(57)【要約】【目的】  欠陥のあるマスクを用いても所要のパターンを持つマスクを製作することを可能とし、これによりマスクの製造歩留を向上することを目的とする。【構成】  露光装置に用いるマスクを製作するマスク製作方法において、パターンが形成された複数のマスクを用いて、上記複数のマスクに形成されたパターンを所定のマスクに多重露光する多重露光工程と、上記多重露光工程により多重露光された所定のマスクを現像する現像工程とを備えたことを特徴とする。【選択図】        図４
2005101408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光装置に用いるマスクを製作するマスク製作方法において、
パターンが形成された複数のマスクを用いて、上記複数のマスクに形成されたパターンを所定のマスクに多重露光する多重露光工程と、
上記多重露光工程により多重露光された所定のマスクを現像する現像工程と
を備えたことを特徴とするマスク製作方法。
【請求項２】
上記複数のマスクには、それぞれ欠陥のある同一パターンが形成され、
上記多重露光工程は、それぞれ欠陥のある同一パターンが形成された複数のマスクを用いて上記所定のマスクに多重露光することを特徴とする請求項１記載のマスク製作方法。
【請求項３】
露光装置に用いるマスクを製作するマスク製作方法において、
パターンが形成された複数のマスクを用いて、上記複数のマスクのいずれかのマスクに上記複数のマスクの他のマスクに形成されたパターンを多重露光する多重露光工程と、
上記多重露光工程により多重露光された上記マスクを現像する現像工程と
を備えたことを特徴とするマスク製作方法。
【請求項４】
露光装置に用いるマスクを製作するマスク製作方法において、
複数のパターンが形成された第１のマスクを用いて、上記第１のマスクに形成された複数のパターンのいずれかのパターンを第２のマスクに露光する露光工程と、
上記露光工程により露光された第２のマスクを現像する現像工程と
を備えたことを特徴とするマスク製作方法。
【請求項５】
上記第１のマスクには、欠陥の無いパターンを含む複数の同一パターンが形成され、
上記露光工程は、上記第１のマスクに形成された複数の同一パターンのうち、欠陥の無いパターンを第２のマスクに露光することを特徴とする請求項４記載のマスク製作方法。
【請求項６】
露光装置に用いるマスクを製作するマスク製作方法において、
複数の領域にパターンが形成された第１のマスクを用いて、上記第１のマスクに形成された複数の領域のうち、所定の複数の領域のパターンを第２のマスクに多重露光する多重露光工程と、
上記多重露光工程により多重露光された第２のマスクを現像する現像工程と
を備えたことを特徴とするマスク製作方法。
【請求項７】
上記第１のマスクには、上記所定の複数の領域にそれぞれ欠陥のある同一パターンが形成され、
上記多重露光工程は、上記第１のマスクの上記所定の複数の領域に形成されたそれぞれ欠陥のある同一パターンを第２のマスクに多重露光することを特徴とする請求項６記載のマスク製作方法。
【請求項８】
上記第１のマスクには、上記所定の複数の領域にそれぞれ欠陥のある同一パターンが形成され、
上記第２のマスクには、複数の領域が設定され、
上記多重露光工程は、上記第１のマスクの上記所定の複数の領域に形成されたそれぞれ欠陥のある同一パターンを上記第２のマスクに設定された複数の領域の各領域に多重露光することを特徴とする請求項６記載のマスク製作方法。
【請求項９】
欠陥のあるパターンは、位置ずれによる欠陥を有し、
上記多重露光工程は、上記位置ずれを補正するように多重露光することを特徴とする請求項２，７，８のいずれか記載のマスク製作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク製作方法及びマスクに関する。特に、荷電粒子線投影露光方法で用いるマスクを製作する手法、マスク、マスクパターン、半導体装置の製造方法に関する。さらに、複数個のマスクパターンを用いて荷電粒子ビーム近接露光方法（等倍転写）の多重露光により高品位なマスクを製作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年ますます微細化される半導体集積回路を製造するために、紫外線露光技術に代わる新しい露光技術が求められており、荷電粒子線投影露光、特に、電子線投影露光技術が注目されている。この電子線投影露光技術として、電子ビームのビーム径をマスク上で１ｍｍ角程度として、露光用マスクとして４倍のステンシルマスクを用い、ウェハ上での最大露光面積を２５０ｕｍ□（角）で露光を行う手法が提案されている。ここで用いられるステンシルマスクは試料に形成するチップの全パターンを分割した多数の分割マスクで構成されており、その分割マスクに対して電子ビームによる一括露光を行う手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、量産レベルで超微細加工用に使用可能な電子ビーム近接露光装置が提案されている。同技術では図１に示すような基本構成を用いて露光を行い、ここで用いられるステンシルマスクは、非常に薄いＳｉなどから構成されるメンブレン膜と等倍のマスクパターン開口を備えることを特徴としている（特許文献２、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１３９３４４号公報
