(57)【要約】【課題】半導体特性のばらつきを低減させる。【解決手段】直交する長辺と短辺によって、形成される矩形の合成から、構成される任意のパターンを考える。このとき、走査方向として、マスクパターンを構成する矩形の長辺と短辺の両方について、それらが延在する方向を採用する。そして、順次、それらの方向へ走査する。ここで、すべての矩形の長辺と短辺の延在する方向が、直交した二つの方向のどちらかになる場合を考える。このとき、走査方向として、それらの直交した方向のどちらとも４５°をなす、一つの方向を採用する。そして、その方向へ走査する。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
いずれも長辺と短辺とを有し、前記長辺の延在方向が異なる第１および第２の矩形の合成を含むマスクパターンを用いて露光の走査を行う方法であって、
前記走査の方向は、
前記第１の矩形の前記長辺と短辺の各々の延在方向と、
前記第２の矩形の前記長辺と短辺の各々の延在方向と、
を含む、露光走査方法。
【請求項２】
いずれも長辺と短辺とを有し、前記長辺の延在方向がそれぞれ互いに直交する第１および第２の矩形の合成を含むマスクパターンを用いて、露光の走査を行う方法であって、
前記走査の方向が、前記長辺と４５°の角度を形成する方向である、露光走査方法。
【請求項３】
前記走査の方向を得るために、前記露光の対象を回転させる、請求項１または請求項２に記載の露光走査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は露光時の走査方法に関し、例えば走査型のパターン露光装置（以下「スキャナ」と称す）に適用できる。
【０００２】
【従来の技術】
リソグラフィ技術のひとつであるパターン露光技術に使用する露光装置として、一度に露光できる領域が多いスキャナが提案されている。スキャナでは、マスクパターンを介してウエハ上のフォトレジストに、例えばスリット状の光を走査しつつ照射する。従来から使用されているスキャナは、露光時の走査方向がマスクパターンに関係なく一つの方向に固定されていた。
【０００３】
なお、電子ビームによるマスクの製造については、次の二つの公報がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５６−５０５１２号公報
【特許文献２】
特開平５−３１３３４５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、半導体装置の一つであるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）を形成する為のマスクパターンは、相互に直交する第１、第２方向にそれぞれ平行な二辺を有する矩形を基本とし、主としてそれらの集合や合成として構成されている。
【０００６】
このようなマスクパターンに対し、その走査方向が上記二方向の一方に固定されたスキャナを用いて、露光を行う。このとき、同じ構成のパターンであるにも関わらず、第１方向に走査する場合と、第２方向に走査する場合とにおいて、それらの転写後のパターンを用いて作製した半導体装置の特性（例えば、ＲＡＭのアクセス特性）について違いが生じていた。よって、たとえ同じ構成のマスクパターンを採用した半導体装置であっても、集積回路内でどの向きに配置されるかに依存して、集積回路の特性のばらつきが大きくなるなどの問題も発生していた。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、マスクパターンを用いて露光するときに生じる、走査方向に依存した半導体装置の特性のばらつきを低減させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる、第１の露光走査方法は、いずれも長辺と短辺とを有し、前記長辺の延在方向が異なる第１および第２の矩形の合成を含むマスクパターンを用いて露光の走査を行う方法であって、前記走査の方法は、前記第１の矩形の前記長辺と短辺の各々の延在方向と、前記第２の矩形の前記長辺と短辺の各々の延在方向とを含む。
【０００９】
