子ビーム源の設定（例えば、電子銃のバイア
ス電圧や加熱電流値）や照明光学系の設定を変更し（ス
テップ３２）、電子ビーム源から発生する電子ビーム量
を変更する。その後、再び、透過電流検出窓６９に電子
ビームを照射し、透過電流検出窓６９を透過してウェハ
ステージ上に到達する電流量を検出センサ３２で検出す
る（ステップ２４）。
定された閾値（例えば、１０μＡ〜２０μＡの範囲外で
あった場合には（ステップ３１）、露光時間を短縮する
ために、電子ビーム源の設定（例えば、電子銃のバイア
ス電圧や加熱電流値）や照明光学系の設定を変更し（ス
テップ３２）、電子ビーム源から発生する電子ビーム量
を変更する。その後、再び、透過電流検出窓６９に電子
ビームを照射し、透過電流検出窓６９を透過してウェハ
ステージ上に到達する電流量を検出センサ３２で検出す
る（ステップ２４）。
【００４１】ここで、検出された電流量データが予め設
定された範囲内であった場合には（ステップ３１）、コ
ントローラ３１において、得られた電流量データからウ
ェハステージ上での電流密度を計算し（ステップ２
５）、所定の露光量でウェハの露光を行えるように露光
時間を設定し（ステップ２６）露光を行う（ステップ２
７）。
定された範囲内であった場合には（ステップ３１）、コ
ントローラ３１において、得られた電流量データからウ
ェハステージ上での電流密度を計算し（ステップ２
５）、所定の露光量でウェハの露光を行えるように露光
時間を設定し（ステップ２６）露光を行う（ステップ２
７）。
【００４２】次に、本発明の他の実施の形態に係る電子
ビーム露光方法について説明する。この実施の形態は、
電子ビーム露光装置に、孔無しメンブレンマスクと孔明
メンブレンマスク（図７参照）を併用する例である。
ビーム露光方法について説明する。この実施の形態は、
電子ビーム露光装置に、孔無しメンブレンマスクと孔明
メンブレンマスク（図７参照）を併用する例である。
【００４３】孔無しメンブレンマスクと孔明メンブレン
マスクとでは、上述したように、透過率が大きく異なる
ため、所要露光時間も大きく異なる。孔無しメンブレン
マスクのSiNx膜厚にもよるが、孔無しメンブレンマスク
の所要露光時間は、孔明メンブレンマスクの約２．５倍
程である。そのため、孔無しメンブレンマスク用に設定
した電子ビーム源で、孔明メンブレンマスクを用いた露
光を行うと、露光時間が大幅に長くなってしまう。ま
た、孔明メンブレンマスク用に設定した電子ビーム源
で、孔無しメンブレンマスクを用いた露光を行うと、一
度に流れるビーム電流量が大きくなってしまい、電子同
士の反発作用（空間電荷効果）によって、ウェハに形成
する像のボケが大きくなり、所望の解像性が得られなく
なってしまう。
マスクとでは、上述したように、透過率が大きく異なる
ため、所要露光時間も大きく異なる。孔無しメンブレン
マスクのSiNx膜厚にもよるが、孔無しメンブレンマスク
の所要露光時間は、孔明メンブレンマスクの約２．５倍
程である。そのため、孔無しメンブレンマスク用に設定
した電子ビーム源で、孔明メンブレンマスクを用いた露
光を行うと、露光時間が大幅に長くなってしまう。ま
た、孔明メンブレンマスク用に設定した電子ビーム源
で、孔無しメンブレンマスクを用いた露光を行うと、一
度に流れるビーム電流量が大きくなってしまい、電子同
士の反発作用（空間電荷効果）によって、ウェハに形成
する像のボケが大きくなり、所望の解像性が得られなく
なってしまう。
【００４４】この実施の形態においては、予め孔無しメ
ンブレンマスク用と孔明メンブレンマスク用の異なる電
子ビーム源の設定パラメータを用意しておき、孔無しメ
ンブレンマスクと孔明メンブレンマスクを併用する際に
は、その都度、マスクの種類に応じて電子ビーム源や照
明光学系の設定を切り替える。ただし、電子ビーム源の
設定のみでは電流の精密な制御は困難である。そのた
め、電子ビーム源の設定後、マスクを露光装置に設置
し、図５に示したような方法を用いて、マスクの透過電
流検出窓に電子ビームを照射し、透過電流検出窓を透過
又は通過してウェハステージ上に到達する電流量を検出
センサで検出し、最適な露光時間を設定して露光を行
う。
ンブレンマスク用と孔明メンブレンマスク用の異なる電
子ビーム源の設定パラメータを用意しておき、孔無しメ
ンブレンマスクと孔明メンブレンマスクを併用する際に
は、その都度、マスクの種類に応じて電子ビーム源や照
明光学系の設定を切り替える。ただし、電子ビーム源の
設定のみでは電流の精密な制御は困難である。そのた
め、電子ビーム源の設定後、マスクを露光装置に設置
し、図５に示したような方法を用いて、マスクの透過電
流検出窓に電子ビームを照射し、透過電流検出窓を透過
又は通過してウェハステージ上に到達する電流量を検出
センサで検出し、最適な露光時間を設定して露光を行
う。
【００４５】次に上記説明した電子ビーム露光方法を利
用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図６は、
微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パ
ネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の
製造のフローを示す。
用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図６は、
微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パ
ネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の
製造のフローを示す。