【特許文献２】特許第２９５１９４７号公報
【特許文献３】特開２００２−２３７４５０号公報
【特許文献４】特開２００１−５７３３３号公報
【非特許文献１】“Ｌｏｗ  ｅｎｅｒｇｙ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ−  ｂｅａｍ  ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：  Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ  ｏｆ  ｍｉｓｓｉｎｇ  ｌｉｎｋ”  （Ｔａｋａｏ  Ｕｔｓｕｍｉ，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ  １７（６），Ｎｏｖ／Ｄｅｃ  １９９９，ｐｐ．２８９７−  ２９０２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの電子線投影露光技術で用いるステンシルマスクでは、パターンを微細に加工するために非常に薄い、具体的には０．１ｕｍから２ｕｍのＳｉなどから構成された開口を必要とする（図２）。このためステンシルマスクの機械的強度が低下することにより欠陥が生じやすくなる。また、試料に転写されるパターンの１または４倍のマスクパターンが必要なため、非常に高度な微細加工技術が必要なことからもその製造は困難である。露光工程で用いられるマスクには無欠陥が要求されるが、このステンシルマスクでは上記問題から無欠陥マスクを製造することが極めて難しい。よって、無欠陥マスクができるまで、何枚も製造しなければならない。
【０００５】
こうした問題点を解決するために上記特許文献４に記載の技術では１枚のマスク上に複数の同一のマスクパターンを製作し、一つのマスクパターンを構成する個々の分割マスク（通常数千個で一つのマスクパターンを構成する）ごとに、良品のみを用いて露光する、という手法が提案されている。しかし同手法では露光時のスループット（単位時間あたりの処理能力）が低下する、分割マスクにしか適用できない、位置精度や線幅精度の向上には寄与しない、などの問題点がある。
【０００６】
一方、等倍電子線露光機を用いてステンシルマスクをコピーすることで安価にステンシルマスクを製造する手法が、上記特許文献３に記載の技術に提案されている。しかしながら同手法は無欠陥マスクを安価にコピーする手法であるので、コピー元となる最初の無欠陥ステンシルマスクの製造に関しては記載が及んでいない。
【０００７】
本発明の目的は、欠陥のあるマスクを用いても所要のパターンを持つマスクを製作することを可能とし、これによりマスクの製造歩留を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るマスク製作方法は、露光装置に用いるマスクを製作するマスク製作方法において、
パターンが形成された複数のマスクを用いて、上記複数のマスクに形成されたパターンを所定のマスクに多重露光する多重露光工程と、
上記多重露光工程により多重露光された所定のマスクを現像する現像工程と
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記複数のマスクには、それぞれ欠陥のある同一パターンが形成され、
上記多重露光工程は、それぞれ欠陥のある同一パターンが形成された複数のマスクを用いて上記所定のマスクに多重露光することを特徴とする。
【００１０】
この発明に係るマスク製作方法は、露光装置に用いるマスクを製作するマスク製作方法において、
パターンが形成された複数のマスクを用いて、上記複数のマスクのいずれかのマスクに上記複数のマスクの他のマスクに形成されたパターンを多重露光する多重露光工程と、
上記多重露光工程により多重露光された上記マスクを現像する現像工程と
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
この発明に係るマスク製作方法は、露光装置に用いるマスクを製作するマスク製作方法において、
複数のパターンが形成された第１のマスクを用いて、上記第１のマスクに形成された複数のパターンのいずれかのパターンを第２のマスクに露光する露光工程と、
上記露光工程により露光された第２のマスクを現像する現像工程と
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
上記第１のマスクには、欠陥の無いパターンを含む複数の同一パターンが形成され、
上記露光工程は、上記第１のマスクに形成された複数の同一パターンのうち、欠陥の無いパターンを第２のマスクに露光することを特徴とする。
【００１３】
この発明に係るマスク製作方法は、露光装置に用いるマスクを製作するマスク製作方法において、
複数の領域にパターンが形成された第１のマスクを用いて、上記第１のマスクに形成された複数の領域のうち、所定の複数の領域のパターンを第２のマスクに多重露光する多重露光工程と、
上記多重露光工程により多重露光された第２のマスクを現像する現像工程と
を備えたことを特徴とする。
【００１４】
上記第１のマスクには、上記所定の複数の領域にそれぞれ欠陥のある同一パターンが形成され、
上記多重露光工程は、上記第１のマスクの上記所定の複数の領域に形成されたそれぞれ欠陥のある同一パターンを第２のマスクに多重露光することを特徴とする。
【００１５】
