JP2837743B2 - 荷電粒子ビーム露光方法およびそれに用いるステンシルマスク - Google Patents
荷電粒子ビーム露光方法およびそれに用いるステンシルマスクInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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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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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
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Description
【発明の詳細な説明】 ［概要］ 荷電粒子ビームを用い所望のパターンを転写する方法
およびそれに用いるマスクに関し、 ある程度の規則性を有するパターンを高速に露光するこ
とのできる荷電粒子ビーム露光方法を提供することを目
的とし、 複数のブロックパターン領域を有するステンシルマスク
を用い、１つのブロックパターン領域に選択用に荷電粒
子ビームを照射し、通過した荷電粒子ビームをウエハ上
に照射してパターン描画を行なうブロック露光方法であ
って、前記ブロックパターン領域の少なくとも１つはウ
エハ上に転写した時にも分散パターンを形成する複数の
分離された開口を有し、これら開口の各々にブランキン
グ電極を備えており、露光時は、露光すべきパターンに
合わせて各開口のブランキング電極に制御された信号を
印加して選択された開口のみに対応するパターンをウエ
ハ上に露光するように構成する。
およびそれに用いるマスクに関し、 ある程度の規則性を有するパターンを高速に露光するこ
とのできる荷電粒子ビーム露光方法を提供することを目
的とし、 複数のブロックパターン領域を有するステンシルマスク
を用い、１つのブロックパターン領域に選択用に荷電粒
子ビームを照射し、通過した荷電粒子ビームをウエハ上
に照射してパターン描画を行なうブロック露光方法であ
って、前記ブロックパターン領域の少なくとも１つはウ
エハ上に転写した時にも分散パターンを形成する複数の
分離された開口を有し、これら開口の各々にブランキン
グ電極を備えており、露光時は、露光すべきパターンに
合わせて各開口のブランキング電極に制御された信号を
印加して選択された開口のみに対応するパターンをウエ
ハ上に露光するように構成する。
［産業上の利用分野］ 本発明は半導体装置の製造に関し、特に荷電粒子ビー
ムを用い所望のパターンを転写する方法およびそれに用
いるマスクに関する。
ムを用い所望のパターンを転写する方法およびそれに用
いるマスクに関する。
近年、集積回路装置の高密度化はますます進められて
いる。これに伴い、長年パターン形成の主流であったフ
ォトリソグラフィに代り、荷電粒子線、特に電子ビーム
による露光がＸ線露光等と共に検討され、使用されるよ
うになってきた。
いる。これに伴い、長年パターン形成の主流であったフ
ォトリソグラフィに代り、荷電粒子線、特に電子ビーム
による露光がＸ線露光等と共に検討され、使用されるよ
うになってきた。
電子ビーム露光は、電子ビームを用いてパターン形成
（露光）を行ない、ミクロン程度あるいはそれ以下の微
細なパターンを形成できる。
（露光）を行ない、ミクロン程度あるいはそれ以下の微
細なパターンを形成できる。
［従来の技術］ 電子ビーム露光は分解能が高く、微細なパターンを形
成する能力に優れているが、その露光方法はいわゆる
「一筆書き」となり、その処理能力には制限がある。
成する能力に優れているが、その露光方法はいわゆる
「一筆書き」となり、その処理能力には制限がある。
電子ビーム露光の処理能力を向上させるため、長方
形、正方形、三角形のようなパターンを可変矩形で生成
するシーケンスをあらかじめ作っておき、必要に応じて
電子ビームを選択して照射、露光する方法が提唱されて
いる。たとえば、特願昭52−119185号では各パターンを
ブロック状に並べたマスクを用いて露光を行なうことが
提案されている。特開昭62−260322号では、メモリーセ
ル等の形成に必要な繰り返しパターンと汎用矩形パター
ン用の四辺形開口を成形絞り板上に持ち、露光を行なう
ことが提案されている。
形、正方形、三角形のようなパターンを可変矩形で生成
するシーケンスをあらかじめ作っておき、必要に応じて
電子ビームを選択して照射、露光する方法が提唱されて
いる。たとえば、特願昭52−119185号では各パターンを
ブロック状に並べたマスクを用いて露光を行なうことが
提案されている。特開昭62−260322号では、メモリーセ
ル等の形成に必要な繰り返しパターンと汎用矩形パター
ン用の四辺形開口を成形絞り板上に持ち、露光を行なう
ことが提案されている。
繰り返しパターン方式は、ブロック露光とかセルプロ
ダクション露光等と呼ばれ、繰り返しパターンが露光面
積の大きな部分を占めるメモリー品種等には効果的な方
法である。繰り返しパターンの適当な周期をブロックパ
ターンとして形成し、露光時には１つのブロックパター
ン領域を選択し、荷電粒子ビームを偏向して選択したブ
ロックパターン領域に照射し、透過ビームを繰り返しウ
エハ上の所望位置に照射する。
ダクション露光等と呼ばれ、繰り返しパターンが露光面
積の大きな部分を占めるメモリー品種等には効果的な方
法である。繰り返しパターンの適当な周期をブロックパ
ターンとして形成し、露光時には１つのブロックパター
ン領域を選択し、荷電粒子ビームを偏向して選択したブ
ロックパターン領域に照射し、透過ビームを繰り返しウ
エハ上の所望位置に照射する。
第２図にブロック露光を行なうことのできるEB露光装
置の構成例を概略的に示す。
