(57)【要約】【目的】  相補露光を行う場合においてパターン位置精度（特に、つなぎ精度）の向上とスループットの両立を図ることを目的とする。【構成】  相補マスクＡ１０１を用いて、所定の領域に少なくとも１回露光する第１の露光工程（Ｓ１０２）と、前記相補マスクＡ１０１を相補する相補マスクＢ１０２を用いて、前記所定の領域に前記第１の露光工程（Ｓ１０２）における露光回数とは異なる回数露光する第２の露光工程（Ｓ１０４〜Ｓ１０８）と、を備えたことを特徴とする。さらに、相補マスクＡ１０１内における各サブフィールド（一括転写領域）のマスクパターン位置精度に応じて、各サブフィールド毎に多重露光回数を変化させ、同様に、相補マスクＢ１０２内における各サブフィールドのマスクパターン位置精度に応じて、各サブフィールド毎に多重露光回数を変化させる。【選択図】        図１
2006086237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の相補マスクを用いて、所定の領域に少なくとも１回露光する第１の露光工程と、
前記第１の相補マスクを相補する第２の相補マスクを用いて、前記所定の領域に前記第１の露光工程における露光回数とは異なる回数露光する第２の露光工程と、
を備えたことを特徴とする露光方法。
【請求項２】
複数のサブフィールドパターンを有する第１の相補マスクを用いて、複数のサブフィールドの各サブフィールドに対し、対応するサブフィールドパターンを露光する第１の露光工程と、
複数のサブフィールドパターンを有し、前記第１の相補マスクを相補する第２の相補マスクを用いて、前記各サブフィールドに対し、対応するサブフィールドパターンを露光する第２の露光工程と、
を備え、
前記第１或いは第２の露光工程において、前記複数のサブフィールドのいずれかのサブフィールドに対し、他のいずれかのサブフィールドに行なう露光回数とは異なる回数露光することを特徴とする露光方法。
【請求項３】
複数のサブフィールドパターンを有する第１の相補マスクを用いて、複数のサブフィールドの各サブフィールドに対し、対応するサブフィールドパターンを露光する第１の露光工程と、
複数のサブフィールドパターンを有し、前記第１の相補マスクを相補する第２の相補マスクを用いて、前記第１の露光工程により露光された前記複数のサブフィールドの少なくとも１つのサブフィールドに対し、対応するサブフィールドパターンを複数回にわたり多重露光する第２の露光工程と、
を備えたことを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光方法に係り、特に、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の高密度集積回路を形成する際の高精細なレジストパターンを形成する相補マスクを用いた電子線露光の露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。従来、半導体デバイスの生産では光露光技術が用いられてきたが、近年、ＬＳＩ、超ＬＳＩ等の高密度集積化する先端デバイスのパターン寸法が限界解像度に近づきつつあり、高解像露光技術の開発が急務となっている。
電子線（電子ビーム）露光技術は本質的に優れた解像性を有しており、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）を代表とする最先端デバイスの開発や一部ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）の生産に用いられている。しかし、従来の可変成形型電子線露光法ではパターンを一筆描きの要領で描画するため単位時間当たりのウェハ処理能力すなわちスループットが低く、デバイスの量産には不向きであった。
現在、次世代の露光技術として電子ビームプロジェクション（分割縮小転写）（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：ＥＰＬ）技術が提案されており、昨今、その研究開発が行われている。
【０００３】
図８は、ＥＰＬ露光装置の動作を説明するための概念図である。