上記第１のマスクには、上記所定の複数の領域にそれぞれ欠陥のある同一パターンが形成され、
上記第２のマスクには、複数の領域が設定され、
上記多重露光工程は、上記第１のマスクの上記所定の複数の領域に形成されたそれぞれ欠陥のある同一パターンを上記第２のマスクに設定された複数の領域の各領域に多重露光することを特徴とする０００６記載のマスク製作方法。
【００１６】
欠陥のあるパターンは、位置ずれによる欠陥を有し、
上記多重露光工程は、上記位置ずれを補正するように多重露光することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、欠陥を含むマスクを複数用いることで良品マスクを得ることができ、その結果時間とコストを軽減できる。
【００１８】
また、欠陥を含むマスク部を複数個用いることで良品マスクを得ることができ、その結果時間とコストを軽減できる。
【００１９】
また、良品マスクができるまでマスク露光を繰り返す必要が無いので、時間とコストを軽減できる。
【００２０】
また、中心極限定理に基づき、多重露光により位置精度、線幅精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に説明するように、本実施の形態における荷電粒子線投影露光装置で使用されるマスクの製作方法は、前記マスクと同一パターンの開口を有するマスタマスクを製作する工程と、欠陥のある複数の前記マスタマスクを使用して前記マスタマスクと同一開口パターンを荷電粒子ビーム近接露光方法で多重露光して子マスクを製作する工程とを備え、前記子マスクが前記試料用マスクとして使用されることを特徴とする。
【００２２】
また、前記子マスクを前記マスタマスクとして使用して更なる子マスクを荷電粒子ビーム近接露光方法で製作する工程を少なくとも一つ更に備えることを特徴とする。
【００２３】
また、全ての前記マスタマスクに露光するパターンを前記試料上のパターンに対して左右または上下に反転したパターンであることを特徴とする。
【００２４】
また、複数の前記マスタマスクの欠陥検査を省略しうることを特徴とする。
【００２５】
また、本実施の形態における荷電粒子線投影露光装置で使用されるマスクの製作方法は、前記マスクと同一パターンの開口を有するマスタマスクを製作する工程と、１枚の前記マスタマスク内に複数の同一のマスクパターンを備えている前記マスタマスク内で無欠陥の前記マスクパターン部のみを使用して複数の前記マスタマスクパターンと同一開口パターンを荷電粒子ビーム近接露光方法で露光して子マスクを製作する工程とを備え、前記子マスクが前記試料用マスクとして使用されることを特徴とする。
【００２６】
また、前記子マスクを前記マスタマスクとして使用して更なる子マスクを荷電粒子ビーム近接露光方法で製作する工程を少なくとも一つ更に備えることを特徴とする。
【００２７】
また、前記マスタマスクに露光するパターンを前記試料上のパターンに対して左右または上下に反転したパターンであることを特徴とする。
【００２８】
また、本実施の形態における荷電粒子線投影露光装置で使用されるマスクの製作方法は、前記マスクと同一パターンの開口を有するマスタマスクを製作する工程と、１枚の前記マスタマスク内に複数の同一のマスクパターンを備えている前記マスタマスクを使用して複数の前記マスクパターン部を使用して同一開口パターンを荷電粒子ビーム近接露光方法で多重露光して複数の同一の前記マスクパターンからなる子マスクを製作する工程とを備え、前記子マスクが前記試料用マスクとして使用されることを特徴とする。
【００２９】
また、前記子マスクを前記マスタマスクとして使用して更なる子マスクを荷電粒子ビーム近接露光方法で製作する工程を少なくとも一つ更に備えることを特徴とする。
【００３０】
また、前記マスタマスクに露光するパターンを前記試料上のパターンに対して左右または上下に反転したパターンであることを特徴とする。
【００３１】
また、前記マスタマスクの欠陥検査を省略しうることを特徴とする。
【００３２】
また、上記荷電粒子ビーム近接露光方法での多重露光に伴うパターンの変化量に応じて、前記マスタマスクに露光されるパターンをあらかじめ前記変化量を打ち消すように変化させることを特徴とする。
【００３３】
実施の形態１．
図１は、電子ビーム近接露光装置の基本原理（電子光学系の概念）を示す図である。
【００３４】
図１において、電子ビーム近接露光装置１は、電子銃１０、アパーチャ３０、レンズ４０、主偏向器５０、副偏向器６０、ステンシルマスク７０（マスクの一例である）を備えている。電子ビーム近接露光装置１では、図示していないウエハステージにレジストがウエハ表面に塗布された試料となるウエハ８０を配置している。電子銃１０から照射された電子ビーム２０は、アパーチャ３０、レンズ４０を通り、複数の主偏向器５０及び複数の副偏向器６０により偏向され、開口したパターンが形成されたステンシルマスク７０の開口部を通って、ウエハ８０を露光する。言いかえれば、電子ビーム２０は、ウエハ８０の表面に塗布されたレジストを感光させる。
【００３５】
図２は、荷電粒子投影露光に用いられるステンシルマスクの概念図（断面形状）を示す図である。
【００３６】
図２において、ステンシルマスク７０は、サポート基板部７３と複数の梁７４とで保持されたメンブレン７１膜を有し、メンブレン７１膜には、貫通して開口したパターンとしてのパターン開口７２が形成されている。
【００３７】
図３は、ウエハとマスクの関係図を示す図である。