置の構成例を概略的に示す。
露光装置は露光部10と制御部50とに分れる。露光部10
は、カソード電極11、グリッド電極12およびアノード電
極13を有する荷電粒子ビーム発生源14と、荷電粒子（以
下、ビームという）をたとえば矩形状に形成する第１の
スリット15と、形成されたビームを収束する第１の電子
レンズ16と、修正偏向信号S1に応じてビーム位置を修正
偏向するためのスリットデフレクタ17と、対向して設け
られた第２、第３のレンズ18、19と、この第２、第３の
レンズの間に水平方向に移動可能な装着された透過マス
ク20（ステンシルマスク）と、透過マスク20の上下方向
に配置されて各々位置情報P1〜P4に応じて第２、第３レ
ンズの間のビームを偏向し、透過マスク上20の複数の透
過孔の１つを選択する第１〜第４の偏向器21〜24と、ブ
ランキング信号に応じてビームを遮断し、もしくは通過
させるブランキング電極25と、第４のレンズ26と、アパ
ーチャ27と、リフォーカスコイル28と、第５のレンズ29
と、フォーカスコイル30と、スティグコイル31と、第６
のレンズ32と、露光位置決定信号S2、S3に応じてウエハ
上のビーム位置決めをするメインデフコイル33およびサ
ブデフレクタ34と、ウエハを搭載してＸ−Ｙ方向に移動
可能なステージ35と、第１〜第４のアライメントコイル
とを有している。
は、カソード電極11、グリッド電極12およびアノード電
極13を有する荷電粒子ビーム発生源14と、荷電粒子（以
下、ビームという）をたとえば矩形状に形成する第１の
スリット15と、形成されたビームを収束する第１の電子
レンズ16と、修正偏向信号S1に応じてビーム位置を修正
偏向するためのスリットデフレクタ17と、対向して設け
られた第２、第３のレンズ18、19と、この第２、第３の
レンズの間に水平方向に移動可能な装着された透過マス
ク20（ステンシルマスク）と、透過マスク20の上下方向
に配置されて各々位置情報P1〜P4に応じて第２、第３レ
ンズの間のビームを偏向し、透過マスク上20の複数の透
過孔の１つを選択する第１〜第４の偏向器21〜24と、ブ
ランキング信号に応じてビームを遮断し、もしくは通過
させるブランキング電極25と、第４のレンズ26と、アパ
ーチャ27と、リフォーカスコイル28と、第５のレンズ29
と、フォーカスコイル30と、スティグコイル31と、第６
のレンズ32と、露光位置決定信号S2、S3に応じてウエハ
上のビーム位置決めをするメインデフコイル33およびサ
ブデフレクタ34と、ウエハを搭載してＸ−Ｙ方向に移動
可能なステージ35と、第１〜第４のアライメントコイル
とを有している。
一方、制御部50は、集積回路装置の設計データを記憶
した記憶媒体51と、荷電粒子ビーム全体を制御するCPU5
2と、CPU52によって取込まれた、たとえば描画情報、そ
のパターンを描画すべきウエハＷ上の描画位置情報およ
び透過マスク20のマスク情報などの各種情報を転送する
インターフェイス53と、インターフェイス53から転送さ
れた描画パターン情報およびマスク情報を保持するデー
タメモリ54と、該描画パターン情報およびマスク情報に
したがって、たとえば、透過マスク20の透過孔の１つを
指定し、その指定透過孔の透過マスク上での位置を示す
位置データを発生すると共に、描画すべきパターン形状
と指定透過孔形状との形状差に応じた補正値Ｈを演算す
る処理を含む各種処理を行なう指定手段、保持手段、演
算手段および出力手段としてのパターン制御コントロー
ラ55と、上記補正値Ｈから修正偏向信号S1を生成するア
ンプ部56と、必要に応じて透過マスク20を移動させるマ
スク移動機構57と、ブランキング制御回路58と、ブラン
キング信号SBを生成するアンプ部59とを備えると共に、
インターフェイス53から転送された描画位置情報にした
がって描画処理シーケンスを制御するシーケンスコント
ローラ60と、必要に応じてステージを移動させるステー
ジ制御機構61と、ステージ位置を検出するレーザ干渉計
62と、ウエハ上の露光位置を演算する偏向制御回路63
と、露光位置決定信号S2、S3を生成するアンプ部64、65
とを備えている。
した記憶媒体51と、荷電粒子ビーム全体を制御するCPU5
2と、CPU52によって取込まれた、たとえば描画情報、そ
のパターンを描画すべきウエハＷ上の描画位置情報およ
び透過マスク20のマスク情報などの各種情報を転送する
インターフェイス53と、インターフェイス53から転送さ
れた描画パターン情報およびマスク情報を保持するデー
タメモリ54と、該描画パターン情報およびマスク情報に
したがって、たとえば、透過マスク20の透過孔の１つを
指定し、その指定透過孔の透過マスク上での位置を示す
位置データを発生すると共に、描画すべきパターン形状
と指定透過孔形状との形状差に応じた補正値Ｈを演算す
る処理を含む各種処理を行なう指定手段、保持手段、演
算手段および出力手段としてのパターン制御コントロー
ラ55と、上記補正値Ｈから修正偏向信号S1を生成するア
ンプ部56と、必要に応じて透過マスク20を移動させるマ
スク移動機構57と、ブランキング制御回路58と、ブラン
キング信号SBを生成するアンプ部59とを備えると共に、
インターフェイス53から転送された描画位置情報にした
がって描画処理シーケンスを制御するシーケンスコント
ローラ60と、必要に応じてステージを移動させるステー
ジ制御機構61と、ステージ位置を検出するレーザ干渉計
62と、ウエハ上の露光位置を演算する偏向制御回路63
と、露光位置決定信号S2、S3を生成するアンプ部64、65
とを備えている。
透過マスク20はステンシルマスクと呼ばれ、たとえば
シリコンウエハを用いて作成される。
シリコンウエハを用いて作成される。
第３図はステンシルマスク20のマスク部分の平面図で
ある。
ある。
ステンシルマスク20には所定のピッチ間隔ELでマトリ
クス配置された多数（図では９個）のエリアE1〜E9が設