【００４６】ステップ１（回路設計）では、半導体デバ
イスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）で
は、設計した回路パターンを形成したマスクを製作す
る。この時、パターンについて局部的にリサイズを施す
ことにより近接効果や空間電荷効果によるビームボケの
補正を行ってもよい。一方、ステップ３（ウェハ製造）
では、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
イスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）で
は、設計した回路パターンを形成したマスクを製作す
る。この時、パターンについて局部的にリサイズを施す
ことにより近接効果や空間電荷効果によるビームボケの
補正を行ってもよい。一方、ステップ３（ウェハ製造）
では、シリコン等の材料を用いてウェハを製造する。
【００４７】ステップ４（酸化）では、ウェハの表面を
酸化させる。ステップ５（ＣＶＤ）では、ウェハ表面に
絶縁膜を形成する。ステップ６（電極形成）では、ウェ
ハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ７（イオ
ン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステッ
プ８（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布す
る。ステップ９（電子ビーム露光）では、ステップ２で
作ったマスクを用いて電子ビーム転写装置によって、マ
スクの回路パターンをウェハに焼付露光する。その際、
上述の露光方法を用いる。ステップ１０（光露光）で
は、同じくステップ２で作った光露光用マスクを用い
て、光ステッパーによってマスクの回路パターンをウェ
ハに焼付露光する。この前又は後に、電子ビームの後方
散乱電子を均一化する近接効果補正露光を行ってもよ
い。
酸化させる。ステップ５（ＣＶＤ）では、ウェハ表面に
絶縁膜を形成する。ステップ６（電極形成）では、ウェ
ハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ７（イオ
ン打ち込み）では、ウェハにイオンを打ち込む。ステッ
プ８（レジスト処理）では、ウェハに感光剤を塗布す
る。ステップ９（電子ビーム露光）では、ステップ２で
作ったマスクを用いて電子ビーム転写装置によって、マ
スクの回路パターンをウェハに焼付露光する。その際、
上述の露光方法を用いる。ステップ１０（光露光）で
は、同じくステップ２で作った光露光用マスクを用い
て、光ステッパーによってマスクの回路パターンをウェ
ハに焼付露光する。この前又は後に、電子ビームの後方
散乱電子を均一化する近接効果補正露光を行ってもよ
い。
【００４８】ステップ１１（現像）では、露光したウェ
ハを現像する。ステップ１２（エッチング）では、レジ
スト像以外の部分を選択的に削り取る。ステップ１３
（レジスト剥離）では、エッチングがすんで不要となっ
たレジストを取り除く。ステップ４からステップ１３を
繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に回路パタ
ーンが形成される。
ハを現像する。ステップ１２（エッチング）では、レジ
スト像以外の部分を選択的に削り取る。ステップ１３
（レジスト剥離）では、エッチングがすんで不要となっ
たレジストを取り除く。ステップ４からステップ１３を
繰り返し行うことによって、ウェハ上に多重に回路パタ
ーンが形成される。
【００４９】ステップ１４（組立）は、後工程と呼ば
れ、上の工程によって作製されたウェハを用いて半導体
チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシン
グ、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。ステップ１５（検査）では、ステ
ップ１４で作製された半導体デバイスの動作確認テス
ト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て
半導体デバイスが完成しこれが出荷（ステップ１６）さ
れる。
れ、上の工程によって作製されたウェハを用いて半導体
チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシン
グ、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。ステップ１５（検査）では、ステ
ップ１４で作製された半導体デバイスの動作確認テス
ト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て
半導体デバイスが完成しこれが出荷（ステップ１６）さ
れる。
【００５０】以上図１〜図８を参照しつつ、本発明の実
施の形態に係る電子ビーム露光方法等について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な変
更を加えることができる。
施の形態に係る電子ビーム露光方法等について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、様々な変
更を加えることができる。
【００５１】
【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、孔無しメンブレンマスクを露光装置に設置し
た状態で、その孔無しメンブレンマスク上に設けられた
ビーム電流計測用領域に電子ビームを照射し、ウェハ面
まで到達してくる電流を計測し、計測結果と設定露光量
