(57)【要約】【課題】効率的に露光することができるようにパターンを配列したマスク及びそのマスクを用いた露光方法等を提供する。【解決手段】マスク１０の２つのパターン形成領域１００−１、１００−２には、スキャン露光手順に対応したパターン転写領域１００Ａと、ステップアンドリピート露光手順に対応したパターン転写領域１００Ｂとの双方が形成されている。スキャン露光パターン領域１００Ａには、多くのデバイスパターンに共用のパターンを連続して配列し、ステップアンドリピート露光パターン領域１００Ｂには、非共用パターンを配列する。各パターン領域に合わせて露光手順を変えることにより、高いスループットを得ることができる。【選択図】      図１
2004363269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク上に形成したパターンを感応基板上に転写露光する露光方法であって、
１つのレイヤーパターンを複数のマスクに分割し
該複数のマスクの各々に応じて、スキャン露光、又は、ステップアンドリピート露光を選択して露光することを特徴とする露光方法。
【請求項２】
感応基板上に転写すべきデバイスパターンを複数の小領域（サブフィールド）に分割して形成し、
前記サブフィールド毎にパターンを感応基板上に転写露光し、感応基板上では各サブフィールドのパターンの像を繋ぎ合わせることにより前記パターン全体を転写する露光方法であって、
主要部が同じである複数のデバイスパターンを、該主要部と、互いに異なる個別部とに分けて一つのマスクセットに形成し、
前記主要部の露光はスキャン露光により行い、前記個別部の露光はステップアンドリピート露光により行うことを特徴とする露光方法。
【請求項３】
前記複数のデバイスパターンが、それぞれ別の感応基板に露光されることを特徴とする請求項２記載の露光方法。
【請求項４】
前記複数のデバイスパターンが、一つの感応基板に露光されることを特徴とする請求項２記載の露光方法。
【請求項５】
感応基板上に転写すべきデバイスパターンを複数の小領域（サブフィールド）に分割してマスクに形成し、
前記サブフィールド毎にパターンを感応基板上に転写露光し、感応基板上では各サブフィールドのパターンの像を繋ぎ合わせることにより前記パターン全体を転写する露光方法であって、
前記デバイスパターンを変更又は修正する必要が生じた際や、前記マスクに欠陥が生じた際に、前記デバイスパターンの変更又は修正部、又は、前記デバイスパターンの欠陥部のみを、前記マスクと別の変更用マスクに形成し、
前記マスクに形成されたデバイスパターンの内、変更、修正又は欠陥のないパターンの露光はスキャン露光により行い、
前記変更用マスクの露光はステップアンドリピート露光により行うことを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路等のリソグラフィに用いられる露光方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
露光装置におけるマスクステージとウェハ（感応基板）ステージの移動方式には、ステップアンドリピート方式とスキャン方式の２つの方式がある。ステップアンドリピート露光方式においては、ウェハステージを間欠的に移動し、ステージの移動中は露光を行わず、ステージの移動が終了して停止しているときのみに露光を行う。一方、スキャン露光方式では、例えば円弧状の照明光を用い、マスクステージとウェハステージとを相対的に走査して、ステージの移動中に露光を行う。
【０００３】
近年、露光の高解像と高スループットの両方を兼ね備えた露光装置として、分割転写方式の電子ビーム露光装置の開発が進められている。この方式においては、デバイスパターンが格子状に配列された多数のサブフィールドに分割して形成されたマスクを用いる。そして、マスクステージ及びウェハステージをスキャン露光方式で移動させて、配列されたサブフィールド群を、電子ビームを周期的に偏向しながら露光する。
【０００４】
この分割転写方式の電子線投影露光に用いられるマスクの詳細例について、図７を参照しつつ説明する。
図７は、電子線投影露光用のマスクの構成例を模式的に示す図であり、図７（Ａ）は全体の平面図であり、図７（Ｂ）は一部の斜視図であり、図７（Ｃ）は一つの小メンブレン領域の平面図である。このようなマスクは、例えばシリコンウェハに電子線描画・エッチングを行うことにより製作できる。
【０００５】