けられており、１つのエリアの大きさは、透過マスクに
おけるビームの最大偏向範囲に対応した大きさ、たとえ
ばおよそ１〜5mm□である。E1〜E9の基準点（図中各エ
リア左下コーナーの黒丸●で示す）にはそれぞれXY座標
値が与えられており、たとえばエリア座標Exy＝（１、
１）とした場合、E7を表現していることとする。
クス配置された多数（図では９個）のエリアE1〜E9が設
けられており、１つのエリアの大きさは、透過マスクに
おけるビームの最大偏向範囲に対応した大きさ、たとえ
ばおよそ１〜5mm□である。E1〜E9の基準点（図中各エ
リア左下コーナーの黒丸●で示す）にはそれぞれXY座標
値が与えられており、たとえばエリア座標Exy＝（１、
１）とした場合、E7を表現していることとする。
１つのエリア内には第４図に示すように、所定のピッ
チBLでマトリクス配列された多数（図では36個）のブロ
ックB1〜B36が設けられており、１つのブロックの大き
さは透過マスク上におけるビーム大きさに相当し、たと
えば100〜500μｍ□程度である。そしてB1〜B36の基準
点にもそれぞれXY座標が与えられており、たとえばブロ
ック座標Bxy＝（１、２）とした場合、B32の基準点を示
していることとなる。
チBLでマトリクス配列された多数（図では36個）のブロ
ックB1〜B36が設けられており、１つのブロックの大き
さは透過マスク上におけるビーム大きさに相当し、たと
えば100〜500μｍ□程度である。そしてB1〜B36の基準
点にもそれぞれXY座標が与えられており、たとえばブロ
ック座標Bxy＝（１、２）とした場合、B32の基準点を示
していることとなる。
すなわち、エリア座標Exyとブロック座標Bxyの指定に
よって任意のエリア内の任意のブロックを表現すること
ができる。たとえば、Exy＝（１、１）、Bxy＝（１、
２）とした場合、E7のエリアのB32のブロックを指定し
たこととなる。効率よく露光を行なうためには、一品種
の大規模集積回路（LSI）装置の１層を露光するのに必
要な全パターンがステンシルマスク内の１エリア内のパ
ターンとして形成されることが好ましい。なお、１つの
エリアの４隅に位置するハッチングで示したブロック
B1、B6、B31、B36は、可変矩形用の透過孔である。
よって任意のエリア内の任意のブロックを表現すること
ができる。たとえば、Exy＝（１、１）、Bxy＝（１、
２）とした場合、E7のエリアのB32のブロックを指定し
たこととなる。効率よく露光を行なうためには、一品種
の大規模集積回路（LSI）装置の１層を露光するのに必
要な全パターンがステンシルマスク内の１エリア内のパ
ターンとして形成されることが好ましい。なお、１つの
エリアの４隅に位置するハッチングで示したブロック
B1、B6、B31、B36は、可変矩形用の透過孔である。
第５図は、DRAMのコンタクトホールパターンの例を示
す。
す。
図示のように、DRAMにおいては、多数のメモリ素子が
分布し、コンタクトホールが各メモリ素子に対応して配
置されている。たとえば、実線71で囲まれた領域を単位
ブロックとすると、このブロックパターンを繰り返し露
光することにより、一面に分布したDRAMのコンタクトホ
ールパターンを露光することができる。たとえば、図示
の構成においては、30個のコンタクトホールが１ブロッ
クの含まれるので、素子数の1/30の露光を行なうことに
よって、全領域の露光が可能となる。つまり、規則的な
パターンに対しては、ブロック露光による高速露光が可
能となる。
分布し、コンタクトホールが各メモリ素子に対応して配
置されている。たとえば、実線71で囲まれた領域を単位
ブロックとすると、このブロックパターンを繰り返し露
光することにより、一面に分布したDRAMのコンタクトホ
ールパターンを露光することができる。たとえば、図示
の構成においては、30個のコンタクトホールが１ブロッ
クの含まれるので、素子数の1/30の露光を行なうことに
よって、全領域の露光が可能となる。つまり、規則的な
パターンに対しては、ブロック露光による高速露光が可
能となる。
第６図は、このような繰り返しパターンを露光するた
めに１つのエリア内に形成された複数のブロックのパタ
ーン例を示す。
めに１つのエリア内に形成された複数のブロックのパタ
ーン例を示す。
４つの図形を例として示したが、繰り返しパターンの
図形はこれらに限らない。
図形はこれらに限らない。
［発明が解決しようとする課題］ 以上説明したように、ブロック露光においては、繰り
返しパターンの露光が高速に行なわれる。
返しパターンの露光が高速に行なわれる。
しかし、全てのLSIパターンがブロック露光によって
高速露光できる訳ではない。全く同じ図形が繰り返し表
われる場合を除いて、ブロック露光による高速露光は実
施できない。
高速露光できる訳ではない。全く同じ図形が繰り返し表
われる場合を除いて、ブロック露光による高速露光は実
施できない。
一方、たとえばROMのコンタクトホール等において
は、パターンはかなりの規則性を有するが、各コンタク
ト形成するか否かにおいてパターンの任意性が残されて
いる。
は、パターンはかなりの規則性を有するが、各コンタク
ト形成するか否かにおいてパターンの任意性が残されて
いる。
本発明の目的は、ある程度の規則性を有するパターン
を高速に露光することのできる荷電粒子ビーム露光方法
を提供することである。
を高速に露光することのできる荷電粒子ビーム露光方法
を提供することである。
本発明の他の目的は、ある程度の任意性を許容しつ
つ、ある程度以上の規則性を有するパターンを露光する
のに適したステンシルマスクを提供することである。
つ、ある程度以上の規則性を有するパターンを露光する
のに適したステンシルマスクを提供することである。
［課題を解決するための手段］ 第１図（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の原理説明図を示