から露光時間の計算・設定を行う。これにより、孔無し
メンブレンマスクの薄膜厚さに関係なく露光量の制御を
高精度に行うことができる。また、孔無しメンブレンマ
スク作製時の薄膜厚さ制御の精度を緩和することがで
き、マスクコストを低減できる。また、マスクの種類
（孔無しメンブレンマスク／孔明メンブレンマスク）に
応じて電子ビーム源の設定を変更し、所望のビーム電流
を得る。これにより、孔無しメンブレンマスクと孔明メ
ンブレンマスクを併用する際に所要露光時間が大きく異
なる事態を防ぐことができ、スループットを向上でき
る。
によれば、孔無しメンブレンマスクを露光装置に設置し
た状態で、その孔無しメンブレンマスク上に設けられた
ビーム電流計測用領域に電子ビームを照射し、ウェハ面
まで到達してくる電流を計測し、計測結果と設定露光量
から露光時間の計算・設定を行う。これにより、孔無し
メンブレンマスクの薄膜厚さに関係なく露光量の制御を
高精度に行うことができる。また、孔無しメンブレンマ
スク作製時の薄膜厚さ制御の精度を緩和することがで
き、マスクコストを低減できる。また、マスクの種類
（孔無しメンブレンマスク／孔明メンブレンマスク）に
応じて電子ビーム源の設定を変更し、所望のビーム電流
を得る。これにより、孔無しメンブレンマスクと孔明メ
ンブレンマスクを併用する際に所要露光時間が大きく異
なる事態を防ぐことができ、スループットを向上でき
る。
【図１】分割転写方式の電子ビーム露光装置の光学系全
体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
【図２】電子ビーム露光装置に用いられるマスクの構成
例を模式的に示す平面図である。
例を模式的に示す平面図である。
【図３】マスクのパターン領域の斜視図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る電子ビーム露光方法
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図６】微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チッ
プ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマ
シン等）の製造のフローを示す。
プ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマ
シン等）の製造のフローを示す。
【図７】電子ビーム投影露光に用いられるマスクの方式
を説明する図である。図７（Ａ）は孔無しメンブレンマ
スクを示す側面断面図であり、図７（Ｂ）は孔明メンブ
レンマスクを示す側面断面図である。
を説明する図である。図７（Ａ）は孔無しメンブレンマ
スクを示す側面断面図であり、図７（Ｂ）は孔明メンブ
レンマスクを示す側面断面図である。
【図８】孔無しメンブレンマスクの電子透過部分の透過
率を示す図である。
率を示す図である。
１ 電子銃 ２ コンデン
サレンズ ８ 照明ビーム偏向器 １０ マスク １１ マスクステージ １２ マスクステ
ージ位置検出器 １５ 第１投影レンズ １６ 像位置調
整偏向器 １８ コントラストアパーチャー １９ 第２投影
レンズ ２３ ウェハ ２４ ウェハス
テージ ２５ ウェハステージ位置検出器 ３１ コントロ
ーラ ３２ 検出センサ（ファラディカップ）
サレンズ ８ 照明ビーム偏向器 １０ マスク １１ マスクステージ １２ マスクステ
ージ位置検出器 １５ 第１投影レンズ １６ 像位置調
整偏向器 １８ コントラストアパーチャー １９ 第２投影
レンズ ２３ ウェハ ２４ ウェハス
テージ ２５ ウェハステージ位置検出器 ３１ コントロ
ーラ ３２ 検出センサ（ファラディカップ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｓ
Claims (8)
- 【請求項１】 電子ビームが比較的散乱されずに透過す
るメンブレン上に、前記電子ビームが比較的大きな散乱
を受けて透過する散乱膜を選択的に成膜した、感応基板
上に転写すべき原パターンを有するマスクを用い、 前記散乱膜を散乱透過した電子ビームの大半はコントラ
ストアパーチャーで遮断して前記感応基板に到達させ
ず、 前記メンブレンを透過した電子ビームを前記感応基板上
に投影結像させ、 前記マスク上の散乱膜のないメンブレンのみの領域を照
明し、該領域を透過して前記感応基板の位置にまで到達
した電子ビームの電流を計測し、 計測された電流値及び設定された露光量から露光条件を
決定することを特徴とする電子ビーム露光方法。 - 【請求項２】 前記計測された電流値が所定の値から外
れている場合には、電子ビーム源又は照明光学系の設定
を変更し、前記感応基板上での電流量を所定の値の範囲
にすることを特徴とする請求項１記載の電子ビーム露光
方法。 - 【請求項３】 電子ビームが散乱されながら透過するメ
ンブレンに孔明パターンを形成することにより作製した
マスク（孔明メンブレンマスク）と、 電子ビームが比較的散乱されずに透過するメンブレン上
に、前記電子ビームが比較的大きな散乱を受けて透過す
る散乱膜を選択的に成膜することにより作製したマスク
（孔無しメンブレンマスク）と、 を併用して露光を行う電子ビーム露光方法であって、 前記マスクを露光装置に設置した際に、マスクの種類に
応じて、電子ビーム源又は照明光学系の設定を行うこと
を特徴とする電子ビーム露光方法。 - 【請求項４】 前記マスクの種類に応じた電子ビーム源
又は照明光学系の設定を行った後に、さらに、前記感応
基板の位置にまで到達した電子ビームの電流を計測し、
計測された電流値及び設定された露光量から露光条件を
