JPH09266153A - 電子線露光方法 - Google Patents
電子線露光方法Info
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- JPH09266153A JPH09266153A JP8074098A JP7409896A JPH09266153A JP H09266153 A JPH09266153 A JP H09266153A JP 8074098 A JP8074098 A JP 8074098A JP 7409896 A JP7409896 A JP 7409896A JP H09266153 A JPH09266153 A JP H09266153A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】部分一括転写法と可変成形描画法とを用いてパ
ターンを転写する場合、パターン間の接続精度が低下す
る。 【解決手段】ウェハー上にパターンが所定の寸法ｘ3 よ
りも小さく形成される場合、部分一括パターン９Ａをｘ
3 よりも横方向に大きい寸法ｘ4 にしたアパーチャを用
いて露光し、パターン接続部における隙間の発生をなく
す。
ターンを転写する場合、パターン間の接続精度が低下す
る。 【解決手段】ウェハー上にパターンが所定の寸法ｘ3 よ
りも小さく形成される場合、部分一括パターン９Ａをｘ
3 よりも横方向に大きい寸法ｘ4 にしたアパーチャを用
いて露光し、パターン接続部における隙間の発生をなく
す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板上に半
導体集積回路などの回路パターンを形成するために半導
体基板に被着されたレジスト膜に電子ビームでパターン
を形成する電子線露光方法に関する。
導体集積回路などの回路パターンを形成するために半導
体基板に被着されたレジスト膜に電子ビームでパターン
を形成する電子線露光方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の進歩は目ざまし
く、特にＤＲＡＭに代表されるメモリ素子では記憶容量
の３年毎に４倍という大容量化が実現されている。この
進歩は微細加工技術の進歩によるところが大きく、特に
リソグラフィ技術の進歩に依存するものである。
く、特にＤＲＡＭに代表されるメモリ素子では記憶容量
の３年毎に４倍という大容量化が実現されている。この
進歩は微細加工技術の進歩によるところが大きく、特に
リソグラフィ技術の進歩に依存するものである。
【０００３】微細パターンを半導体基板であるウェハー
上に形成するには、紫外光を光源とした縮小露光装置、
いわゆるステッパーが用いられていた。ところが、より
微細パターンを転写するために、光源の短波長化が行な
われ、水銀ランプのｇ線（４３６ｎｍ）から同じ水銀ラ
ンプのｉ線（３６５ｎｍ）へ、さらには弗化クリプトン
ガスを用いたＫｒＦエキシマレーザ光（２４９ｎｍ）へ
と変化してきた。ところが光源の短波長化による微細パ
ターンの転写能力、すなわち解像力の向上は、逆に焦点
深度の低下を招いている。
上に形成するには、紫外光を光源とした縮小露光装置、
いわゆるステッパーが用いられていた。ところが、より
微細パターンを転写するために、光源の短波長化が行な
われ、水銀ランプのｇ線（４３６ｎｍ）から同じ水銀ラ
ンプのｉ線（３６５ｎｍ）へ、さらには弗化クリプトン
ガスを用いたＫｒＦエキシマレーザ光（２４９ｎｍ）へ
と変化してきた。ところが光源の短波長化による微細パ
ターンの転写能力、すなわち解像力の向上は、逆に焦点
深度の低下を招いている。
【０００４】また、半導体集積回路の製造に於いては、
１０〜３０回ものパターン転写を繰り返すため、半導体
基板上にはパターンが順次重ねられ大きな段差が生じて
くる。従って、焦点深度の低下は段差上へのパターン転
写を困難とし半導体集積回路の製造を難しくしている。
そこで焦点深度が光露光に比べ飛躍的に深い電子線露光
法が注目されている。
１０〜３０回ものパターン転写を繰り返すため、半導体
基板上にはパターンが順次重ねられ大きな段差が生じて
くる。従って、焦点深度の低下は段差上へのパターン転
写を困難とし半導体集積回路の製造を難しくしている。
そこで焦点深度が光露光に比べ飛躍的に深い電子線露光
法が注目されている。
【０００５】この電子線露光法は半導体集積回路パター
ンをスポットの小さな電子ビーム（スポットビーム描
画）、あるいは寸法可変の矩形ビーム（可変成形描画）
で順次パターンを倣って描画するため、より微細化が可
能であるものの、光露光法に比べ処理能力の低いことが
問題であった。しかしながらこの一筆描き描画方法に代
って、新たに半導体集積回路の一部を形成したアパーチ
ャを用い一括転写し、それらの一括パターンを繋げて全
体の回路パターンを転写する部分一括電子線露光法が開
発され処理能力が飛躍的に向上した。
ンをスポットの小さな電子ビーム（スポットビーム描
画）、あるいは寸法可変の矩形ビーム（可変成形描画）
で順次パターンを倣って描画するため、より微細化が可
能であるものの、光露光法に比べ処理能力の低いことが
問題であった。しかしながらこの一筆描き描画方法に代
って、新たに半導体集積回路の一部を形成したアパーチ
ャを用い一括転写し、それらの一括パターンを繋げて全
体の回路パターンを転写する部分一括電子線露光法が開
発され処理能力が飛躍的に向上した。
【０００６】図３は部分一括露光法を説明するための電
子線露光装置の一例の電子光学系の構成を示す斜視図で
ある。この部分一括露光法は、図３に示すように、電子
銃１からの電子ビーム８を第１アパーチャ２によって適
当な大きさおよび形状に成形し、その後選択偏向器３に
より第２アパーチャ４上に照射する。この第２アパーチ
