JPH09134701A - 電子線描画装置及び描画パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子ビーム描画、特に一括図形描画を応用し
た高精度なパターン形成を実現する。これにより、メモ
リセルの周辺回路や論理回路の描画精度を向上させる。 【解決手段】 第１のマスクの透過電子で第２のマスク
を照射し第２のマスクの開口部の像を試料上に形成する
一括図形照射法において、シリコンマスク３１上に、複
数の開口からなる図形開口３３、及び一つの開口からな
る一括図形照射法用の図形開口３６を持つ。この図形開
口を用いてメモリセルの周辺回路や論理回路のパターン
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子線を用い
た描画パターン形成に係わり、特に一括図形照射法を用
いる電子線描画装置及び描画パターン形成方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近の半導体集積回路は微細化、高集積
化が進んでおり、微細加工を実現するためのリソグラフ
ィ技術も装置の高精度化が進められている。さらなる微
細化、高精度化に伴い、従来用いられてきた光リソグラ
フィに変わり、電子線描画装置が用いられるようになっ
てきた。光リソグラフィに対する電子線描画装置の欠点
の一つとして、スループットの低さが挙げられる。これ
を克服するためにサイトウ等が「プロシーディングオブ
インターナショナルマイクロプロセスコンファレンス
（１９９０年）、第４８頁〜５１頁」で述べているよう
に、メモリセルの繰り返しパターンを複数持つ複数の開
口からなる図形開口を用いて、これより大きな電子ビー
ムで図形開口を照射し、図形開口の像を試料上に形成す
ることによりスループットの向上を図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は繰り返
しパターンを有するメモリセルには有効であるが、周辺
の論理回路には適用出来ない。従って、周辺回路は従来
の可変矩形法を用いて描画することになる。可変矩形法
の問題点は自由に矩形サイズを変えた電子ビームが形成
できる反面、マスクの熱ドリフトやチャージアップによ
り生じる矩形サイズの誤差がレジストパターン形成の誤
差となる問題点がある。このことは電子ビームを用いて
形成した集積回路の歩留まりを低下させ、極端な場合、
ある程度以下のサイズの電子ビームを実質的に形成不可
能とする。本発明の目的は、電子ビーム描画にて高精度
なパターン形成を実現し、メモリセルの周辺回路や繰り
返しのない論理回路の描画精度を向上させて、集積回路
の分留り向上に寄与することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、一括図形照射法用の図形開口を持つマ
スクに一つの開口からなる一括図形照射法用の図形開口
を持つ。そして、この開口を用いて集積回路特に論理回
路部を描画する。更に、回路の比較的小さなパターンを
図形開口により、比較的大きなパターンを可変成形法に
より形成する。矩形開口の寸法が試料上の最小寸法以下
であると更に良い。この時のマスクの厚さは電子線の飛
程より薄くし、マスクの散乱電子を遮断する絞りを下流
に設ける。開口の形状は特に矩形が良く、大きさの異な
る複数の矩形開口があれば更に良い。特に、一つの矩形
開口からなる一括図形照射法用の図形開口とその９０度
回転した矩形開口からなる図形開口を有することは重要
である。また、これら矩形の角近傍に矩形より小さい開
口を追加した形状とする。その他、これら開口形状は一
括図形に用いられる繰り返し図形の１セル単位分の図形
開口形状とする。更に、適当な大きさの矩形開口を用い
てマーク検出し、描画を行えば位置精度の良い描画が可
能となる。大きさとしては最大一括図形の２％から２５
％の間が適当である。なお、一つの開口からなる一括図
形照射法用の図形開口を複数の開口からなる図形開口よ
り図形選択偏向器を使用しない時の第１マスク像に近い
位置に配置すること、一つの開口からなる一括図形照射
法用の図形開口を複数の開口からなる図形開口の図形選
択偏向器と別の偏向器にて選択することによって、より
有効に種々の開口を選択する。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１に本発明を適用する一括図形
照射法用の装置構成を示し、本発明の電子線描画装置及
び描画パターン形成方法の有効性について述べる。な
お、図２に、図１に示したマスクの平面図（ａ）及び断
面図（ｂ）を示し、あわせてシリコンマスク３１上の一
つの図形開口群３２を拡大して示す。第１マスク２上の
矩形開口を透過した電子は第２マスク５上に結像され
る。図２に示す第２マスク上には可変成形用の矩形開口
３４（１２５μｍ角）と複数の開口からなるメモリセル
パターンを有する図形開口３３がある。第２マスク上の
第１マスク像３５は１５０μｍ角であり、第２マスク上
の一括図形は最大１２５μｍ角である。第１マスク像は
１５０μｍ単位で一括図形を選択する。第２マスクを透
過した図形ビームは縮小レンズ８により縮小され更に対
物レンズ１４により試料上に結像される。一括図形は例
えばホールパターンであり、例えば配線パターンであ
る。第２マスク上には更に一つの開口からなる図形開口
３６がある。図２では矩形開口であり、これはホールパ
ターンの一括図形の１セル分に相当する。通常のホール
パターンの形成工程ではメモリセルのみならず周辺回路
でもホールパターンを形成する。従って、一つの開口か
らなる図形開口、特に矩形開口を用意しておけば、周辺
回路はこの開口を用いて形成することが可能である。図
形開口を透過した電子ビームの試料上での大きさは縮小
率を調整することにより調整が可能であり、しかも縮小
率は非常に安定している。従って、試料上の矩形開口の
図形開口ビームの大きさは高精度に調整できる。これに
より可変矩形では困難な矩形ビームの高精度化が可能と
なる。一辺が試料上の最小寸法に対応するマスク上の寸
法以下であれば、これら高精度が要求される微細なパタ
ーンの描画に本発明が容易に適用できる。更に言えば最
小寸法に対応するマスク上の寸法かその１／２が良い。
以上の作用はメモリセル回路がなくとも同様であり論理
回路のみであっても本発明の一括図形照射法は有効であ
る。更に通常のメモリ回路ではメモリセル部と周辺回路
部は多くが同等のサイズのホールを用いるためにメモリ
セル部の一括図形開口の１セル分を持つ図形開口を用い
ることが有効となる。

