荷電粒子ビーム描画装置
【目的】オーバーレイエラーを低減させる描画方法および描画装置を提供することを目的とする。
【構成】本発明の一態様の描画方法は、隣り合うマスク基板１０，２０の対応する各位置が同一のストライプ３０内に入るように、マスク基板１０，２０の領域を含む領域を短冊状の複数のストライプ３０に仮想分割する工程と、ストライプ３０毎に、マスク基板１０に対し第１のパターンを、マスク基板２０に対し第１のパターンを相補する第２のパターンを描画する工程と、を備えたことを特徴とする。本発明によれば、オーバーレイエラーを低減させることができる。
【構成】本発明の一態様の描画方法は、隣り合うマスク基板１０，２０の対応する各位置が同一のストライプ３０内に入るように、マスク基板１０，２０の領域を含む領域を短冊状の複数のストライプ３０に仮想分割する工程と、ストライプ３０毎に、マスク基板１０に対し第１のパターンを、マスク基板２０に対し第１のパターンを相補する第２のパターンを描画する工程と、を備えたことを特徴とする。本発明によれば、オーバーレイエラーを低減させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置に係り、特に、二重パターニング（ダブルパターニング：Ｄｏｕｂｌｅ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）或いは二重露光（ダブル露光：Ｄｏｕｂｌｅ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）に用いる相補パターンを描画する装置および方法に関する。
【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。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。
【０００３】
ここで、回路線幅の微細化に伴って、より波長の短い露光光源が求められるが、露光光源となる例えばＡｒＦレーザーの延命手法として、近年、二重露光技術と二重パターニング技術が注目されている。二重露光は、レジストが塗布されたウェハに２枚のマスクを取り替えながら同一領域に続けて露光する手法である。そして、その後に現像、及びエッチング工程等を経て所望するパターンをウェハ上に形成する。他方、二重パターニングは、レジストが塗布されたウェハに第１のマスクで露光し、現像、及びエッチング工程等を経てから再度レジストを塗布して第２のマスクでウェハの同一領域に露光する手法である。これらの技術は、現在の技術の延長で行なうことができる点でメリットがある。そして、これらの技術では、ウェハ上で所望するパターンを得るために２枚のマスクが必要になる。
【０００４】
図９は、従来の二重パターニング用マスクを説明するための概念図である。
図９に示すように、所望するパターン３０２をウェハへ露光するためには、フォトマスク３００では、解像度が得られないために、２つのマスクに分ける必要があった。すなわち、フォトマスク３１０にパターン３０２の一部となるパターン３１２を形成し、フォトマスク３２０にパターン３０２の残りの一部となるパターン３１４を形成していた。そして、ステッパやスキャナ等の露光装置にこれら２つのフォトマスク３１０，３２０を順にセットして、それぞれ露光していた。
【０００５】
また、これらのフォトマスクは、電子線（電子ビーム）描画装置によって製造される。電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、これらの高精度の原画パターンの生産に用いられる。
図１０は、可変成形型電子線描画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（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。まず、第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向される。そして、可変成形開口４２１の一部を通過して、ステージ上に搭載された試料に照射される。ステージは、描画中、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動している。このように、開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、試料３４０の描画領域に描画される。開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。
【０００６】
以上のように電子ビーム描画装置によって、二重露光用の複数のフォトマスクや二重パターニング露光用の複数のフォトマスクが製造される。ここで、電子ビーム描画装置で描画する場合、経時変化として電子ビームのビームドリフトが生じる。そのために、相補関係にあるマスクパターンの描画位置に誤差を生じさせてしまうといった問題があった。
【０００７】
また、上述したように、二重露光や二重パターニング露光では、露光する際に２枚のマスクを交換する必要がある。そのために、露光装置にセットする際の位置合わせが重要となってくる。位置がずれるとパターンの重ね合わせ誤差（オーバーレイのエラー）を生じる。この誤差がパターンの線幅寸法（ＣＤ）に直接影響を与えてしまうといった問題があった。
【０００８】