【００３８】
荷電粒子ビーム露光用のマスクを製作する場合、サポート基板部７３と複数の梁７４とが見えない側（配置されていない面側）からマスク面に露光する。一方、試料であるウエハ８０に上記製作されたマスクを用いて露光する場合、サポート基板部７３と複数の梁７４とが見える側（配置された面側）から電子ビーム２０を照射し、試料を露光する。すなわち、マスクを製作する場合、試料に露光したいパターンを反転させたパターンをマスクに露光させることになる。
【００３９】
図４は、実施の形態１の概念図である。
【００４０】
図４に示すように、欠陥のあるマスク（以下、不良マスクと呼ぶ）を複数枚用いて近接露光装置１にて多重露光する。不良マスクの必要枚数は限定されないが、３枚以上の不良マスクを用いて多重露光するのが望ましい。ここで、それぞれの不良マスクにて露光する際、所定露光量の枚数分の１の露光量だけにて露光し、全ての不良マスクについて同様にマスク基板の同じ場所に対して露光を行う。個々のマスクの欠陥は露光量が不足して転写されないため、多重露光により良品マスクの露光が可能となる。そして、多重露光された良品マスクを現像し、エッチング、洗浄と、露光工程後の処理工程を行うことで、良品マスクを製作する。ただし、不良マスクを露光用マスクとして試料となる試料用マスクに露光する場合、図３に示すように、露光用マスクと試料用マスクとで設置向きが反対であるため、試料用マスクに露光されたパターンは、露光用マスクのパターンと反転してしまう。言いかえれば、マスク露光時と試料であるウエハ露光時とで向きが逆になる。すなわち、露光によりパターンが反転する。したがって、試料であるウエハ８０に試料用マスクを用いて露光するには、もう一度マスク転写を近接露光で行い、マスクパターンを反転（左右、上下のいずれでも良い）させる必要がある。
【００４１】
以上のように、本実施の形態において、露光装置に用いるマスクを製作するマスク製作方法は、多重露光工程と現像工程とを備えている。
【００４２】
上記多重露光工程は、パターンが形成された複数のマスクを用いて、上記複数のマスクに形成されたパターンをレジスト塗布工程でレジストがマスク表面に塗布された所定のマスクに多重露光する。
【００４３】
上記現像工程は、上記多重露光工程により多重露光された所定のマスクを現像する。
【００４４】
現像工程後は、エッチング工程、洗浄工程を経て、露光装置に用いるマスクを製作する。
【００４５】
ここでは、上記複数のマスクには、それぞれ欠陥のある同一パターンが形成され、上記多重露光工程は、それぞれ欠陥のある同一パターンが形成された複数のマスクを用いて上記所定のマスクに多重露光することを特徴とする。
【００４６】
或いは、多重露光工程は、パターンが形成された複数のマスクを用いて、上記複数のマスクのいずれかのマスクに上記複数のマスクの他のマスクに形成されたパターンを多重露光する。そして、現像工程は、上記多重露光工程により多重露光された上記マスクを現像する。
【００４７】
図５は、実施の形態１におけるマスク製作方法のフローチャートを示す図である。
【００４８】
図５を用いて工程を詳細に見る。
【００４９】
Ｓ（ステップ）５０１において、最初にマスタマスクを露光及び露光後の工程（現像、エッチングや洗浄など）により製作する。
【００５０】
Ｓ５０２において、出来たマスタマスクに欠陥があるか判断する。出来たマスタマスクに欠陥が無ければこれで良品マスクが得られたことになりＳ５０８に進む。
【００５１】
Ｓ５０３において、出来たマスタマスクに欠陥があり、不良マスクで有った場合には、不良マスクが所定の枚数に達しているかどうかを判断する。所定の枚数に達していなければ引き続きマスタマスクの製作を行うためＳ５０１に進む。所定の枚数に達していれば次の工程に移る。所定の枚数は、限定しないが３枚以上が望ましい。
【００５２】
Ｓ５０４において、所定の枚数の不良マスクを全て用いて近接露光装置により多重露光および露光後の工程を行い子マスクを製作する。露光後の工程として、現像工程、エッチング工程、洗浄工程をおこなう。
【００５３】
Ｓ５０５において、得られた子マスクは試料であるウエハに露光するために得たいマスクに対してパターンが反転しているので、もう一度近接露光装置にて子マスクパターンを孫マスクに反転転写する。すなわち、子マスクを用いて近接露光装置により露光および露光後の工程を行い孫マスクを製作する。露光後の工程として、現像工程、エッチング工程、洗浄工程をおこなう。
【００５４】
Ｓ５０６において、得られた孫マスクに欠陥があるか判断する。孫マスクが無欠陥であれば良品マスクが得られたことになりＳ５０８に進む。
【００５５】
Ｓ５０７において、得られた孫マスクに欠陥があればその欠陥が露光起因なのかそうでないのかを調べる。線幅異常や位置異常であれば露光起因の欠陥であるし、黒欠陥や白欠陥であれば加工工程起因の欠陥の可能性が高い。露光起因であればやり直しとなるが、露光後工程起因であれば、再度孫マスクを近接露光及び露光後工程を行うためＳ５０４に進む。
【００５６】
一般にマスク露光は高価な装置を長時間占有するコストの高い工程なので、このマスク露光を近接露光により瞬時に完了できれば、コスト軽減に有用である。また、多重露光によるパターンの太り量をあらかじめ測定または計算しておき、その太り量を打ち消すようにマスタマスクパターンに補正を加えておくことが望ましい。言いかえれば、欠陥のあるパターンは、位置ずれによる欠陥を有し、上記多重露光工程は、上記位置ずれを補正するように多重露光する。