【０００６】また、周辺回路は必ずしも一つの大きさの
矩形よりなるものではない。図３に異なる大きさの図面
開口を有する場合のマスクの平面図（ａ）及び断面図
（ｂ）を示し、あわせてシリコンマスク３１上の一つの
開口群３２を拡大して示す。図３に示すように一つの矩
形開口からなる図形開口の異なったサイズの開口３７を
複数有するように構成する。特に可変矩形法では困難な
微小なパターンを一つの矩形開口により行い、比較的大
きなパターンは従来の可変矩形法で描画すれば、異なる
大きさの矩形からなる周辺回路の効率的な描画が可能と
なる。一つの矩形開口からなる一括図形照射法用の図形
開口とその９０度回転した矩形開口からなる図形開口を
持てば、配線の様な細長いパターンが必要な場合に直交
する２方向に配線パターンを形成することが可能であ
り、応用範囲が拡がる。更に電子ビーム描画システムの
解像限界近くになると例えば矩形開口を用いても描画パ
ターンは必ずしも矩形とならず、円に近い形状となる。
従って、図４のマスクの平面図（一つの開口群の拡大図
を含む）（ａ）及び断面図（ｂ）に示すように、一括図
形の開口パターンの角に小さな開口を追加することによ
り結果的に角の形状の良い描画パターンが得られる。一
つの矩形開口からなる開口図形にもこの手法は応用可能
である。なお図４において、３８は複数の開口からなる
変形図形開口、３９は一つの開口からなる変形図形開口
である。このことにより従来不可能だった周辺回路の矩
形パターンの形状を改善できる。もちろん、メモリセル
を有しない論理回路においても同様であり、論理回路で
も一括図形照射法が効果的になる。この場合、開口の変
形は微細な形状の開口を形成することになる。従って、
マスクを薄くして加工精度を向上させることが効果的で
あり、この際にマスクを透過した散乱電子を遮断する絞
りを設けておけば、充分なマスクコントラストを得るこ
とが出来る。