す。
す。
第１図（Ａ）は、荷電粒子ビームによる露光を概略的
に示す概念図である。ステンシルマスク１に形成された
複数のブロックパターン領域４−ｉの１つには、複数の
開口５−ｉが規則的に配置されている。これらの各開口
５−ｉは第１図（Ｂ）に示すように、一対のブランキン
グ電極８−ｉ、９−ｉを備える。これらのブランキング
電極にブランキング電圧を印加すると、開口５−ｉを通
過する荷電粒子ビームは偏向され、露光領域外に除去さ
れる。露光すべきパターンにしたがって、ブロックパタ
ーン領域４−ｉの各開口５−ｉのブランキング電極に所
望の電圧を印加し、ブロックパターン領域４−ｉに荷電
粒子ビーム３を照射すると印加された電圧にしたがっ
て、各開口５は荷電粒子ビーム３を選択的に透過させ
る。このようにして、選択的に透過された荷電粒子ビー
ム３がウエハ２上に照射されると、印加電圧パターンに
応じた露光パターン７が実現される。露光パターン７
は、ブロックパターン領域４−ｉ上の開口５に対応する
ものであるが、開口５の内のどれが露光されるかは印加
電圧によって決定される。
に示す概念図である。ステンシルマスク１に形成された
複数のブロックパターン領域４−ｉの１つには、複数の
開口５−ｉが規則的に配置されている。これらの各開口
５−ｉは第１図（Ｂ）に示すように、一対のブランキン
グ電極８−ｉ、９−ｉを備える。これらのブランキング
電極にブランキング電圧を印加すると、開口５−ｉを通
過する荷電粒子ビームは偏向され、露光領域外に除去さ
れる。露光すべきパターンにしたがって、ブロックパタ
ーン領域４−ｉの各開口５−ｉのブランキング電極に所
望の電圧を印加し、ブロックパターン領域４−ｉに荷電
粒子ビーム３を照射すると印加された電圧にしたがっ
て、各開口５は荷電粒子ビーム３を選択的に透過させ
る。このようにして、選択的に透過された荷電粒子ビー
ム３がウエハ２上に照射されると、印加電圧パターンに
応じた露光パターン７が実現される。露光パターン７
は、ブロックパターン領域４−ｉ上の開口５に対応する
ものであるが、開口５の内のどれが露光されるかは印加
電圧によって決定される。
ステンシルマスク１の少なくとも１つのブロックパタ
ーン領域４は、ウエハ２上に照射した時に、それぞれ独
立のパターン７を形成すべき複数の開口５を有し、各開
口にブランキング電極を備える。
ーン領域４は、ウエハ２上に照射した時に、それぞれ独
立のパターン７を形成すべき複数の開口５を有し、各開
口にブランキング電極を備える。
［作用］ ステンシルマスク１の少なくとも１つのブロックパタ
ーン領域４内に開口５を規則的に分布させることによ
り、ある程度以上の規則性を有するパターンを選択的に
露光することが可能となる。
ーン領域４内に開口５を規則的に分布させることによ
り、ある程度以上の規則性を有するパターンを選択的に
露光することが可能となる。
各開口にブランキング電極を備えることにより、各開
口を荷電粒子ビームが透過するか否かを自由に定めるこ
とができ、任意性あるパターンを露光することができ
る。
口を荷電粒子ビームが透過するか否かを自由に定めるこ
とができ、任意性あるパターンを露光することができ
る。
このようにして、ある程度以上の規則性を有するが、
全く同一のパターンの繰り返しではないパターンを露光
する際に、ブランキング電極に与える電圧パターンを選
択することにより、広範囲のパターンを同時に露光する
ことが可能となり、露光に要する時間を短縮することが
できる。
全く同一のパターンの繰り返しではないパターンを露光
する際に、ブランキング電極に与える電圧パターンを選
択することにより、広範囲のパターンを同時に露光する
ことが可能となり、露光に要する時間を短縮することが
できる。
［実施例］ 第７図は、マスクROMのパターン例を示す。
マスクROMにおいては、コンタクトの位置は規則的に
定まっているが、各コンタクト位置において実際にコン
タクトをとるか否かは記憶すべき情報によって定まる。
たとえば、図示のパターンにおいて、破線で示した矩形
はコンタクトをとらない位置を示す。このコンタクトを
とらない位置は記憶すべき情報によって任意に変化す
る。このため、従来のブロックパターン露光によれば、
このように任意に変化するパターンを繰り返し露光する
ことはできず、あえてブロック露光すれば、全領域に対
応する多種類のブロックを用意しなければならなかっ
た。
定まっているが、各コンタクト位置において実際にコン
タクトをとるか否かは記憶すべき情報によって定まる。
たとえば、図示のパターンにおいて、破線で示した矩形
はコンタクトをとらない位置を示す。このコンタクトを
とらない位置は記憶すべき情報によって任意に変化す
る。このため、従来のブロックパターン露光によれば、
このように任意に変化するパターンを繰り返し露光する
ことはできず、あえてブロック露光すれば、全領域に対
応する多種類のブロックを用意しなければならなかっ
た。
第８図は本発明の実施例によるブランキングブロック
マスクを概略的に示す平面図である。
マスクを概略的に示す平面図である。
図示の構成において、ブロックパターンBL1は、可変
矩形露光用の矩形開口パターンであり、その隣のブロッ
クパターンBL2は、第７図に示すようなマスクROMのパタ
ーンを露光するためのブランキング電極を備えたブロッ
クマスクである。ブロックマスクBL2の開口73−ｉを全
てオンの状態にして荷電粒子ビームを透過させると、第
７図に示すようなマスクROMのコンタクト位置の全てが
露光される。開口73−ｉの内、所望のものに対してはブ
ランキング電極74−ｉ、75−ｉに所定の電圧を印加する
と、その開口73−ｉを透過する荷電粒子ビームは偏向さ
れ、ウエハ上には露光されなくなる。すなわち、露光す
べきパターンにしたがって、各開口のブランキング電極
74−ｉ、75−ｉに所定の電圧を印加することにより、任