この発明にかかる、第２の露光走査方法は、前記第１および第２の矩形の前記長辺が、それぞれ互いに直行する場合の、マスクパターンを用いて露光の走査を行う方法であって、前記走査の方向が、前記長辺と４５°の角度を形成する方向である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態の詳細を説明する前に、スキャナにおけるマスクパターンと、露光時の走査方向との関係について、説明する。図１〜３は、マスクパターンと走査方向を示した概念的な図である。図１〜３において、それぞれ示されたマスクパターン１〜３は、パターン形状が同じである。しかし、マスクパターンの長辺が延在する方向と、スキャナの走査方向５１とのなす角度がそれぞれ異なる。すなわち、図１においてマスクパターン１の長辺１１が、露光時の走査方向５１と０°の角度をなし、図２においてマスクパターン２の長辺１２が、露光時の走査方向５１と４５°の角度をなし、そして図３においてマスクパターン３の長辺１３が、露光時の走査方向５１と９０°の角度をなす。
【００１１】
そして、１つのマスク上に図１〜３の形状が同じであるパターンがすべて描画されているとする。このとき、同じ露光処理がなされても、マスクパターン１〜３の転写後のパターンを用いて作製した半導体装置の特性（例えば、ＲＡＭのアクセス特性）について違いが生じる。これは、転写後のパターンが露光時の走査方向に依存して相違することに起因すると考えられる。本件では、このような露光時の走査方向に依存して半導体装置の特性が異なることを「走査方向依存性」と称することにする。
【００１２】
実施の形態１．
本実施の形態では、走査方向をマスクパターンの形状に応じた方向とすることにより、走査方向依存性を改善する技術を提案する。
【００１３】
図４は、マスクパターンと走査方向を示した概念的な図である。図４において、マスク上に、図中の左右方向に延在する長辺１１を持つパターン１と、図中の上下方向に延在する長辺１３を持つパターン３が、描画されている。また、走査方向５２と図中の左右方向のなす角度θ１が４５°となっている。
【００１４】
このとき、パターン１の長辺１１と走査方向５２のなす角度は４５°であり、パターン３の長辺１３と走査方向５１のなす角度も４５°となる。よって、パターン１、３のそれぞれの転写後のパターンを用いて作製したそれぞれの半導体装置について、走査方向依存性の差異を小さくすることができる。
【００１５】
上述した内容は以下のようにも把握できる。すなわち、いずれも長辺と短辺とを有し、長辺の延在方向が異なる矩形のマスクパターン１、３を用いる。このとき、長辺がそれぞれ互いに直交する場合について、走査の方向としてそれぞれの長辺と４５°の角度を形成する方向を採用する。この場合、走査方向は一方向とすることができる。
【００１６】
これにより、パターン１、３の転写後のパターンを用いて作製したそれぞれの半導体装置について、特性の差異を小さくすることができる。よって、これらの半導体装置を含んだ集積回路の特性のばらつきも小さくすることができる。しかも、走査方向は一方向で足りる。
【００１７】
実施の形態２．
本実施の形態では、走査方向をマスクパターンの形状に応じた方向とすることにより、走査方向依存性を改善する実施の形態１とは異なる技術を提案する。
【００１８】
図５は、マスクパターンと走査方向を示した概念的な図である。図５において、マスク上に、図中の左右方向に延在する長辺１１と図中の上下方向に延在する短辺２１から成るパターン１と、図中の上下方向に延在する長辺１３と図中の左右方向に延在する短辺２３から成るパターン３が、描画されている。また、走査方向５１は図中の左右方向と、走査方向５３は図中の上下方向となっている。
【００１９】
走査方向５１は、パターン１の長辺１１とパターン３の短辺２３が延在する方向に対応する。走査方向５３は、パターン１の短辺２１とパターン３の長辺１３が延在する方向に対応する。つまり、同一となる方向（長辺１１と短辺２３が延在する方向、および短辺２１と長辺１３が延在する方向）については各々を一つの方向として、順次、走査する。
【００２０】
よって、長辺と短辺のすべての辺についてそれらの走査方向となす角度が、０°及び９０°となる。これにより、パターン１、３の転写後のパターンを用いて各々の半導体装置を作製したとき、それらの半導体装置同士について特性の差異を小さくすることができる。
【００２１】
しかし、図５に示されるような、直交する方向に延在する長辺と短辺によって形成される矩形から構成されるマスクパターンに関しては、実施の形態１を適用する方が、走査が一度で足りるため、効率的である。以下に、本実施の形態の有効性がより明確な場合について、説明する。
【００２２】