【０００７】更に従来の可変矩形ビームでのマーク検出
では矩形の大きさの誤差がマーク位置の検出誤差につな
がるために、大きさの確定した矩形開口を用いたマーク
検出の方が高精度な位置精度を期待できる。図５及び図
６を用いて説明する。マーク検出で一般に用いられる手
段は図５に示すように十字のマーク２０３上を矩形ビー
ム２００で走査し下地とマークとの反射率の差により図
６のような信号を得る。この信号波形から最も精度良く
求まる座標は波形の中点であり、その座標は波形の立ち
上がり点Ａを基準とした相対座標で（Ｋ＋Ｌ）／２とな
る。すなわち矩形のサイズＬに依存する。通常、矩形ビ
ームの位置基準２０１は矩形のエッジ部分であり、この
位置２０１とマーク２０３の中心位置との相対距離を求
めることによりマークの位置を測定する。従って、マー
クの相対位置は図６に示す波形の立ち上がり点Ａを基準
に中心座標よりＬ／２を減ずることにより求めることが
できる（すなわちＫ／２）。従って、測定時の実際の矩
形の幅Ｌ’が設定値の幅Ｌと異なれば、（Ｌ’−Ｌ）／
２だけ、測定座標に誤差が生じることになる。本発明に
よれば設定値の矩形の幅を精度良く実現することが可能
となり、この誤差を回避することが可能である。また矩
形を用いることにより従来のスライスレベル法や対象性
演算法等のマーク検出方法をそのまま使うことができ
る。矩形の大きさは小さ過ぎると十分な信号強度が得ら
れず、大き過ぎるとクーロン効果によりビームが呆けて
しまうので、最大一括図形の２％から２５％が適当であ
る。また、上記描画方法と組み合わせれば可変矩形を全
く用いることなく描画が可能となる。このことは装置の
簡素化に効果的である。以上述べて来たように本発明に
よって繰り返しのないパターンに対しても有効に一括図
形照射法を用いることが出来る。これにより従来より高
精度な描画が可能となり、集積回路作製の歩留まりを向
上させることが出来る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。 （第１の実施例）図７に本実施例での装置構成を示す。
第１マスク２に１５０μｍ角の矩形開口を設け、矩形像
を第２マスク５上に形成する。第２マスク上の図形開口
は２段に分離された図形選択偏向器４により選択され
る。なお１８は可変矩形法用の可変矩形偏向器である。
第２マスクはシリコンからなり図８に示すように可変矩
形用の１２５μｍの矩形開口３４の周囲に五つの一括図
形用の図形開口がある。なお図８（ａ）はマスクの平面
図（一つの開口群の拡大図を含む）、（ｂ）はその断面
図であり、７１は一つの開口からなる図形開口Ｂ、Ｃを
示す。図形開口と可変矩形用開口の差は、図形開口を通
過した電子ビームの輪郭が図形開口のみによって定まる
のに対して、可変矩形用の開口を通過した電子ビームの
輪郭は第１マスク上の開口の輪郭と第２マスク上の開口
の輪郭の両者によって定まることにある。図形開口を透
過した電子は縮小レンズ８により縮小され最終的に試料
上に１／２５に縮小されて結像される。第２マスク上に
はこうした開口群が２５個存在し開口群はマスクステー
ジの移動により選択される。ウエハ１７はステージ１６
により搬入搬出を行う。ウエハ以外にもカセットを変え
ることによりレチクルの描画も可能である。ウエハ上で
０．２μｍ角の矩形ホールを形成するためには、マスク
上には５μｍ角の矩形開口を形成する必要がある。図８
のウエハ図形開口Ａはウエハ上０．２μｍの矩形であ
り、一括図形内に１６ビット分の矩形がある。これに対
して図形開口Ｂは単位一括図形範囲１２５μｍ以内に一
つの矩形しか存在しない。図形開口Ｃも同様である。図
形開口ＢとＣの違いはそれぞれウエハ上で０．２μｍ角
と０．２５μｍ角であることにある。これらの開口は図
形選択偏向器４により選択される。