まず、ＥＰＬ露光装置におけるレチクルステージには、１つの半導体チップについての露光単位領域となるサブフィールド３２０を投影転写するためのサブフィールドパターンが形成されたサブフィールドマスク３５０が格子状に整列形成されたマスク３４０が配置される。サブフィールド３２０が電子線３３０（荷電粒子線）を照射する際の１ショットに対応する領域である。サブフィールドマスク３５０には、それぞれ、電子線３３０が透過する種々のサブフィールドパターンが形成されている。そして、荷電粒子ソースから照射された電子線３３０は、偏向器により偏向され、所定のサブフィールドマスク３５０のパターンを照射し、透過した電子線３３０は、電子レンズにより縮小されウェハ３００上に区分けされた複数の半導体チップ領域３１０のうち、１つの半導体チップ領域の中の露光単位領域となるサブフィールド３２０を照射することによりサブフィールドマスク３５０に形成されたサブフィールドパターンを投影転写する。次に、その列の隣に位置するサブフィールドマスク３５０のサブフィールドパターンを電子線３３０が照射するように、偏向器により偏向され、同様に、前記１つの半導体チップについての隣のサブフィールド３２０を照射することによりサブフィールドマスク３５０に形成されたサブフィールドパターンを隣のサブフィールド３２０に投影転写する。これを順次繰り返し、その列のサブフィールドマスク３５０のサブフィールドパターンを照射し終わったら、２列目のサブフィールドマスク３５０の先頭がウェハ３００に投影転写できる位置に、レチクルステージとウェハステージとを移動させ、順次、２列目のサブフィールドマスク３５０の種々のサブフィールドパターンを照射する。このようにして、全列のサブフィールドマスク３５０のサブフィールドパターンを照射することにより、１つの半導体チップ領域３１０についての露光が終了する。かかる動作をウェハ３００上に区分けされた全ての半導体チップ領域３１０に対して行っていく。その他、ＥＰＬ露光装置については、以下の文献に記載されている（例えば、特許文献１、非特許文献１，２参照）。
【０００４】
ここで、ＥＰＬ露光装置に用いる電子線露光用マスク作成のため、マスク基板上にパターンを形成する場合には、可変成形型電子線露光装置が用いられる。
図９は、可変成形型電子線露光装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線露光装置（電子線直描型露光装置：ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ）直描装置）における第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成型するための長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に整形するための可変成形用開口４２１と、可変成形用開口４２１の周りに繰り返し使用する頻度の高い種々の基本パターンが形成された部分一括マスク４２２とが形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形用開口４２１の一部を通過してマスク３４０上に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形用開口４２１との両方を通過できる矩形形状がマスク３４０上の所定のサブフィールドマスク３５０となる領域に直描される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形用開口４２１との両方を通過させ、任意の矩形形状を作成する方式を可変成形方式という。また、繰り返し使用する頻度の高い基本パターン全体に電子線３３０を照射させ、基本パターンを作成する方式を部分一括方式という（例えば、特許文献２〜５参照）。
【０００５】
ここで、可変成形型電子線露光装置では、露光されるパターンは全て矩形に分割され、逐一マスク基板上に露光される。この場合マスク基板上に露光したパターンは各ショットの組み合わせで決まるが、各々のショットには位置のばらつきがあり、このばらつきがマスク上のパターン位置精度に反映される。例えば、ショット間でパターンの位置ずれが生じると断線を引き起こす場合がある。ここで、電子線露光におけるパターン位置ずれを低減する方法として「多重露光法」がある。多重露光法は、複数回の転写を行うことにより、１回あたりの転写位置精度を平均化して、最終的にマスク上で形成されるパターンの位置精度を向上させることができる（例えば、特許文献６，７参照）。その他、多重露光法に関する技術が文献に開示されている（例えば、特許文献８参照）。
【特許文献１】特開２００１−３１９８７２号公報
【特許文献２】特開２００１−１３５５５８号公報
