JP3241007B2 - 電子線露光装置および電子線露光方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線露光装置お
よび電子線露光方法に関し、特に部分一括マスクを用い
て露光を行う電子線露光装置および電子線露光方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子線（電子ビーム）を用いてウ
ェハ上のレジストに直接照射することによりパターンが
描かれる直描方式の電子線露光装置は、ガラス・マスク
を用いることなく、電子レンズによって電子ビームを生
成し、さらにアパーチャ（絞り）を用いて矩形の電子ビ
ームを生成して、偏向板に加えられる電圧の加減により
所望の位置へ照射可能とし、この偏向板にマスク・パタ
ーンの情報を与えることにより、パターンがウェハ上に
描かれるものであったが、露光時間が長く、実質的な作
業効率の目安となるスループットは、かなり低いもので
あった。

【０００３】この間題点を解消するために、高スループ
ットを可能とする部分一括マスクを用いた方法がある。
部分一括マスクを用いた電子線露光方法は、第１アパー
チャおよび第２アパーチャを備え、予め複数のマスクパ
ターンが作製された第２アパーチャを用いることで露光
時間が短縮されるものであります。つまり、設計データ
から抽出したマスクパターンの繰り返しパターンを第２
アパーチャ上に作製して順次露光するものである。

【０００４】上述のように、部分一括マスクを用いた電
子線による露光方法は、マスクパターンにおける繰り返
しを第２アパーチャ上に形成しておくので、露光スルー
プットを格段に向上させるものであった。

【０００５】例えば、図６に示されるように、異なるマ
スクパターンを有するマスクＡ、マスクＢ、マスクＣの
それぞれのパターンを接続する場合、可変成形用矩形開
口を基準にし、マスクの原点位置同志を調整することで
直接調整したマスク間は良好な接続精度が得られるもの
であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例に示される部分一括マスクを用いた電子線露光装置
においては、直接調整したマスク間においては良好な接
続制度を得ることができるが、直接調節したマスク間以
外の複数のマスク間の良好な接続精度を得ることは困難
であり、図７にその状態が示されている。

【０００７】図７に示されるように、複数のマスクパタ
ーン、マスクＡ、マスクＢ、マスクＣをそれぞれ接続す
る場合、マスクＡとマスクＢおよびマスクＡとマスクＣ
においては、良好な接続精度を得ることができるが、マ
スクＢとマスクＣとの接続においては、マスクＡとマス
クＢ、マスクＡとマスクＣ、の間で接続状態を調節され
ているため、マスクＢとマスクＣとの間でズレが生じて
しまう。

【０００８】従って、使用する部分一括マスクのパター
ンの複数化（増加）に伴い、部分一括マスク間同志の接
続において接続誤差が生じるという問題点がある。

【０００９】本発明は、異なるマスクパターンの接続に
おける接続精度を向上する電子線露光装置および電子線
露光方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、異なるマスクパターンを備
える部分一括マスクを用いて電子線による露光処理を行
う電子線露光装置において、予め異なるマスクパターン
同志の接続誤差に応じたオフセット値群を格納するオフ
セット値格納手段を有し、オフセット値格納手段により
格納されるオフセット値群の中から所望のマスクパター
ン間におけるオフセット値を選択し、選択されたオフセ
ット値を次回露光予定のマスクパターンの位置データに
加算し、加算された結果に基づいて電子線を偏向制御し
て露光することを特徴とする。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、電子線露光装置は、露光予定のマスクパタ
ーンを露光時に、露光予定のマスクパターンと次回露光
予定のマスクパターンとのオフセット値をオフセット値
格納手段に格納されるオフセット値群から選択し、選択
されたオフセット値を次回露光予定のマスクパターンの
位置データに加算し、加算された結果に基づいて電子線
を偏向制御して露光することを特徴とする。