【０００９】図９は本実施例での描画パターンの一部を
示す。メモリセル部は図８に示した図形開口Ａを用いて
描画し周辺回路は図８に示した図形開口Ｂ、Ｃ及び可変
矩形により描画する。なお図９において、８０は図形開
口Ａによって描画されたメモリセル部の図形、８１，８
２はそれぞれ図形開口Ｂ、Ｃによって描画された周辺回
路部の図形、８３は可変矩形によって描画された周辺回
路部の図形である。可変矩形で描画するパターンは０．
５μｍ以上のパターンであり、メモリセルの最周辺部に
ある０．２μｍ及び０．２５μｍのパターンは図形開口
Ｂにより描画する。このことにより周辺回路の精度の厳
しいパターンを、矩形サイズ調整の誤差を持つ可変矩形
を用いずに描画することが出来る。全てのパターンを図
形開口で描画するのは必要な図形数の増大を引き起こす
ために、０．５μｍ以上の精度の緩いパターンは可変矩
形で描画する。周辺回路の０．２μｍと０．２５μｍの
それぞれのホールの描画パターンの寸法誤差は６インチ
ウエハ内で±０．０２μｍ以下であった。これに対して
０．５μｍホールは可変矩形法で描画したために寸法誤
差は±０．０６μｍと余り良くない値であったが、寸法
が大きいために実際上は支障はない。

【００１０】図１０（ａ）〜（ｄ）は本実施例での工程
を示す素子の断面図である。Ｎマイナスシリコン基板４
５に通常の方法でＰウエル層４６、Ｐ層４７、フィール
ド酸化膜４８、多結晶シリコン／シリコン酸化膜ゲート
４９、Ｐ高濃度拡散層５０、Ｎ高濃度拡散層５１、など
を形成した（図８（ａ）)。次に通常の方法でリンガラ
ス（ＰＳＧ）の絶縁膜５２を被着した。その上に電子線
レジスト５３を塗布し、本発明の変形マスクを用いた方
法によりホールパターン５４を形成した（図８
（ｂ）)。次に電子線レジストをマスクにして絶縁膜５
２をドライエッチングしてコンタクトホール５５を形成
した（図８（ｃ））。次に、通常の方法でＷ／ＴｉＮ電
極配線５６を形成し、次に層間絶縁膜５７を形成した。
次に、電子線レジストを塗布し、本発明の変形マスクを
用いた方法でホールパターン５８を形成した。ホールパ
ターン５８の中はＷプラグで埋め込み、Ａｌ第２配線５
９を連結した（図８（ｄ））。以降のパッシベーション
工程は従来法を用いた。なお、本実施例では主な製造工
程のみを説明したが、コンタクトホール形成のリソグラ
フィ工程で本発明の描画パターン形成方法を用いたこと
以外は従来法と同じ工程を用いた。以上の工程によりＣ
ＭＯＳＬＳＩを高歩留まりで製造することが出来た。本
実施例を用い半導体装置を製作した結果、周辺回路の不
良発生を防止でき、製品の良品歩留まりが大幅に向上し
た。