決定することを特徴とする請求項３記載の電子ビーム露
光方法。 - 【請求項５】 感応基板上に転写する原パターンの形成
されたマスクに向けて電子ビームを発する電子ビーム源
と、 前記マスクを載置するマスクステージと、 該マスクを、電子ビームで照明する照明光学系と、 該マスクを通過又は透過した電子ビームを前記感応基板
上に投影結像させる投影光学系と、 前記感応基板を載置するウェハステージと、 該ウェハステージに設けられた電流量検出センサと、 各部を制御する制御部と、 を具備し、 前記感応基板の位置にまで到達した電子ビームの電流を
前記電流量検出センサで計測し、該電流の値に基づいて
前記制御部が複数種のマスクの露光条件を決定すること
を特徴とする電子ビーム露光装置。 - 【請求項６】 前記マスクを前記露光装置に設置した際
に、該マスクの種類に応じて、前記電子ビーム源又は前
記照明光学系の設定を行うことを特徴とする請求項５記
載の電子ビーム露光装置。 - 【請求項７】 電子ビームが比較的散乱されずに透過す
るメンブレン上に、電子ビームが比較的大きな散乱を受
けて透過する散乱膜を選択的に成膜することにより、感
応基板上に転写すべき原パターンの形成されたマスクで
あって、 前記パターン領域とは異なる領域に、電流量計測を行う
ための前記電子ビームが比較的大きな散乱を受けて透過
する散乱膜のない領域が設けられていることを特徴とす
る電子ビーム露光用マスク。 - 【請求項８】 請求項１〜４のいずれか１項記載の電子
ビーム露光方法を用いるリソグラフィー工程を含むこと
を特徴とするデバイス製造方法。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2001125564A JP2002319534A (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 電子ビーム露光方法、電子ビーム露光装置、電子ビーム露光用マスク及びデバイス製造方法 |
| US10/132,785 US6627906B2 (en) | 2001-04-24 | 2002-04-24 | Control of exposure in charged-particle-beam microlithography based on beam-transmissivity of the reticle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001125564A JP2002319534A (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 電子ビーム露光方法、電子ビーム露光装置、電子ビーム露光用マスク及びデバイス製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002319534A true JP2002319534A (ja) | 2002-10-31 |
Family
ID=18974766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001125564A Pending JP2002319534A (ja) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | 電子ビーム露光方法、電子ビーム露光装置、電子ビーム露光用マスク及びデバイス製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6627906B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002319534A (ja) |
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| US6768124B2 (en) * | 1999-10-19 | 2004-07-27 | Nikon Corporation | Reticle-focus detector, and charged-particle-beam microlithography apparatus and methods comprising same |
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| JP2001332468A (ja) * | 2000-05-19 | 2001-11-30 | Nikon Corp | マスク、荷電粒子線露光方法、荷電粒子線露光装置及びデバイス製造方法 |
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| JP2002170766A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-14 | Nikon Corp | 転写露光方法及びデバイス製造方法 |
-
2001
- 2001-04-24 JP JP2001125564A patent/JP2002319534A/ja active Pending
-
2002
- 2002-04-24 US US10/132,785 patent/US6627906B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| US6627906B2 (en) | 2003-09-30 |
| US20020153496A1 (en) | 2002-10-24 |
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