【特許文献３】特開２０００−５８４２４号公報
【特許文献４】特開２０００−２６９１２６号公報
【特許文献５】特開２０００−５８４１３号公報
【特許文献６】特開２００４−１４５９１号公報
【特許文献７】特開２００３−２８９０３９号公報
【特許文献８】特開２００１−２９１６６２号公報
【非特許文献１】“Ｎｉｋｏｎ  ニコンテクノロジー：ＥＰＬ”，http://www.nikon.co.jp/main/jpn/profile/technology/epl/index.htm
【非特許文献２】”Stencilreticle development for electron beam projection systemsS. Kawata, N. Katakura, S. Takahashi, andK. Uchikawa, J. Vac. Sci. Technol. B 17, 2864 (1999)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
可変成形型電子線露光を用いたマスクの作成において、上述したマスク上のパターン位置精度は、さらに、電子線のマスク上描画時間に依存して、少なからず変動する為、ローカルエリア（サブフィールド：マスク中で電子線一括転写する領域）内で変動することはもちろん、マスク上のグローバルエリアで変動する。すなわち、パターン位置精度が、マスク面内で場所依存性を持つことになる。
また、マスク上ではその面内位置に依存してそり量が異なる。これにより、パターン位置精度が、マスク面内で場所依存性を持つことになる。
そして、さらに、マスク上ではその面内位置に依存して応力が異なる為、パターンの歪みがマスク面内で異なり、これにより、パターン位置精度が、マスク面内で場所依存性を持つことになる。
【０００７】
このようにマスク上に形成されたパターンの位置ばらつきは、そのままウェハ上へ転写されることになり、デバイス特性に悪影響を及ぼすことになる。
【０００８】
そして、かかるマスクを使ったＥＰＬ電子線露光法では、ステンシルマスク（穴あきマスク）を主に適用しているが、ステンシルマスクでは、その構造上、１枚のマスクでは、いわゆるドーナツパターンをパターニングすることが出来ない。そのため、相補マスクを用いて、ドーナツパターンをパターニングしている。このように相補マスクを用いる電子線露光法においては、相補マスクの同士のつなぎ精度が大きな問題となっており、パターン位置精度の向上が求められている。特に、相補マスクＡと相補マスクＢのパターン位置精度が異なっている場合には、良好な相補つなぎを行うことができない。
【０００９】
ここで、パターンの位置精度を向上させるため、前記特許文献６，７に記載されているような「多重露光法」を用いる場合でも、このような多重露光法では、通常１回の転写で済むものを複数回に分けて露光するため、露光スループットの増大は避けられず、製品コストの上昇を招くという問題がある。
【００１０】
特に、相補露光を行う場合には、通常相補マスクＡでの露光と相補マスクＢでの露光の２回で済むものが、多重露光回数×２（回）の露光を要することになり、スループットの低下は重大な問題となる。
【００１１】
本発明は、かかる問題点を克服し、相補露光を行う場合においてパターン位置精度（特に、つなぎ精度）の向上とスループットの両立を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の露光方法は、
第１の相補マスクを用いて、所定の領域に少なくとも１回露光する第１の露光工程と、
前記第１の相補マスクを相補する第２の相補マスクを用いて、前記所定の領域に前記第１の露光工程における露光回数とは異なる回数露光する第２の露光工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記第１の露光工程における露光回数と第２の露光工程における露光回数とを異なる回数とすることにより、従来、一律に露光回数の多い方に他方の露光回数を合わせていたことに比べ、スループットを向上させることができる。言い換えれば、相補マスクを使った露光において、多重露光法を用いる場合に、第１の相補マスクと第２の相補マスク、それぞれのマスクパターン位置精度に応じて、第１の相補マスクによる多重露光回数と第２の相補マスクによる多重露光回数をそれぞれ変化させることで、必要に応じて最低限の多重露光回数で済むように設定することができる。
【００１４】
また、本発明の露光方法は、