【００１１】（第２の実施例）本実施例での装置構成は
第１の実施例（図１）と同様であるが、図形選択の偏向
が１段であり縮小レンズ（図１の８）の励磁を変えるこ
とによって縮小率を１／５０とした点が異なる。図１１
に本実施例でのマスク開口を示す。なお、図１１（ａ）
はマスクの平面図（一つの開口群の拡大図を含む）、
（ｂ）はその断面図であって、７２は２５０μｍ角の矩
形、７３は一つの開口からなる変形図形開口Ｅを示す。
一括図形は変形したホール用の矩形パターンである。パ
ターンはウエハ上で０．１５μｍ角のホールである。従
ってマスク上では７．５μｍ角の開口が必要となる。本
実施例で用いた電子ビーム描画装置は電子ビームのボケ
が０．１μｍ程度であるために、７．５μｍ角の開口を
用いても０．１５μｍ角でなく、０．１５μｍの円形ホ
ールとなってしまう。そこで図１１では矩形の角に更に
開口を追加した変形した開口を用いている。これによ
り、より矩形に近いホールパターンの形成が可能とな
り、ホールのコンタクト抵抗の低減に寄与する。描画の
結果、角の曲率半径が０．０３μｍのホールが得られ
た。そして本実施例でも１６ｂｉｔ分のホールパターン
を有する図形開口Ｄとともに一つの変形したホールパタ
ーン開口からなる図形開口Ｅを有する。これを用いて図
１２に１部のパターンを示すように周辺回路のホールパ
ターンを描画する。図１２において、８４は図１１に示
した図形開口Ｄにより形成された図形、８５は図１１に
示した変形図形開口Ｅにより形成された周辺回路部の図
形である。これにより従来矩形状の電子ビームでしか描
画出来なかった周辺回路もより好ましい形状の電子ビー
ムで描画が出来る。以上の様に本発明は周辺回路の寸法
誤差の低減のみならず、描画パターン形状の改善も可能
となる。なお、本実施例ではマスク開口の微細加工の精
度を向上させるためにシリコン製のマスクの厚さを５μ
ｍ（使用した５０ｋＶ電子の飛程の１／４）とした。５
μｍのシリコン内で散乱、透過した電子は大きな角度を
もってマスクを透過するために縮小レンズの下に設けた
制限絞り（図１の９）で遮断されウエハ上に到達しな
い。制限絞りは第２マスクの下方であればどこに設置し
てもよいが、散乱角が拡大される縮小レンズ以降が良
い。制限絞りの径は１ｍｍである。薄いマスクは開口の
変形に必要な微小な寸法の開口形成に適している。本実
施例を第１の実施例と同様に集積回路の工程に適用した
ところ矩形開口と比べてコンタクト抵抗が平均で２０％
低下し更にその変動も±５％以下とすることが出来た。
この結果、集積回路の分留まりが大幅に向上した。

【００１２】（第３の実施例）本実施例では配線パター
ン形成への応用例を示す。図１３にマスク開口を示す。
なお、図１３（ａ）はマスクの平面図（一つの開口群の
拡大図を含む）、（ｂ）はその断面図であって、７４は
一つの開口からなる図形開口Ｑ〜Ｔを示す。本実施例で
はメモリセル部用の図形開口Ｐの他に長方形パターンを
有する図形開口Ｑ、Ｒ、Ｓ、Ｔの４種類を設けている。
寸法はそれぞれ５μｍ×５０μｍ、５０μｍ×５μｍ、
５μｍ×１００μｍ、１００μｍ×５μｍである。本実
施例では装置の縮小率を１／２５としているために試料
上での寸法はそれぞれ０．２μｍ×２μｍ、２μｍ×
０．２μｍ、０．２μｍ×４μｍ、４μｍ×０．２μｍ
となる。これらの開口の特徴は一つの矩形開口からなる
一括図形照射法用の図形開口とその９０度回転した矩形
開口からなる図形開口を持つことと、その１辺が同じ長
さであり他の辺が異なる長さであることにある。このマ
スクを用いて図１４に１部のパターンを示す様に配線工
程の描画を行った。なお８６〜８９はそれぞれ上記図形
開口Ｐ〜Ｓにて形成された図形を示す。本実施例ではメ
モリセル部は図形開口Ｐで周辺回路は図形開口Ｑ〜Ｔで
描画した。配線工程では周辺パターンも直線部が多く、
これらを長方形開口のマスクを用いて描画すれば寸法精
度のよい描画が期待できる。配線は通常２方向に延びる
ために２方向の長方形を有することが望ましい。また、
異なる長さの長方形開口を持てば、図１４のように効率
良く図形開口を用いることが出来る。本実施例を集積回
路のアルミ配線工程に適用した。ホール形成工程を終え
たウエハ上に金属を化学気相法により全面に１μｍ厚で
堆積する。次に電子線レジストを塗布する。その後図１
３のマスクパターン７２を有するマスクを用いて描画す
る。描画の後現像し、レジストパターンを形成、更にそ
れをマスクとして金属層をドライエッチングし、金属配
線パターンを形成する。レジストは最後に除去する。こ
の結果、寸法精度の良い配線（２０枚ウエハについて各
１０点測定したところ、０．２μｍ±０．０２μｍの精
度で配線が形成されていた。図１４ではＴがこの測定点
の一つを示す。）を形成することが出来きた。これによ
り配線抵抗の変動が小さくなり、結果的に集積回路の分
留まりが大幅に向上した。

