(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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１００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，ＰＦ１，２，…）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；Ｐ３，８  〜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（Ｑ２，１８〜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，ＰＦ１，２，…）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  〜ＳＦ３，３）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、本願の実施形態に記載された別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,ＳＦ1,2,…）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Ｘ３×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，５６Ｂ）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（５６Ｃ〜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１２Ｂ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，１４Ａ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１９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１２Ａ，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１６，２１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５０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１２（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ＳＦｉ，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６０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，１３Ｂ，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５０Ｐにある全ての小領域ＳＦｉ，ｊ  のパターン像をウエハ６０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８２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ＬＶ３にて分割した形状に対応する電子線の透過部ＢＴ１，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１８ｍｍ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５３Ａ〜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Ｐｉ，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，Ｐ５，１０，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，Ｐ５，１０，Ｐ６，９，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Ｑ１，１  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Ｑ２，２，…，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Ｐｉ，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，Ｐ６，１０，Ｐ６，９，Ｐ５，９，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ＳＦ１，１  〜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３０μｓｅｃ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１００ｎｓｅｃ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Ｘ２及びＹ２は、一例としてそれぞれ２００μｍ及び２３０μｍ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ＰＴ３ａ，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、本願の実施形態に記載された別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４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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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