【００５７】
以上のように本実施の形態は、荷電粒子線投影光装置で使用されるマスクの製作方法であって、前記マスクと同一パターンの開口を有するマスタマスクを製作する工程と、欠陥のある複数の前記マスタマスクを使用して前記マスタマスクと同一開口パターンを荷電粒子ビーム近接露光方法で多重露光して子マスクを製作する工程とを備え、前記子マスクが前記試料用マスクとして使用されることを特徴とするマスクの製造方法を説明した、また、この方法で製作するマスクを説明した。
【００５８】
以上のように複数のマスタマスクを製造した場合、全く同じ個所に欠陥（黒欠陥や白欠陥、パターンの線幅異常、位置異常など）が存在することは極めてまれである。そこで欠陥が存在するマスクを複数用いて近接露光（等倍転写）すれば、欠陥が目立たなくなり、実質的には無欠陥のマスク露光が可能となる。この方法でマスク露光を行えば不良マスクを複数用いれば良品のマスク露光が可能となる。
【００５９】
実施の形態２．
図６は、実施の形態２の概念を示す図である。
【００６０】
実施の形態１との違いは、あらかじめ左右または上下に反転したパターンを用いてマスタマスクを製作することである。このため最初に製作したマスタマスクが良品マスクであっても試料（ウエハ）露光用のマスクとして用いることはできないが、孫マスクを製作することなく子マスクを製作すれば試料露光用のマスクが出来上がる。マスタマスクの歩留に応じて実施の形態１の手法と実施の形態２の手法とを使い分けることが望ましい。また、実施の形態２では最初に製作したマスタマスクを試料露光用に用いることは無いので、マスタマスクの欠陥検査を省略しても良い。多少の欠陥が存在しても多重露光によるマスク転写によって良品マスクが得られるからである。
【００６１】
図７は、実施の形態２におけるマスク製作方法のフローチャートを示す図である。
【００６２】
Ｓ７０１において、最初に、あらかじめ左右または上下に反転したパターンを用いてマスタマスクを所定の枚数製作する。マスタマスクは、露光及び露光後の工程（現像、エッチングや洗浄など）により製作する。
【００６３】
Ｓ７０２において、所定の枚数のマスタマスクを全て用いて近接露光装置により多重露光および露光後の工程を行い子マスクを製作する。露光後の工程として、現像工程、エッチング工程、洗浄工程をおこなう。
【００６４】
Ｓ７０３において、得られた子マスクに欠陥があるか判断する。子マスクが無欠陥であれば良品マスクが得られたことになりＳ７０５に進む。
【００６５】
Ｓ７０４において、得られた子マスクに欠陥があればその欠陥が露光起因なのかそうでないのかを調べる。線幅異常や位置異常であれば露光起因の欠陥であるし、黒欠陥や白欠陥であれば加工工程起因の欠陥の可能性が高い。露光起因であればやり直しとなるが、露光後工程起因であれば、再度孫マスクを近接露光及び露光後工程を行うためＳ７０２に進む。
【００６６】
以上のように、あらかじめ反転させたマスクパターンを用いてマスタマスクの露光を行えばマスタマスクからの転写は一度で済む。マスタマスクへの露光に用いるパターンをあらかじめ反転させておくか、試料露光に用いるマスクと同じ向きのパターンにするのかは、マスクの製造歩留に応じて決めればよい。製造歩留が低くて無欠陥のマスクを製造することが困難な場合はあらかじめマスクパターンを反転させておいた方が工程は少なくて済む。このような場合では、最初のマスタマスクでは欠陥はある程度存在するものとして、マスタマスクの欠陥検査を省略しても良い。多少の欠陥が存在しても多重露光によるマスク転写によって無欠陥マスクが得られるからである。
【００６７】
実施の形態３．
図８は、実施の形態３の概念を示す図である。
【００６８】
実施の形態３において実施の形態１との違いは、１枚のマスク内に複数の同一チップ露光用のマスク部が配置されており、その複数のマスク部のうち良品マスク部のみを用いて子マスク（複数の同一チップ部が配置されている、とする）を製作することである。したがって、実施の形態３では多重露光は用いず、良品マスク部のみを一回または複数回露光して子マスク上に一個または複数のマスク部を製作する。この違いは一枚のマスクに配置できる最大露光サイズに依存して決められる。仮に最大露光サイズを４０ｍｍ角（ウエハ上）だとして、ウエハに露光したいチップサイズを１０ｍｍ角（ウエハ上）とすると、以下の説明する実施の形態５の手法を用いることが出来、良品マスク部の転写は最大１６個となる。しかしチップサイズを４０ｍｍ角とすると本実施の形態３の手法を用いることが出来ず、実施の形態１（または実施の形態２）の手法を用いることとなる。
【００６９】
露光装置に用いるマスクを製作する実施の形態３におけるマスク製作方法は、以下の露光工程と現像工程とを備える。
【００７０】
上記露光工程は、複数のパターンが形成された第１のマスクを用いて、上記第１のマスクに形成された複数のパターンのいずれかのパターンをレジスト塗布工程でレジストがマスク表面に塗布された第２のマスクに露光する。
【００７１】
上記現像工程は、上記露光工程により露光された第２のマスクを現像する。
【００７２】
現像工程後は、エッチング工程、洗浄工程を経て、露光装置に用いるマスクを製作する。
【００７３】
上記第１のマスクには、欠陥の無いパターンを含む複数の同一パターンが形成され、そして、上記露光工程は、上記第１のマスクに形成された複数の同一パターンのうち、欠陥の無いパターンを第２のマスクに露光することを特徴とする。