【００１３】（第４の実施例）本実施例では論理パター
ンのホール層形成に適用した。従って図１５の様にマス
ク上にメモリ回路用の複雑な図形開口はない。図１５に
おいて、（ａ）はマスクの平面図（一つの開口群の拡大
図を含む）、（ｂ）はその断面図であって、３７は一つ
の開口からなる異なる大きさの図形開口Ｕ〜Ｗを示す。
マスクは異なったサイズ（ウエハ上で０．２μｍ、０．
２５μｍ、０．３μｍである。）の正方形開口を有して
いる。図１６に描画した回路パターンの１部を示す。図
１６において、９０は図１５に示した図形開口Ｕによっ
て形成された図形であり、９１は図１５に示した図形開
口Ｗによって形成された周辺回路部の図形である。論理
回路であるためにホールの位置や大きさに規則性はな
い。しかし、本実施例の描画パターン形成方法を適用す
ることによりこれらの微小ホールを精度良く形成するこ
とが出来た。

【００１４】（第５の実施例）本実施例では矩形の図形
開口を用いたマーク検出について説明する。図１７に装
置構成を示す。ステージ上に重金属で作られたビーム校
正用のマーク１０２及びウエハ１７上のマーク１０３が
ある。図１８はマスク構造であって、（ａ）はマスクの
平面図（一つの開口群の拡大図を含む）、（ｂ）はその
断面図であり、３６は一つの開口からなる異なる大きさ
の図形開口を示す。矩形開口１０１がマーク検出用開口
であり、この図形を選択して大きさの定まった矩形ビー
ムを形成する。矩形開口１０１の大きさは５０μｍ角で
あり面積は最大一括図形開口１２５μｍ角（矩形開口３
４）の１６％である。縮小率は１／２５であるため、ウ
エハ上では２μｍ角となる。これによりマーク上を走査
し、反射電子や２次電子等を検出しマーク位置を検出す
る。ウエハ上にマークのある場合は主にウエハ上のマー
クを検出し下層のパターンの位置を計測して合わせ描画
を行い、レチクル等ウエハ上にマークのない場合はステ
ージ上に固定したビーム校正用マークにより電子ビーム
の絶対位置を計測して描画する。図１９にマーク形状を
図２０に矩形ビームを走査した時の反射電子信号を示
す。マーク１１１はタングステンで形成された十字マー
クであり、その上を矩形ビーム１１２で方向１１３に走
査する。得られた反射電子信号の最大値の半分の強度の
ライン１２１と信号１２２との交点を用いてマーク位置
を検出する。この方法を用いて図１０と同様のメモリ集
積回路のホール層の描画を行ったところ下層配線層との
合わせ精度が従来の可変矩形法の±０．０７μｍから±
０．０５μｍへと向上した。これによりメモリ集積回路
の歩留まりの向上に寄与した。一つの開口のみを持つ図
形開口の形状は、この他回路の必要に応じた様々な工夫
が考えられる。特に実施例で示した配線、ホール工程以
外の素子分離やゲート製作工程など半導体微細加工のす
べての工程に有効である。また、図形ビームの形成法も
本実施例に限ったものではなく、開口の形、大きさや縮
小率、更に開口数や配置等は任意に変えることが出来
る。更に本明細書では全て可変成形との混用であった
が、本発明を用いれば図形開口のみで描画することも可
能である。可変成形機能の除去は装置コストの低減を可
能とするために、本発明の応用として有力である。

【００１５】（第６の実施例）本実施例では、図２１の
マスクを用いた。一括図形は２１種類である。内周の５
個の図形開口３６は一つの開口からなり、外周の１６個
の図形開口（３３を含む）は複雑な図形開口である。可
変矩形用偏向器により内周の５図形を図形選択用の偏向
器で選択した。内周の図形の選択は偏向距離が短いため
に高速で行うことができる。一つの矩形からなる開口は
論理回路部に用いるために複数の矩形開口を頻繁に選択
した描画する。そのために高速な選択が必須である。外
周に一つの開口を設ける場合と比較して描画時間が約１
／２となった。なお図２１において３５は第１マスク
像、３４は１２５μｍ角の矩形を表わす。一つの開口の
みを持つ図形開口の形状は、この他回路の必要に応じた
様々な工夫が考えられる。特に実施例で示した配線、ホ
ール工程以外の素子分離やゲート製作工程など半導体微
細加工の全ての工程に有効である。また、図形ビームの
形成法も本実施例に限ったものではなく、開口の形、大
きさや縮小率、更に開口数や配置等は任意に変えること
ができる。更に上記実施例では全て可変成形との混用で
あったが、本発明の描画パターン形成方法を用いれば図
形開口のみで描画することも可能である。可変成形機能
の除去は装置コストの低減を可能とするために、本発明
の応用として有力である。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように一つの開口のみを持
つ図形開口を有することにより、特に繰り返しのない論
理回路の描画精度を向上させることが出来る。この結
果、集積回路の分留り向上に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の描画パターン形成方法を説明するため
の一括図形照射法用の電子線描画装置の構成図である。