意のコンタクパターンを露光することが可能となる。第
９図はブランキング電極の構造例を概略的に示す断面図
である。
矩形露光用の矩形開口パターンであり、その隣のブロッ
クパターンBL2は、第７図に示すようなマスクROMのパタ
ーンを露光するためのブランキング電極を備えたブロッ
クマスクである。ブロックマスクBL2の開口73−ｉを全
てオンの状態にして荷電粒子ビームを透過させると、第
７図に示すようなマスクROMのコンタクト位置の全てが
露光される。開口73−ｉの内、所望のものに対してはブ
ランキング電極74−ｉ、75−ｉに所定の電圧を印加する
と、その開口73−ｉを透過する荷電粒子ビームは偏向さ
れ、ウエハ上には露光されなくなる。すなわち、露光す
べきパターンにしたがって、各開口のブランキング電極
74−ｉ、75−ｉに所定の電圧を印加することにより、任
意のコンタクパターンを露光することが可能となる。第
９図はブランキング電極の構造例を概略的に示す断面図
である。
たとえば、シリコンウエハから形成した薄板部分76に
開口73が形成されており、その対向辺に電極74、75が形
成されている。一方の電極75は、たとえば接地電位に接
続され、他方の電極74には、露光パターンに応じて接地
電位ないしは所定電位Ｖが印加される。電極74に接地電
位が印加された時は、対向電極間が等電位となるため、
入射する荷電粒子ビームはそのまま透過する。電極74に
電位Ｖが印加されると、開口73を通過する荷電粒子ビー
ムは偏向され、ウエハ上から除去される。
開口73が形成されており、その対向辺に電極74、75が形
成されている。一方の電極75は、たとえば接地電位に接
続され、他方の電極74には、露光パターンに応じて接地
電位ないしは所定電位Ｖが印加される。電極74に接地電
位が印加された時は、対向電極間が等電位となるため、
入射する荷電粒子ビームはそのまま透過する。電極74に
電位Ｖが印加されると、開口73を通過する荷電粒子ビー
ムは偏向され、ウエハ上から除去される。
このような各開口73−ｉに対する可変電位電極74−ｉ
は、第８図に示すようにステンシルマスク周辺のパッド
76−ｉに導出され、このパッドに露光パターンにしたが
って電圧を印加することにより、各開口を荷電粒子ビー
ムが透過するか否かが選択される。
は、第８図に示すようにステンシルマスク周辺のパッド
76−ｉに導出され、このパッドに露光パターンにしたが
って電圧を印加することにより、各開口を荷電粒子ビー
ムが透過するか否かが選択される。
第８図に示すように、ブランキング電極を備えたブロ
ックパターンと同時に、同一エリア内に可変矩形用パタ
ーンや繰り返しパターンを設け、露光すべきパターンに
応じて使い分けることもできる。
ックパターンと同時に、同一エリア内に可変矩形用パタ
ーンや繰り返しパターンを設け、露光すべきパターンに
応じて使い分けることもできる。
第10図は、ブランキング電極を備えたブロックマスク
に所望の電圧パターンを印加するための回路構成の例を
示す。
に所望の電圧パターンを印加するための回路構成の例を
示す。
露光すべきパターン情報に応じて、CPU81はバッファ
メモリ82に画像情報を供給する。この画像情報の中か
ら、１回の露光によって転写されるべきパターンに応じ
た情報がオン・オフデータラッチ83に供給され、オン・
オフ信号アンプ85を介してステンシルマスク20のパッド
に信号電圧が供給される。また、バッファメモリ82から
偏向信号発生制御部84に偏向信号を形成すべき情報が供
給され、偏向信号アンプ86によってビーム偏向信号が形
成され、偏向電極に供給される。このようにして、荷電
粒子ビームがステンシルマスク20の１つのブロックマス
クを照射し、開口のブランキング電極に印加された電圧
にしたがって偏向され、ウエハ上に照射される。
メモリ82に画像情報を供給する。この画像情報の中か
ら、１回の露光によって転写されるべきパターンに応じ
た情報がオン・オフデータラッチ83に供給され、オン・
オフ信号アンプ85を介してステンシルマスク20のパッド
に信号電圧が供給される。また、バッファメモリ82から
偏向信号発生制御部84に偏向信号を形成すべき情報が供
給され、偏向信号アンプ86によってビーム偏向信号が形
成され、偏向電極に供給される。このようにして、荷電
粒子ビームがステンシルマスク20の１つのブロックマス
クを照射し、開口のブランキング電極に印加された電圧
にしたがって偏向され、ウエハ上に照射される。
第11図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、開口パターンの形
状の例を示す。
状の例を示す。
第11図（Ａ）は、正方形の開口73の対向辺上にブラン
キング用可変電位電極74と接地電極75が形成された例を
示す。第11図（Ｂ）は、長方形の長辺上に可変電位電極
74と接地電極75が形成された形状を示す。第11図（Ｃ）
は、円形状の開口73の対向する部分に可変電位電極74と
接地電極75が形成されている例を示す。開口形状は第11
図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示したものに限らず、種々
変更することが可能である。第12図（Ａ）、（Ｂ）は、
開口アレーのパターンの例を示す。
キング用可変電位電極74と接地電極75が形成された例を
示す。第11図（Ｂ）は、長方形の長辺上に可変電位電極
74と接地電極75が形成された形状を示す。第11図（Ｃ）
は、円形状の開口73の対向する部分に可変電位電極74と
接地電極75が形成されている例を示す。開口形状は第11
図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示したものに限らず、種々
変更することが可能である。第12図（Ａ）、（Ｂ）は、
開口アレーのパターンの例を示す。
第12図（Ａ）はチェッカーボード状の開口パターンを