複数のサブフィールドパターンを有する第１の相補マスクを用いて、複数のサブフィールドの各サブフィールドに対し、対応するサブフィールドパターンを露光する第１の露光工程と、
複数のサブフィールドパターンを有し、前記第１の相補マスクを相補する第２の相補マスクを用いて、前記各サブフィールドに対し、対応するサブフィールドパターンを露光する第２の露光工程と、
を備え、
前記第１或いは第２の露光工程において、前記複数のサブフィールドのいずれかのサブフィールドに対し、他のいずれかのサブフィールドに行なう露光回数とは異なる回数露光することを特徴とする。
【００１５】
前記複数のサブフィールドのいずれかのサブフィールドに行なう露光回数と、他のいずれかのサブフィールドに行なう露光回数とを異なる回数とすることにより、従来、相補マスクを用いた露光の場合に、サブフィールドに無関係に一律に露光回数の多い方に他方の露光回数を合わせていたことに比べ、スループットを向上させることができる。言い換えれば、前記相補マスクにおいて、第１の相補マスク内における各サブフィールド（一括転写領域）のマスクパターン位置精度に応じて、各サブフィールド毎に多重露光回数を変化させ、同様に、第２の相補マスク内における各サブフィールドのマスクパターン位置精度に応じて、各サブフィールド毎に多重露光回数を変化させることで、マスク面内で場所依存性を考慮して、各領域毎に必要に応じて最低限の多重露光回数で済むように設定することができる。
【００１６】
また、本発明の露光方法は、
複数のサブフィールドパターンを有する第１の相補マスクを用いて、複数のサブフィールドの各サブフィールドに対し、対応するサブフィールドパターンを露光する第１の露光工程と、
複数のサブフィールドパターンを有し、前記第１の相補マスクを相補する第２の相補マスクを用いて、前記第１の露光工程により露光された前記複数のサブフィールドの少なくとも１つのサブフィールドに対し、対応するサブフィールドパターンを複数回にわたり多重露光する第２の露光工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１７】
前記第１の露光工程により露光された下地パターンに相補パターンの重ね合わせ露光を行う場合に、下地パターン位置精度に応じて、各サブフィールド毎に前記第２の露光工程における多重露光回数を変化させることで、下地パターン位置精度に応じて、各領域毎に必要に応じた最低限の多重露光回数で済むように設定することができる。
【００１８】
そして、本発明における前記第１と第２の露光工程において、特に、電子線を用いた電子線露光を行なうことが有効である。電子線露光を行なうことで、微細な加工を施すことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、マスク毎、或いはサブフィールドパターン毎に、必要に応じて最低限の多重露光回数で済むように設定することにより、パターン位置精度（つなぎ精度）の向上とスループットの両立を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
実施の形態１．
実施の形態１では、相補マスクを使って、基板上に所定のパターンを転写するＥＰＬ露光（電子線露光）において、多重露光法を適用する場合に、相補マスクＡと相補マスクＢ、それぞれのパターン位置精度に応じて、相補マスクＡによる多重露光回数と相補マスクＢによる多重露光回数をそれぞれ変化させる。以下、図面を用いて、その一例を説明する。多重露光法では、１回の露光量を少なくして、設定した回数露光した場合に、本来必要な露光量となるように設定する。例えば、多重露光の回数を２回とする場合、１回あたりの露光量を１／２ずつとすればよい。多重露光することにより位置精度を平均化することができる。
【００２１】
図１は、実施の形態１における露光工程の一例を示す図である。
図１において、実施の形態１における露光方法は、相補マスクＡによる露光工程（Ｓ１０２）、相補マスクＢによる露光工程（Ｓ１０４〜Ｓ１０８）という一連の工程を実施する。
【００２２】
図２は、相補マスクの一例を示す図である。