【００１２】請求項３記載の発明は、異なるマスクパタ
ーンを備える部分一括マスクを用いて電子線による露光
処理を行う電子線露光方法において、予め異なるマスク
パターン同志の接続誤差に応じたオフセット値群を格納
するオフセット値格納工程と、露光予定のマスクパター
ンと次回露光予定のマスクパターンとの位置データを抽
出する位置データ抽出工程と、位置データ抽出工程によ
り抽出された露光予定のマスクパターンと次回露光予定
のマスクパターンとの位置データに基づいたオフセット
値をオフセット値格納工程において格納されるオフセッ
ト値群から選択するオフセット値選択工程と、オフセッ
ト値選択工程により選択されたオフセット値を位置デー
タ抽出手段により抽出された次回露光予定のマスクパタ
ーンの位置データに加算するオフセット値加算工程とを
有し、オフセット値加算工程によ り加算された結果に基
づいて電子線を偏向制御して露光処理することを特徴と
する。

【００１３】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、電子線露光方法は、露光予定のマスクパタ
ーンを露光時に、オフセット値選択工程により露光予定
のマスクパターンと次回露光予定のマスクパターンとの
オフセット値をオフセット値格納工程に格納されるオフ
セット値群から選択することを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、添付図面に基づいて本発明
の実施形態である電子線露光装置および電子線露光方法
を詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明の実施形態である電子線露
光装置を示すブロック図である。図１において、電子線
露光装置１００は、使用マスク認識装置１と、フィール
ド間マスク調整用テーブル２と、接続調整テーブル３
と、偏向位置制御装置４と、電子銃５と、ブランキング
電極６と、第１アパーチャ７と、成形レンズ８と、成形
偏向器９と、第２アパーチャ１０と、縮小レンズ１１
と、偏向器１２と、投影レンズ１３とにより構成され
る。

【００１６】さらに、図１においては、図示されない試
料台上に載置された半導体ウェハ１４と、半導体ウェハ
１４上に部分一括マスクＡ１６および部分一括マスクＢ
とが示されている。なお、部分一括マスクとは、第２ア
パーチャ１０上に予め作製された複数の異なるマスクパ
ターンが開口された部分のことである。

【００１７】使用マスク認識装置１は、部分一括マスク
Ａ１５および部分一括マスクＢ１６のそれぞれの部分一
括マスクのパターンを設計位置データとして抽出する。
フィールド間マスク調整用テーブル２は、露光フィール
ド境界で用いられるマスク情報を格納する。接続調整テ
ーブル３は、予め部分一括マスク間における接続誤差に
応じたオフセット値を格納しておき、使用マスク認識装
置１で認識された部分一括マスクＡ１５と部分一括マス
クＢ１６との位置データに基づいてオフセット値を選択
する。偏向位置制御装置４は、露光予定のマスクパター
ンがフィールド境界で露光されるものなのか否かを判断
する。

【００１８】偏向位置制御装置４は、フィールド境界に
露光されるパターンであると判断すると、フィールド間
マスク調整用テーブル２に格納されている部分一括マス
クＢ１６のマスク情報に選択されたオフセット値を加算
して偏向器１２を制御する制御信号を送出する。フィー
ルド境界に露光されるパターンでないと判断した場合
は、使用マスク認識装置１で抽出された部分一括マスク
Ｂ１６の設計位置データに選択されたオフセット値を加
算して偏向器１２を制御する制御信号を送出する。

【００１９】電子銃５は、電子を放射し、ビーム上に集
束することにより電子ビームを発射する。ブランキング
電極６は、電子銃５から発射される電子ビームの照射お
よび非照射の切り替えを行うための静電偏向器である。
第１アパーチャ７は、形成されたパターンにより所望の
形状に電子ビームを成形する。成形レンズ８は、第１ア
パーチャ７により成形された電子ビームを後述の第２ア
パーチャ１０に結像するための電子レンズである。成形
偏向器９は、成形レンズ８を透過した電子ビームのビー
ムサイズを決定する。第２アパーチャ１０は、電子ビー
ムを第２アパーチャ１０上に形成された複数のマスクパ
ターンに一括照射することにより所望の形状に成形す
る。縮小レンズ１１は、第２のアパーチャ１０により成
形された電子ビームを縮小するための電子光学レンズで
ある。偏向器１２は、縮小レンズ１１で縮小された電子
ビームを偏向位置制御装置４からの制御信号に基づいて
偏向処理する。投影レンズ１３は、偏向器１２で偏向処
理された電子ビームを図示されない試料台上に載置され
た半導体ウェハ１４に照射して露光処理を行う。