ャ４には半導体集積回路パターンの一部である部分一括
パターン群および可変成形ビームを作成可能な矩形開口
が形成され、選択偏向器３によりこれらのパターン群の
うちの１つあるいは矩形開口が選択される。そして選択
された第２アパーチャ４のパターン群あるいは矩形開口
を通過した電子ビームは、対物レンズである縮小レンズ
５により縮小され、さらに、位置決め偏向器６により半
導体基板７上の所望の位置に部分一括パターンの転写あ
るいは可変成形パターンを描画する。
子線露光装置の一例の電子光学系の構成を示す斜視図で
ある。この部分一括露光法は、図３に示すように、電子
銃１からの電子ビーム８を第１アパーチャ２によって適
当な大きさおよび形状に成形し、その後選択偏向器３に
より第２アパーチャ４上に照射する。この第２アパーチ
ャ４には半導体集積回路パターンの一部である部分一括
パターン群および可変成形ビームを作成可能な矩形開口
が形成され、選択偏向器３によりこれらのパターン群の
うちの１つあるいは矩形開口が選択される。そして選択
された第２アパーチャ４のパターン群あるいは矩形開口
を通過した電子ビームは、対物レンズである縮小レンズ
５により縮小され、さらに、位置決め偏向器６により半
導体基板７上の所望の位置に部分一括パターンの転写あ
るいは可変成形パターンを描画する。
【０００７】ここで、部分一括露光装置でも可変成形描
画も行なうようになっている理由を説明する。ＤＲＡＭ
に代表されるメモリ素子のメモリセル部分は同一パター
ンが繰り返されているため、一旦第２アパーチャ４上に
メモリセルパターンの一部を形成すれば、部分一括転写
により半導体基板７上に順次パターン形成することが可
能である。これに対し、周辺回路領域はパターンの繰り
返しが少なく、異なるパターンが膨大に配置されてい
る。この為、周辺露光領域を部分一括転写しようとする
と、第２アパーチャ４上に膨大な数の部分一括パターン
を形成しなければならないが、一方で選択偏向器３で電
子ビームを偏向できる領域には数〜数十の部分一括パタ
ーンしか入らず、周辺回路領域全体にパターン転写する
ことができない。そこで、周辺回路領域のパターン形成
には、部分一括転写法ではなく第２アパーチャ４上の矩
形開口部を利用する可変成形描画法が用いられている。
第１アパーチャ２を通過した電子ビームを第２アパーチ
ャ４の矩形開口部に照射する時に、照射位置を選択偏向
器３により適宜変化させることにより、任意の大きさの
矩形ビームを形成し、それにより周辺回路領域のパター
ンを可変成形描画できるようにしている。
画も行なうようになっている理由を説明する。ＤＲＡＭ
に代表されるメモリ素子のメモリセル部分は同一パター
ンが繰り返されているため、一旦第２アパーチャ４上に
メモリセルパターンの一部を形成すれば、部分一括転写
により半導体基板７上に順次パターン形成することが可
能である。これに対し、周辺回路領域はパターンの繰り
返しが少なく、異なるパターンが膨大に配置されてい
る。この為、周辺露光領域を部分一括転写しようとする
と、第２アパーチャ４上に膨大な数の部分一括パターン
を形成しなければならないが、一方で選択偏向器３で電
子ビームを偏向できる領域には数〜数十の部分一括パタ
ーンしか入らず、周辺回路領域全体にパターン転写する
ことができない。そこで、周辺回路領域のパターン形成
には、部分一括転写法ではなく第２アパーチャ４上の矩
形開口部を利用する可変成形描画法が用いられている。
第１アパーチャ２を通過した電子ビームを第２アパーチ
ャ４の矩形開口部に照射する時に、照射位置を選択偏向
器３により適宜変化させることにより、任意の大きさの
矩形ビームを形成し、それにより周辺回路領域のパター
ンを可変成形描画できるようにしている。
【０００８】図９は半導体基板上に形成されたメモリ素
子のパターンの一部の上面図である。点線で囲まれた領
域ＡＢＣＤに形成された部分一括パターン９は、部分一
括の一転写により形成されたものであり、順次継いで転
写されることによりメモリセル領域が形成される。メモ
リセル領域に隣接する周辺回路領域には、可変成形パタ
ーン１０が種々の寸法ｋ1 〜ｋ13の可変成形ビームによ
り形成される。
子のパターンの一部の上面図である。点線で囲まれた領
域ＡＢＣＤに形成された部分一括パターン９は、部分一
括の一転写により形成されたものであり、順次継いで転
写されることによりメモリセル領域が形成される。メモ
リセル領域に隣接する周辺回路領域には、可変成形パタ
ーン１０が種々の寸法ｋ1 〜ｋ13の可変成形ビームによ
り形成される。
【０００９】ところでこのような部分一括転写と可変成
形描画を用いる電子線露光法では、部分一括転写パター
ンと部分一括転写パターンとの継ぎ部分、部分一括転写
パターンと可変成形パターンとの継ぎ部分及び可変成形
パターンと可変成形パターンとの継ぎ部分でパターンが
正確に継がらないことがある。図１０（ａ）〜（ｂ）は
正確に継がらなかったパターンの例である。図１０
（ａ）は部分一括パターン９が所定の大きさよりも大き
い場合である。部分一括用のアパーチャ上に形成されて
いる部分一括パターンが所定の大きさよりも大きく形成
されていたり、あるいは描画時に電子線照射によって部
分一括用アパーチャが加熱され膨張したり、あるいは縮
小レンズが何らかの理由によって縮小率に誤差が生じた
り、種々の理由によって大きくなったものである。
形描画を用いる電子線露光法では、部分一括転写パター
ンと部分一括転写パターンとの継ぎ部分、部分一括転写
パターンと可変成形パターンとの継ぎ部分及び可変成形
パターンと可変成形パターンとの継ぎ部分でパターンが
正確に継がらないことがある。図１０（ａ）〜（ｂ）は
正確に継がらなかったパターンの例である。図１０
（ａ）は部分一括パターン９が所定の大きさよりも大き
