JPH09129541A - 荷電粒子線転写方法 - Google Patents

荷電粒子線転写方法

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JPH09129541A JP7284838A JP28483895A JPH09129541A JP H09129541 A JPH09129541 A JP H09129541A JP 7284838 A JP7284838 A JP 7284838A JP 28483895 A JP28483895 A JP 28483895A JP H09129541 A JPH09129541 A JP H09129541A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮されたマスクを使用して分割転写方式で
転写を行う際に、マスク上で連続して転写を行う小領域
の間隔を短かくしてスループットを向上する。 【解決手段】 マスク上のパターン領域５１Ｐを多数の
小領域Ｐ1,1,Ｐ1,2,…に分割し、最初の２列の小領域Ｐ
1,1,Ｐ1,2,…，Ｐ1,18については−Ｙ方向に移動して順
番に転写を行い、対応してウエハ上ではＹ方向に配列さ
れた１列の小転写領域に転写を行う。次の、３列目の小
領域Ｐ3,18，Ｐ3,17，…，Ｐ3,10については＋Ｙ方向に
移動して順番に転写を行い、対応してウエハ上ではＸ方
向に配列された１行の小転写領域に転写を行う。中央の
８個の小領域Ｐ3,10〜Ｐ3,9 については順番に繰り返し
て転写を行い、対応してウエハ上では連続する異なる小
転写領域に順番に転写を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体集積
回路等を製造するためのリソグラフィー工程等で使用さ
れる荷電粒子線転写方法に関し、詳しくは電子線やイオ
ンビーム等の荷電粒子線の照射によりマスク上のパター
ンを分割転写方式で感応基板上に転写する荷電粒子線転
写方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、転写パターンの解像度の向上とス
ループット（生産性）の向上との両立を可能とした荷電
粒子線転写装置の検討が進められている。このような転
写装置としては、１ダイ（１枚のウエハに形成される多
数の集積回路の１個分に相当する。）又は複数ダイ分の
パターンをマスクから感応基板へ一括して転写する一括
転写方式の装置が従来より検討されていた。ところが、
一括転写方式は、転写の原版となるマスクの製作が困難
で、且つ１ダイ分以上の大きな光学フィールド内で荷電
粒子光学系（以下、単に「光学系」と呼ぶ）の収差を所
定値以下に収めることが難しい。そこで、最近では感応
基板に転写すべきパターンを１ダイに相当する大きさよ
りも小さい複数の小領域に分割し、各小領域毎に分割し
てパターンを転写する分割転写方式の装置が検討されて
いる。
【０００３】図１３は、従来の分割転写方式の電子線縮
小転写装置の一例を示し、この図１３において、不図示
の電子線源から射出されて断面が正方形状に整形された
電子線ＥＢが、不図示の偏向器により光学系の光軸ＡＸ
から所定の距離δだけ偏向せしめられてマスク２に設け
られた複数の小領域２ａの一つに導かれる。ここで、小
領域２ａは、ウエハ５に転写すべきパターン形状に対応
する電子線の透過部が設けられた部分である。各々の小
領域２ａは、電子線を遮断しあるいは拡散する境界領域
２ｂによって互いに区分されている。小領域２ａを通過
した電子線ＥＢは、不図示の第１投影レンズを経て一度
クロスオーバ（電子線源の像）ＣＯを結んだ後、不図示
の第２投影レンズを経て感応基板としての電子線レジス
トが塗布されたウエハ５上の１つの小転写領域５ｂに集
束される。これによって、その小領域２ａに形成された
電子線の透過部に対応したパターンの像が、その小転写
領域５ｂに所定の縮小率（例えば１／４）で投影され
る。なお、光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な
平面内で小領域２ａの直交する２辺に平行にＸ軸、Ｙ軸
を取っている。
【０００４】転写時には、小領域２ａを単位として電子
線ＥＢの照射が繰り返され、各小領域２ａの電子線透過
部に対応するパターンの縮小像がウエハ５上の異なる小
転写領域５ｂに順次転写される。ウエハ５に対するパタ
ーン像の転写位置は、マスク２とウエハ５との間の光路
中に設けられた不図示の偏向器により、各小領域２ａに
対応する小転写領域５ｂが互いに接するように調整され
る。即ち、小領域２ａを通過した電子線ＥＢを不図示の
第１投影レンズ及び第２投影レンズを介してウエハ５上
に集束させるだけでは、マスク２の小領域２ａのみなら
ず境界領域２ｂの像までも所定の縮小率で転写され、境
界領域２ｂに相当する無露光領域が各小転写領域５ｂの
間に生じる。そのため、境界領域２ｂの幅に相当する分
だけパターン像の転写位置をずらしている。１枚のマス
ク２に形成された全ての小領域２ａに対応するパターン
像がウエハ５上に転写されると、ウエハ５上の１ダイ分
の転写領域５ａへのパターンの転写が終了する。この
際、各小領域毎に被転写面上に結像される小領域の像の
焦点位置やフィールドの歪み等の収差等を補正しながら
転写を行う。これにより、一括転写方式に比べて光学的
に広い領域に亘って解像度及び精度の良好な転写を行う
ことができる。
【０００５】なお、特開平５−３６５９３号公報には、
メモリセルのような繰り返しパターンに対応する開口部
をマスクに形成し、かかる開口部の像をウエハ上の複数
位置に繰り返し転写する方法が開示されている。斯かる
方法は、繰り返しパターン以外のパターンをマスク単独
で発生させることなく可変整形絞りにより発生させてい
る点で、感応基板に形成すべきパターンをマスクに分割
して設け、全てのパターン像をマスク単独で発生させる
ことを前提とした本願発明の転写方法とは異なる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述の分割転写方式で
は、マスク２の小領域２ａとウエハ５の小転写領域５ｂ
とを１：１に対応させている。例えば、図１４（ｂ）に
示すようにウエハ５上の１ダイ分の転写領域５ａを１０
０個の小転写領域５ｂに分割して転写する場合、図１４
（ａ）に示すように、マスク２には小転写領域５ｂの分
割数と同数の１００個の小領域２ａが設けられる。マス
ク２からウエハ５へはパターンが縮小して転写されるた
め、単一の小領域２ａの大きさは、それに対応する単一
の小転写領域５ｂの大きさに対して縮小率の逆数倍だけ
大きい。加えてマスク２には小領域２ａのみならず境界
領域２ｂも設けられる。従って、図１４に示すように、
マスク２の小領域２ａが設けられる範囲（以下、「パタ
ーン領域」と呼ぶ。）２Ｐの大きさは、ウエハ５側の全
ての小転写領域５ａに対応するマスク２上の小領域の合
計面積よりも常に大きい。なお、図示例ではパターン領
域２Ｐ及び転写領域５ａが１ダイ分に相当するとみなし