【００２０】図２は、接続調整用テーブル３に格納され
る部分一括マスク間のオフセット値の一例を示す。ま
た、図３には、オフセット値を用いて露光処理した際の
露光例が示されている。

【００２１】図２において、例えば、マスクＡとマスク
Ｂとの異なるマスクパターンを接続する場合には、（ｘ
ａｂ，ｙａｂ）のオフセット値を偏向位置制御装置４に
てフィールド間マスク調整用テーブル２に格納されたフ
ィールド境界部分におけるマスク情報に加算した結果に
基づいて偏向器１２を制御することにより、図３の露光
例１に示されるように境界部分における接続誤差の少な
い露光処理を行うことができる。同様に、マスクＡとマ
スクＮのマスクパターンを露光処理する際にも接続調整
テーブル３に格納されている（ｘａｎ，ｙａｎ）のオフ
セット値をマスクＮのフィールド境界部分におけるマス
ク情報に加算処理した結果に基づいて偏向器１２を制御
するので、部分一括マスク間の接続状態は、図３の露光
例２に示されるように、接続誤差の少ない露光処理を行
うことができる。

【００２２】図４は、本発明の実施形態である電子線露
光装置による動作例を示すフローチャートである。図１
のブロック図を参照しながら、本発明の実施形態である
電子線露光装置の動作例を説明する。

【００２３】部分一括マスクＡ１５および部分一括マス
クＢ１６のそれぞれの部分一括マスクのパターンを設計
位置データとして抽出し、部分一括マスク間のフィール
ド境界におけるマスク情報をフィールド間マスク調整用
テーブル２に格納する（ステップＳ１）。ステップＳ１
において抽出された部分一括マスクのパターンがフィー
ルド境界にて露光されるものであるか否かを判断する
（ステップＳ２）。

【００２４】ステップＳ２において、フィールド境界に
露光されるパターンであると判断された場合は（ステッ
プＳ２／Ｙｅｓ）、フィールド間マスク調整用テーブル
２に格納されている部分一括マスクＢ１６のフィールド
境界におけるマスク情報を取り込む（ステップＳ４）。
ステップＳ４にて取り込んだマスク情報に基づいて、接
続調整テーブル３に格納されているオフセット値群から
部分一括マスクＡ／部分一括マスクＢ間におけるオフセ
ット値を選択する（ステップＳ５）。選択されたオフセ
ット値は、偏向位置制御装置４で部分一括マスクＢ１６
のフィールド境界におけるマスク情報に加算されて、加
算されたデータに基づき電子ビームを偏向制御して露光
処理を行う。

【００２５】また、ステップＳ２において、フィールド
境界に露光されるパターンでないと判断された場合は
（ステップＳ２／Ｎｏ）、部分一括マスクＢ１６の設計
位置データを使用マスク認識装置１から取り込む（ステ
ップＳ３）。ステップＳ３にて取り込んだ設計位置デー
タに基づいて接続調整テーブル３に格納されているオフ
セット値を選択し（ステップＳ５）、選択されたオフセ
ット値を部分一括マスクＢ１６の設計位置データに加算
して、加算されたデータに基づいて電子線を偏向制御し
て露光処理を行う。

【００２６】図５は、部分一括マスクのパターンの露光
時におけるフィールド境界および露光順序の一例を示す
図である。

【００２７】図５において、例えば、部分一括マスクＡ
〜Ｆまでの異なる部分一括マスクのパターンが存在する
場合、露光順１の部分一括マスクＡの露光フィールドに
おけるマスク情報は、図１に示される使用マスク認識装
置１に格納される設計位置データに基づくものである。
部分一括マスクＡのフィールド境界におけるマスク情報
は、フィールド間マスク調整用テーブル２に格納される
マスク情報に基づくものである。露光順１から順番に
２、３、……６まで上述の作業が繰り返されることによ
り、パターンの接続における精度を向上することができ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の電子線露光装置および電子線露光方法によれば、各部
分一括マスク間の接続誤差に応じたオフセット値を予め
接続調整用テーブルに格納しておき、抽出した設計位置
データに基づいてオフセット値を選択し、選択されたオ
フセット値を実際の露光時に設計位置データに加算して
電子線を偏向制御して露光するので、全てのマスク間の
接続精度を０．０２μｍ以下に抑えることが可能とな
り、また複数の異なるマスクパターンに対しても容易に
補正することが可能となる。