い場合である。部分一括用のアパーチャ上に形成されて
いる部分一括パターンが所定の大きさよりも大きく形成
されていたり、あるいは描画時に電子線照射によって部
分一括用アパーチャが加熱され膨張したり、あるいは縮
小レンズが何らかの理由によって縮小率に誤差が生じた
り、種々の理由によって大きくなったものである。
【００１０】この時、部分一括パターン９間に重なり領
域１１が、また部分一括パターン９と可変成形パターン
１０の間に重なり領域１２が生じる。重なり領域１１，
１２ではレジスト膜に所定の露光量の２倍の電子線が照
射されてしまい、パターンが所定の寸法より大きくな
り、節が生じたり、本来分離しているべき近傍のパター
ンと継がってしまうという問題が生じる。図１０（ｂ）
は逆に部分一括パターン９が所定の大きさよりも小さい
場合である。大きい場合と同様、種々の理由によって生
じる。この時、部分一括パターン９間には隙間１３が、
また、部分一括パターン９と可変成形パターン１０との
間には隙間１４が生じ、本来継がるべきパターンが継が
らず離れてしまうという問題が生じる。ここでは、部分
一括パターンの大きさが変化した場合について例を挙げ
たが、可変成形パターンでも同様の問題がある。また、
継ぎ部分でのパターンの節の発生や隙間の発生は、部分
一括パターンや可変成形パターンの大きさが変化したと
きだけでなく、パターン転写あるいは描画の位置ずれに
よっても生じるものである。
域１１が、また部分一括パターン９と可変成形パターン
１０の間に重なり領域１２が生じる。重なり領域１１，
１２ではレジスト膜に所定の露光量の２倍の電子線が照
射されてしまい、パターンが所定の寸法より大きくな
り、節が生じたり、本来分離しているべき近傍のパター
ンと継がってしまうという問題が生じる。図１０（ｂ）
は逆に部分一括パターン９が所定の大きさよりも小さい
場合である。大きい場合と同様、種々の理由によって生
じる。この時、部分一括パターン９間には隙間１３が、
また、部分一括パターン９と可変成形パターン１０との
間には隙間１４が生じ、本来継がるべきパターンが継が
らず離れてしまうという問題が生じる。ここでは、部分
一括パターンの大きさが変化した場合について例を挙げ
たが、可変成形パターンでも同様の問題がある。また、
継ぎ部分でのパターンの節の発生や隙間の発生は、部分
一括パターンや可変成形パターンの大きさが変化したと
きだけでなく、パターン転写あるいは描画の位置ずれに
よっても生じるものである。
【００１１】次に、図１０（ｃ）は、部分一括パターン
９と可変成形パターン１０が従来通り同一露光量で形成
された時のレジストパターンを示す図である。可変成形
パターン１０が所定の寸法で形成されるように露光量を
設定すると、部分一括パターン部は露光量不足でパター
ンが所望の寸法より小さく形成されてしまうという問題
がある。この為図１０（ｃ）に示したように、本来継が
るべきパターンに隙間１５ができてしまうこともある。
９と可変成形パターン１０が従来通り同一露光量で形成
された時のレジストパターンを示す図である。可変成形
パターン１０が所定の寸法で形成されるように露光量を
設定すると、部分一括パターン部は露光量不足でパター
ンが所望の寸法より小さく形成されてしまうという問題
がある。この為図１０（ｃ）に示したように、本来継が
るべきパターンに隙間１５ができてしまうこともある。
【００１２】これらの対策として継ぎ部分の形状を補正
する方法が特公昭６１−５９５２９号公報および特公昭
６１−４５３７５号公報に開示されている。
する方法が特公昭６１−５９５２９号公報および特公昭
６１−４５３７５号公報に開示されている。
【００１３】図１１および図１２は従来の継ぎ方法を説
明するためのレジストパターンの一部の上面図である。
特公昭６１−５９５２９号公報に開示されている継ぎ方
法は図１１に示すように、継ぐべきパターンＡＢＣＤと
ＥＦＧＨとの間にのりしろＥ′Ｆ′ＦＥを設けるもので
ある。パターンＡＢＣＤとパターンＥＦＧＨとの間に隙
間ＤＣＦＥができてもそれ以上の大きさののりしろＥ′
Ｆ′ＦＥを設けておき、こののりしろを小さなポイント
ビーム１６を順次走査してぬりつぶすものである。
明するためのレジストパターンの一部の上面図である。
特公昭６１−５９５２９号公報に開示されている継ぎ方
法は図１１に示すように、継ぐべきパターンＡＢＣＤと
ＥＦＧＨとの間にのりしろＥ′Ｆ′ＦＥを設けるもので
ある。パターンＡＢＣＤとパターンＥＦＧＨとの間に隙
間ＤＣＦＥができてもそれ以上の大きさののりしろＥ′
Ｆ′ＦＥを設けておき、こののりしろを小さなポイント
ビーム１６を順次走査してぬりつぶすものである。
【００１４】また、特公昭６１−４５３７５号公報に開
示されている露光方法は、例えば図１２（ａ）に示すよ
うなパターン１７を可変成形描画する時に、図１２
（ｂ）のように、可変成形パターン１８，１９，２０を
順次継ぐのではなく、図１２（ｃ）に示すように、形成
すべきパターン１７の左端部にまず小さい寸法の可変成
形パターン２１を露光する。次に寸法を少し大きくした
可変成形パターン２２を露光し、さらに寸法を大きくし
露光をくり返す。寸法が最大の大きさの可変成形パター
ン２３に達したら、その寸法のまま順次パターンの右側
に少しずつ位置をずらしながら露光し、パターン１７の
右端部に達すると、こんどは可変成形パターンの寸法を
順次小さくしたパターン２６，２７，２８を用いて露光
を行なうものである。このように、露光位置を少しずつ
ずらしながら露光することにより、接続部に凹凸のない
パターンが重ね合わせ露光され、接続によるパターンの
劣化が緩和されるというものである。
示されている露光方法は、例えば図１２（ａ）に示すよ
うなパターン１７を可変成形描画する時に、図１２