ここで、二重露光技術や二重パターニングと異なりパターンを重ね合わさないマルチ露光用に、ｘ方向のパターンとｙ方向のパターンを１つのマスク上に形成するといった技術が文献に開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−７２４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、電子ビームのビームドリフトのために、マスク製造段階で、相補関係にあるマスクパターンの描画位置に誤差を生じさせてしまうといった問題があった。そのために、そのマスクを使った露光の際にオーバーレイのエラーが生じ、ＣＤ誤差を生むといった問題があった。また、２枚のマスクを交換する際の位置合わせ誤差によってもオーバーレイのエラーが生じ、ＣＤ誤差を生むといった問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、オーバーレイエラーを低減させる描画方法および描画装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
第１と第２のマスク基板を並べて載置するステージと、
荷電粒子ビームを用いて、第１のマスク基板に対し第１のパターンを、第２のマスク基板に対し第１のパターンを相補する第２のパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
かかる構成により、まず、ステージ上に第１と第２のマスク基板を並べて載置する。そして、並べた状態で第１のマスク基板に対し第１のパターンを、第２のマスク基板に対し第１のパターンを相補する第２のパターンを描画する。第１と第２のマスク基板を並べて載置することで、上述したような各描画方法を適用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ビームドリフトの経時変化も少ない状態で双方を描画することができる。よって、オーバーレイエラーを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
【図２】実施の形態１における二重パターニング用フォトマスクの一例を説明するための概念図である。
【図３】実施の形態１における二重パターニング用フォトマスクの描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。
【図４】実施の形態１におけるステージ上に配置されたマスク基板の上方から見た状態を示す概念図である。
【図５】実施の形態２におけるステージ上に配置されたマスク基板の上方から見た状態を示す概念図である。
【図６】実施の形態３におけるステージ上に配置されたマスク基板の上方から見た状態を示す概念図である。
【図７】実施の形態４におけるステージ上に配置されたマスク基板の上方から見た状態を示す概念図である。
【図８】マスク基板を回転させて向きを変えてから描画する手法を説明するための概念図である。
【図９】従来の二重パターニング用マスクを説明するための概念図である。
【図１０】従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子を用いたビームでも構わない。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
図１において、描画装置１００は、電子鏡筒１０２と描画室１０３と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例となる。そして、描画装置１００は、２枚のマスク基板１０，２０或いは１枚のマスク基板１２に所望する複数の相補パターンを描画する。制御部１６０は、制御回路１１０、データ処理回路１２０、及び磁気ディスク装置１２４，１２６を備えている。電子鏡筒１０２は、描画部の一例となる。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８が配置されている。また、描画室１０３内には、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５が配置されている。また、ＸＹステージ１０５上には、２枚のマスク基板１０，２０或いは１枚のマスク基板１２が配置されている。２枚のマスク基板１０，２０或いは１枚のマスク基板１２として、二重露光や二重パターニング露光用のフォトマスク基板が含まれる。これらのマスク基板は、例えば、まだ何もパターンが形成されていないマスクブランクスが含まれる。ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成部分について記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。
【００１８】
磁気ディスク装置１２４には、描画データが格納されている。そして、データ処理回路１２０は、磁気ディスク装置１２４から描画データを読み出し、装置内部フォーマットのショットデータに変換処理を行なう。そして、ショットデータは、磁気ディスク装置１２６に格納される。そして、このショットデータに基づいて、制御回路１１０が電子鏡筒１０２内や描画室１０３内の各機器を制御する。以下、電子鏡筒１０２内や描画室１０３内の動作について説明する。
【００１９】