【００２９】請求項１及び３記載の発明によれば、異な
るマスクパターン毎の接続誤差に応じたオフセット値を
格納できるので、部分一括マスク露光時におけるマスク
の接続精度を向上することができる。

【００３０】請求項２及び４記載の発明によれば、露光
予定の部分一括マスクを露光直前に次回露光予定の部分
一括マスクのパターンの設計位置データを抽出し、露光
予定の部分一括マスクを露光時にオフセット値を選択し
ておくので、スループットを低下することなく露光処理
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態である電子線露光装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】接続調整テーブルに格納されているオフセット
値群を示す図である。

【図３】本発明の実施形態である電子線露光装置により
露光された部分一括マスク間の接続状態を示す図であ
る。

【図４】本発明の実施形態である電子線露光装置の動作
例を示すフローチャートである。

【図５】本発明の実施形態におけるフィールド境界と露
光順序を示す図である。

【図６】従来の部分一括マスクを用いた電子線露光装置
の処理例を示す第１の図である。

【図７】従来の部分一括マスクを用いた電子線露光装置
の処理例を示す第２の図である。

【符号の説明】

１ 使用マスク認識装置 ２ フィールド間マスク調整用テーブル ３ 接続調整用テーブル ４ 偏向位置制御装置 ５ 電子銃 ６ ブランキング電極 ７ 第１アパーチャ ８ 成形レンズ ９ 成形偏向器 １０ 第２アパーチャ １１ 縮小レンズ １２ 偏向器 １３ 投影レンズ １４ 半導体ウェハ １５ 部分一括マスクＡ １６ 部分一括マスクＢ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 504

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なるマスクパターンを備える部分一括
   マスクを用いて電子線による露光処理を行う電子線露光
   装置において、 予め前記異なるマスクパターン同志の接続誤差に応じた
   オフセット値群を格納するオフセット値格納手段を有
   し、 該オフセット値格納手段により格納されるオフセット値
   群の中から所望のマスクパターン間におけるオフセット
   値を選択し、 該選択されたオフセット値を次回露光予定のマスクパタ
   ーンの位置データに加算し、 該加算された結果に基づいて前記電子線を偏向制御して
   露光することを特徴とする電子線露光装置。
2. 【請求項２】 前記電子線露光装置は、 露光予定のマスクパターンを露光時に、該露光予定のマ
   スクパターンと前記次回露光予定のマスクパターンとの
   オフセット値を前記オフセット値格納手段に格納される
   前記オフセット値群から選択し、 該選択されたオフセット値を前記次回露光予定のマスク
   パターンの位置データに加算し、 該加算された結果に基づいて前記電子線を偏向制御して
   露光することを特徴とする請求項１記載の電子線露光装
   置。
3. 【請求項３】 異なるマスクパターンを備える部分一括
   マスクを用いて電子線による露光処理を行う電子線露光
   方法において、 予め前記異なるマスクパターン同志の接続誤差に応じた
   オフセット値群を格納するオフセット値格納工程と、 露光予定のマスクパターンと次回露光予定のマスクパタ
   ーンとの位置データを抽出する位置データ抽出工程と、 該位置データ抽出工程により抽出された前記露光予定の
   マスクパターンと前記次回露光予定のマスクパターンと
   の位置データに基づいたオフセット値を前記オフセット
   値格納工程において格納される前記オフセット値群から
   選択するオフセット値選択工程と、 該オフセット値選択工程により選択された前記オフセッ
   ト値を前記位置データ抽出手段により抽出された前記次
   回露光予定のマスクパターンの位置データに加算するオ
   フセット値加算工程とを有し、 該オフセット値加算工程により加算された結果に基づい
   て前記電子線を偏向制御仕手露光処理することを特徴と
   する電子線露光方法。
4. 【請求項４】 前記電子線露光方法は、 前記露光予定のマスクパターンを露光時に、前記オフセ
   ット値選択工程により前記露光予定のマスクパターンと
   前記次回露光予定のマスクパターンとのオフセット値を
   前記オフセット値格納工程に格納される前記オフセット
   値群から選択することを特徴とする請求項３記載の電子
   線露光方法。