図７（Ａ）には、マスク１０における全体のパターンが、４つのパターン領域に分割して配置されている。同図中に多数の正方形４１で示されている領域が、一つのサブフィールドに対応したパターン領域を含む小メンブレン領域（厚さ０．１μｍ〜数μｍ）である。図７（Ｃ）に示すように、小メンブレン領域４１は、中央部のパターン領域（サブフィールド）４２と、その周囲の額縁状の非パターン領域（スカート４３）とからなる。サブフィールド４２は転写すべきパターンの形成された部分である。スカート４３はパターンの形成されてない部分であり、照明ビームの縁の部分が当たる。パターン形成の形態としては、メンブレンに孔開き部を設けるステンシルタイプと、電子線の高散乱体からなるパターン層をメンブレン上に形成する散乱メンブレンタイプとがある。
【０００６】
一つのサブフィールド４２は、現在検討されているところでは、マスク上で１ｍｍ角程度の大きさを有する。投影の縮小率は１／４であり、サブフィールドがウェハ上に縮小投影された投影像の大きさは、０．２５ｍｍ角である。小メンブレン領域４１の周囲の直交する格子状のグリレージと呼ばれる部分４５は、マスクの機械強度を保つための、例えば厚さ０．５〜１ｍｍ程度の梁である。グリレージ４５の幅は、例えば０．１ｍｍ程度である。なお、スカート４３の幅は、例えば０．０５ｍｍ程度である。
【０００７】
図７（Ａ）に示すように、図の横方向（Ｘ方向）に多数の小メンブレン領域４１が並んで一つのグループ（エレクトリカルストライプ４４）をなし、そのようなエレクトリカルストライプ４４が図の縦方向（Ｙ方向）に多数並んで１つのメカニカルストライプ４９を形成している。エレクトリカルストライプ４４の長さ（メカニカルストライプ４９の幅）は照明光学系の偏向可能視野の大きさによって制限される。
【０００８】
メカニカルストライプ４９は、Ｘ方向に並列に複数存在する。
隣り合うメカニカルストライプ４９の間にストラット４７として示されている幅の太い梁は、マスク全体のたわみを小さく保つためのものである。ストラット４７はグリレージ４５と一体である。
【０００９】
現在有力と考えられている方式によれば、１つのメカニカルストライプ４９内のＸ方向のサブフィールド４２の列（エレクトリカルストライプ４４）は電子線偏向により順次露光される。一方、ストライプ４９内のＹ方向の列は、連続ステージ走査により順次露光される。
【００１０】
次に、スキャン露光におけるビーム走査経路の例について説明する。
図８（Ａ）は、ウェハ上におけるビーム走査形態の一例を説明する図であり、図８（Ｂ）はマスク上におけるビーム走査形態の一例を説明する図である。
この例では、各図に示すように、サブフィールド５２、４２は、Ｘ方向に１１列配列されている。
【００１１】
まず、図８（Ｂ）を参照して、マスク１０上における照明ビームの走査形態を説明する。
マスク上のメカニカルストライプ４９を露光する際は、マスクステージを＋Ｙ方向に移動（メカ走査）させながら、照明ビームを、例えば、同ストライプ４９内の最も端部のエレクトリカルストライプ４４の右端のサブフィールド４２−１−１から左端のサブフィールド４２−１−１１に向かって−Ｘ方向に偏向走査する。このとき、マスクステージは＋Ｙ方向（図の上方向）に機械的に連続して送られているので、それに合わせて照明ビームも＋Ｙ方向に偏向させる必要がある。そのため、実際のビームの偏向は、図８（Ｂ）の下の図に示すように、経路は斜めになる。
【００１２】
一つのエレクトリカルストライプ４４の露光が終了すると、次に、−Ｙ方向に照明ビームを偏向して、図の一つ下のエレクトリカルストライプの左端のサブフィールド４２−２−１１に露光を進める。そして、照明ビームを主に＋Ｘ方向に偏向走査することにより、二本目のエレクトリカルストライプの右端のサブフィールド４２−２−１まで露光する。このときも、上述の場合と同様に、図８（Ｂ）の下の図に示すように、実際のビーム偏向経路は斜めになる。
以下同様にして、ビームをＸＹ方向に偏向しつつ、一つのメカニカルストライプ内の全てのサブフィールドの露光を行う。
【００１３】
次に、図８（Ａ）を参照して、ウェハ２３上におけるパターンビームの走査形態を説明する。なお、パターンビームの電気的偏向は、前述の照明ビームの偏向に伴って起こるものと、投影光学系中の像位置調整偏向器を用いて意図的に行うものの合成されたものである。
ウェハ上のメカニカルストライプ５９を露光する際は、ウェハステージを−Ｙ方向に移動（メカ走査）させながら、パターンビームを、同ストライプ５９内の最も端部のエレクトリカルストライプ５４の左端のサブフィールド５２−１−１から右端のサブフィールド５２−１−１１に向かって＋Ｘ方向に偏向走査する。このとき、ウェハステージは−Ｙ方向（図の下方向）に機械的に連続して送られているので、それに合わせてパターンビームも−Ｙ方向に偏向させる必要がある。そのため、実際のパターンビームの偏向は、図８（Ａ）の下の図に示すように経路は斜めになる。