照射部の一例となる電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。その結果、電子ビーム２００は成形される。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器２０８により偏向される。その結果、ＸＹステージ１０５上の２枚のマスク基板１０，２０の所望する位置或いは１枚のマスク基板１２の所望する位置に照射される。ＸＹステージ１０５の動作は、連続移動、或いはステップアンドリピート移動を行なう。すなわち、描画装置１００は、ＸＹステージ１０５が連続移動しながら描画する。或いは、描画装置１００は、ＸＹステージ１０５がステップアンドリピート移動しながら停止中に描画する。
【００２０】
ここで、ウェハ等の基板には、二重露光や二重パターニング露光用のフォトマスクを用いた露光装置で相補パターンを露光（転写）することになる。また、露光装置としては、スキャナ装置であっても良いし、ステッパ装置であってもよい。そして、露光装置の露光エリアとして、スキャナ装置では例えば２０ｍｍ×３０ｍｍ角以上が規定されている。しかし、実際のデバイスでは、１つのチップがこの露光エリア全体を占めることは稀である。そのため、１つのマスクに複数個の同一チップを形成することができる。
【００２１】
図２は、実施の形態１における二重パターニング用フォトマスクの一例を説明するための概念図である。
複数個の同一チップが形成されるとすると、図２に示すように、フォトマスク基板５０には、チップＡで示す所望する例えば４つのパターン５２が形成されることになる。しかし、露光装置で使用するＡｒＦレーザー等の光を使用する場合、そのままでは解像度が限界を超えてしまう。そのため、マスクＢとなるマスク基板１０とマスクＣとなるマスク基板２０とに分けることになる。そして、マスク基板１０には、チップＢで示す所望する４つのパターン２２が形成される。そして、マスク基板２０には、４つのパターン２２をそれぞれ相補するチップＣで示す所望する４つのパターン２４が形成される。このように複数のチップを１枚のマスクに持たせることで生産性を向上させることができる。二重露光用フォトマスクについても同様である。
【００２２】
図３は、実施の形態１における二重パターニング用フォトマスクの描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。
Ｓ（ステップ）１０２において、マスクセット工程として、描画対象となる複数のマスク基板１０，２０をＸＹステージ１０５上に配置する。
【００２３】
図４は、実施の形態１におけるステージ上に配置されたマスク基板の上方から見た状態を示す概念図である。
図４では、ＸＹステージ１０５上に２つのマスク基板１０，２０が並べて載置されている状態を示している。描画装置１００の描画方向がｘ方向である場合には、各パターンの相補される部分のｙ方向の座標を合わせてｘ方向に並べて載置されると好適である。
【００２４】
Ｓ１０４において、ストライプ分割工程として、データ処理回路１２０は、隣り合うマスク基板１０，２０の対応する各位置が同一のストライプ３０（小領域）内に入るように、マスク基板１０，２０の描画領域を含む領域を短冊状の複数のストライプ３０に仮想分割する。図４では、そのうちの１つのストライプ３０について示している。ストライプ３０は、偏向器２０８の偏向可能な幅で分割される。
【００２５】
Ｓ１０６において、描画工程として、電子鏡筒１０２内の各機器が、ストライプ３０毎に、電子ビーム２００を用いて、マスク基板１０に対しパターン２２を、マスク基板２０に対しパターン２２を相補するパターン２４を描画する。ＸＹステージ１０５を−ｘ方向に連続移動しながら偏向器２０８で電子ビーム２００をストライプ３０内の所望する位置に偏向していくことでパターンを描画する。ＸＹステージ１０５が−ｘ方向に連続移動することにより相対的にｘ方向に描画されることになる。従って、マスク基板１０のストライプ３０内のパターンが描画された後、続けてマスク基板２０のストライプ３０内のパターンが描画されることになる。よって、マスク基板１０，２０の対応する両位置が描画されるまでの時間の間隔が短くなる。すなわち、マスク基板１０をすべて描画してからマスク基板２０を描画する場合に比べて相補されるパターン同士の描画時刻が近くなる。そのため、ビームドリフトの経時変化が少ない状態で双方を描画することができる。よって、位置精度の高い相補する２つのフォトマスクを製造することができる。その結果、その相補する２つのフォトマスクを使って露光されたウェハ等ではオーバーレイエラーを低減することができる。言い換えれば、マスク基板１０，２０をＸＹステージ１０５上に並べて載置することで、上述したような描画方法を適用することができる。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態１では、図４において２つのマスク基板１０，２０をＸＹステージ１０５上に並べる構成について説明したが、実施の形態２では、さらに、オーバーレイエラーを低減することができるフォトマスクの描画方法について説明する。上述したように、２つのマスク基板１０，２０に相補パターンを分けて描画すると、露光装置でマスク交換が必要となる。そのため、描画位置精度を高めたとしても、両マスクを交換する際の位置ずれを回避することは困難である点に変わりは無い。そのため、重ね合わせ誤差が残ってしまう。そこで、以下のように二重パターニング用フォトマスクを製造する。なお、装置構成については、図１と同様である。そして、描画方法の各要部工程については、図３と同様である。