図６は、マスクパターンと走査方向を示した概念的な図である。図６において、マスク上にパターン１、３、４、５が描画されている。パターン１は、図中の左右方向に延在する長辺１１と、図中の上下方向に延在する短辺２１から成る。パターン３は、図中の上下方向に延在する長辺１３と、図中の左右方向に延在する短辺２３から成る。パターン４、５は、それぞれ三つの矩形から構成される。
【００２３】
パターン４は、図中の左右方向に延在する長辺１４と、図中の上下方向に延在する短辺２４から成る矩形が二つと、図中の左右方向から時計と反対周りに４５°の角度をなす方向に延在する長辺１５と、これと直交する方向に延在する短辺２５から成る矩形が一つから構成される。これら三つの矩形が、屈曲した一つのパターン４を構成している。
【００２４】
パターン５は、図中の左右方向に延在する長辺１４と、図中の上下方向に延在する短辺２４から成る矩形が二つと、図中の左右方向から時計と反対周りに１３５°の角度をなす方向に延在する長辺１６と、これと直交する方向に延在する短辺２６から成る矩形が一つから構成される。これら三つの矩形が屈曲したパターン５を構成している。
【００２５】
また、走査方向５１は、図中の左右方向である。走査方向５２は、図中の左右方向から時計と反対周りに４５°の角度をなす方向である。走査方向５３は、図中の上下方向である。走査方向５４は、図中の左右方向から時計と反対周りに１３５°の角度をなす方向である。
【００２６】
走査方向５１は、パターン１の長辺１１、パターン３の短辺２３、パターン４、５の長辺１４が延在する方向に対応する。走査方向５２は、パターン４の長辺１５、パターン５の短辺２６が延在する方向に対応する。走査方向５３は、パターン１の短辺２１、パターン３の長辺１３、パターン４、５の短辺２４が延在する方向に対応する。走査方向５４は、パターン４の短辺２５、パターン５の長辺１６が延在する方向に対応する。つまり、同一となる方向（長辺１１、１４と短辺２３が延在する方向、短辺２１、２４と長辺１３が延在する方向、長辺１５と短辺２６が延在する方向、および長辺１６と短辺２６が延在する方向）については各々を一つの方向として、順次、走査する。
【００２７】
よって、マスクパターンを構成する長辺と短辺のすべての辺について、それらの走査方向となす角度が、０°、４５°、９０°（１３５°は４５°と同じであると把握できる）となる。これにより、パターン１、３の転写後のパターンを用いて各々の半導体装置を作製したとき、それらの半導体装置同士について、特性の差異を小さくすることができる。さらに、パターン４、５の転写後のパターンを用いて各々の半導体装置を作製したときにおいても、それらの半導体装置同士について、特性の差異を小さくすることができる。
【００２８】
上述した内容は以下のようにも把握できる。すなわち、いずれも長辺と短辺を有し、長辺の延在方向が異なる矩形の合成を含むマスクパターンを用いる。ここで合成とは、例えばパターン４、５のように、これらの矩形が連結することも含む。このとき、走査方向として、マスクパターンを構成する矩形のそれぞれの長辺と短辺が延在する方向を採用する。そして、同一となる方向は一つの方向とし、順次、走査する。
【００２９】
これにより、マスク上において対応する長辺の延在方向が異なるものの同じ形状であるマスクパターンを介し、転写したパターンを用いて作製した半導体装置同士について、特性の差異を小さくすることができる。よって、これらの半導体装置を含んだ集積回路の特性のばらつきも小さくすることができる。
【００３０】
実施の形態３．
本実施の形態では、走査方向をマスクパターンの形状に応じた方向とすることにより、走査方向依存性を改善する技術を提案する。
【００３１】
図７は、マスクパターンと走査方向を示した概念的な図である。図７において、マスク上にパターン１、３、６、７が描画されている。パターン１は、図中の左右方向に延在する長辺１１と、図中の上下方向に延在する短辺２１から成る。パターン３は、図中の上下方向に延在する長辺１３と、図中の左右方向に延在する短辺２３から成る。パターン６、７は、それぞれ三つの矩形から構成される。
【００３２】
パターン６は、図中の左右方向に延在する長辺１４と、図中の上下方向に延在する短辺２４から成る矩形が二つと、図中の左右方向から時計と反対周りに６５°の角度をなす方向に延在する長辺１７と、これと直交する方向に延在する短辺２７から成る矩形が一つから構成される。これら三つの矩形が、屈曲した一つのパターン６を構成している。
【００３３】