示す。各開口77の４辺上には遮蔽部が配置され、対角線
方向に隣接して開口パターンが配置され、チェッカーボ
ードのような模様を形成している。全面積の約半分の面
積が開口となっており、露光を２回繰り返すことによ
り、広い面積を塗り潰し露光することができる。なお、
機械的強度を維持するために、開口の各コーナーは少し
丸めるのがよい。
示す。各開口77の４辺上には遮蔽部が配置され、対角線
方向に隣接して開口パターンが配置され、チェッカーボ
ードのような模様を形成している。全面積の約半分の面
積が開口となっており、露光を２回繰り返すことによ
り、広い面積を塗り潰し露光することができる。なお、
機械的強度を維持するために、開口の各コーナーは少し
丸めるのがよい。
第12図（Ｂ）は、図中Ｘ方向とＹ方向に飛石状に開口
パターン77が配置されたパターンを示す。Ｘ方向、Ｙ方
向の各々について、露光を２回繰り返すと連続的なスト
ライプパターンを形成することができる。なお、同様の
パターンで行あるいは列を交互にずらした配置としても
よい。
パターン77が配置されたパターンを示す。Ｘ方向、Ｙ方
向の各々について、露光を２回繰り返すと連続的なスト
ライプパターンを形成することができる。なお、同様の
パターンで行あるいは列を交互にずらした配置としても
よい。
第13図（Ａ）、（Ｂ）は、配線パターンとその分解の
例を示す。
例を示す。
第13図（Ａ）は、集積回路装置内における配線パター
ンの例を示す。このパターン自体に特に意味はないが、
このようにＸ方向とＹ方向に延在するストライプ状パタ
ーンは、集積回路においてしばしば用いられるパターン
である。このような配線パターンを、第12図（Ｂ）に示
すような飛石状開口を有するブロックパターンで形成す
る場合を説明する。
ンの例を示す。このパターン自体に特に意味はないが、
このようにＸ方向とＹ方向に延在するストライプ状パタ
ーンは、集積回路においてしばしば用いられるパターン
である。このような配線パターンを、第12図（Ｂ）に示
すような飛石状開口を有するブロックパターンで形成す
る場合を説明する。
第13図（Ｂ）は、第13図（Ａ）に示す配線パターンを
第12図（Ｂ）に示すような飛石状の開口パターンで形成
する場合の分解の方法の例を示す。
第12図（Ｂ）に示すような飛石状の開口パターンで形成
する場合の分解の方法の例を示す。
斜線を付した領域は、第12図（Ｂ）に示すような飛石
状ブロックパターンの開口によって一度に露出できる領
域の例を示す。第12図（Ｂ）の開口パターンにおいて
は、Ｘ方向およびＹ方向について、それぞれ１つおきに
開口が存在するので、それらの開口の内、露光すべき領
域を選択的に取出すことにより、第13図（Ｂ）の斜線領
域を形成することができる。残った領域は、図中左の部
分に示す領域についてはＸ方向に１パターン分ずらして
露光を行なうことにより、露光することができる。図中
右側部分では、たとえばコーナーに合わせた露光を行な
い、Ｘ方向、Ｙ方向に１パターン分ずらした露光をそれ
ぞれ行なえばよい。このようにして、図示の領域を露光
することができる。
状ブロックパターンの開口によって一度に露出できる領
域の例を示す。第12図（Ｂ）の開口パターンにおいて
は、Ｘ方向およびＹ方向について、それぞれ１つおきに
開口が存在するので、それらの開口の内、露光すべき領
域を選択的に取出すことにより、第13図（Ｂ）の斜線領
域を形成することができる。残った領域は、図中左の部
分に示す領域についてはＸ方向に１パターン分ずらして
露光を行なうことにより、露光することができる。図中
右側部分では、たとえばコーナーに合わせた露光を行な
い、Ｘ方向、Ｙ方向に１パターン分ずらした露光をそれ
ぞれ行なえばよい。このようにして、図示の領域を露光
することができる。
なお、電子ビームの露光可能領域に応じて、１ブロッ
クパターン中の開口数を選ぶことにより、１回に露光で
きる領域が定まる。通常ウエハ上で約３〜４μｍ角の領
域であり、100倍の倍率としてマスク上ではたとえば、
約400μｍ角の領域となる。所望の全領域を露光するに
は、露光領域を一度に露光できるブロック領域に分割し
た後、第13図（Ｂ）に示すようにパターン内の分割を行
なえばよい。
クパターン中の開口数を選ぶことにより、１回に露光で
きる領域が定まる。通常ウエハ上で約３〜４μｍ角の領
域であり、100倍の倍率としてマスク上ではたとえば、
約400μｍ角の領域となる。所望の全領域を露光するに
は、露光領域を一度に露光できるブロック領域に分割し
た後、第13図（Ｂ）に示すようにパターン内の分割を行
なえばよい。
たとえば、DRAMにおいては、1MDRAMの場合、配線パタ
ーンの特徴的線幅は約１μｍ、4MDRAMの場合、配線パタ
ーンの特徴的線幅は約0.7μｍ、16MDRAMの場合、配線パ
ターンの特徴的線幅は約0.5μｍ、64MDRAMの場合、配線
パターンの特徴的線幅は約0.3μｍとされる。このよう
な各品種によって特徴的な線幅に開口パターンの寸法、
開口間の寸法を合わせることにより、その品種専用に用
いられる露光パターンに適したブロッキングブロックパ
ターンを形成することができる。
ーンの特徴的線幅は約１μｍ、4MDRAMの場合、配線パタ
ーンの特徴的線幅は約0.7μｍ、16MDRAMの場合、配線パ
ターンの特徴的線幅は約0.5μｍ、64MDRAMの場合、配線
パターンの特徴的線幅は約0.3μｍとされる。このよう
な各品種によって特徴的な線幅に開口パターンの寸法、
開口間の寸法を合わせることにより、その品種専用に用
いられる露光パターンに適したブロッキングブロックパ
ターンを形成することができる。
また、第12図の開口パターンに示すように、開口部分
のピッチと遮蔽領域部分のピッチとが等しい場合、特に
複数回の露光用に露光パターンを分解するのに便宜であ
る。
のピッチと遮蔽領域部分のピッチとが等しい場合、特に
複数回の露光用に露光パターンを分解するのに便宜であ