【００１４】
一つのエレクトリカルストライプ５４の露光が終了すると、次に、＋Ｙ方向にパターンビームを走査して、図の一つ上のエレクトリカルストライプの右端のサブフィールド５２−２−１１に露光を進める。そして、パターンビームを主に−Ｘ方向に偏向走査することにより、二本目のエレクトリカルストライプの左端のサブフィールド５２−２−１まで露光する。このときも、上述の場合と同様に、図８（Ａ）の下の図に示すように、実際のビーム偏向経路は斜めになる。
以下同様にして、ビームをＸＹ方向に偏向しつつ、一つのメカニカルストライプ内の全てのサブフィールドの露光を行う。
【００１５】
次に、各ステージのメカ走査の形態について説明する。
図９は、ステージのメカ走査形態の一例を説明する図であり、図９（Ａ）は、マスクステージ、図９（Ｂ）は、ウェハステージのメカ走査経路を示す。
マスクステージ及びウェハステージは、図９（Ａ）、（Ｂ）の矢印で示すように、各メカニカルストライプの幅方向中心に沿ってメカ走査される。そして、この走査中に、ビームをＸ方向に偏向走査しながらエレクトリカルストライプを照明する。
【００１６】
図９（Ａ）において、マスクステージは、マスクの最も左のメカニカルストライプ４９−１の下端からやや下方に離れたスタート位置Ｓａ１から、同メカニカルストライプ４９−１の上端からやや上方に離れた位置（停止位置Ｓｏ１）まで、＋Ｙ方向に移動して停止する。そして、次のメカニカルストライプ４９−２を露光するために、メカニカルストライプ４９−２の方向（＋Ｘ方向）にメカ走査される。次に、メカニカルストライプ４９−２の上端からやや上方に離れたスタート位置Ｓａ２から、同メカニカルストライプ４９−２の下端からやや下方に離れた位置（停止位置Ｓｏ２）まで、−Ｙ方向に移動して停止する。この走査を繰り返して全てのメカニカルストライプ４９を照明ビームで露光する。
【００１７】
そして、ウェハステージは、図９（Ｂ）に示すように、ウェハの最も右のメカニカルストライプ５９−１の上端からやや上方に離れたスタート位置Ｓａ１から、同メカニカルストライプ５９−１の下端からやや下方に離れた位置（停止位置Ｓｏ１）まで、−Ｙ方向に移動して停止する。そして、次のメカニカルストライプ５９−２を露光するために、メカニカルストライプ５９−２の方向（−Ｘ方向）にメカ走査される。次に、メカニカルストライプ５９−２の上端からやや上方に離れたスタート位置Ｓａ２から、同メカニカルストライプ５９−２の下端からやや下方に離れた位置（停止位置Ｓｏ２）まで、＋Ｙ方向に移動して停止する。この走査を繰り返して全てのメカニカルストライプ５９をパターンビームで露光する。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上記で説明した従来の露光方法では、一つのデバイスパターンがパターンの形状通りに形成されたマスクを、一定の順序で連続してスキャン露光していた。つまり、一つのデバイスパターンに対してそのパターンの一式がスキャン露光の経路に沿って配置されたマスクを用いることを前提としており、スループットの向上やマスクのコスト低下に限界があった。なお、形成したいデバイスパターンをいわゆるコンプリメンタリーな２つのパターンに分割して２枚のマスク上に形成することはなされていた。
【００１９】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、効率的に露光することができるようにパターンを配列したマスク及びそのマスクを用いた露光方法等を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するため、本発明の露光方法は、  マスク上に形成したパターンを感応基板上に転写露光する露光方法であって、  １つのレイヤーパターンを複数のマスクに分割し、  該複数のマスクの各々に応じて、スキャン露光、又は、ステップアンドリピート露光を選択して露光することを特徴とする。
スキャン露光とステップアンドリピート露光を選択して露光することによりスループットの向上が期待できる。
【００２１】