（ｂ）のように、可変成形パターン１８，１９，２０を
順次継ぐのではなく、図１２（ｃ）に示すように、形成
すべきパターン１７の左端部にまず小さい寸法の可変成
形パターン２１を露光する。次に寸法を少し大きくした
可変成形パターン２２を露光し、さらに寸法を大きくし
露光をくり返す。寸法が最大の大きさの可変成形パター
ン２３に達したら、その寸法のまま順次パターンの右側
に少しずつ位置をずらしながら露光し、パターン１７の
右端部に達すると、こんどは可変成形パターンの寸法を
順次小さくしたパターン２６，２７，２８を用いて露光
を行なうものである。このように、露光位置を少しずつ
ずらしながら露光することにより、接続部に凹凸のない
パターンが重ね合わせ露光され、接続によるパターンの
劣化が緩和されるというものである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】第１の問題点は、のり
しろをポイントビームで塗りつぶす、あるいはパターン
を可変成形ビームを少しずつずらしながら描画するとい
う従来の露光方法は、いずれも膨大な時間を要し、装置
の処理能力が大幅に低下してしまうことである。
しろをポイントビームで塗りつぶす、あるいはパターン
を可変成形ビームを少しずつずらしながら描画するとい
う従来の露光方法は、いずれも膨大な時間を要し、装置
の処理能力が大幅に低下してしまうことである。
【００１６】その理由は、パターンの継ぎのすべてに於
いて、のりしろをポイントビームで塗りつぶす方法では
膨大なショット数の増加を招き、また、可変成形ビーム
を少しずつずらしながら重ね露光する方法では可変成形
ショット数が数倍になり、従って描画に要する時間も数
倍になってしまうからである。
いて、のりしろをポイントビームで塗りつぶす方法では
膨大なショット数の増加を招き、また、可変成形ビーム
を少しずつずらしながら重ね露光する方法では可変成形
ショット数が数倍になり、従って描画に要する時間も数
倍になってしまうからである。
【００１７】第２の問題点は、部分一括転写パターン間
及び部分一括転写パターンと可変成形パターンとの継ぎ
部分では、のりしろを設けたり少しずつずらして重ね露
光すると所望のパターンが形成されないということであ
る。
及び部分一括転写パターンと可変成形パターンとの継ぎ
部分では、のりしろを設けたり少しずつずらして重ね露
光すると所望のパターンが形成されないということであ
る。
【００１８】その理由は、部分一括転写部には既に凹凸
のある複雑な複数の所望のパターンが形成されている。
部分一括パターンを少しずらして重ね合わせると、所望
のパターンが少しずつずれて重ね合わされる為、所望の
パターンでなくなってしまうからである。
のある複雑な複数の所望のパターンが形成されている。
部分一括パターンを少しずらして重ね合わせると、所望
のパターンが少しずつずれて重ね合わされる為、所望の
パターンでなくなってしまうからである。
【００１９】第３の問題点は、部分一括パターンが所望
の寸法よりも小さい場合には従来の方法は適用できない
ことである。その理由は、のりしろを設けてぬりつぶす
ポイントビーム法で用いる露光装置は構造が異なる為に
部分一括パターンを形成できないからである。
の寸法よりも小さい場合には従来の方法は適用できない
ことである。その理由は、のりしろを設けてぬりつぶす
ポイントビーム法で用いる露光装置は構造が異なる為に
部分一括パターンを形成できないからである。
【００２０】本発明の目的は、部分一括パターン間の継
ぎ合わせ及び部分一括パターンと可変成形パターン間の
継ぎ合わせを精度良く行ない、転写されるパターンが正
常に形成され、しかも処理能力を低下させることのない
電子線露光方法を提供することにある。
ぎ合わせ及び部分一括パターンと可変成形パターン間の
継ぎ合わせを精度良く行ない、転写されるパターンが正
常に形成され、しかも処理能力を低下させることのない
電子線露光方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】第１の発明の電子線露光
方法は、複数のパターンを転写する部分一括転写法と任
意の大きさの矩形ビームによりパターンを描画する可変
成形描画法とを用い所定の転写縮小率により所望のパタ
ーンをウェハー上に形成されたレジスト膜に転写する電
子線露光方法において、部分一括転写時の前記転写縮小
率を変更して露光することを特徴とするものである。
方法は、複数のパターンを転写する部分一括転写法と任
意の大きさの矩形ビームによりパターンを描画する可変
成形描画法とを用い所定の転写縮小率により所望のパタ
ーンをウェハー上に形成されたレジスト膜に転写する電
子線露光方法において、部分一括転写時の前記転写縮小
率を変更して露光することを特徴とするものである。
【００２２】第２の発明の電子線露光方法は、複数のパ
ターンを転写する部分一括転写法と任意の大きさの矩形
ビームによりパターンを描画する可変成形描画法とを用
い所望のパターンをウェハー上に形成されたレジスト膜
に転写する電子線露光方法に於いて、部分一括転写部あ
るいは可変成形描画部あるいは両者を露光する為の露光
量を変化させて露光することを特徴とするものである。
ターンを転写する部分一括転写法と任意の大きさの矩形
ビームによりパターンを描画する可変成形描画法とを用
い所望のパターンをウェハー上に形成されたレジスト膜
に転写する電子線露光方法に於いて、部分一括転写部あ
るいは可変成形描画部あるいは両者を露光する為の露光
量を変化させて露光することを特徴とするものである。
【００２３】第３の発明の電子線露光方法は、複数のパ
ターンを転写する部分一括転写法と任意の大きさの矩形
ビームによりパターンを形成する可変成形描画法とを用
い所望のパターンをウェハー上に形成されたレジスト膜