たが、常に１ダイ分に等しいとは限らない。
【０００７】ところで、電子線転写装置では、光学系の
収差のために電子線の照射位置が光学系の光軸ＡＸから
離れるほど、換言すれば図１３に示す偏向量δが大きく
なるほど解像度等の光学的誤差が大きくなる。マスク側
及びウエハ側で光学的誤差が許容範囲に収まる範囲を考
えたとき、両範囲は何れもマスク面及びウエハ面上で光
学系の光軸ＡＸを中心とする円形の領域として与えられ
る。以下では、マスク側で光学的誤差が許容範囲に収ま
る範囲を「マスク側光学的フィールド」、ウエハ側で光
学的誤差が許容範囲に収まる範囲を「感応基板側光学的
フィールド」と呼ぶ。上述の図１３では、マスク２及び
ウエハ５を何れも静止させた状態で全ての小領域２ａの
パターンをウエハ５に所定の精度で転写するためには、
マスク２のパターン領域２Ｐが円形のマスク側光学的フ
ィールドＣｍ内に、ウエハ５の１つの転写領域５ａが円
形の感応基板側光学的フィールドＣｗ内にそれぞれ入っ
ている必要がある。
【０００８】ここで、縮小転写の場合には、マスク側光
学的フィールドＣｍは感応基板側光学的フィールドＣｗ
よりも相当に大きいから、結局、マスク２のパターン領
域２Ｐやそれに対応するマスク５側の転写領域５ａの大
きさは転写装置のマスク側光学的フィールドＣｍの大き
さによって制限される。換言すれば、ウエハ側では、光
学的フィールドに十分に余裕があるにも拘わらず、それ
よりも小さい限られた範囲にしかパターンを転写できな
いことになる。従って、ウエハ５の複数の転写領域５ａ
が転写装置の感応基板側光学的フィールドＣｗに一度に
入っていたとしても、感応基板側光学的フィールドより
も狭い限られた範囲にそれぞれの転写領域５ａを順次繰
り出す動作が必要となり、ウエハ５を移動させるステー
ジの駆動時間が全工程に占める割合が長くなってスルー
プットが低下する。特にステージを折り返すとき（駆動
方向を変換するとき）のオーバーヘッド時間が累積され
ると無駄時間が膨らみ、スループットが大きく低下す
る。
【０００９】そこで、このようなスループットの低下を
防止するためには、マスク上の複数の小領域で同一のパ
ターンを有する複数の小領域については１つの小領域に
集約し、その集約された小領域のパターンをウエハ上の
対応する複数の小転写領域に繰り返して転写する方式が
考えられる。そのように共通のパターンが集約されたマ
スクを「圧縮されたマスク」と呼ぶ。
【００１０】特に、例えばダイナミック・ランダム・ア
クセス・メモリ（ＤＲＡＭ）のように共通な回路パター
ンの多いパターンを転写する場合、そのような圧縮され
たマスクを使用して分割転写方式で転写を行うことによ
って、マスクを１桁以上小さくすることができる。ま
た、転写する際、マスクを搭載したステージを高速で移
動する必要もなくなる。しかしながら、そのように圧縮
されたマスクを使用する場合、マスク上の各小領域のパ
ターンの配列、及び転写の順序を考慮しないと、例えば
マスク上の１つの小領域から次の小領域に移動する際の
偏向器による移動量（偏向移動量）が大きな距離となる
場合が生ずる。このように連続して転写を行う小領域間
での偏向移動量が大きくなると、偏向器の整定時間を長
く必要として、結果としてスループットが低下するとい
う不都合がある。
【００１１】次に、ＤＲＡＭのメモリセルの部分のパタ
ーンはかなり大きな範囲で繰り返し性がある。このよう
な場合に圧縮されたマスクを使用すると、マスク上の１
つの小領域のパターンが何度も繰り返してウエハ上の異
なる多くの小転写領域へ転写されることとなる。しか
し、この際にマスク上の１つの小領域を長時間荷電粒子
線で照射することになって、この小領域の温度が上昇
し、マスク基板の熱膨張によりその小領域内のパターン
の位置精度が低下してしまうという不都合がある。
【００１２】これに関して、マスク上の１つの小領域、
又はウエハ上の１つの小転写領域への荷電粒子線の照射
量が多い場合、荷電粒子線の照射によるそれらの温度上
昇を抑制するため、例えばその１つの小領域と同一のパ
ターンを隣接する複数の小領域に共通に形成し、これら
隣接する複数の小領域を周期的に複数回照射する方法も
考えられる。しかしながら、このように複数の小領域を
周期的に複数回照射すると、偏向器の整定時間が小領域
の個数に比例して増加するためスループットの低下を招
くという不都合がある。特に、偏向器として電磁偏向器
を用いた場合には長い整定時間が必要であるため、全体
としての整定時間が長くなる。なお、通常大偏向を行う
際には、収差低減のため静電偏向器ではなく電磁偏向器
が用いられるため、マスク上の全部の小領域について静
電偏向器を用いるのは精度上で問題がある。
【００１３】また、マスクを容易に作製するためには、
マスク上の小領域２ａを隔てる境界領域２ｂは規則正し
く格子状に形成する必要がある。更に、マスク上の各小
領域への荷電粒子線の照射面積は一定であるので、１つ
のマスク内で小領域の大きさを変化させると、各小領域
内のパターンの全面を照射できなかったり、隣接する小
領域を同時に照射してしまったりする恐れがある。しか
しながら、ウエハ上でのパターンの繰り返しピッチは必
ずしも一定ではなく、例えば繰り返しピッチの異なる複
数種類のパターンの原版をそれぞれ同じ大きさの異なる
小領域に集約しようとしても困難な場合がある。
【００１４】更に、電子ビームやイオンビーム等の荷電
粒子線を用いる転写の場合、荷電粒子同士の反発により
所謂クーロン効果ぼけが発生して、転写像がぼけるとい
う現象があり、これが転写の際の電流密度を制限してい
る。そのため、マスク上の多数の小領域の内で最もウエ
ハ面上での照射量の多い小領域を基準にして、ウエハへ
の転写時の電流密度を制限しなければならない。する
と、電流的にかなり余裕のある小領域が多くなり、全体
的にみると照射時間が長くなって、スループットが高め
られないという不都合がある。
【００１５】本発明は斯かる点に鑑み、圧縮されたマス
クを使用して分割転写方式で転写を行う際に、マスク上
で連続して転写を行う小領域の間隔を短かくしてスルー
プットを向上できる荷電粒子線転写方法を提供すること
を第１の目的とする。また、本発明は、圧縮されたマス
クを使用して分割転写方式で転写を行う際に、マスク上
で特定の小領域のみに長時間荷電粒子線が照射されるこ
とを防止して、転写されるパターンの位置精度を高精度
に維持できる荷電粒子線転写方法を提供することを第２
の目的とする。
【００１６】また、本発明は、分割転写方式で転写を行
う際に、マスク上で隣接する複数の小領域のパターンを
周期的に転写する際の荷電粒子線の偏向を高速に行うこ
とができると共に、離れた小領域間での荷電粒子線の偏
向を高精度に行うことができる荷電粒子線転写方法を提
供することを第３の目的とする。更に、本発明は、圧縮
されたマスクを使用して分割転写方式で転写を行う際
に、感応基板上で繰り返しピッチの異なる複数種類の周
期的なパターンに対しても、マスク上の共通の小領域を
用いてパターンを圧縮して転写を行うことができる荷電