本発明においては、  感応基板上に転写すべきデバイスパターンを複数の小領域（サブフィールド）に分割して形成し、  前記サブフィールド毎にパターンを感応基板上に転写露光し、感応基板上では各サブフィールドのパターンの像を繋ぎ合わせることにより前記パターン全体を転写する露光方法であって、  主要部が同じである複数のデバイスパターンを、該主要部と、互いに異なる個別部とに分けて一つのマスクセットに形成し、  前記主要部の露光はスキャン露光により行い、前記個別部の露光はステップアンドリピート露光により行うことを特徴とする。
なお、マスクセットとは、一つのレイヤを露光するためのマスクであり、マスクが１枚の場合と複数枚の場合を含む。
【００２２】
本発明においては、  前記複数のデバイスパターンが、それぞれ別の感応基板に露光されること、あるいは、  前記複数のデバイスパターンが、一つの感応基板に露光されることとしてもよい。
【００２３】
デバイスパターンの主要部と、個別部の各々を組み合わせることにより、一つのマスクセットから、複数の異なるデバイスパターンを形成できる。この際、複数の異なるデバイスパターンは、別の感応基板上に露光されても、一つの感応基板上に露光されてもよい。
【００２４】
本発明の露光方法は、  感応基板上に転写すべきデバイスパターンを複数の小領域（サブフィールド）に分割してマスクに形成し、  前記サブフィールド毎にパターンを感応基板上に転写露光し、感応基板上では各サブフィールドのパターンの像を繋ぎ合わせることにより前記パターン全体を転写する露光方法であって、
前記デバイスパターンを変更又は修正する必要が生じた際や、前記マスクに欠陥が生じた際に、前記デバイスパターンの変更又は修正部、又は、前記デバイスパターンの欠陥部のみを、前記マスクと別の変更用マスクに形成し、  前記マスクに形成されたデバイスパターンの内、変更、修正又は欠陥のないパターンの露光はスキャン露光により行い、  前記変更用マスクの露光はステップアンドリピート露光により行うことを特徴とする。
【００２５】
こうすることにより、欠陥のあるマスクや、設計変更が生じたマスクを廃棄せずに使用できるようになる。このため、マスクセット全体の寿命が長くなり、コストアップを抑制できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
まず、分割転写方式の電子線投影露光装置の概要を図面を参照しつつ説明する。
図６は、分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
光学系の最上流に配置されている電子銃１は、下方に向けて電子線を放射する。電子銃１の下方には２段のコンデンサレンズ２、３が備えられており、電子線は、これらのコンデンサレンズ２、３によって収束されブランキング開口７にクロスオーバーＣ．Ｏ．を結像する。
【００２７】
二段目のコンデンサレンズ３の下には、矩形開口４が備えられている。この矩形開口（照明ビーム成形開口）４は、マスク１０の一つのサブフィールド（露光の１単位となるパターン小領域）を照明する照明ビームのみを通過させる。この開口４の像は、レンズ９によってマスク１０に結像される。
【００２８】
ビーム成形開口４の下方には、ブランキング偏向器５が配置されている。同偏向器５は、必要時に照明ビームを偏向させてブランキング開口７の非開口部に当て、ビームがマスク１０に当たらないようにする。
ブランキング開口７の下には、照明ビーム偏向器（主偏向器）８が配置されている。この偏向器８は、主に照明ビームを図３の横方向（Ｘ方向）に順次走査して、照明光学系の視野内にあるマスク１０の各サブフィールドの照明を行う。偏向器８の下方には、照明レンズ９が配置されている。照明レンズ９は、マスク１０上にビーム成形開口４を結像させる。
【００２９】
マスク１０は、光軸垂直面内（Ｘ−Ｙ面）に広がっており、多数のサブフィールドを有する。マスク１０上には、全体として一個の半導体デバイスチップをなすパターン（デバイスパターン）が各サブフィールドに分割されて形成されている。マスク上のパターンの配列については後述する。
【００３０】
マスク１０は移動可能なマスクステージ１１上に載置されており、マスク１０を光軸垂直方向（ＸＹ方向）に動かすことにより、照明光学系の視野よりも広い範囲に広がるマスク上の各サブフィールドを照明することができる。
マスクステージ１１には、レーザ干渉計を用いた位置検出器１２が付設されており、マスクステージ１１の位置をリアルタイムで正確に把握することができる。
【００３１】
マスク１０の下方には投影レンズ１５及び１９並びに偏向器１６が設けられている。マスク１０の１つのサブフィールドを通過した電子線は、投影レンズ１５、１９、偏向器１６によってウェハ２３上の所定の位置に結像される。ウェハ２３上には、適当なレジストが塗布されており、レジストに電子線のドーズが与えられ、マスク上のパターンが縮小されてウェハ２３上に転写される。