に転写する電子線露光方法に於いて、部分一括転写パタ
ーンのうち部分一括転写部間あるいは部分一括転写部と
可変成形描画部との接続部近傍のパターンをあらかじめ
所望の寸法よりも大きく形成されたアパーチャを用いて
露光することを特徴とするものである。
ターンを転写する部分一括転写法と任意の大きさの矩形
ビームによりパターンを形成する可変成形描画法とを用
い所望のパターンをウェハー上に形成されたレジスト膜
に転写する電子線露光方法に於いて、部分一括転写パタ
ーンのうち部分一括転写部間あるいは部分一括転写部と
可変成形描画部との接続部近傍のパターンをあらかじめ
所望の寸法よりも大きく形成されたアパーチャを用いて
露光することを特徴とするものである。
【００２４】
【作用】部分一括転写パターンが小さい場合には縮小率
を小さく、部分一括転写パターンが大きい場合には縮小
率を大きくすることにより、ウェーハ上に転写される部
分一括パターンが所望の大きさになるようにする。これ
により、部分一括転写パターン間及び部分一括転写パタ
ーンと可変成形描画パターン間でパターンが所望のパタ
ーン通りに形成される。
を小さく、部分一括転写パターンが大きい場合には縮小
率を大きくすることにより、ウェーハ上に転写される部
分一括パターンが所望の大きさになるようにする。これ
により、部分一括転写パターン間及び部分一括転写パタ
ーンと可変成形描画パターン間でパターンが所望のパタ
ーン通りに形成される。
【００２５】また、部分一括転写パターン部と可変成形
描画部との露光量をそれぞれ独立に設定することによ
り、両パターン部とも所望のパターンが形成される。
描画部との露光量をそれぞれ独立に設定することによ
り、両パターン部とも所望のパターンが形成される。
【００２６】さらに、部分一括パターンの接続部近傍の
パターンを大きくしておくことにより、部分一括転写パ
ターン間あるいは部分一括転写パターンと可変成形パタ
ーンとが所望の位置より離れて露光されても、パターン
間に隙間ができず、接続される。この時、接続部のパタ
ーン間のパターンの幅の寸法差によって、パターンを大
きくする程度を適宜変化させることにより、接続部に節
が生じないようにするとができる。
パターンを大きくしておくことにより、部分一括転写パ
ターン間あるいは部分一括転写パターンと可変成形パタ
ーンとが所望の位置より離れて露光されても、パターン
間に隙間ができず、接続される。この時、接続部のパタ
ーン間のパターンの幅の寸法差によって、パターンを大
きくする程度を適宜変化させることにより、接続部に節
が生じないようにするとができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１（ａ）〜（ｃ）
は本発明の第１の実施の形態を説明するための半導体基
板の縦断面図である。以下図３を併用して説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。図１（ａ）〜（ｃ）
は本発明の第１の実施の形態を説明するための半導体基
板の縦断面図である。以下図３を併用して説明する。
【００２８】図１（ａ）に示すように、第２アパーチャ
４を通過した電子ビーム８は半導体基板７上に塗布され
たレジスト膜３０の中心付近の高さｈ1 の位置に部分一
括パターン焦点位置２９がくるように通常転写される。
この時、部分一括パターンの寸法は所定の寸法ｘ1 で転
写される。部分一括パターンが何らかの理由により焦点
位置でｘ2 と小さなことが検査により判明した場合、図
１（ｂ）に示すように、焦点位置２９をｈ1 より下のｈ
2 に、あるいは図１（ｃ）に示すように、ｈ1より上の
ｈ3 に合わせることにより所定の寸法ｘ1 でレジスト膜
３０に転写される。
４を通過した電子ビーム８は半導体基板７上に塗布され
たレジスト膜３０の中心付近の高さｈ1 の位置に部分一
括パターン焦点位置２９がくるように通常転写される。
この時、部分一括パターンの寸法は所定の寸法ｘ1 で転
写される。部分一括パターンが何らかの理由により焦点
位置でｘ2 と小さなことが検査により判明した場合、図
１（ｂ）に示すように、焦点位置２９をｈ1 より下のｈ
2 に、あるいは図１（ｃ）に示すように、ｈ1より上の
ｈ3 に合わせることにより所定の寸法ｘ1 でレジスト膜
３０に転写される。
【００２９】次に、高さｈ2 ，ｈ3 の求め方について図
２を参照して説明する。図２（ａ），（ｂ）は部分一括
パターンが所定の寸法ｘ1 よりも小さな寸法ｘ2 の時、
所定の寸法のレジストパターンを得るために、焦点位置
２９をどの程度高く、あるいは低くすれば良いかを示し
たグラフである。
２を参照して説明する。図２（ａ），（ｂ）は部分一括
パターンが所定の寸法ｘ1 よりも小さな寸法ｘ2 の時、
所定の寸法のレジストパターンを得るために、焦点位置
２９をどの程度高く、あるいは低くすれば良いかを示し
たグラフである。
【００３０】図２（ａ）は焦点位置２９を低くする場合
である。ｘ1 とｘ2 との比（ｘ1 ／ｘ2 ）を横軸に焦点
の高さｈ1 とｈ2 との比（ｈ1 ／ｈ2 ）は直線関係にあ
る。従ってビーム入射後の（ｘ1 ／ｘ2 ）の値から直ち
に（ｈ1 ／ｈ2 ）の値、即ちｈ2 を読みとることが可能
である。図２（ｂ）は焦点位置２９を上方に持っていく
場合であり、（ｘ1 ／ｘ2 ）から（ｈ3 ／ｈ1 ）、即ち
ｈ3 を直ちに求めることが可能である。
である。ｘ1 とｘ2 との比（ｘ1 ／ｘ2 ）を横軸に焦点
の高さｈ1 とｈ2 との比（ｈ1 ／ｈ2 ）は直線関係にあ
る。従ってビーム入射後の（ｘ1 ／ｘ2 ）の値から直ち
に（ｈ1 ／ｈ2 ）の値、即ちｈ2 を読みとることが可能
である。図２（ｂ）は焦点位置２９を上方に持っていく
場合であり、（ｘ1 ／ｘ2 ）から（ｈ3 ／ｈ1 ）、即ち