パターン７は、図中の左右方向に延在する長辺１４と、図中の上下方向に延在する短辺２４から成る矩形が二つと、図中の左右方向から時計と反対周りに１１５°の角度をなす方向に延在する長辺１８と、これと直交する方向に延在する短辺２８から成る矩形が一つから構成される。これら三つの矩形が屈曲したパターン７を構成している。
【００３４】
また、走査方向５１は、図中の左右方向である。走査方向５３は、図中の上下方向である。走査方向５８は、図中の左右方向から時計と反対周りに２５°の角度をなす方向である。走査方向５９は、図中の左右方向から時計と反対周りに６５°の角度をなす方向である。走査方向６０は、図中の左右方向から時計と反対周りに１１５°の角度をなす方向である。走査方向６１は、図中の左右方向から時計と反対周りに１５５°の角度をなす方向である。
【００３５】
走査方向５１は、パターン１の長辺１１、パターン３の短辺２３、パターン６、７の長辺１４が延在する方向に対応する。走査方向５３は、パターン１の短辺２１、パターン３の長辺１３、パターン６、７の短辺２４が延在する方向に対応する。走査方向５８は、パターン７の短辺２８が延在する方向に対応する。走査方向５９は、パターン６の長辺１７が延在する方向に対応する。走査方向６０は、パターン７の長辺１８が延在する方向に対応する。走査方向６１は、パターン６の短辺２７が延在する方向に対応する。そして、それぞれの方向へ順次、走査する。
【００３６】
これによって、マスクパターンを構成する長辺と短辺のすべての辺について、それらの走査方向となす角度が、０°、２５°、６５°、９０°（１１５°は６５°と、１５５°は２５°と同じと把握できる）となる。
【００３７】
ここで、例えば走査方向として、パターン６、７を構成する矩形の短辺が延在する方向、すなわち、走査方向５１、５３、５８、６１だけを採用した場合を考える。このとき、長辺１１、１４とこれら三つの走査方向とのなす角度は、０°、２５°、９０°である。長辺１３とこれら三つの走査方向とのなす角度は、０°、６５°、９０°となる。長辺１７とこれら三つの走査方向とのなす角度は、２５°、６５°、９０°である。長辺１８とこれら三つの走査方向とのなす角度は、２５°、６５°、９０°である。このように、それぞれの長辺において、走査方向とのなす角度が異なる。短辺についても同様に各々が異なる。このため、パターン１、３の転写後のパターンを用いて各々の半導体装置を作製したとき、それらの半導体装置同士について、特性の差異を生じることとなる。さらに、パターン６、７の転写後のパターンを用いて各々の半導体装置を作製したときにおいても、それらの半導体装置同士について、特性の差異を生じることとなる。
【００３８】
また、例えば走査方向として、パターン６、７を構成する矩形の長辺が延在する方向、すなわち、走査方向５１、５３、５９、６０だけを採用した場合においても、同様のことが言える。
【００３９】
実施の形態２においては、走査方向として、マスクパターンを構成する矩形の長辺、または短辺のどちらか一方について、それが延在する方向を採用しても、実施の形態２で得られる効果は変わらないが、本実施の形態においては、上述したように、走査方向として、マスクパターンを構成する矩形の長辺と短辺の両方について、それらが延在する方向を採用することにより、走査方向依存性を改善することができる。
【００４０】
実施の形態４．
本実施の形態では、走査方向が固定されており、マスクとウエハの固定されている台を回転とすることにより、走査方向依存性を改善する技術を提案する。
【００４１】
図８は、固定された走査方向と回転されたマスクパターンを示した概念的な図である。図８において、マスク上にパターン１、３が描画されている。パターン１は、図中の左右方向に延在する長辺１１と、図中の上下方向に延在する短辺２１から成る。パターン３は、図中の上下方向に延在する長辺１３と、図中の左右方向に延在する短辺２３から成る。また、走査方向５１は図中の左右方向である。方向５５は、パターン１の長辺１１と４５°の角度をなす方向であり、かつパターン３の長辺１３と４５°の角度をなす方向である。このとき、方向５５を、走査方向５１と平行になるように固定台を回転させる。
【００４２】
これにより、マスクパターンはパターン１ａ、３ａとなり、長辺１１ａ、１３ａのそれぞれが走査方向５１と４５°の角度をなすこととなる。そして、走査方向５１へ露光走査を行うことにより、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。さらに、回転操作が一度で足りる。
【００４３】
実施の形態５．