粒子線転写方法を提供することを第４の目的とする。
【００１７】更に、本発明は、分割転写方式で転写を行
う際に、マスク上の複数の小領域中で特に荷電粒子線の
照射量が多くなる小領域を無くして、スループットをあ
まり低下させることなくクーロン効果によるぼけを回避
できる荷電粒子線転写方法を提供することを第５の目的
とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の荷電
粒子線転写方法は、例えば図２に示すように、感応基板
（６０）の特定範囲（６０Ｑ）に転写すべきパターン
を、少なくともその一部はマスク（５０）上で互いに離
間する複数の小領域（ＳＦ1,1,ＳＦ1,2,…）に分割して
形成し、それら小領域を照射単位としてマスク（５０）
への荷電粒子線の照射を行い、そのときそれら小領域の
少なくとも一部（ＳＦ1,2)は複数回照射を行い、この照
射により感応基板（５０）上では異なる複数の小転写領
域（ＰＦ1, 2,ＰＦ1,4)にそれぞれパターンを転写すると
共に、それら小領域に対応する小転写領域（ＰＦ1,1,Ｐ
Ｆ1,2,…）が感応基板（６０）上で互いに接するように
感応基板（６０）へのパターン転写位置を調整して感応
基板（６０）上の特定範囲（６０Ｑ）に所定のパターン
を転写する荷電粒子線転写方法に関する。
【００１９】そして、本発明は、例えば図３〜図５に示
すように、そのマスク上の限られた範囲（５１Ｐ）内で
１列又は複数列（１行又は複数行の場合も含む、以下同
様））を単位として考えたとき１方向（Ｙ方向）に配列
された小領域（Ｐ1,1 〜Ｐ1, 18，Ｐ2,1 〜Ｐ2,18；Ｐ
3,8 〜Ｐ3,11）に荷電粒子線を順次照射したとき、その
感応基板上ではそのマスク上でのそれら小領域の配列方
向と同じ方向へ１列又は複数列の小転写領域（Ｑ1,1 〜
Ｑ1,18）に順次転写する方法と、それら小領域の配列方
向に直交する方向へ１列又は複数列の小転写領域（Ｑ
2,18〜Ｑ5,18）に順次転写する方法と、を含むものであ
る。
【００２０】斯かる本発明によれば、感応基板上に例え
ば、図３（ｂ）に示すような繰り返し性の無い周辺回路
６２、及び繰り返し性のあるメモリセル６３Ａ，６３Ｂ
よりなる回路ブロック６１Ａのパターンを転写する場
合、図５の感応基板上で縦方向（これをＹ方向とする）
へ配列される周辺回路用の小転写領域Ｑ1,1 〜Ｑ1,18に
対応する原版パターンは、図４のマスク上で例えば２列
を単位としてＹ方向に配列された小領域Ｐ1,1 〜
Ｐ1,18，Ｐ2,1 〜Ｐ2,18に形成する。また、感応基板上
で横方向（これをＸ方向とする）へ配列される周辺回路
用の小転写領域Ｑ2,18〜Ｑ5,18の原版パターンは、マス
ク上で例えば１列を単位としたＹ方向に配列された小領
域Ｐ3,18〜Ｐ3,11に配列する。そして、転写の順序は、
マスク上では軌跡５５の順序で行い、感応基板上では軌
跡６４の順序で行う。従って、マスク上の荷電粒子線の
偏向の動きと感応基板上での荷電粒子線の偏向の動きと
は異なる。こうすることにより、マスク上でも感応基板
上でも隣接した小領域、又は小転写領域への偏向移動が
大部分となり、小領域が圧縮されたマスクを用いた転写
露光方式においても、偏向器の整定時間をさほど長くす
ることなく転写露光することができる。
【００２１】また、本発明の第２の荷電粒子線転写方法
は、例えば図２に示すように、感応基板（６０）の特定
範囲（６０Ｑ）に転写すべきパターンを、少なくともそ
の一部はマスク（５０）上で互いに離間する複数の小領
域（ＳＦ1,1,ＳＦ1,2,…）に分割して形成し、それら小
領域を照射単位としてマスク（５０）への荷電粒子線の
照射を繰り返すと共に、それら複数の小領域に対応する
感応基板（６０）上の複数の小転写領域（ＰＦ1,1,ＰＦ
1,2,…）が感応基板（６０）上で互いに接するようにそ
の感応基板へのパターン転写位置を調整して、その感応
基板上の特定範囲（６０Ｑ）に所定のパターンを転写す
る荷電粒子線転写方法に関する。
【００２２】そして、本発明では、例えば図４及び図５
に示すように、そのマスク上の限られた範囲内に配列さ
れた複数の小領域（Ｐ3,10〜Ｐ6,10，Ｐ6,9 〜Ｐ3,9)を
荷電粒子線で順次周期的に複数回照射したとき、その感
応基板上ではその限られた範囲内の小領域の個数よりも
多い複数の小転写領域（Ｑ2,17，…，Ｑ5,17〜Ｑ2,2,
…，Ｑ5,2)に順次パターンを転写するようにしたもので
ある。
【００２３】斯かる本発明によれば、マスク上の１つの
小領域を感応基板上の複数の小転写領域へ転写する場
合、通常はマスク上のその小領域を長時間荷電粒子線で
照射することになる。それを避けるため、図４に示すよ
うに、マスク上には１つではなく複数の同一パターンの
小領域（Ｐ3,10，Ｐ5,10，Ｐ6,9,Ｐ4,9)を作りつけてお
き、これを周期的に繰り返し用いる。こうすることによ
り、各小領域の温度は照射により一時的に上昇するが、
次に照射するまでには熱が拡散しており、１回照射した
ときの小領域の上昇温度と殆ど変わらない。従って、マ
スク上の小領域内の熱膨張によるパターン位置精度の低
下が生じることはない。
【００２４】次に、本発明による第３の荷電粒子線転写
方法は、その第２の荷電粒子線転写方法と同じ前提のも
とで、例えば図８に示すように、そのマスク上の限られ
た範囲内に配列された複数の小領域（ＳＦ1,1 〜ＳＦ
3,3)を荷電粒子線で順次周期的に複数回照射するのに対
応して、その感応基板上でも周期的に繰り返し複数回パ
ターンを転写する際の荷電粒子線の偏向を静電偏向器で
行い、その限られた範囲外への荷電粒子線の偏向を電磁
偏向器で行うようにしたものである。
【００２５】通常、大偏向を行うためには、収差低減の
観点から、静電偏向器ではなく電磁偏向器が用いられる
が、小偏向には静電式でも問題はない。一方、電磁偏向
は整定時間が比較的長く必要であるが、静電偏向では整
定時間は短くてよく、電磁偏向の場合の１０分の１から
１００分の１位である。そこで、本発明では、マスク又
は感応基板の温度上昇回避のために複数の小領域を周期
的に繰り返し照射するが、このときは静電偏向器を用い
る。また、その外の範囲への偏向は電磁偏向器を用い
る。このように、ある限定した範囲内の複数の小領域を
静電偏向器を用いて繰り返し照射することにより、精度
とスループットとを両立することができる。
【００２６】次に、本発明による第４の荷電粒子線転写
方法は、その第２の荷電粒子線転写方法と同じ前提のも
とで、例えば図２に示すように、そのマスク上の複数の
小領域（ＳＦ1,1,ＳＦ1,2,…）を囲む境界領域（ＢＦ）
を格子状に規則正しく配列し、それら小領域内のパター
ン領域をそれら小領域毎に独立に設定し、且つそれら複
数の小領域に対応する複数の小転写領域（ＳＦ1,1,ＳＦ
1,2,…）を任意の位置に設定するようにしたものであ
る。
【００２７】斯かる本発明によれば、特に繰り返し性の
あるパターンに対して、マスク上の１つの小領域を用い
て感応基板上の複数の小転写領域への転写を行う際に、