ｈ3 を直ちに求めることが可能である。
【００３１】図３は本発明の第２の実施の形態を説明す
るための電子線露光装置の模式図である。
るための電子線露光装置の模式図である。
【００３２】第２アパーチャ４に形成されたパターンは
縮小レンズ５によりウェハー上に縮小転写される。縮小
率は通常１／２５に固定されているが、装置によっては
１／１００等他の縮小率で設計されているものもある。
ここで、縮小レンズ５に流す電流を変化させることによ
り倍率を数％変化させることが可能である。部分一括パ
ターンの寸法が一度検査した結果所定の値よりも大きな
場合は流す電流を多くし転写縮小率を所定の値より高く
する。また逆に部分一括パターンの寸法が検査した結果
所定の値よりも小さな場合は流す電流を小さくして転写
縮小率を低くする。電流と倍率はほぼ直線的に変化す
る。従って、所定の寸法のパターンを得ることは容易で
ある。
縮小レンズ５によりウェハー上に縮小転写される。縮小
率は通常１／２５に固定されているが、装置によっては
１／１００等他の縮小率で設計されているものもある。
ここで、縮小レンズ５に流す電流を変化させることによ
り倍率を数％変化させることが可能である。部分一括パ
ターンの寸法が一度検査した結果所定の値よりも大きな
場合は流す電流を多くし転写縮小率を所定の値より高く
する。また逆に部分一括パターンの寸法が検査した結果
所定の値よりも小さな場合は流す電流を小さくして転写
縮小率を低くする。電流と倍率はほぼ直線的に変化す
る。従って、所定の寸法のパターンを得ることは容易で
ある。
【００３３】図４は第３の実施の形態を説明するための
半導体基板上に形成されたメモリ素子のパターンの一部
の上面図であり、部分一括パターン９と可変成形パター
ン１０をそれぞれ異なる露光量で露光したものである。
部分一括パターン部は部分一括パターン９が所定の寸法
で露光される露光量（最適露光量）、可変形成部は可変
成形パターン１０が所定の寸法で露光される露光量で露
光したものである。露光量は半導体基板上への電子線照
射時間を変化させたり、あるいは図３における第１アパ
ーチャ２上に照射する電子線の電流密度を変化させるこ
とにより行なう。部分一括パターン部の最適露光量Ｄは
斜線を引いたパターン部３１の面積（電子線が照射され
る部分）Ｓによって異なる。
半導体基板上に形成されたメモリ素子のパターンの一部
の上面図であり、部分一括パターン９と可変成形パター
ン１０をそれぞれ異なる露光量で露光したものである。
部分一括パターン部は部分一括パターン９が所定の寸法
で露光される露光量（最適露光量）、可変形成部は可変
成形パターン１０が所定の寸法で露光される露光量で露
光したものである。露光量は半導体基板上への電子線照
射時間を変化させたり、あるいは図３における第１アパ
ーチャ２上に照射する電子線の電流密度を変化させるこ
とにより行なう。部分一括パターン部の最適露光量Ｄは
斜線を引いたパターン部３１の面積（電子線が照射され
る部分）Ｓによって異なる。
【００３４】図５はパターン部３１の面積Ｓと最適露光
量Ｄとの関係を示したものである。パターン部３１の面
積Ｓが大きいと最適露光量Ｄは大きくなる。
量Ｄとの関係を示したものである。パターン部３１の面
積Ｓが大きいと最適露光量Ｄは大きくなる。
【００３５】図６（ａ），（ｂ）は第４の実施の形態を
説明するための半導体基板上に形成されたメモリ素子パ
ターンの一部上面図である。あらかじめ検査した結果、
ウェハー上にパターンが所定の寸法よりも小さく形成さ
れてしまう場合、図６（ａ）に示すように、部分一括パ
ターン９Ａを所定の寸法ｘ3 よりも横方向にやや大きな
ｘ4 で作成してあるアパーチャを用いる。何らかの理由
により、部分一括パターン９Ａが小さく転写されても、
ｘ3 より小さくならないようにしておくことにより、図
１０（ｂ）で示したように隙間１３，１４ができること
はない。図６（ｂ）は実際にパターンを継いだ時に形成
されるレジストパターンを示したものである。部分一括
パターン９Ａ間及び部分一括パターン９Ａと可変成形パ
ターン１０間ともに良好に接続される。
説明するための半導体基板上に形成されたメモリ素子パ
ターンの一部上面図である。あらかじめ検査した結果、
ウェハー上にパターンが所定の寸法よりも小さく形成さ
れてしまう場合、図６（ａ）に示すように、部分一括パ
ターン９Ａを所定の寸法ｘ3 よりも横方向にやや大きな
ｘ4 で作成してあるアパーチャを用いる。何らかの理由
により、部分一括パターン９Ａが小さく転写されても、
ｘ3 より小さくならないようにしておくことにより、図
１０（ｂ）で示したように隙間１３，１４ができること
はない。図６（ｂ）は実際にパターンを継いだ時に形成
されるレジストパターンを示したものである。部分一括
パターン９Ａ間及び部分一括パターン９Ａと可変成形パ
ターン１０間ともに良好に接続される。
【００３６】図７（ａ），（ｂ）は第５の実施の形態を
説明するための半導体基板上に形成されたメモリ素子パ
ターンの一部上面図である。第４の実施の形態で説明し
たように、部分一括パターンの接続部近傍の部分をあら
かじめ大きくしておけば、接続部に隙間は生じない。と
ころが、大きくしすぎると、図７（ａ）に示すように、
パターンが重なる領域でパターンに節３２が生じてしま
う。また、図１０（ａ）に示したように、部分一括パタ
ーンが何らかの理由により大きく転写されてしまう場合
も同様に節が生じる。このため、あらかじめ、アパーチ
ャのパターンを大きくしておく寸法には制限が生じる。
また、この制限は接続するパターン間の寸法差にも依存
する。図７（ａ）は接続するパターンの幅の寸法が左右
どちらもｔ1 であり、寸法差がゼロである。部分一括パ
ターン９Ｂは所定の寸法ｘ3 よりも横方向にｘ5 だけ大