【００３２】
マスク１０とウェハ２３の間を縮小率比で内分する点にクロスオーバーＣ．Ｏ．が形成され、同クロスオーバー位置にはコントラスト開口１８が設けられている。同開口１８は、マスク１０の非パターン部で散乱された電子線がウェハ２３に到達しないよう遮断する。
【００３３】
ウェハ２３の直上には反射電子検出器２２が配置されている。この反射電子検出器２２は、ウェハ２３の被露光面やステージ上のマークで反射される電子の量を検出する。例えばマスク１０上のマークパターンを通過したビームでウェハ２３上のマークを走査し、その際のマークからの反射電子を検出することにより、マスク１０とウェハ２３の相対的位置関係を知ることができる。
【００３４】
ウェハ２３は、静電チャック（図示されず）を介して、ＸＹ方向に移動可能なウェハステージ２４上に載置されている。上記マスクステージ１１とウェハステージ２４とを、互いに逆の方向に同期走査することにより、投影光学系の視野を越えて広がるデバイスパターン内の各部を順次露光することができる。なお、ウェハステージ２４にも、上述のマスクステージ１１と同様の位置検出器２５が装備されている。
【００３５】
上記各レンズ２、３、９、１５、１９及び各偏向器５、８、１６は、各々のコイル電源制御部２ａ、３ａ、９ａ、１５ａ、１９ａ及び５ａ、８ａ、１６ａを介してコントローラ３１によりコントロールされる。また、マスクステージ１１及びウェハステージ２４も、ステージ制御部１１ａ、２４ａを介して、コントローラ３１により制御される。ステージ位置検出器１２、２５は、アンプやＡ／Ｄ変換器等を含むインターフェース１２ａ、２５ａを介してコントローラ３１に信号を送る。また、反射電子検出器２２も同様のインターフェース２２ａを介してコントローラ３１に信号を送る。
【００３６】
コントローラ３１は、ステージ位置の制御誤差やパターンビームの位置誤差を把握し、その誤差を像位置調整偏向器１６で補正する。これにより、マスク１０上のサブフィールドの縮小像がウェハ２３上の目標位置に正確に転写される。そして、ウェハ２３上で各サブフィールド像が繋ぎ合わされて、マスク上のデバイスパターン全体がウェハ上に転写される。
【００３７】
次に、本発明の実施の形態に係るマスク及び露光方法について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るマスクの構成例を模式的に示す平面図である。
このマスク１０上には、２つのパターン領域１００−１、１００−２が形成されている。各パターン領域には、一個の半導体デバイスチップをなすパターン（デバイスパターン）が多数のサブフィールドに分割されて、スキャン露光手順に対応したパターン転写領域（以下、スキャン露光用パターン領域とする）１００Ａとステップアンドリピート露光手順に対応したパターン転写領域（以下、ステップアンドリピート露光用パターン領域とする）１００Ｂとに分けて形成されている。
【００３８】
スキャン露光用パターン領域１００Ａには、全パターンの内、多くのデバイスパターンに共用のパターンが連続して配列されている。このような共用パターンは、照明光学系の露光視野を越えて広がるパターンであり、スキャン露光方式で露光される。
そして、ステップアンドリピート露光用パターン領域１００Ｂには、全パターンの内、デバイスパターン毎に異なる非共用パターンが配列されている。このような非共用パターンは、照明光学系の露光視野よりも小さいサイズのパターン（マスクステージを移動させてパターンをスキャンしなくても、照明ビームの偏向のみで対応できるパターン）であり、ステップアンドリピート露光方式で露光される。
【００３９】
この例では、各パターン領域１００内の図の上部にスキャン露光用パターン領域１００Ａが配置され、下部にステップアンドリピート領域１００Ｂが集められて配置されている。
【００４０】
次に、このマスク１０を使用した露光手順を説明する。
図２は、本発明の実施の形態に係る露光方法の手順を示すフローチャートである。
図３は、本発明の露光方法におけるウェハ上の各チップでの露光位置の動きを示す図である。
ウェハ２３は、Ｓ１において、ウェハステージ２４上にロードされた後、Ｓ２において、アライメントが行われる。その後、マスクステージ１１を移動させて、マスク１０上のスキャン露光用パターン領域１００Ａを照明位置に位置させる。同時に、ウェハステージ２４を移動させて、ウェハ２３上の一つ目のチップ２３−１（図３参照）を露光位置に位置させる。