繰り返しパターンが１種類ではなく複数種類存在するよ
うな場合、パターンの繰り返しピッチはそれぞれで異な
ることがある。例えば図９に示すように、幅Ｘ２×Ｙ２
のパターン６５を基本とする繰り返しパターンと、幅Ｘ
３×Ｙ３のパターン６６を基本とする繰り返しパターン
とが存在するような場合、幅Ｙ３が幅Ｘ２，Ｙ２，Ｘ３
より大きいとすると、複数の小領域は幅Ｙ３×Ｙ３の大
きさに設定する。そして、各小領域内でのパターン配置
は、パターン６５又は６６のように各小領域と同じか、
又はそれよりも小さくしておく。勿論、このパターンは
周期性のある形状にしておくわけである。そして感応基
板へ露光転写する際は、これを感応基板上での設計パタ
ーン通りに偏向器を介して位置決めする。この方法によ
り、効率良く繰り返しパターンを転写露光することが可
能になる。繰り返しパターンでない場合も同様である。
【００２８】次に、本発明による第５の荷電粒子線転写
方法は、その第２の荷電粒子線転写方法と同じ前提のも
とで、例えば図１０に示すように、そのマスク上では１
つのパターン（６７）を２個の小領域（５６Ａ，５６
Ｂ）に相補パターンとして配分した場合も含めて、その
マスク上の所定の小領域でのその感応基板上への荷電粒
子線の照射量が所定量を超える場合、その照射量がその
所定量を超ないようにその小転写領域に転写されるべき
パターン（６７）を前述の場合以上の数の小領域（５６
Ｃ〜５６Ｅ）に分割して持ち、転写の際はこれら分割さ
れた小領域がその感応基板上で重なるようにして元のパ
ターンを形成するものである。
【００２９】例えばマスクとして、穴あきステンシルマ
スクを使用する場合、パターンを相補な２つの小領域に
分割する必要がある。これに対して散乱マスクの場合は
分割する必要がない。穴あきステンシルマスクの場合は
分割した後の或る小領域、又は散乱マスクの場合は或る
小領域のパターン密度が大きく、クーロン効果ぼけが問
題であるが他の多くの小領域については問題ないという
ような場合、従来では転写装置の電流密度を下げて全体
を転写露光していた。しかし、こうするとスループット
上効率が悪い。そこで、前記のような小領域のみ、穴あ
きステンシルマスクの場合は２つではなく３つ以上の小
領域に、散乱マスクの場合は２つ以上の小領域に分割す
る。転写時はこれらを重ねて転写する。こうすることに
より、電流密度を下げることなく、効率良く高いスルー
プットで転写することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明による荷電粒子線転
写方法の実施の形態の一例につき図１〜図１２を参照し
て説明する。本例は分割転写方式の電子線縮小転写装置
で転写を行う場合に本発明を適用したものである。先
ず、図１は本例で使用する電子線縮小転写装置の概略構
成を示し、この図１において、光学系（電子光学系）の
光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図１の
紙面に垂直にＸ軸を、図１の紙面に平行にＹ軸を取って
説明する。電子銃１０から放出された電子線ＥＢはコン
デンサレンズ１１で平行ビームとされ、視野選択偏向器
１２Ａ，１２ＢによりＸＹ平面（Ｘ軸及びＹ軸と平行な
平面）内で偏向されてマスク５０の１つの小領域に導か
れる。視野選択偏向器１２Ａは電磁方式、視野選択偏向
器１２Ｂは静電方式であり、通常は電磁方式の視野選択
偏向器１２Ａを使用して、狭い範囲で高速に繰り返して
電子線を移動する際には静電方式の視野選択偏向器１２
Ｂを使用する。マスク５０については後述する。
【００３１】マスク５０を通過した電子線ＥＢは偏向器
１３Ａ，１３Ｂにより所定量偏向された上で投影レンズ
１４により一度クロスオーバＣＯを結んだ後、対物レン
ズ１５、偏向器１４Ａ，１４Ｂを介して電子線レジスト
が塗布されたウエハ６０上に集束され、ウエハ６０上の
所定位置にマスク５０の１つの小領域の所定の縮小率
（例えば１／４）の像が転写される。偏向器１３Ａ，１
４Ａは電磁方式、偏向器１３Ｂ，１４Ｂは静電方式であ
り、通常は電磁方式の偏向器１３Ａ，１４Ａを使用し
て、狭い範囲で高速に繰り返して電子線を移動する際に
は静電方式の偏向器１３Ｂ，１４Ｂを使用する。マスク
５０はマスクステージ１６にＸＹ平面と平行に取り付け
られる。マスクステージ１６は、駆動装置１７によりＸ
軸方向に連続移動し、Ｙ軸方向にステップ移動する。マ
スクステージ１６のＸＹ平面内での位置はレーザ干渉計
１８で検出されて制御装置１９に出力される。
【００３２】ウエハ６０は、試料台２０上の可動ステー
ジ２１上にＸＹ平面と平行に保持されている。可動ステ
ージ２１は、駆動装置２２によりマスクステージ１６の
Ｘ軸方向の連続移動とは逆方向へ連続移動可能とされ
る。逆方向としたのはレンズ１４，１５によりパターン
像が反転するためである。可動ステージ２１のＸＹ平面
内での位置はレーザ干渉計２３で検出されて制御装置１
９に出力される。
【００３３】制御装置１９は、入力装置２４から入力さ
れる露光データと、レーザ干渉計１８，２３が検出する
マスクステージ１６及び可動ステージ２１の位置情報と
に基づいて、視野選択偏向器１２Ａ，１２Ｂ、及び偏向
器１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂによる電子線ＥＢの
偏向量を演算すると共に、マスクステージ１６及び可動
ステージ２１の動作を制御するために必要な情報（例え
ば位置及び移動速度）を演算する。偏向量の演算結果は
偏向量設定器２５，２６に出力され、これら偏向量設定
器２５及び２６によりそれぞれ、視野選択偏向器１２
Ａ，１２Ｂ及び偏向器１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂ
の偏向量が設定される。ステージ１６，２１の動作に関
する演算結果はドライバ２７，２８にそれぞれ出力され
る。ドライバ２７，２８は演算結果に従ってステージ１
６，２１が動作するように駆動装置１７，２２の動作を
制御する。なお、入力装置２４としては、露光データの
作成装置で作成した磁気情報を読み取るもの、マスク５
０やウエハ６０に登録された露光データをこれらの搬入
の際に読み取るもの等適宜選択してよい。
【００３４】図２（ａ）は本例のマスク５０の小領域が
存在するパターン領域５０Ｐを示すものである。本例で
は、電子線照射光学系のマスク側光学的フィールドＣｍ
よりもＸ軸方向に大きなパターン領域５０ＰがＸ方向、
Ｙ方向に所定ピッチで正方形の小領域ＳＦ1,1,ＳＦ1,2,
…，ＳＦ2,1,…に分割され、これらの小領域ＳＦi,j(ｉ
＝１，２，…；ｊ＝１，２，…）は電子線を遮断し、あ
るいは拡散する境界領域ＢＦにて互いに区分されてい
る。小領域ＳＦi,j には、ウエハに転写すべきパターン
形状に対応した電子線の透過部が設けられている。な
お、電子線転写用のマスク５０としては、例えば図１２
（ａ）に示すように窒化シリコン（ＳｉＮ）等の薄膜に
て電子線の透過部ＢＴを形成し、その表面に適宜タング