る。
このようなブランキング電極をそなえた開口パターン
を用いる露光により、ゲートアレーのコンタクトホール
や配線、ROMのコンタクトホールパターンの形成、マイ
コンチップならびに各種メモリー品種の配線パターンの
形成等、種々の集積回路装置のパターン形成を高速に行
なうことが可能となる。
を用いる露光により、ゲートアレーのコンタクトホール
や配線、ROMのコンタクトホールパターンの形成、マイ
コンチップならびに各種メモリー品種の配線パターンの
形成等、種々の集積回路装置のパターン形成を高速に行
なうことが可能となる。
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこ
れらに制限されるものではない。たとえば、種々の変
更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明で
あろう。
れらに制限されるものではない。たとえば、種々の変
更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明で
あろう。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、規則的に分布
した開口パターンの各開口のブランキング電極に所望の
電圧パターンを印加することにより、高い規則性を有し
つつ、任意に変化する露光パターンを高速に露光するこ
とができる。
した開口パターンの各開口のブランキング電極に所望の
電圧パターンを印加することにより、高い規則性を有し
つつ、任意に変化する露光パターンを高速に露光するこ
とができる。
第１図（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の原理説明図であり、
第１図（Ａ）は露光の態様を説明するための斜視図、第
１図（Ｂ）は第１図（Ａ）に用いたステンシルマスク１
の１つのブロックパターン領域４内の１開口の構成を示
す平面図、 第２図は、EB露光装置の全体構成図、 第３図は、ステンシルマスクの平面図、 第４図は、ステンシルマスクの１つのエリアを示す平面
図、 第５図は、DRAMのコンタクトホールパターンの例を示す
平面図、 第６図は、ブロックに形成された透過孔の例を示す平面
図、 第７図は、マスクROMのパターンの例を示す平面図、 第８図は、本発明の実施例によるブランキングブロック
マスクの構成例を示す平面図、 第９図は、ブランキング電極の構成を説明するための概
略断面図、 第10図は、ブランキング回路の構成を示すブロック図、 第11図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、ブランキングマスク
内の開口形状の例を示す平面図、 第12図（Ａ）、（Ｂ）は、開口アレーのパターン例を示
す平面図、 第13図（Ａ）、（Ｂ）は、配線パターンとその分解の例
を示す平面図である。 図において、 １……ステンシルマスク ２……ウエハ ３……荷電粒子ビーム ４……ブロックパターン領域 ５……開口 ７……露光パターン ８、９……ブランキング電極
第１図（Ａ）は露光の態様を説明するための斜視図、第
１図（Ｂ）は第１図（Ａ）に用いたステンシルマスク１
の１つのブロックパターン領域４内の１開口の構成を示
す平面図、 第２図は、EB露光装置の全体構成図、 第３図は、ステンシルマスクの平面図、 第４図は、ステンシルマスクの１つのエリアを示す平面
図、 第５図は、DRAMのコンタクトホールパターンの例を示す
平面図、 第６図は、ブロックに形成された透過孔の例を示す平面
図、 第７図は、マスクROMのパターンの例を示す平面図、 第８図は、本発明の実施例によるブランキングブロック
マスクの構成例を示す平面図、 第９図は、ブランキング電極の構成を説明するための概
略断面図、 第10図は、ブランキング回路の構成を示すブロック図、 第11図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、ブランキングマスク
内の開口形状の例を示す平面図、 第12図（Ａ）、（Ｂ）は、開口アレーのパターン例を示
す平面図、 第13図（Ａ）、（Ｂ）は、配線パターンとその分解の例
を示す平面図である。 図において、 １……ステンシルマスク ２……ウエハ ３……荷電粒子ビーム ４……ブロックパターン領域 ５……開口 ７……露光パターン ８、９……ブランキング電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 洋 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−260322（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−187234（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−78779（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−42128（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−69125（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−248617（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−114513（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−119185（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−187334（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−314832（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−244026（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−270215（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20