図２において、相補マスクとして、ステンシルマスク１００には、相補マスクＡ１０１と相補マスクＢ１０２とが形成されている。ステンシルマスク１００では、メンブレンマスクと異なり、パターンに貫通する開口部が形成されているため、いわゆるドーナッツパターンを１つのマスクで形成することはできない。そのため、少なくとも２つ以上のマスクを用いて互いに相補する必要がある。図２では、１つのステンシルマスク１００上に相補マスクＡ１０１と相補マスクＢ１０２とが形成されているが、これに限るものではない。物理的に分離した２つ以上のマスクにそれぞれ相補マスクＡ１０１と相補マスクＢ１０２とが形成されていても構わない。また、図２では、相補マスクＡ１０１と相補マスクＢ１０２とでパターンを形成するが、３つ以上の相補マスクでパターンを形成するように構成しても構わない。また、図示していないが、これら相補マスクには、複数のサブフィールドマスクを有し、各サブフィールドマスクには、サブフィールドマスクパターンが形成されているものとする。かかるサブフィールドマスクパターンは、例えば、図９において説明した可変成形型電子線露光装置を用いて形成される。可変成形型電子線露光装置の構成及び動作は、図９において説明した内容と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００２３】
図３は、パターンの相補分割の一例を示す図である。
図３（ａ）には、図中、左側にドーナッツ型のパターンを示している。かかるドーナッツ型のパターンでは、例えば、図中、右側に示すように対向する２辺を第１の相補マスクパターン１１１とし、相補マスクパターン１１１と直行する２辺を第２の相補マスクパターン１１２として形成し、相補マスクパターン１１１と相補マスクパターン１１２とを組み合わせることによりドーナッツ型のパターンを露光対象となる基板上に形成する。
図３（ｂ）には、図中、左側にリーフ型のパターンを示している。かかるリーフ型のパターンでは、例えば、図中、右側に示すように１辺を第１の相補マスクパターン１１１とし、相補マスクパターン１１１と直行する２辺を第２の相補マスクパターン１１２として形成し、相補マスクパターン１１１と相補マスクパターン１１２とを組み合わせることによりリーフ型のパターンを露光対象となる基板上に形成する。
図３（ｃ）には、図中、左側にＬ字型のパターンを示している。かかるＬ字型のパターンでは、例えば、図中、右側に示すように１辺を第１の相補マスクパターン１１１とし、相補マスクパターン１１１と直行する１辺を第２の相補マスクパターン１１２として形成し、相補マスクパターン１１１と相補マスクパターン１１２とを組み合わせることによりＬ字型のパターンを露光対象となる基板上に形成する。
【００２４】
実施の形態１では、相補マスクＡ１０１のパターン位置精度が良好であり、相補マスクＢ１０２のパターン位置精度が悪い場合について説明する。かかる相補マスクＡ１０１と相補マスクＢ１０２とを用いて露光対象となるシリコンウェハ等の基板にパターンをＥＰＬ露光する場合について説明する。ＥＰＬ露光装置の構成及び動作は、図８において説明した内容と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００２５】
Ｓ（ステップ）１０２において、例えば、パターン位置精度が良好な相補マスクＡ１０１を用いて基板に１回だけ露光する。言い換えれば、相補マスクＡ１０１に形成された複数のサブフィールドマスクパターンにステップ＆リピート方式で、順次、１回ずつ電子線を照射して、基板上の各サブフィールドにサブフィールドマスクパターンを転写する。
【００２６】
Ｓ１０４において、パターン位置精度が悪い相補マスクＢは２回以上に分けて露光を行う。本ステップでは、その最初の露光（露光回数ｎ＝１）を行なう。言い換えれば、相補マスクＢ１０２に形成された複数のサブフィールドマスクパターンにステップ＆リピート方式で、順次、１回ずつ電子線を照射して、基板上の各サブフィールドにサブフィールドマスクパターンを転写する。
【００２７】
Ｓ１０６において、相補マスクＢを用いた２回目の露光（露光回数ｎ＝２）を行なう。言い換えれば、再度、相補マスクＢ１０２に形成された複数のサブフィールドマスクパターンにステップ＆リピート方式で、順次、１回ずつ電子線を照射して、基板上の各サブフィールドにサブフィールドマスクパターンを転写する。
【００２８】
Ｓ１０８において、必要に応じて、多重露光回数（ｎ＝ｋ）、相補マスクＢを用いた露光を行なう。必要な回数だけ多重露光することで、相補マスクＢを用いて基板に転写されたパターンの位置制度を平均化することができる。
【００２９】
図４は、いわゆるドーナッツパターンの形成状態を説明するための図である。