ステン製の散乱部ＢＳを設けた所謂散乱マスクと、図１
２（ｂ）に示すようにシリコン（Ｓｉ）製の散乱部ＢＳ
に設けた抜き穴を電子線の透過部ＢＴとする所謂穴空き
ステンシルマスク等が存在するが、本例では何れでも構
わない。
【００３５】図２（ｂ）は本例のウエハ６０上の例えば
１ダイの整数分の１分の転写領域６０Ｑを示し、この図
２（ｂ）において、転写領域６０Ｑは、Ｘ方向及びＹ方
向に正方形の小転写領域ＰＦ1,1,ＰＦ1,2,…，ＰＦ2,1,
…に分割され、これらの小転写領域ＰＦi,j(ｉ＝１，
２，…；ｊ＝１，２，…）の大きさは、マスク５０から
ウエハ６０への縮小率をβ（例えば１／４）とすると、
マスク５０の小領域ＳＦ i,j のβ倍に設定され、且つマ
スク５０の境界領域ＢＦに相当する隙間はなく、隣接す
る小転写領域ＰＦi,j は密着して継ぎ合わされている。
【００３６】また、転写領域６０Ｑは、感応基板側光学
的フィールドＣｗよりもＸ軸方向に大きく設定され、図
２（ａ）のマスク５０のパターン領域５０Ｐ内で且つマ
スク側光学的フィールドＣｍ内の小領域ＳＦi,j のパタ
ーン像を偏向器で振ることによって、図２のウエハ６０
上の転写領域６０Ｑ内で且つ感応基板側光学的フィール
ドＣｗ内の小転写領域ＰＦi,j にパターンを転写できる
ようになっている。そして、本例では、ウエハ６０の転
写領域６０Ｑに転写すべきパターンを小領域ＳＦi,j に
分割して設ける際、分割後のパターン形状が等しくなる
ものは適宜共通の小領域に集約する。例えば、ウエハ６
０上の転写領域６０Ｑ内の小転写領域ＰＦ1,2,ＰＦ1,4,
ＰＦ3,2,ＰＦ3,4 に転写されるパターンが同一であると
すると、それらのパターンの原版パターンはマスク５０
の例えば１つの小領域ＳＦ1,2 に集約する。その結果、
本例のマスク５０は圧縮されて、パターン領域５０Ｐ内
の小領域ＳＦi,j の個数は転写領域６０Ｑ内の小転写領
域ＰＦi,j の個数よりも少なくなっている。
【００３７】以上の構成において、小領域ＳＦi,j とウ
エハ６０上の小転写領域ＰＦi,j との対応関係を露光デ
ータとして予め図１の入力装置２４から制御装置１９に
入力する。そして、転写時には露光データに従って各小
領域ＳＦi,j のパターン像がウエハ６０の指定位置に転
写されるように偏向器１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３
Ｂ，１４Ａ，１４Ｂの偏向量及びステージ１６，２１の
位置を制御する。また、マスクとウエハとの間で、それ
以上マスク像が結像できない場合は、転写に伴ってマス
クステージ１６及び可動ステージ２１をＸ軸方向に互い
に逆方向へ連続移動させる。これにより、図２に示すパ
ターン領域５０Ｐ及び転写領域６０Ｑがそれぞれマスク
側光学的フィールドＣｍ及び感応基板側光学的フィール
ドＣｗに入り込む領域が逐次変化し、パターン領域５０
Ｐにある全ての小領域ＳＦi,j のパターン像をウエハ６
０上の転写領域６０Ｑに転写できる。なお、連続移動時
のＹ軸方向への電子線ＥＢの照射位置及びパターン転写
位置の調整は偏向器１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，
１４Ａ，１４Ｂにより行う。転写領域６０Ｑの転写が終
了した後は、例えば可動ステージ２１をＹ軸方向へ所定
ステップ量だけ移動させてつぎの転写領域への転写を行
い、これを繰り返すことによって、１ダイ分の転写領域
への転写を実行する。
【００３８】ここで、本例では散乱マスク、又は穴空き
ステンシルマスク等が使用されるが、これらのマスクを
使用する場合に孤立的な（島状）非露光パターンが存在
すると、マスク上の小領域のパターンを分割する必要が
あるため、その分割方法の一例につき図７を参照して説
明する。図７（ａ）は本例のウエハ６０に転写されるパ
ターンの一例の一部を示し、斜線領域８０，８１は電子
線による露光部、８２は露光部８１で囲まれた島状の非
露光部である。上述の図１２（ａ）に示す散乱マスクで
も、図１２（ｂ）に示す穴空きステンシルマスクの場合
でも、島状の非露光部８２をウエハに転写するためには
それに対応する大きさの散乱部ＢＳを設ける必要があ
る。ところが、散乱マスクの場合には島状の非露光部８
２に対応する散乱部８２の周囲が自立性のない薄膜のみ
となり、穴空きステンシルマスクの場合は島状の非露光
部８２に対応する散乱部ＢＳの周囲が抜き穴で囲まれ
る。後者の場合は単独で島状の非露光部８２に対応でき
る散乱部ＢＳは実現できない。このような問題に対処す
るため、島状の非露光部８２を囲むパターンを２つの相
補パターンに分割し、２回に分けて転写する方法が提案
されている。本例では４回の重複露光により島状の非露
光部８２を形成する方法につき説明する。
【００３９】図７（ｂ）〜（ｅ）は図７（ａ）のパター
ンを転写するためのマスク側の小領域を示し、図７
（ｂ）は１回目の転写時に使用する小領域９１を、図７
（ｃ）は２回目の転写時に使用する小領域９２を、図７
（ｄ）は３回目の転写時に使用する小領域９３を、図７
（ｅ）は４回目の転写時に使用する小領域９４を示す。
小領域９１，９２には、ウエハの露光部８０の全体に対
応する電子線の透過部ＢＴ０と、露光部８１を境界線Ｌ
Ｖ３にて分割した形状に対応する電子線の透過部ＢＴ
１，ＢＴ２が形成されている。一方、小領域９３，９４
には、露光部８１を境界線ＬＨ３にて分割した形状に対
応する電子線の透過部ＢＴ３，ＢＴ４が形成されてい
る。なお、小領域９１〜９４は全て同じ大きさである。
【００４０】以上の小領域９１〜９４を備えたマスクに
おいて各回の電子線のドーズ量を１回の転写時の略１／
２に設定し、小領域９１，９３のパターン像をウエハ上
の同一位置へ、小領域９２，９４のパターン像を小領域
９１，９３のパターン像に対して小領域９１，９３の幅
の１／２だけ図１２の横方向へずらして転写する。小領
域９１，９２のパターン像の転写により露光部８１が境
界線ＬＶ３をつなぎ位置としてウエハ上に転写され、小
領域９３，９４のパターン像の転写により露光部８１が
境界線ＬＨ３をつなぎ位置としてウエハ上に転写され
る。１回目及び２回目の転写による露光部８１のつなぎ
位置と、３回目及び４回目の重複転写による露光部８１
のつなぎ位置とが異なっているので、露光部８１を単純
に２分割して転写する場合と比べて露光部８１のつなぎ
位置での電子線ドーズ量の分布が平滑化され、つなぎ位
置での誤差が抑制される。
【００４１】次に、本例で主にＤＲＡＭのパターンをウ
エハ上に電子線を介して転写する場合の具体的な種々の
動作につき説明する。先ず、マスク５０として穴あきス
テンシルマスクを用いて、ウエハ上で図３（ａ）に示す
ようなＸ方向の幅Ｘ１で、Ｙ方向の幅Ｙ１の１ダイ分の
転写領域６１ＱにＤＲＡＭのパターンを転写するものと
する。一例として、幅Ｘ１は３６ｍｍ、幅Ｙ１は１８ｍ
ｍである。また、転写領域６１Ｑのパターンは、図３
（ｂ）に示すようにＹ方向に対称な構造のストライプ状
の第１〜第４の転写領域６１Ａ〜６１Ｄのパターンに分