【００４１】
そして、Ｓ３において、マスク１０のスキャン露光用パターン領域１００Ａをスキャン露光する。このとき、上述のように、マスク上のスキャン露光用パターン領域１００Ａを偏向しながら露光し、その際にウェハステージ２４とマスクステージ１１とが同期して走査される。そして、一つ目のチップ２３−１上の、スキャン露光用パターン領域のパターンが転写されるべき領域には、各サブフィールド像が繋ぎ合わされて、同パターンが転写される。
【００４２】
このスキャン露光を、ウェハ上の全てのチップについて行う。つまり、ウェハ２３上の一つ目のチップ２３−１にスキャン露光用パターン領域１００Ａのパターンが転写された後、ウェハステージ２４を移動させて、二つ目のチップ２３−２を露光位置に位置させる。その後、上述と同様に、スキャン露光を行い、二つ目のチップ２３−２の、スキャン露光用パターン領域１００Ａのパターンが転写される領域に、同パターンを転写する。こうしてウェハステージ２４を順に移動させて、ウェハ２３上の全てのチップに、マスク１０のスキャン露光用パターン領域１００Ａのパターンを転写する。
【００４３】
スキャン露光後、ステップアンドリピート領域１００Ｂをステップアンドリピート露光する。
まず、Ｓ４において、マスクステージ１１を移動させて、マスク１０のステップアンドリピート露光用パターン領域１００Ｂを照明位置に位置させる。そして、同領域１００Ｂ内の一つ目のサブフィールドを照明するように、照明光学系の偏向器８を偏向させる。同時に、ウェハステージ２４を移動させて、ウェハ２３上の一つ目のチップ２３−１上の、同サブフィールドが転写されるべき領域２３Ｂを露光位置に位置させる。
【００４４】
そして、両ステージを停止させたままで、Ｓ５において露光を行い、上記パターン領域１００Ｂの一つ目のサブフィールドパターンを、一つ目のチップ２３−１上の、同サブフィールドパターンが転写されるべき領域２３Ｂに転写する。
【００４５】
次に、ウェハステージ２４を移動させて、二つ目のチップ２３−２の、同サブフィールドパターンが転写されるべき領域２３Ｂを露光位置に位置させ、両ステージを停止させたままで同位置を露光して、同サブフィールドパターンを転写する。
このように、マスクステージ１１は停止し、照明光学系の偏向器８を一つ目のサブフィールドに偏向させたままで、ウェハステージ２４の移動と停止を繰り返して、ステップアンドリピート露光を行う。これにより、ウェハ２３上の全てのチップ上の、一つ目のサブフィールドパターンが転写されるべき領域２３Ｂに、同サブフィールドパターンを転写する。
【００４６】
全てのチップに一つ目のサブフィールドのパターンが転写された後、マスクステージ１１を停止したまま、照明光学系の偏向器８を、ステップアンドリピート露光用パターン領域内１００Ｂの二つ目のサブフィールドを照明するように偏向する。同時に、ウェハステージ２４を移動させて、一つ目のチップ２３−１上の、二つ目のサブフィールドパターンが転写される領域を露光位置に位置させる。そして、両ステージを停止したまま露光を行い、一つ目のチップ２３−１上の、二つ目のサブフィールドパターンが転写される領域に、同サブフィールドパターンを転写する。
こうして、上述と同様のステップアンドリピート露光を行い、マスク１０のステップアンドリピート領域１００Ｂ内の全てのサブフィールドパターンをウェハ２３上の全てのチップに転写する。
なお、マスクのステップアンドリピート領域内のサブフィールドを露光する際に、マスクステージをメカ操作する必要がある場合は、その都度マスクステージ１１を移動させる。
【００４７】
Ｓ４とＳ５を繰り返して、ステップアンドリピート領域１００Ｂ内の全てのサブフィールドパターンを、ウェハ上の全てのチップにステップアンドリピート露光によってパターン転写した後、Ｓ６においてウェハを交換する。
また、上記の方法とは違って、マスクとウェハを固定し、照明光学系の偏向器８を駆動して、複数のサブフィールドを露光し、その後ウェハステージを駆動して次のチップを同様に露光してもよい。
【００４８】
このステップアンドリピート露光においては、マスク上にステップアンドスキャン領域を集めて形成しているため、同領域内のサブフィールド間の間隔が短く、マスクステージの移動時間が短くなる。
また、スキャン露光する共用パターンを、複数のデバイスパターンに共用できる。
【００４９】
図４は、本発明の他の実施の形態に係るマスクの構成例を示す図である。