図４（ａ）には、パターン位置精度の悪い相補マスクＢ１０２のパターンを１回露光した場合を示す図である。パターン位置精度が良好な相補マスクＡ１０１の相補マスクパターン１１１の出来が良くても、相補マスクＢ１０２の相補マスクパターン１１２の位置精度が悪いため、つなぎ部でズレが生じてしまう。そこで、相補マスクＢ１０２を用いる場合には、多重露光を行なうことにより図４（ｂ）に示すように位置精度を平均化して本来予定する位置に近づけ、つなぎ部でのズレを解消することができる。相補マスクＢ１０２を用いる場合の多重露光回数は、必要に応じて最低限の多重露光回数で済むように設定すればよい。言い換えれば、相補マスクＡ１０１と相補マスクＢ１０２のパターン位置精度を予め測定しておき、相補マスクＡ１０１と相補マスクＢ１０２の出来具合に応じて、それぞれの多重露光回数を設定するようにする。本実施の形態１では、例えば、相補マスクＡのパターン位置精度が多重露光を行う必要がないほど非常に良好であった場合には、相補マスクＡ１０１は１回だけ露光する。相補マスクＢ１０２のパターン位置精度が相補マスクＡ１０１に比べて悪かった場合には、それ劣化の程度に応じて、相補マスクＢ１０２の多重露光回数を２回もしくはそれ以上の回数に分けて露光を行うというようにする。すなわち、マスクのパターン位置精度に応じて、最低限の多重露光回数で済むように設定することにより、スループットの増大を最低限に抑えながら、パターン位置精度の向上（つなぎ精度の向上）を図ることができる。すなわち、パターン位置精度（つなぎ精度）の向上とスループットの両立を図ることができる。
【００３０】
ここで、例えば、チップサイズ（横２０ｍｍ、縦２５ｍｍ）の半導体チップを３００ｍｍウェハに形成する場合、合計１６６個のチップ数となる。また、基板上のサブフィールドサイズを横０．２５ｍｍ、縦０．２５ｍｍとすると、１つのチップには、サブフィールドを横に８０個、縦に１００個敷き詰めることになる。よって、１つのチップを露光するためには、相補露光をしない場合でも８０００個のサブフィールドマスクパターンを露光することになる。相補マスクＡＢを用いて、相補露光をする場合には、その２倍となり、多重露光する場合には、さらに、その多重露光回数倍となる。実施の形態１のように、相補マスクＡ１０１の露光回数を１回減らすことにより１つのチップあたりＥＰＬ露光における電子線のショット数が、８０００ショット、３００ｍｍウェハ１枚あたり１．３×１０６ショットの低減となり、スループットを向上させることができる。さらに、これによりビーム整定時間も同様に短縮されるため、さらに、スループットの向上に繋げることができる。
【００３１】
本実施の形態１では、相補マスクＡ１０１を用いた露光回数を１回としているが、これに限るものではなく、複数回であっても構わない。もちろん、相補マスクＢ１０２のパターン位置精度が良好で、相補マスクＡ１０１のパターン位置精度が不良であれば、相補マスクＡ１０１を複数回とし、相補マスクＢ１０２を１回としても構わない。言い換えれば、相補マスクＡ１０１と相補マスクＢ１０２とを一律に同回数とするのではなく、個々にマスクのパターン位置精度に応じて、最低限の多重露光回数で済むように設定することにより、スループットの増大を最低限に抑えながら、パターン位置精度の向上（特に、つなぎ精度の向上）を図ることができる。
【００３２】
実施の形態２．
実施の形態２では、相補マスクＡ内における各サブフィールドマスク（一括露光領域）のパターン位置精度に応じて、各サブフィールドの多重露光回数を変化させ、同様に、相補マスクＢ内における各サブフィールドマスクのパターン位置精度に応じて、各サブフィールドの多重露光回数を変化させる。以下、図面を用いて、その一例を説明する。
【００３３】
図５は、実施の形態１における露光工程の一例を示す図である。
図５において、実施の形態１における露光方法は、相補マスクＡによる露光工程（Ｓ５０２）、相補マスクＢによる露光工程（Ｓ５０４〜Ｓ５０８）という一連の工程を実施する。
【００３４】
図６は、相補マスクの一例を示す図である。
図６において、相補マスクとして、ステンシルマスク１００には、相補マスクＡ１０１と相補マスクＢ１０２とが形成されている点は図２と同様である。図２の説明と同様、１つのステンシルマスク１００上に相補マスクＡ１０１と相補マスクＢ１０２とが形成されているが、これに限るものではない。物理的に分離した２つ以上のマスクにそれぞれ相補マスクＡ１０１と相補マスクＢ１０２とが形成されていても構わない。また、３つ以上の相補マスクでパターンを形成するように構成しても構わない。そして、これら相補マスクには、複数のサブフィールドマスクを有し、各サブフィールドマスクには、サブフィールドマスクパターンが形成されている。かかるサブフィールドマスクパターンは、実施の形態１と同様、例えば、図９において説明した可変成形型電子線露光装置を用いて形成される。可変成形型電子線露光装置の構成及び動作は、図９において説明した内容と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３５】