きく作成されている。この時、節３２が生じている。一
方、図７（ｂ）に示すように、接続されるパターンの幅
の寸法がそれぞれｔ2 ，ｔ1 と異なる場合、部分一括パ
ターン９Ｃの接続部における横方向の寸法がｘ5 だけ大
きく作成されていても節は生じない。従って、接続され
るパターン間の幅の寸法によって、部分一括パターンを
あらかじめ大きくする寸法を変化させることにより、種
々のパターンで節を生じさせることなく接続することが
可能である。
説明するための半導体基板上に形成されたメモリ素子パ
ターンの一部上面図である。第４の実施の形態で説明し
たように、部分一括パターンの接続部近傍の部分をあら
かじめ大きくしておけば、接続部に隙間は生じない。と
ころが、大きくしすぎると、図７（ａ）に示すように、
パターンが重なる領域でパターンに節３２が生じてしま
う。また、図１０（ａ）に示したように、部分一括パタ
ーンが何らかの理由により大きく転写されてしまう場合
も同様に節が生じる。このため、あらかじめ、アパーチ
ャのパターンを大きくしておく寸法には制限が生じる。
また、この制限は接続するパターン間の寸法差にも依存
する。図７（ａ）は接続するパターンの幅の寸法が左右
どちらもｔ1 であり、寸法差がゼロである。部分一括パ
ターン９Ｂは所定の寸法ｘ3 よりも横方向にｘ5 だけ大
きく作成されている。この時、節３２が生じている。一
方、図７（ｂ）に示すように、接続されるパターンの幅
の寸法がそれぞれｔ2 ，ｔ1 と異なる場合、部分一括パ
ターン９Ｃの接続部における横方向の寸法がｘ5 だけ大
きく作成されていても節は生じない。従って、接続され
るパターン間の幅の寸法によって、部分一括パターンを
あらかじめ大きくする寸法を変化させることにより、種
々のパターンで節を生じさせることなく接続することが
可能である。
【００３７】図８は接続されるパターン間の幅の寸法差
Δｔと、接続部で節が生じないように部分一括パターン
を横方向に大きくできる最大の寸法Δｘとの関係を示し
たものである。どの様なパターンでも、このデータを用
いることにより節を生じさせることなく良好なパターン
を形成可能である。
Δｔと、接続部で節が生じないように部分一括パターン
を横方向に大きくできる最大の寸法Δｘとの関係を示し
たものである。どの様なパターンでも、このデータを用
いることにより節を生じさせることなく良好なパターン
を形成可能である。
【００３８】尚、上述した第１〜第５の実施の形態では
すべて、露光すべきパターンのショット数が増加するこ
とがない為、電子線露光装置の処理能力が低下すること
はない。
すべて、露光すべきパターンのショット数が増加するこ
とがない為、電子線露光装置の処理能力が低下すること
はない。
【００３９】
【発明の効果】第１の効果は、部分一括パターン間及び
部分一括パターンと可変成形パターン間の継ぎ合せが精
度よく行なわれ、転写されるパターンが正常に形成され
るということである。これにより、所望のパターンが得
られる為、半導体デバイスの歩留りが向上する。その理
由は、部分一括パターンの転写時に、ウェハー上への転
写縮小倍率を縮レンズの倍率や焦点位置を変えて変更す
ることによりパターン接続部に隙間や節を生じないから
である。
部分一括パターンと可変成形パターン間の継ぎ合せが精
度よく行なわれ、転写されるパターンが正常に形成され
るということである。これにより、所望のパターンが得
られる為、半導体デバイスの歩留りが向上する。その理
由は、部分一括パターンの転写時に、ウェハー上への転
写縮小倍率を縮レンズの倍率や焦点位置を変えて変更す
ることによりパターン接続部に隙間や節を生じないから
である。
【００４０】第２の効果は、部分一括パターンと可変成
形パターンの両者が所望の寸法、形状で形成されている
ということである。これにより、所望のパターンが得ら
れる為、半導体デバイスが高歩留りで得られる。その理
由は、部分一括転写パターンと可変成形パターンとを別
々に、それぞれ最適の露光量で形成するからである。
形パターンの両者が所望の寸法、形状で形成されている
ということである。これにより、所望のパターンが得ら
れる為、半導体デバイスが高歩留りで得られる。その理
由は、部分一括転写パターンと可変成形パターンとを別
々に、それぞれ最適の露光量で形成するからである。
【００４１】第３の効果は、どんなパターンでも所望の
形状で形成されるということである。これにより、所望
のパターンが得られ、半導体デバイスが高歩留りで得ら
れる。その理由は、接続部のパターンの寸法差により所
定よりも大きな寸法で形成された部分一括パターンを有
するアパーチャを用いて転写することにより、接続部に
隙間も節も生じないからである。
形状で形成されるということである。これにより、所望
のパターンが得られ、半導体デバイスが高歩留りで得ら
れる。その理由は、接続部のパターンの寸法差により所
定よりも大きな寸法で形成された部分一括パターンを有
するアパーチャを用いて転写することにより、接続部に
隙間も節も生じないからである。
【００４２】第４の効果は電子線露光装置の処理能力の
低下がなく、所望のパターンが得られることである。こ
れにより半導体デバイスを安価に大量供給できるように
なる。その理由は新たに露光すべきパターンが不要であ
るからである。
低下がなく、所望のパターンが得られることである。こ
れにより半導体デバイスを安価に大量供給できるように
なる。その理由は新たに露光すべきパターンが不要であ
るからである。
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明する為の半導
体チップの断面図。
体チップの断面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態を説明する為の焦点