本実施の形態では、走査方向が固定されており、マスクとウエハの固定されている台を回転とすることにより、走査方向依存性を改善する実施の形態３とは異なる技術を提案する。
【００４４】
図９は、固定された走査方向と回転されたマスクパターンを示した概念的な図である。図９において、マスク上にパターン１、３が描画されている。パターン１は、図中の左右方向に延在する長辺１１と、図中の上下方向に延在する短辺２１から成る。パターン３は、図中の上下方向に延在する長辺１３と、図中の左右方向に延在する短辺２３から成る。また、走査方向５１は図中の左右方向である。方向５６は、パターン１の長辺１１とパターン３の短辺２３が延在する方向である。そして、方向５７は、パターン１の短辺２１とパターン３の長辺１３が延在する方向である。
【００４５】
方向５６、５７の各々を、走査方向５１に平行となるように固定台を回転させる。図９において、方向５６は、もともと走査方向５１と平行であるので回転する必要はなく、そのまま露光走査する。方向５７は、走査方向５１と平行になるように、時計周りに９０°だけ回転させる。これにより、マスクパターンは１ｂ、３ｂとなり、再び露光走査を行う。以上の操作により、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
しかし、図９に示されるような、直交する方向に延在している長辺と短辺によって形成される矩形から構成されるマスクパターンに関しては、実施の形態４を適用する方が、回転の操作が一度だけで足りるため、効率的である。以下に、本実施の形態が有効である場合を説明する。例えば図６、７に示されるマスクパターンが描画されている場合がそれにあたる。
【００４７】
図６において、走査方向が走査方向５１に固定されているとする。このとき、走査方向５１、５２、５３、５４の各々を、回転の基準となる方向として、走査方向５１と平行になるように順次、回転と露光走査を行う。これにより、実施の形態２の図６に対する操作と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
また、図７においても、同様に走査方向が走査方向５１に固定されているとする。このとき走査方向５１、５３、５８、５９、６０、６１の各々を、回転の基準となる方向として、走査方向５１と平行になるように順次、回転と露光走査を行う。これにより、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
【発明の効果】
この発明にかかる、第１の露光走査方法を用いた場合、マスク上において対応する長辺の延在方向が異なるものの同じ形状であるマスクパターンを介し、転写したパターンを用い、作製した半導体装置の各々について、アクセス特性の差異を小さくすることができる。これにより、たとえ同じ構成のマスクパターンを採用した半導体装置であっても、集積回路内でどの向きに配置されるかに依存していた集積回路の特性のばらつきを小さくすることができる。
【００５０】
この発明にかかる、第２の露光走査方法を用いた場合、マスク上において対応する長辺の延在方向が異なるものの同じ形状であるマスクパターンを介し転写したパターンを用い、作製した半導体装置の各々について、アクセス特性の差異を小さくすることができる。これにより、たとえ同じ構成のマスクパターンを採用した半導体装置であっても、集積回路内でどの向きに配置されるかに依存していた集積回路の特性のばらつきを小さくすることができる。しかも、走査方向が一方向で足りる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マスクパターンと走査方向を示した、概念的な図である。
【図２】マスクパターンと走査方向を示した、概念的な図である。
【図３】マスクパターンと走査方向を示した、概念的な図である。
【図４】実施の形態１で用いた、概念的な図である。
【図５】実施の形態２で用いた、概念的な図である。
【図６】実施の形態２で用いた、概念的な図である。
【図７】実施の形態３で用いた、概念的な図である。
【図８】実施の形態４で用いた、概念的な図である。
【図９】実施の形態５で用いた、概念的な図である。
【符号の説明】
１，３〜５  マスクパターン、１１，１３〜１５  長辺、２１，２３，２４  短辺、５１〜５４  走査方向。
【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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