実施の形態２では、相補マスクＡ１０１のサブフィールドマスクパターン６０１のパターン位置精度が良好であり、対応する相補マスクＢ１０２のサブフィールドマスクパターン６０２のパターン位置精度が悪い場合について説明する。かかる相補マスクＡ１０１と相補マスクＢ１０２とを用いて露光対象となるシリコンウェハ等の基板にパターンをＥＰＬ露光する場合について説明する。ＥＰＬ露光装置の構成及び動作は、図８において説明した内容と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３６】
Ｓ（ステップ）１０２において、例えば、パターン位置精度が良好な相補マスクＡ１０１を用いて、相補マスクＡ１０１の全サブフィールドマスクパターン６０１を基板に１回だけ露光する。言い換えれば、相補マスクＡ１０１に形成された複数のサブフィールドマスクパターンにステップ＆リピート方式で、順次、１回ずつ電子線を照射して、基板上の各サブフィールドにサブフィールドマスクパターンを転写する。
【００３７】
Ｓ１０４において、サブフィールドマスクパターン６０２のパターン位置精度が悪い相補マスクＢは、パターン位置精度が悪いサブフィールドマスクパターン６０２について２回以上に分けて露光を行う。本ステップでは、その最初の露光（露光回数ｎ＝１）を行なう。言い換えれば、相補マスクＢ１０２に形成された複数のサブフィールドマスクパターンにステップ＆リピート方式で、順次、１回ずつ電子線を照射して、基板上の各サブフィールドにサブフィールドマスクパターンを転写する。
【００３８】
Ｓ１０６において、相補マスクＢを用いた２回目の露光（露光回数ｎ＝２）を行なう。ここでは、パターン位置精度が悪いサブフィールドマスクパターン６０２だけ対応する基板上のサブフィールドに再度転写して多重露光する。言い換えれば、再度、相補マスクＢ１０２に形成された複数のサブフィールドマスクパターンのうち、所定のサブフィールドマスクパターンにステップ＆リピート方式で、電子線を照射して、基板上の対応するサブフィールドにサブフィールドマスクパターンを転写する。
【００３９】
Ｓ１０８において、必要に応じて、多重露光回数（ｎ＝ｋ）だけ、相補マスクＢに形成された所定のサブフィールドマスクパターンを用いた露光を行なう。必要な回数だけ多重露光することで、パターン位置精度が悪いサブフィールドマスクパターン６０２を用いて基板に転写されたパターンの位置制度を平均化することができる。
【００４０】
実施の形態２では、相補マスクＡ１０１と相補マスクＢ１０２のパターン位置精度を予め測定しておき、その結果、相補マスクＡ１０１内における各サブフィールド（一括露光領域）のパターン位置精度は全て良好であったが、相補マスクＢ１０２内における各サブフィールドのパターン位置精度は、マスク面内依存性があり、一部のサブフィールドマスクのパターン位置精度が悪い場合には、相補マスクＡ１０１の露光は１回で終え、相補マスクＢ１０２のパターン位置精度が良好なサブフィールドマスクの露光は１回で、パターン位置精度が悪いサブフィールドの露光はその劣化の程度に応じて２回以上の回数に分けて露光するというように、必要に応じて最低限の多重露光回数で済むように設定することで、所定のサブフィールドにおけるパターン位置精度（つなぎ精度）の向上と全体でのスループット向上との両立を図ることができる。
【００４１】
図７は、相補マスクの一例を示す図である。