位置の比とパターン寸法の比との関係を示す図。
位置の比とパターン寸法の比との関係を示す図。
【図３】本発明の第２の実施の形態を説明する為の電子
線露光装置の構成を示す斜視図。
線露光装置の構成を示す斜視図。
【図４】本発明の第３の実施の形態を説明する為のメモ
リ素子パターンの上面図。
リ素子パターンの上面図。
【図５】本発明の第３の実施の形態を説明する為のパタ
ーン面積と露光量との関係を示す図。
ーン面積と露光量との関係を示す図。
【図６】本発明の第４の実施の形態を説明する為のメモ
リ素子パターンの上面図。
リ素子パターンの上面図。
【図７】本発明の第５の実施の形態を説明する為のメモ
リ素子パターンの上面図。
リ素子パターンの上面図。
【図８】本発明の第５の実施の形態を説明する為のパタ
ーン間の幅の寸法差とパターンを大きくできる最大寸法
との関係を示す図。
ーン間の幅の寸法差とパターンを大きくできる最大寸法
との関係を示す図。
【図９】メモリ素子パターンの上面図。
【図１０】従来例の問題点を説明する為のメモリ素子パ
ターンの上面図。
ターンの上面図。
【図１１】従来の露光方法を説明する為のレジストパタ
ーンの上面図。
ーンの上面図。
【図１２】従来の他の露光方法を説明する為のレジスト
パターンの上面図。
パターンの上面図。
１ 電子銃 ２ 第１アパーチャ ３ 偏向器 ４ 第２アパーチャ ５ 縮小レンズ ６ 位置決め偏向器 ７ 半導体基板 ８ 電子ビーム ９，９Ａ〜９Ｃ 部分一括パターン １０ 可変成形パターン １１，１２，３２ 節 １３〜１５ 隙間 １６ ポイントビーム １７ パターン １８〜２８ 可変成形パターン ２９ 部分一括パターン焦点位置 ３０ レジスト膜 ３１ パターン部
Claims (6)
- 【請求項１】 複数のパターンを転写する部分一括転写
法と任意の大きさの矩形ビームによりパターンを描画す
る可変成形描画法とを用い所定の転写縮小率により所望
のパターンをウェハー上に形成されたレジスト膜に転写
する電子線露光方法において、部分一括転写時の前記転
写縮小率を変更して露光することを特徴とする電子線露
光方法。 - 【請求項２】 縮小レンズの縮小率を変更し転写縮小率
を変更する請求項１記載の電子線露光方法。 - 【請求項３】 ウェハー上へのパターンの焦点位置を、
ウェハー面に垂直な軸方向に移動させて転写縮小率を変
更する請求項１記載の電子線露光方法。 - 【請求項４】 複数のパターンを転写する部分一括転写
法と任意の大きさの矩形ビームによりパターンを描画す
る可変成形描画法とを用い所望のパターンをウェハー上
に形成されたレジスト膜に転写する電子線露光方法に於
いて、部分一括転写部あるいは可変成形描画部あるいは
両者を露光する為の露光量を変化させて露光することを
特徴とする電子線露光方法。 - 【請求項５】 複数のパターンを転写する部分一括転写
法と任意の大きさの矩形ビームによりパターンを形成す
る可変成形描画法とを用い所望のパターンをウェハー上
に形成されたレジスト膜に転写する電子線露光方法に於
いて、部分一括転写パターンのうち部分一括転写部間あ
るいは部分一括転写部と可変成形描画部との接続部近傍
のパターンをあらかじめ所望の寸法よりも大きく形成さ
れたアパーチャを用いて露光することを特徴とする電子
線露光方法。 - 【請求項６】 アパーチャに形成される接続部近傍のパ
ターンの大きさの割合は、接続されるパターン同志の幅
の寸法差によって定められる請求項５記載の電子線露光
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8074098A JP2956577B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 電子線露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8074098A JP2956577B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 電子線露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09266153A true JPH09266153A (ja) | 1997-10-07 |
| JP2956577B2 JP2956577B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=13537380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8074098A Expired - Fee Related JP2956577B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 電子線露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2956577B2 (ja) |
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| JP2011049556A (ja) * | 2009-08-26 | 2011-03-10 | D2S Inc | フラクチャリングまたはマスクデータ作成または近接効果補正のための方法、パターンセット形成方法、半導体素子製造方法、およびフラクチャリングまたはマスクデータ作成または近接効果補正のための装置 |
| JP2011176311A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置および方法 |
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