かれ、これら４個の転写領域６１Ａ〜６１Ｄ内のパター
ンは例えば第１の転写領域６１Ａで示すように、周辺の
斜線を施した繰り返し性の無い周辺回路６２と、中央部
の繰り返し性の有るメモリセル６３Ａ，６３Ｂとから構
成されているものとする。そこで、第１のＸ方向に細長
い帯状の転写領域６１Ａに分割転写方式でパターンを転
写する場合につき説明する。
【００４２】この場合、図３（ｃ）に示すように、本例
のマスクのパターン領域５１Ｐを、Ｙ方向に１８行で、
Ｘ方向に４２列の小領域に分割し、図３（ｂ）の繰り返
し性の無い周辺回路６２の原版パターンを、それぞれ２
列でＹ方向に伸びた部分パターン領域５２Ａ〜５２Ｃ、
及び８行×１８列の４個の矩形の部分パターン領域５３
Ａ〜５３Ｄ内の小領域に割り当てる。更に、図３（ｂ）
の繰り返し性の有るメモリセル６３Ａ，６３Ｂの原版パ
ターンを、それぞれ２行×１８列のＸ方向に伸びた中央
の部分パターン領域５４Ａ及び５４Ｂに割り当てる。
【００４３】図４は、図３（ｃ）のマスクのパターン領
域５１Ｐ内の小領域の配列を示し、この図４において、
Ｙ方向にｉ行目でＸ方向にｊ列目の小領域を小領域Ｐ
i,j(ｉ＝１〜１８；ｊ＝１〜４２）で表している。そし
て、本例では穴空きステンシルマスクが使用されている
ため、隣接する２つの小領域に相補パターンが形成され
ている。例えば１列目の小領域Ｐ1,1 〜Ｐ1,18に対して
それぞれ小領域Ｐ2,1 〜Ｐ2,18に相補パターンが形成さ
れ、３列目の１つおきの小領域Ｐ3,18，Ｐ3,16，…に対
してそれぞれ１つおきの小領域Ｐ3,17，Ｐ3,15，…に相
補パターンが形成されている。同様に、中央のメモリセ
ル６３Ａに対応する中央の２行×１８列の部分パターン
領域５４Ａにおいては、１つおきの小領域Ｐ3,10，Ｐ
5,10，Ｐ6,9,Ｐ4,9 に対してそれぞれ１つおきの小領域
Ｐ4,10，Ｐ6,10，Ｐ5,9,Ｐ3,9 に相補パターンが形成さ
れている。また、メモリセルでは、小領域Ｐ3,10，Ｐ
5,10，Ｐ 6,9,Ｐ4,9 のパターンは同一である。
【００４４】図５は、図３（ｂ）のウエハ上の第１の転
写領域６１Ａ内の小転写領域の配列を示し、この図５に
おいて、Ｙ方向にｉ行目でＸ方向にｊ列目の小転写領域
を小転写領域Ｑi,j(ｉ＝１〜１８；ｊ＝１〜）で表して
いる。この場合、中央部のメモリセル６３Ａ，６３Ｂの
２行目〜１７行目の小転写領域Ｑi,j には互いに同一の
パターンが転写される。
【００４５】このような小領域及び小転写領域の配列の
もとで、図１の視野選択偏向器１２Ａ，１２Ｂ、及び偏
向器１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂを駆動して電子線
を偏向して転写を行う順序は、先ずマスクのパターン領
域５１Ｐでは、図４の軌跡５５で示すように左上の小領
域Ｐ1,1 のパターンから転写を開始して、以下、小領域
Ｐ2,1,Ｐ1,2,Ｐ2,2,…，Ｐ2,18，Ｐ1,18と２列の小領域
のパターンを−Ｙ方向に移動して順番に転写する。この
際に、例えば小領域Ｐ1,1 及びＰ2,1 のような相補パタ
ーンは、ウエハ上の同一の小転写領域Ｑ1,1 に転写す
る。そして、ウエハ側の転写領域６１Ａでは、図５の軌
跡６４で示すように、左上の小転写領域Ｑ 1,1 から転写
を開始して、以下、１列目の小転写領域Ｑ1,2,Ｑ1,3,
…，Ｑ1,18に−Ｙ方向に順番に転写する。
【００４６】その後、マスク側で、図４に示すように、
３列目の小領域Ｐ3,18，Ｐ3,17，…，Ｐ3,11のパターン
を順番に＋Ｙ方向に移動して転写するのに対応して、ウ
エハ側では、図５に示すように、１８行目の小転写領域
Ｑ2,18，…，Ｑ5,18に＋Ｘ方向に順番に転写を行う。そ
して、メモリセルの部分では、マスク側で、図４に示す
ように、中央部の８個の小領域Ｐ3,10，Ｐ4,10，
Ｐ5,10，Ｐ6,10，Ｐ6,9,Ｐ5, 9,Ｐ4,9,Ｐ3,9 に対して繰
り返して順番に＋Ｘ方向又は−Ｘ方向に転写するのに対
応して、ウエハ側では、図５に示すように、１７行目の
小転写領域Ｑ5,17，…，Ｑ2,17〜２行目の小転写領域Ｑ
2,2,…，Ｑ5,2 に−Ｘ方向又は＋Ｘ方向に順番に転写を
行う。その後は、マスク側では、図４に示すように３列
目の小領域Ｐ3, 8,〜Ｐ3,1 のパターンを順番に＋Ｙ方向
に転写するのに対応して、ウエハ側でも対応する小転写
領域への転写が行われる。以下、同様にしてマスクのパ
ターン領域５１Ｐの全部の小領域のパターン像がウエハ
のパターン領域６１Ａの対応する小転写領域に転写され
る。
【００４７】この結果、図６に示すように、ウエハ上の
転写領域６１Ａの各小転写領域には、それぞれ図４のマ
スクの１対の小領域の相補パターンが転写される。図６
では、図４の小領域Ｐi,j のパターンの縮小像をも便宜
上Ｐi,j で表している。例えば、転写領域６１Ａの１列
目の小転写領域には、順次小領域Ｐ1,1 及びＰ2,1 の相
補パターン、小領域Ｐ1,2 及びＰ2,2 の相補パターン、
…が転写され、メモリセル６１Ａ内の小転写領域には、
小領域Ｐ3,10及びＰ4,10の相補パターン、小領域Ｐ5,10
及びＰ6,10の相補パターン、…が転写されている。
【００４８】この場合、本例では図４の軌跡５５、及び
図５の軌跡６４で示すように、連続して転写を行う小領
域Ｐi,j 、又は小転写領域Ｑi,j の間隔は通常はそれぞ
れ１個分の小領域Ｐi,j 、又は小転写領域Ｑi,j の幅分
で済んでいる。従って、図１の視野選択偏向器１２Ｂ，
１２Ａ、及び偏向器１３Ａ，１３Ｂ，１４Ａ，１４Ｂに
よる偏向量は通常は大きく飛ぶことはなく効率良く露光
することができ、スループットの低下を招くことはな
い。
【００４９】また、本例に関して行ったコンピュータの
シミュレーションによれば、図４のマスク上の小領域Ｐ
i,j の散乱膜に１００μＡの照射電流を３０μｓｅｃの
間照射すると、照射直後は小領域Ｐi,j の温度が上昇す
るが、連続して配列された小領域に順次照射すると数個
前に照射した小領域の温度は照射前とほぼ同等の温度に
まで低下することが分かっている。従って、図４に示す
ように、マスクのパターン領域５１Ｐ内で同一形状のパ
ターンが形成された（実際には相補パターンを考慮して
２種類ある）８個の小領域Ｐ3,10，Ｐ4,10，Ｐ5,10，Ｐ
6,10，Ｐ6,9,Ｐ 5,9,Ｐ4,9,Ｐ3,9 を周期的に照射するこ
とにより、マスク上の小領域の熱膨張による精度低下を
防止できる。
【００５０】次に、本例において、例えばマスク上の各
小領域に本来は８０μｓｅｃの間電子線を照射しなけれ
ばならないが、温度上昇の観点から各小領域への照射時
間を３０μｓｅｃ以下にしたほうがよいという場合、元
の１つの小領域のパターンと同一のパターンを、図８に
示すように、例えばマスク上で３行×３列の９個の小領
域ＳＦ1,1,ＳＦ1,2,…，ＳＦ3,2,ＳＦ3,3 に形成する。
そして、図１の静電型の視野選択偏向器１２Ｂ、及び静
電型の偏向器１３Ｂ，１４Ｂを駆動して電子線を振るこ