この例では、マスクステージ１１が２枚のマスク１０−１、１０−２を搭載できるものとなっている。そして、一方のマスク１０−１にスキャン露光用パターン領域１００Ａ、他方のマスク１０−２にステップアンドリピート露光用パターン領域１００Ｂが形成されている。スキャン露光用パターン領域１００Ａは、２つのパターン領域１００Ａ−１、１００Ａ−２に分けて形成されている。ステップアンドリピート露光用マスク１０−２の径が小さい場合は、図４に示すように、マスクステージ１１のチャックの大きさに合わせたアダプタ１０１を設けて、マスク１０−２をマスクステージ１１に取り付ける。
【００５０】
この例においても、上記の例と同様に、スキャン露光用マスク１０−１の各パターン領域１００Ａには、全パターンの内、多くのデバイスパターンに共用のパターンが連続して配列されている。そして、ステップアンドリピート露光用マスク１０−２のパターン領域１００Ｂには、全パターンの内、デバイスパターン毎に異なる非共用パターンが配列されている。
【００５１】
図５は、図４のマスクを用いた場合の露光手順を示すフローチャートである。この例においても、ウェハ２３は、Ｓ１１において、ウェハステージ２４上にロードされた後、Ｓ１２において、アライメントが行われる。その後、マスクステージ１１を移動させて、マスク１０−１のスキャン露光用パターン領域１００Ａを照明位置に位置させる。同時に、ウェハステージ２４を移動させて、ウェハ２３上の一つ目のチップを露光位置に位置させる（図３参照）。
【００５２】
そして、Ｓ１３において、マスク１０−１のスキャン露光用パターン領域１００Ａを、上述の方法でスキャン露光する。これにより、一つ目のチップ２３−１上の、スキャン露光用パターン領域１００Ａのパターンが転写されるべき領域には、各サブフィールド像が繋ぎ合わされて、同パターンが転写される。
【００５３】
このスキャン露光を、上述と同様に、ウェハ上の全てのチップについて行い、ウェハ２３上の全てのチップに、マスク１０のスキャン露光用パターン領域１００Ａのパターンを転写する。
【００５４】
次に、ステップアンドリピート露光を行う。
スキャン露光後、Ｓ１４において、マスクステージ１１を移動させて、マスク１０−２のステップアンドリピート露光用パターン領域１００Ｂを照明位置に位置させる。そして、Ｓ１５において、同領域１００Ｂ内の一つ目のサブフィールドを照明するように、照明光学系の偏向器８を偏向させる。同時に、ウェハステージ２４を移動させて、ウェハ２３上の一つ目のチップ２３−１上の、同サブフィールドが転写されるべき領域を露光位置に位置させる（図３参照）。
【００５５】
そして、両ステージを停止させたままで、Ｓ１６において、露光を行い、上記パターン領域１００Ｂの一つ目のサブフィールドパターンを、一つ目のチップ２３−１上の、同サブフィールドパターンが転写されるべき領域に転写する。
【００５６】
このように、マスクステージ１１は停止し、照明光学系の偏向器８を一つ目のサブフィールドに偏向させたままで、ウェハステージ２４の移動と停止を繰り返して、ステップアンドリピート露光を行う。これにより、ウェハ２３上の全てのチップ上の、一つ目のサブフィールドパターンが転写されるべき領域に、同サブフィールドパターンを転写する。
【００５７】
全てのチップに一つ目のサブフィールドパターンが転写された後、マスクステージ１１を停止したまま、照明光学系の偏向器８を、ステップアンドリピート領域１００Ｂ内の二つ目のサブフィールドを照明するように偏向する。同時に、ウェハステージ２４を移動させて、一つ目のチップ２３−１上の、二つ目のサブフィールドパターンが転写される領域を露光位置に位置させる。
また、上記の方法とは違って、マスクとウェハを固定し、照明光学系の偏向器８を駆動して、複数のサブフィールドを露光し、その後ウェハステージを駆動して次のチップを同様に露光してもよい。
【００５８】
そして、上述と同様のステップアンドリピート露光を行い、ステップアンドリピート領域１００Ｂ内の二つ目のサブフィールドパターンを、ウェハ２３上の全てのチップ上の、同サブフィールドパターンが転写されるべき領域に転写する。なお、マスクのステップアンドリピート領域内のサブフィールドを露光する際に、マスクステージをメカ操作する必要がある場合は、その都度マスクステージ１１を移動させる。
【００５９】
Ｓ１５とＳ１６を繰り返して、ウェハ１０−２のステップアンドリピート領域１００Ｂ内の全てのサブフィールドパターンを、ウェハ上の全てのチップにステップアンドリピート露光によってパターン転写した後、Ｓ１７において、マスクステージ１１を移動させて、スキャン露光領域用マスク１０−１を照明位置に位置させる。その後、Ｓ１８において、ウェハを交換する。