【図２】本発明の描画パターン形成方法を説明するため
のマスク図である。

【図３】本発明の描画パターン形成方法を説明するため
の矩形開口を有するマスク図である。

【図４】本発明の描画パターン形成方法を説明するため
の変形した図形開口を示す図である。

【図５】本発明の位置決め用マーク検出方法を説明する
ためのマーク及び矩形ビームを表わす図である。

【図６】本発明の位置決め用マーク検出方法を説明する
ための反射電子信号を表わす図である。

【図７】本発明の第１の実施例における電子線描画装置
の構成図である。

【図８】本発明の第１の実施例におけるマスク図であ
る。

【図９】本発明の第１の実施例における描画パターン図
である。

【図１０】本発明の第１の実施例における描画パターン
形成の工程図である。

【図１１】本発明の第２の実施例におけるマスク図であ
る。

【図１２】本発明の第２の実施例における描画パターン
図である。

【図１３】本発明の第３の実施例におけるマスク図であ
る。

【図１４】本発明の第３の実施例における描画パターン
図である。

【図１５】本発明の第４の実施例におけるマスク図であ
る。

【図１６】本発明の第４の実施例における描画パターン
図である。

【図１７】本発明の第５の実施例における電子線描画装
置の構成図である。

【図１８】本発明の第５の実施例におけるマスク図であ
る。

【図１９】本発明の第５の実施例における電子線描画装
置で用いる位置決め用マーク及び矩形ビームを表わす図
である。

【図２０】本発明の第５の実施例における位置決め用マ
ーク検出時の反射電子信号を表わす図である。

【図２１】本発明の第６の実施例におけるマスク図であ
る。

【符号の説明】

１：電子銃、２：第１マスク、３：転写レンズ、４：図
形選択偏向器、５：第２マスク、６：マスク交換室、
７：マスクステージ、８：縮小レンズ、９：制限絞り、
１０：焦点補正器、１１：主偏向器、１２：副偏向器、
１３：副副偏向器、１４：対物レンズ、１５：電子検出
器、１６：ステージ、１７：ウエハ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中山 義則 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 伊藤 博之 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 太田 洋也 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のマスクの透過電子で第２のマスク
   を照射し該第２マスクの開口部の像を試料上に形成する
   ように構成した電子線描画装置において、 該第２マスクには、一つの開口からなる一括図形照射法
   用の図形開口を有することを特徴とする電子線描画装
   置。
2. 【請求項２】 上記第２マスクの厚さを電子線の飛程よ
   り薄く設定し、該第２マスクの散乱電子を遮断する絞り
   を設けたことを特徴とする請求項１記載の電子線描画装
   置。
3. 【請求項３】 上記一つの開口からなる一括図形照射法
   用の図形開口は、一つの矩形開口からなる一括図形照射
   法用の図形開口であることを特徴とする請求項１記載の
   電子線描画装置。
4. 【請求項４】 上記一つの矩形開口からなる一括図形照
   射法用の図形開口を複数有し、各該開口のサイズが異な
   るように構成したことを特徴とする請求項３記載の電子
   線描画装置。
5. 【請求項５】 上記図形開口の形状は、矩形開口の角近
   傍に該矩形より小さい矩形開口を追加した形状であるこ
   とを特徴とする請求項４記載の電子線描画装置。
6. 【請求項６】 上記一つの矩形開口からなる一括図形照
   射法用の図形開口を複数有し、該複数の図形開口の形状
   には、一つの図形開口を９０度回転した図形開口を含む
   ことを特徴とする請求項４記載の電子線描画装置。
7. 【請求項７】 上記一つの矩形開口からなる一括図形照
   射法用の図形開口と該矩形の１辺を同じ長さとし他の辺
   を異なる長さとした、一つの矩形開口からなる一括図形