とによって、図８に示すように、それら９個の小領域Ｓ
Ｆ1,1 〜ＳＦ3, 3 に周期的に３回繰り返して照射を行
う。この際に、ウエハ上では同一の１つの小転写領域に
転写を繰り返すと共に、１回目及び２回目はそれぞれ３
０μｓｅｃの間照射し、３回目は２０μｓｅｃの間照射
する。
【００５１】そして、この３行×３列以外の範囲の小領
域への偏向は電磁偏向で行う。静電偏向器でこれ位の範
囲を偏向するには数１０Ｖ以下でよく、整定時間は数１
００ｎｓｅｃ以下で偏向することができる。なお、電磁
偏向の場合は通常１０〜１００μｓｅｃ位必要である。
これによって、マスクの各小領域の温度上昇を抑制し、
且つスループットを低下させることなく転写を行うこと
ができる。また、本例では圧縮されたマスクが使用され
ているため、そのように小領域の個数を増加させても、
全体としての小領域の個数は例えばウエハ上の小転写領
域の個数より大幅に少なくできる。
【００５２】次に、上述の実施の形態では例えば図２
（ａ）に示すように、マスク上のパターン領域５０Ｐを
一定のピッチで境界領域ＢＦによって同一の大きさの小
領域ＳＦ1,1,ＳＦ1,2,…に分割している。しかしなが
ら、ウエハ上の１ダイ分の転写領域内には配列ピッチが
異なる複数種類の規則的なパターンが混在する場合があ
る。
【００５３】例えば図９に示すように、ウエハ上の１つ
のダイ上に２種類のパターン６５及び６６を繰り返した
パターンが存在するものとして、図９（ａ）に示すＸ方
向の幅Ｘ２、且つＹ方向の幅Ｙ２のパターン６５の幅Ｘ
２及びＹ２は、一例としてそれぞれ２００μｍ及び２３
０μｍであり、図９（ｂ）に示すＸ方向の幅Ｘ３、且つ
Ｙ方向の幅Ｙ３のパターン６６の幅Ｘ３及びＹ３は、一
例としてそれぞれ１８０μｍ及び２４０μｍであるとす
る。この場合、最も広い幅はＹ３であるため、マスクか
らウエハへの縮小率をβとして、図２（ａ）のマスク上
の複数の小領域ＳＦ1,1,ＳＦ1,2,…を幅Ｙ３／β角（こ
の場合２４０／βμｍ角）に形成しておき、これら領域
ＳＦ1,1,ＳＦ1,2,…内のパターンを図９（ａ）のパター
ン６５の原版、又は図９（ｂ）のパターン６６の原版と
する。そして、これら小領域のパターンをウエハ上へ転
写するときは、勿論それぞれのパターンのピッチに合わ
せて位置決めして転写する。
【００５４】こうすることにより、それぞれのパターン
でマスクの境界領域の格子の大きさを変えることなくマ
スクを形成することができる。従って、マスク上の各小
領域への照射ビームの大きさが一定でも問題ない。な
お、これは繰り返しパターンのみでなく、繰り返し性の
無い周辺回路パターンの場合にも適用できる。後者の場
合は繰り返し性がないので、パターンの分割がし易い部
分が小領域の境界となるように分割するとよい。
【００５５】更に、上述のように、マスクとして穴あき
ステンシルマスクを用いた場合、ウエハ上の１つの小転
写領域用の原版パターンは、マスク上では相補的な２つ
の小領域に分割される。図１０はその分割の一例を示
し、図１０（ａ）のウエハ上の１つの小転写領域６７の
原版パターンが、図１０（ｂ）の一方の小領域５６Ａの
相補パターン、及び図１０（ｃ）の他方の小領域５６Ｂ
の相補パターンに分割されている。ところが、例えば図
１０（ｂ）の小領域５６Ａの相補パターンでは、ウエハ
上に照射される電流量が多く、クーロン効果によるぼけ
が問題であるとする。このような場合の対策として、本
例では、図１０（ａ）の小転写領域６７の原版パターン
を３分割して、図１０（ｄ）に示すように、３個の小領
域５６Ｃ〜５６Ｅに一種の相補パターンとして振り分け
る。そして、これら３個の小領域５６Ｃ〜５６Ｅのパタ
ーンをウエハ上の同一の１つの小転写領域に転写する。
こうすると、それぞれの小領域５６Ｃ〜５６Ｅのウエハ
上への照射電流は減り、クーロン効果ぼけを回避でき
る。また、３分割したことにより、マスク上の小領域の
数が増加しマスクが大きくなり過ぎないかという心配も
考えられるが、小領域圧縮方式を用いた場合はマスクは
さほど大きくはならない。
【００５６】なお、クーロン効果によるパターン像のぼ
けは、例えば図１１に示すように単一のパターンを転写
する場合にも生ずる。このようなパターン像のぼけを回
避するには、例えば図１１に示すように単一の小転写領
域に転写するパターンＰＴ３を、横方向に２つのパター
ンＰＴ３ａ，ＰＴ３ｂに分割し、それぞれのパターンＰ
Ｔ３ａ，ＰＴ３ｂをマスクの異なる小領域に設ける方法
がある。このような場合にも、本例では例えばパターン
ＰＴ３を横方向に３個以上に分割することによって、ク
ーロン効果ぼけを十分に小さくできる。
【００５７】なお、本発明は上述の実施の形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得ることは勿論である。
【００５８】
【発明の効果】本発明の第１の荷電粒子線転写方法によ
れば、圧縮されたマスクを使用して分割転写方式で転写
を行う際に、マスク上で連続して転写を行う小領域の間
隔を短かくして転写位置精度を保ちながらスループット
を向上できる利点がある。また、本発明の第２の荷電粒
子線転写方法によれば、圧縮されたマスクを使用して分
割転写方式で転写を行う際に、マスク上で特定の小領域
のみに長時間荷電粒子線が照射されることを防止して、
転写されるパターンの位置精度を高精度に維持できる利
点がある。
【００５９】また、本発明の第３の荷電粒子線転写方法
によれば、分割転写方式で転写を行う際に、マスク上で
隣接する複数の小領域のパターンを周期的に転写する際
の荷電粒子線の偏向を高速に行うことができると共に、
離れた小領域間での荷電粒子線の偏向を高精度に行うこ
とができる利点がある。また、本発明の第４の荷電粒子
線転写方法によれば、圧縮されたマスクを使用して分割
転写方式で転写を行う際に、感応基板上で繰り返しピッ
チの異なる複数種類の周期的なパターンに対してもマス
ク上の共通の大きさの小領域を用いてパターンを圧縮で
きるため、マスク上の小領域の個数がむやみに多くなら
ない利点がある。
【００６０】また、本発明の第５の荷電粒子線転写方法
によれば、分割転写方式で転写を行う際に、マスク上の
複数の小領域中で特に荷電粒子線の照射量の多い小領域
が無くなるため、スループットをあまり低下させること
なくクーロン効果による像のぼけを回避できる利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例で使用する電子線縮
小転写装置を示す概略構成図である。
【図２】（ａ）はマスク上の小領域の配列の一例を示す
平面図、（ｂ）はウエハ上の小転写領域の配列の一例を
示す平面図である。
【図３】（ａ）はウエハ上の１ダイ分の転写領域６１Ｑ
の一例を示す平面図、（ｂ）はその転写領域６１Ｑを４
分割した４個の転写領域６１Ａ〜６１Ｄを示す平面図、
（ｃ）は転写領域６１Ａに対応するマスク上のパターン
領域５１Ｐ内の小領域の配列の一例を示す平面図であ
る。
【図４】図３（ｃ）のマスク上の小領域の配列、及び転