【００６０】
この例においては、マスクを以下のように作製してもよい。
１枚のマスク１０−１は、設計パターン通りのデバイスパターンが形成された、スキャン露光用のマスクとする。このマスクは、通常のスキャン露光によりウェハ上にパターン転写できる。ここで、このマスクの一部に欠陥があった場合や、マスク作製後に設計変更があった場合、欠陥や設計変更のあったサブフィールド（変更サブフィールド）を、別のステッププアンドリピート露光用マスク１０−２に形成する。
【００６１】
このマスクを用いた露光方法を説明する。
まず、スキャン露光用マスク１０−１を通常のスキャン露光する。このとき、照明ビームが変更サブフィールドを通過する際には、照明ビームをブランキング偏向器５でブランキングさせ、同サブフィールドは露光しない。こうして、スキャン露光用マスク１０−１のデバイスパターンをウェハ上に転写する。
その後、マスクステージ１１を移動させて、ステップアンドリピート用マスク１０−２を露光位置に位置させる。そして、同マスクの各サブフィールドをウェハ上にステップアンドリピート露光する。
【００６２】
従来では、欠陥のあるマスクや、設計変更が生じたマスクは使用できず、廃棄されていたが、この露光方法により、そのようなマスクも使用できるようになる。この際、変更サブフィールドが形成されたステップアンドリピート用マスクは寸法を小さくできるため、このマスクを安価に作製できる。また、マスク検査等もより短時間で行うことができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、１枚のマスク上に、スキャン露光用パターン領域とステップアンドリピート露光用パターン領域とを形成したことにより、高いスループットを得ることができる。また、両領域を２枚のマスクに分けて形成すると、パターンの設計変更やマスクに欠陥が生じたとき、そのようなマスクを廃棄することなく使用することができる。したがって、マスクにかかるコストを低減でき、パターンに対する柔軟性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るマスクの構成例を模式的に示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る露光方法の手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の露光方法におけるウェハ上の各チップでの露光位置の動きを示す図である。
【図４】本発明の他の実施の形態に係るマスクの構成例を示す図である。
【図５】図４のマスクを用いた場合の露光手順を示すフローチャートである。
【図６】分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全体における結像関係及び制御系の概要を示す図である。
【図７】電子線投影露光用のマスクの構成例を模式的に示す図であり、図７（Ａ）は全体の平面図であり、図７（Ｂ）は一部の斜視図であり、図７（Ｃ）は一つの小メンブレン領域の平面図である。
【図８】図８（Ａ）は、ウェハ上におけるビーム走査形態の一例を説明する図であり、図８（Ｂ）はマスク上におけるビーム走査形態の一例を説明する図である。
【図９】ステージのメカ走査形態の一例を説明する図であり、図９（Ａ）は、マスクステージ、図９（Ｂ）は、ウェハステージのメカ走査経路を示す。
【符号の説明】
１  電子銃                        ２、３  コンデンサレンズ
４  矩形開口                      ５  ブランキング偏向器
７  ブランキング開口              ８  照明ビーム偏向器（主偏向器）
９  照明レンズ                  １０  マスク
１１  マスクステージ              １２  位置検出器
１５、１９  投影レンズ            １６  偏向器
１８  コントラスト開口            ２２  反射電子検出器
２３  ウェハ                      ２３  ウェハステージ
３１  コントローラ
１００  パターン領域
１００Ａ  スキャン露光用パターン領域
１００Ｂ  ステップアンドリピート露光用パターン領域
１０１  アダプタ
【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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