【００７４】
図９は、実施の形態３におけるマスク製作方法のフローチャートを示す図である。
【００７５】
Ｓ９０１において、最初に、複数の同一チップからなるマスタマスクを露光及び露光後の工程（現像、エッチングや洗浄など）により製作する。すなわち、複数の領域に同一パターンが形成されることとなるように複数の領域にパターンが形成されたマスタマスクを製作する。
【００７６】
Ｓ９０２において、出来たマスタマスクの各チップのマスク部に無欠陥部があるか判断する。出来たマスタマスクの各チップのマスク部に無欠陥部が無ければ、最初からやり直しとなる。
【００７７】
Ｓ９０３において、出来たマスタマスクのいずれかのチップのマスク部に無欠陥部である良品マスク部があった場合には、良品マスク部を用いて近接露光装置により露光および露光後の工程を行い子マスクを製作する。露光後の工程として、現像工程、エッチング工程、洗浄工程をおこなう。
【００７８】
Ｓ９０４において、得られた子マスクは試料であるウエハに露光するために得たいマスクに対してパターンが反転しているので、もう一度近接露光装置にて子マスクパターンを孫マスクに反転転写する。すなわち、子マスクを用いて近接露光装置により露光および露光後の工程を行い孫マスクを製作する。露光後の工程として、現像工程、エッチング工程、洗浄工程をおこなう。
【００７９】
Ｓ９０５において、得られた孫マスクに欠陥があるか判断する。孫マスクが無欠陥であれば良品マスクが得られたことになりＳ９０７に進む。
【００８０】
Ｓ９０６において、得られた孫マスクに欠陥があればその欠陥が露光起因なのかそうでないのかを調べる。線幅異常や位置異常であれば露光起因の欠陥であるし、黒欠陥や白欠陥であれば加工工程起因の欠陥の可能性が高い。露光起因であればやり直しとなるが、露光後工程起因であれば、再度孫マスクを近接露光及び露光後工程を行うためＳ９０３に進む。
【００８１】
一枚のマスクの中に複数の同一チップのパターンを配置した場合は、複数の同一チップ内に１個以上の無欠陥のマスク部が製作されうる。この場合、無欠陥であるチップのマスク部を子マスクの全面に近接露光で転写することで、全面に渡って無欠陥の子マスクを得ることが出来る。ただし実施の形態１に記載の方法で製作されたマスクと同様、得られた子マスクをもう一度近接転写するか、あらかじめマスクパターンを反転させておく必要がある。
【００８２】
以上のように、本実施の形態３では、荷電粒子線投影露光装置で使用されるマスクの製作方法であって、前記マスクと同一パターンの開口を有するマスタマスクを製作する工程と、１枚の前記マスタマスク内に複数の同一のマスクパターンを備えている前記マスタマスク内で無欠陥の前記マスクパターン部のみを使用して複数の前記マスタマスクパターンと同一開口パターンを荷電粒子ビーム近接露光方法で露光して子マスクを製作する工程と、を備え、前記子マスクが前記試料用マスクとして使用されることを特徴とするマスクの製造方法及びこの方法で製作されるマスクを説明した。
【００８３】
実施の形態４．
図１０は、実施の形態４における概念を示す図である。
【００８４】
実施の形態４において、実施の形態３との違いは、実施の形態１と実施の形態２の違いと同様で、あらかじめ左右または上下に反転したパターンを用いてマスタマスクを製作することである。実施の形態３と実施の形態４の使い分けも同様でマスタマスクの歩留に応じて製作手法を決めることが望ましい。
【００８５】
図１１は、実施の形態４におけるマスク製作方法のフローチャートを示す図である。
【００８６】
Ｓ１１０１において、最初に、あらかじめ左右または上下に反転したパターンをもつ複数の同一チップからなるマスタマスクを製作する。マスタマスクは、露光及び露光後の工程（現像、エッチングや洗浄など）により製作する。
【００８７】
Ｓ１１０２において、出来たマスタマスクの各チップのマスク部に無欠陥部があるか判断する。出来たマスタマスクの各チップのマスク部に無欠陥部が無ければ、最初からやり直しとなる。
【００８８】
Ｓ１１０３において、出来たマスタマスクのいずれかのチップのマスク部に無欠陥部である良品マスク部があった場合には、良品マスク部を用いて近接露光装置により露光および露光後の工程を行い子マスクを製作する。露光後の工程として、現像工程、エッチング工程、洗浄工程をおこなう。
【００８９】
Ｓ１１０３において、得られた子マスクに欠陥があるか判断する。子マスクが無欠陥であれば良品マスクが得られたことになりＳ１１０６に進む。
【００９０】
Ｓ１１０４において、得られた子マスクに欠陥があればその欠陥が露光起因なのかそうでないのかを調べる。線幅異常や位置異常であれば露光起因の欠陥であるし、黒欠陥や白欠陥であれば加工工程起因の欠陥の可能性が高い。露光起因であればやり直しとなるが、露光後工程起因であれば、再度孫マスクを近接露光及び露光後工程を行うためＳ１１０３に進む。
【００９１】
実施の形態５．
図１２は、実施の形態５の概念を示す図である。
【００９２】
実施の形態５において、実施の形態３との違いは、複数のマスク部の全てが不良マスク部であることを想定しており、実施の形態１と同様に複数の不良マスク部を用いて多重露光し子マスクを製作する。マスタマスクの歩留に応じて実施の形態３または実施の形態４と実施の形態５の手法を使い分けることが望ましい。また、多重露光によるパターンの太り量をあらかじめ測定または計算しておき、その太り量を打ち消すようにマスタマスクパターンに補正を加えておくことが望ましい。