写の順序を示す一部を省略した拡大平面図である。
【図５】図３（ｂ）のウエハ上の転写領域６１Ａ内の小
転写領域の配列、及び転写の順序を示す一部を省略した
拡大平面図である。
【図６】図５のウエハ上の各小転写領域に転写される小
領域のパターンを示す一部を省略した拡大平面図であ
る。
【図７】孤立的なパターンを相補パターンに分解して転
写する場合の説明図である。
【図８】３行×３列の小領域に周期的に繰り返して電子
線を照射する場合の説明図である。
【図９】繰り返しピッチの異なる２種類のパターンの例
を示す図である。
【図１０】１つのパターンを３個の小領域のパターンに
分割して転写する場合の説明図である。
【図１１】ウエハ上の単一の小転写領域に転写すべきパ
ターンをマスクの複数の小領域に分割して設ける例の説
明図である。
【図１２】（ａ）は拡散マスクを示す断面図、（ｂ）は
穴空きステンシルマスクを示す断面図である。
【図１３】従来の分割転写方式の電子線縮小転写装置を
示す斜視図である。。
【図１４】従来のマスクの小領域とウエハ上の小転写領
域との対応を示す図である。
【符号の説明】
１２Ａ 電磁方式の視野選択偏向器 １２Ｂ 静電方式の視野選択偏向器 １３Ａ 電磁方式の偏向器 １３Ｂ 静電方式の偏向器 ５０ マスク ５０Ｐ，５１Ｐ パターン領域 ６０ ウエハ ６１Ａ〜６１Ｄ 転写領域 ＳＦ1,1,ＳＦ1,2,… マスクの小領域 ＰＦ1,1,ＰＦ1,2,… ウエハ上の小転写領域 ＢＦ 境界領域 Ｐ1,1,ＳＦ1,2,… マスクの小領域 Ｑ1,1,ＰＦ1,2,… ウエハ上の小転写領域 Ｃｍ マスク側光学的フィールド Ｃｗ 感応基板側光学的フィールド

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 感応基板の特定範囲に転写すべきパター
    ンを、少なくともその一部はマスク上で互いに離間する
    複数の小領域に分割して形成し、前記小領域を照射単位
    として前記マスクへの荷電粒子線の照射を行い、そのと
    き前記小領域の少なくとも一部は複数回照射を行い、該
    照射により前記感応基板上では異なる複数の小転写領域
    にそれぞれパターンを転写すると共に、前記小領域に対
    応する前記小転写領域が前記感応基板上で互いに接する
    ように前記感応基板へのパターン転写位置を調整して前
    記感応基板上の特定範囲に所定のパターンを転写する荷
    電粒子線転写方法において、 前記マスク上の限られた範囲内で１列又は複数列を単位
    として考えたとき１方向に配列された小領域に荷電粒子
    線を順次照射したとき、前記感応基板上では前記マスク
    上での前記小領域の配列方向と同じ方向へ１列又は複数
    列の前記小転写領域に順次転写する方法と、前記小領域
    の配列方向に直交する方向へ１列又は複数列の前記小転
    写領域に順次転写する方法と、を含むことを特徴とする
    荷電粒子線転写方法。
  2. 【請求項２】 感応基板の特定範囲に転写すべきパター
    ンを、少なくともその一部はマスク上で互いに離間する
    複数の小領域に分割して形成し、前記小領域を照射単位
    として前記マスクへの荷電粒子線の照射を繰り返すと共
    に、前記複数の小領域に対応する前記感応基板上の複数
    の小転写領域が前記感応基板上で互いに接するように前
    記感応基板へのパターン転写位置を調整して、前記感応
    基板上の特定範囲に所定のパターンを転写する荷電粒子
    線転写方法において、 前記マスク上の限られた範囲内に配列された複数の前記
    小領域を荷電粒子線で順次周期的に複数回照射したと
    き、前記感応基板上では前記限られた範囲内の前記小領
    域の個数よりも多い複数の小転写領域に順次パターンを
    転写するようにしたことを特徴とする荷電粒子線転写方
    法。
  3. 【請求項３】 感応基板の特定範囲に転写すべきパター
    ンを、少なくともその一部はマスク上で互いに離間する
    複数の小領域に分割して形成し、前記小領域を照射単位
    として前記マスクへの荷電粒子線の照射を繰り返すと共
    に、前記複数の小領域に対応する前記感応基板上の複数
    の小転写領域が前記感応基板上で互いに接するように前
    記感応基板へのパターン転写位置を調整して、前記感応
    基板上の特定範囲に所定のパターンを転写する荷電粒子
    線転写方法において、 前記マスク上の限られた範囲内に配列された複数の前記
    小領域を荷電粒子線で順次周期的に複数回照射するのに
    対応して、前記感応基板上でも周期的に繰り返し複数回
    パターンを転写する際の荷電粒子線の偏向を静電偏向器
    で行い、前記限られた範囲外への荷電粒子線の偏向を電
    磁偏向器で行うようにしたことを特徴とする荷電粒子線
    転写方法。
  4. 【請求項４】 感応基板の特定範囲に転写すべきパター
    ンを、少なくともその一部はマスク上で互いに離間する
    複数の小領域に分割して形成し、前記小領域を照射単位
    として前記マスクへの荷電粒子線の照射を繰り返すと共
    に、前記複数の小領域に対応する前記感応基板上の複数
    の小転写領域が前記感応基板上で互いに接するように前
    記感応基板へのパターン転写位置を調整して、前記感応
    基板上の特定範囲に所定のパターンを転写する荷電粒子
    線転写方法において、 前記マスク上の前記複数の小領域を囲む境界領域を格子
    状に規則正しく配列し、前記小領域内のパターン領域を
    前記小領域毎に独立に設定し、且つ前記複数の小領域に
    対応する前記複数の小転写領域を任意の位置に設定する
    ようにしたことを特徴とする荷電粒子線転写方法。
  5. 【請求項５】 感応基板の特定範囲に転写すべきパター
    ンを、少なくともその一部はマスク上で互いに離間する
    複数の小領域に分割して形成し、前記小領域を照射単位
    として前記マスクへの荷電粒子線の照射を繰り返すと共
    に、前記複数の小領域に対応する前記感応基板上の複数
    の小転写領域が前記感応基板上で互いに接するように前
    記感応基板へのパターン転写位置を調整して、前記感応
    基板上の特定範囲に所定のパターンを転写する荷電粒子
    線転写方法において、 前記マスク上では１つのパターンを２個の小領域に相補
    パターンとして配分した場合も含めて、前記マスク上の
    所定の小領域での前記感応基板上への荷電粒子線の照射
    量が所定量を超える場合、前記照射量が前記所定量を超
    ないように前記小転写領域のパターンを前記の場合以上
    の数の小領域に分割して持ち、転写の際はこれら分割さ
    れた小領域が前記感応基板上で重なるようにすることを
    特徴とする荷電粒子線転写方法。
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