図７において、相補マスクとして、ステンシルマスク１００には、相補マスクＡ１０１と相補マスクＢ１０２とが形成されている。そして、相補マスクＡの全サブフィールドマスク（例えば、サブフィールドマスク７０１，７１１）のパターン位置精度は多重露光が必要ないほど良好であるが、相補マスクＢ１０２において、マスク面内中央付近に位置するサブフィールドマスク７０２のパターン位置精度は多重露光が必要ないほど良好であるが、相補マスクＢ１０２の周辺付近に位置するサブフィールドマスク７１２のパターン位置精度は悪い場合には、相補マスクＡ１０１の露光は１回で終え、相補マスクＢ１０２のマスク面内中央付近のサブフィールドマスク７０２の露光は１回で、マスク面内周辺付近のサブフィールドマスク７１２の露光はその劣化の程度に応じて２回以上の回数に分けて露光するというように、必要に応じて最低限の多重露光回数で済むように設定することでパターン位置精度（つなぎ精度）の向上とスループットの両立を図ることができる。多重露光を採用することによるスループットの増大を最低限に抑えながら、パターン位置精度の向上（つなぎ精度の向上）を図ることができる。特にマスクの面内位置に依存するパターン位置精度の向上に効果がある。
【００４２】
本実施の形態２では、相補マスクＡ１０１を用いた露光回数を１回としているが、これに限るものではなく、複数回であっても構わない。もちろん、相補マスクＢ１０２の全サブフィールドマスクのパターン位置精度が良好で、相補マスクＡ１０１の所定のサブフィールドマスクのパターン位置精度が不良であれば、相補マスクＡ１０１の所定のサブフィールドマスクの露光回数を複数回とし、相補マスクＢ１０２を１回としても構わない。言い換えれば、相補マスクＡ１０１と相補マスクＢ１０２とを一律に同回数とするのではなく、個々にサブフィールドマスクのパターン位置精度に応じて、最低限の多重露光回数で済むように設定することにより、スループットの増大を最低限に抑えながら、パターン位置精度の向上（特に、つなぎ精度の向上）を図ることができる。例えば、相補マスクＡ１０１を用いて基板上に形成された下地パターンに重ね合わせ露光を行う場合に、下地パターン位置精度に応じて、相補マスクＢ１０２の各サブフィールドマスク毎に多重露光回数を変化させるようにしてもよい。同様な効果を得ることができる。
【００４３】
以上の説明において、露光手法を電子線露光、特に、ＥＰＬ露光として説明したが、光、Ｘ線等の電磁波、或いはイオンビーム等の他の荷電粒子を用いた露光手法であっても構わない。相補マスクを用いた露光方法で、多重露光することにより位置精度が向上するものであれば構わない。
【００４４】
また、多重露光回数は、限定されるものではなく、２重、３重、４重、・・・等、必要に応じて行なえばよい。必要回数が多いほど、その他のパターンの露光回数を減らすことで、スループット向上に寄与することができる。
【００４５】
また、基板に露光する際、基板上にはレジスト膜等の感応性材料が塗布されていることはいうまでもない。
【００４６】
以上、具体例を参照しつつ各実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【００４７】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての露光方法は、本発明の範囲に包含される。
【００４８】
また、説明の簡便化のために、半導体産業で通常用いられる手法、例えば、露光以外のフォトリソグラフィプロセス、処理前後のクリーニング等は省略しているが、それらの手法が含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施の形態１における露光工程の一例を示す図である。
【図２】相補マスクの一例を示す図である。
【図３】パターンの相補分割の一例を示す図である。
【図４】いわゆるドーナッツパターンの形成状態を説明するための図である。
【図５】実施の形態１における露光工程の一例を示す図である。
【図６】相補マスクの一例を示す図である。
【図７】相補マスクの一例を示す図である。
【図８】ＥＰＬ露光装置の動作を説明するための概念図である。
【図９】可変成形型電子線露光装置の動作を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００  ステンシルマスク
１０１，１０２  相補マスク
１１１，１１２  相補マスクパターン
３００  ウェハ
３１０  半導体チップ領域
３２０  サブフィールド
３３０  電子線
３４０  マスク
３５０，７０１，７０２，７１１，７１２  サブフィールドマスク
４１０，４２０  アパーチャ
４１１  開口
４２１  可変成形用
４２２  部分一括マスク
４３０  荷電粒子ソース
６０１，６０２  サブフィールドマスクパターン
【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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