Claims (7)
- 【請求項１】複数のブロックパターン領域を有するステ
ンシルマスクを用い、１つのブロックパターン領域に選
択的に荷電粒子ビームを照射し、通過した荷電粒子ビー
ムをウエハ上に照射してパターン描画を行なうブロック
露光方法であって、 前記ブロックパターン領域の少なくとも１つはウエハ上
に転写した時にも分散パターンを形成する複数の分離さ
れた開口（５）を有し、これら開口の各々にブランキン
グ電極（８、９）を備えており、 露光時は、露光すべきパターンに合わせて各開口のブラ
ンキング電極に制御された信号を印加して選択された開
口のみに対応するパターンをウエハ上に露光する工程 を含む荷電粒子ビーム露光方法。 - 【請求項２】前記ブロックパターン領域の少なくとも１
つは、半導体集積回路装置の所定位置に配置されるコン
タクトホールを露光すべきパターンであり、 前記露光工程は、所望の回路機能に応じて前記コンタク
トホールを露光すべきパターンの各開口のブランキング
電極に制御された信号を印加することを含む 請求項１記載の荷電粒子ビーム露光方法。 - 【請求項３】前記ブロックパターン領域の少なくとも１
つは、半導体集積回路装置の特徴的な線幅を有する配線
パターンを分割して露光すべき複数の開口を有するパタ
ーンであり、 前記複数の開口を用いて合成できるように露光すべき配
線パターンを分割し、 前記露光工程は、分割された各パターンにしたがって、
各開口のブランキング電極に制御された信号を印加する
ことを含む 請求項１記載の荷電粒子ビーム露光方法。 - 【請求項４】前記ブロックパターン領域の少なくとも１
つは、位置を変えて複数回露光することにより、全領域
を露光するのに適した複数の開口を有し、 前記露光工程は、選択された開口の露光を複数回行なう
ことにより、連続した模様を形成する 請求項１記載の荷電粒子ビーム露光方法。 - 【請求項５】一度に荷電粒子ビームを照射し、縮小して
ウエハ上にパターンを転写するブロックパターン領域を
複数個有するステンシルマスクであり、 前記ブロックパターン領域の少なくとも１つはウエハ上
に転写した時に分散パターンを形成する複数の分離され
た開口を有し、これら開口の各々にブランキング電極を
備えるステンシルマスク。 - 【請求項６】前記ブランキング電極の各々は対向して配
置された接地電極と制御電極を含み、制御電極はステン
シルマスク周辺に導出されている請求項５記載のステン
シルマスク。 - 【請求項７】前記ブロックパターン領域の少なくとも１
つは、位置を変えて複数回露光することにより、全領域
を露光するのに適した複数の開口を有する請求項５また
は６記載のステンシルマスク。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17100190A JP2837743B2 (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 荷電粒子ビーム露光方法およびそれに用いるステンシルマスク |
| US07/718,433 US5288567A (en) | 1990-06-27 | 1991-06-20 | Stencil mask and charged particle beam exposure method and apparatus using the stencil mask |
| US08/062,573 US5376802A (en) | 1990-06-27 | 1993-05-18 | Stencil mask and charge particle beam exposure method and apparatus using the stencil mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17100190A JP2837743B2 (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 荷電粒子ビーム露光方法およびそれに用いるステンシルマスク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0458518A JPH0458518A (ja) | 1992-02-25 |
| JP2837743B2 true JP2837743B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=15915271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17100190A Expired - Fee Related JP2837743B2 (ja) | 1990-06-27 | 1990-06-27 | 荷電粒子ビーム露光方法およびそれに用いるステンシルマスク |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5288567A (ja) |
| JP (1) | JP2837743B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3335011B2 (ja) | 1994-09-16 | 2002-10-15 | 富士通株式会社 | マスク及びこれを用いる荷電粒子ビーム露光方法 |
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