   照射法用の図形開口を持つことを特徴とする請求項４記
   載の電子線描画装置。
8. 【請求項８】 上記矩形開口の一辺の最小寸法が、試料
   上に描画する図形の最小寸法に対応するマスク上の寸法
   以下であることを特徴とする請求項３、４、７記載の電
   子線描画装置。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８記載の装置を用いた描画
   パターン形成方法において、 メモリ周辺回路の一部か全部を、上記一つの開口からな
   る一括図形照射法用の図形開口を用いて描画することを
   特徴とする描画パターン形成方法。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の描画パターン形成方法
    において、 集積回路のパターンの大きさに応じ、上記一つの開口か
    らなる一括図形照射法用の図形開口を用いた描画と、可
    変矩形法による描画とを行うことを特徴とする描画パタ
    ーン形成方法。
11. 【請求項１１】 第１のマスクの透過電子で第２のマス
    クを照射し該第２マスクの開口部の像を試料上に形成す
    るように構成した電子線描画装置において、 該第２マスクには、一つの開口からなる一括図形照射法
    用の図形開口を有し、該図形開口の形状は、一括図形に
    用いられる繰り返し図形の１セル単位分の図形開口形状
    であることを特徴とする電子線描画装置。
12. 【請求項１２】 上記第２マスクの厚さを電子線の飛程
    より薄く設定し、該第２マスクの散乱電子を遮断する絞
    りを設けたことを特徴とする請求項１１記載の電子線描
    画装置。
13. 【請求項１３】 上記一つの開口からなる一括図形照射
    法用の図形開口は、一つの矩形開口からなる一括図形照
    射法用の図形開口であることを特徴とする請求項１１記
    載の電子線描画装置。
14. 【請求項１４】 上記一つの矩形開口からなる一括図形
    照射法用の図形開口を複数有し、各該開口のサイズが異
    なるように構成したことを特徴とする請求項１３記載の
    電子線描画装置。
15. 【請求項１５】 上記図形開口の形状は、矩形開口の角
    近傍に該矩形より小さい矩形開口を追加した形状である
    ことを特徴とする請求項１４記載の電子線描画装置。
16. 【請求項１６】 上記一つの開口からなる一括図形照射
    法用の図形開口を、複数の開口からなる図形開口より内
    側の、図形選択偏向器を使用しない時の第１マスク像に
    近い位置に配置することを特徴とする請求項１１乃至１
    ５記載の電子線描画装置。
17. 【請求項１７】 上記一つの開口からなる一括図形照射
    法用の図形開口を、複数の開口からなる図形開口の図形
    選択偏向器と別の偏向器によって選択するように構成し
    たことを特徴とする請求項１１乃至１６記載の電子線描
    画装置。
18. 【請求項１８】 請求項１１乃至１７記載の装置を用い
    た描画パターン形成方法において、 メモリ周辺回路の一部か全部を、上記一つの開口からな
    る一括図形照射法用の図形開口を用いて描画することを
    特徴とする描画パターン形成方法。
19. 【請求項１９】 請求項１８記載の描画パターン形成方
    法において、 集積回路のパターンの大きさに応じ、上記一つの開口か
    らなる一括図形照射法用の図形開口を用いた描画と、可
    変矩形法による描画とを行うことを特徴とする描画パタ
    ーン形成方法。
20. 【請求項２０】 請求項１８、１９記載の描画パターン
    形成方法において、 上記一つの矩形開口からなる一括図形照射法用の図形開
    口を用いてビーム校正用マークを検出し、電子ビームの
    照射位置を計測することを特徴とする描画パターン形成
    方法。
21. 【請求項２１】 上記マーク検出を行う際、最大一括図
    形の２％乃至２５％の大きさの矩形開口を用いることを
    特徴とする請求項２０記載の描画パターン形成方法。