【００９３】
露光装置に用いるマスクを製作する実施の形態５におけるマスク製作方法は、以下の多重露光工程と現像工程とを備える。
【００９４】
上記多重露光工程は、複数の領域にパターンが形成された第１のマスクを用いて、上記第１のマスクに形成された複数の領域のうち、所定の複数の領域のパターンを、レジスト塗布工程でレジストがマスク表面に塗布された第２のマスクに多重露光する。多重露光するための所定の複数の領域のパターンについて、第１のマスクに形成された複数の領域のパターン全てを用いて多重露光する場合に限られず、数の限定はしないが、所定の複数の領域のパターンとして３ヶ所以上の領域のパターンを用いて多重露光するのが望ましい。
【００９５】
現像工程は、上記多重露光工程により多重露光された第２のマスクを現像する。
【００９６】
現像工程後は、エッチング工程、洗浄工程を経て、露光装置に用いるマスクを製作する。
【００９７】
上記第１のマスクには、上記所定の複数の領域にそれぞれ欠陥のある同一パターンが形成され、そして、上記多重露光工程は、上記第１のマスクの上記所定の複数の領域に形成されたそれぞれ欠陥のある同一パターンを第２のマスクに多重露光する。
【００９８】
また、上記第２のマスクには、複数の領域が設定されている場合、上記多重露光工程は、上記第１のマスクの上記所定の複数の領域に形成されたそれぞれ欠陥のある同一パターンを上記第２のマスクに設定された複数の領域の各領域に多重露光するようにしても構わない。
【００９９】
図１３は、実施の形態５におけるマスク製作方法のフローチャートを示す図である。
【０１００】
Ｓ１３０１において、最初に、複数の同一チップからなるマスタマスクを露光及び露光後の工程（現像、エッチングや洗浄など）により製作する。すなわち、複数の領域に同一パターンが形成されることとなるように複数の領域にパターンが形成されたマスタマスクを製作する。
【０１０１】
Ｓ１３０２において、出来たマスタマスクの各チップのマスク部に欠陥部があるか判断する。出来たマスタマスクの各チップのマスク部に欠陥部が無ければ、良品マスクの完成としてＳ１３０７に進む。
【０１０２】
Ｓ１３０３において、出来たマスタマスクの各チップのマスク部に欠陥部があった場合には、各チップのうち複数の欠陥マスク部を用いて近接露光装置により多重露光および多重露光後の工程を行い子マスクを製作する。露光後の工程として、現像工程、エッチング工程、洗浄工程をおこなう。
【０１０３】
Ｓ１３０４において、得られた子マスクは試料であるウエハに露光するために得たいマスクに対してパターンが反転しているので、もう一度近接露光装置にて子マスクパターンを孫マスクに反転転写する。すなわち、子マスクを用いて近接露光装置により露光および露光後の工程を行い孫マスクを製作する。露光後の工程として、現像工程、エッチング工程、洗浄工程をおこなう。
【０１０４】
Ｓ１３０５において、得られた孫マスクに欠陥があるか判断する。孫マスクが無欠陥であれば良品マスクが得られたことになりＳ１３０７に進む。
【０１０５】
Ｓ１３０６において、得られた孫マスクに欠陥があればその欠陥が露光起因なのかそうでないのかを調べる。線幅異常や位置異常であれば露光起因の欠陥であるし、黒欠陥や白欠陥であれば加工工程起因の欠陥の可能性が高い。露光起因であればやり直しとなるが、露光後工程起因であれば、再度孫マスクを近接露光及び露光後工程を行うためＳ１３０３に進む。
【０１０６】
実施の形態６．
図１４は、実施の形態６の概念を示す図である。
【０１０７】
実施の形態６において、実施の形態５との違いは、実施の形態１と実施の形態２の違いと同様で、あらかじめ左右または上下に反転したパターンを用いてマスタマスクを製作することである。実施の形態５と本実施の形態６の使い分けも同様でマスタマスクの歩留に応じて製作手法を決めることが望ましい。また、実施の形態６では最初に製作したマスタマスクを試料露光用に用いることは無いので、マスタマスクの欠陥検査を省略しても良い。多少の欠陥が存在しても多重露光によるマスク転写によって良品マスクが得られるからである。
図１５は、実施の形態６におけるマスク製作方法のフローチャートを示す図である。
【０１０８】
Ｓ１５０１において、最初に、あらかじめ左右または上下に反転したパターンをもつ複数の同一チップのマスク部からなるマスタマスクを製作する。マスタマスクは、露光及び露光後の工程（現像、エッチングや洗浄など）により製作する。
【０１０９】
Ｓ１５０２において、出来たマスタマスクの各チップのマスク部に欠陥部があった場合には、各チップのうち複数の欠陥マスク部を用いて近接露光装置により多重露光および多重露光後の工程を行い子マスクを製作する。露光後の工程として、現像工程、エッチング工程、洗浄工程をおこなう。
【０１１０】
Ｓ１５０３において、得られた子マスクに欠陥があるか判断する。子マスクが無欠陥であれば良品マスクが得られたことになりＳ１５０５に進む。
【０１１１】
Ｓ１５０４において、得られた子マスクに欠陥があればその欠陥が露光起因なのかそうでないのかを調べる。線幅異常や位置異常であれば露光起因の欠陥であるし、黒欠陥や白欠陥であれば加工工程起因の欠陥の可能性が高い。露光起因であればやり直しとなるが、露光後工程起因であれば、再度孫マスクを近接露光及び露光後工程を行うためＳ１５０２に進む。
【０１１２】
以上のように、実施の形態５，６では、マスクの製造歩留が実施の形態３、４に記載の方法の状況より低くて、複数の同一チップからなるマスク内で、どのチップにおいても無欠陥のマスク部が製作されない、すなわち全てのチップのマスク部において欠陥が存在する場合は、マスタマスクの欠陥を含んだ複数のチップマスクを一つのチップマスクに多重露光することで良品のマスク露光が可能となる。この場合でも、得られた子マスクをもう一度近接転写するか、あらかじめマスクパターンを反転させておく必要がある。また、最初のマスタマスクでは欠陥はある程度存在するものとして、マスタマスクの欠陥検査を省略しても良い。多少の欠陥が存在しても多重露光によるマスク転写によって無欠陥マスクが得られるからである。そこで、実施の形態５では、荷電粒子線投影露光装置で使用されるマスクの製作方法であって、前記マスクと同一パターンの開口を有するマスタマスクを製作する工程と、１枚の前記マスタマスク内に複数の同一のマスクパターンを備えている前記マスタマスクを使用して複数の前記マスクパターン部を使用して同一開口パターンを荷電粒子ビーム近接露光方法で多重露光して複数の同一の前記マスクパターンからなる子マスクを製作する工程と、を備え、前記子マスクが前記試料用マスクとして使用されることを特徴とするマスクの製造方法及びこの方法で製作されたマスクについて説明した。
【０１１３】
また、実施の形態５、６に記載の荷電粒子ビーム近接露光方法では、多重露光に伴うパターンの変化量に応じて、前記マスタマスクに露光されるパターンをあらかじめ前記変化量を打ち消すように変化させることが望ましい。
【０１１４】
多重露光をおこなう上記各実施の形態において、多重露光では毎回全く同じ場所にパターン露光が行われず、パターン露光時の位置精度（近接露光時の合わせ精度）、マスタマスクパターンの位置精度及びマスタマスクパターンの線幅精度に依存してパターンが太ってしまう。そこでこの太り量を打ち消すには、あらかじめマスタマスクへの露光パターンの線幅を細くしておけばよい。
【０１１５】
以上のように、上記各実施の形態では、荷電粒子線投影露光方法で用いるマスクにおいて、欠陥のある複数枚のマスクまたは欠陥のある複数個のマスク部を用いて荷電粒子ビーム近接露光装置による多重露光により所要の良品マスクを製作する方法、及びその製作方法を用いたマスクを提供する。そこで、上記実施の形態では、荷電粒子線投影露光方法で用いるマスクの製作方法であって、前記マスクと同一パターンの開口を有するマスタマスクを製作する工程と、欠陥のある複数の前記マスタマスクを使用して前記マスタマスクと同一開口パターンを荷電粒子ビーム近接露光方法で多重露光して子マスクを製作する工程と、を備え、前記子マスクが前記試料用マスクとして使用されることを特徴とするマスクの製造方法により、低コストかつ短時間で試料露光に用いる良品マスクの製作を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】電子ビーム近接露光装置の基本原理（電子光学系の概念）を示す図である。
【図２】荷電粒子投影露光に用いられるステンシルマスクの概念図（断面形状）を示す図である。
【図３】ウエハとマスクの関係図を示す図である。
【図４】実施の形態１の概念図である。
【図５】実施の形態１におけるマスク製作方法のフローチャートを示す図である。
【図６】実施の形態２の概念を示す図である。
【図７】実施の形態２におけるマスク製作方法のフローチャートを示す図である。
【図８】実施の形態３の概念を示す図である。
【図９】実施の形態３におけるマスク製作方法のフローチャートを示す図である。
【図１０】実施の形態４における概念を示す図である。
【図１１】実施の形態４におけるマスク製作方法のフローチャートを示す図である。
【図１２】実施の形態５の概念を示す図である。
【図１３】実施の形態５におけるマスク製作方法のフローチャートを示す図である。
【図１４】実施の形態６の概念を示す図である。
【図１５】実施の形態６におけるマスク製作方法のフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１  近接露光装置、１０  電子銃、２０  電子ビーム、３０  アパーチャ、４０  レンズ、５０  主偏向器、６０  副偏向器、７０  ステンシルマスク、７１  メンブレン、７２  パターン開口、７３  サポート基板部、７４  梁、８０  ウエハ。
【図１】
2005101408.tif 000003
【図２】
2005101408.tif 000004
【図３】
2005101408.tif 000005
【図４】
2005101408.tif 000006
【図５】
2005101408.tif 000007
【図６】
2005101408.tif 000008
【図７】
2005101408.tif 000009
【図８】
2005101408.tif 000010
【図９】
2005101408.tif 000011
【図１０】
2005101408.tif 000012
【図１１】
2005101408.tif 000013
【図１２】
2005101408.tif 000014
【図１３】
2005101408.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2005101408.tif 000017