【００２７】
Ｓ１０２において、マスクセット工程として、描画対象となる１つのマスク基板１２をＸＹステージ１０５上に配置する。
図５は、実施の形態２におけるステージ上に配置されたマスク基板の上方から見た状態を示す概念図である。
図５に示すように、１枚のマスク基板１２上に、チップＢ，Ｃで示す相補する２つのパターン２２，２４の両方を形成する。１つのマスク基板１２に相補する２つのパターン２２，２４の両方を形成することで、露光装置でのマスク交換による位置ずれを回避することができる。描画装置１００の描画方向がｘ方向である場合には、２つのパターン２２，２４が各パターンの相補される部分のｙ方向の座標を合わせてｘ方向に並べて載置されると好適である。
【００２８】
ここで、上述したように、１つのチップがこの露光エリア全体を占めることは稀である。そのため、図５に示すように、相補する２つのマスクパターン２２，２４を並べて配置することができると共に、例えば、複数個ずつ配置することができる。図５では、マスクパターン２２，２４を２つずつ配置した例を示している。このように複数のチップを１枚のマスクに持たせることで従来の位置ずれを回避しながらさらに生産性を向上させることができる。
【００２９】
Ｓ１０４において、ストライプ分割工程として、データ処理回路１２０は、隣り合うチップＢ，Ｃのパターン２２，２４の対応する各位置が同一のストライプ３２（小領域）内に入るように、パターン２２，２４を描画する領域を含む領域を短冊状の複数のストライプ３２に仮想分割する。図５では、そのうちの１つのストライプ３２について示している。ストライプ３２は、偏向器２０８の偏向可能な幅で分割される。
【００３０】
Ｓ１０６において、描画工程として、電子鏡筒１０２内の各機器が、ストライプ３２毎に、電子ビーム２００を用いて、マスク基板１２に対しチップＢの領域にパターン２２を、チップＣの領域に対しパターン２２を相補するパターン２４を描画する。ＸＹステージ１０５を−ｘ方向に連続移動しながら偏向器２０８で電子ビーム２００をストライプ３０内の所望する位置に偏向していくことでパターンを描画する。ＸＹステージ１０５が−ｘ方向に連続移動することにより相対的にｘ方向に描画されることになる。従って、チップＢの領域のストライプ３２内のパターンが描画された後、続けてチップＣの領域のストライプ３０内のパターンが描画されることになる。よって、チップＢ，Ｃの対応する両位置が描画されるまでの時間の間隔が短くなる。すなわち、チップＢの領域をすべて描画してからチップＣの領域を描画する場合に比べて相補されるパターン同士の描画時刻が近くなる。そのため、ビームドリフトの経時変化が少ない状態で双方を描画することができる。よって、位置精度の高い相補する２つのチップＢ，Ｃを製造することができる。その結果、その相補する２つのチップＢ，Ｃが形成された１つフォトマスクを使って露光されたウェハ等ではオーバーレイエラーを低減することができる。
【００３１】
実施の形態３．
実施の形態１では、図４において説明したように、ＸＹステージが連続移動する連続描画の場合について説明したが、実施の形態３では、ステップアンドリピート移動で描画する二重パターニング用フォトマスクの描画方法について説明する。なお、装置構成については、図１と同様である。そして、描画方法の各要部工程については、ストライプをフィールドと読み替える点以外は図３と同様である。
【００３２】
Ｓ（ステップ）１０２において、マスクセット工程として、描画対象となる複数のマスク基板１０，２０をＸＹステージ１０５上に配置する。
【００３３】
図６は、実施の形態３におけるステージ上に配置されたマスク基板の上方から見た状態を示す概念図である。
図６では、実施の形態１と同様、ＸＹステージ１０５上に２つのマスク基板１０，２０が並べて載置されている状態を示している。描画装置１００の描画方向がｘ方向である場合には、各パターンの相補される部分のｙ方向の座標を合わせてｘ方向に並べて載置されると好適である。
【００３４】
Ｓ１０４において、フィールド分割工程として、データ処理回路１２０は、隣り合うマスク基板１０，２０の描画領域をそれぞれ複数のフィールド３４（小領域）に仮想分割する。各フィールド３４は、偏向器２０８の偏向可能な縦横幅で正方形或いは長方形に分割される。図６では、そのうちのｙ方向に移動させないで済ますことができる一連の複数のフィールド３４について示している。
【００３５】
Ｓ１０６において、描画工程として、電子鏡筒１０２内の各機器が、電子ビーム２００を用いて、マスク基板１０に対しパターン２２を、マスク基板２０に対しパターン２２を相補するパターン２４を、マスク基板１０，２０の描画領域の対応する２つのフィールド３４が連続するように描画する。ＸＹステージ１０５を±ｘ方向にステップ移動させ、停止した位置で偏向器２０８により電子ビーム２００をフィールド３４内の所望する位置に偏向することでパターンを描画する。ここでは、まず、マスク基板１０内の”１”で示すフィールド３４を描画すると、次に、マスク基板２０内の”２”で示す相補するフィールド３４を描画する。そして、マスク基板１０には戻らずに、隣のマスク基板２０内の”３”で示すフィールド３４を描画する。次に、マスク基板１０に戻って、マスク基板１０内の”４”で示す相補するフィールド３４を描画する。そして、隣のマスク基板１０内の”５”で示す相補するフィールド３４を描画する。次に、マスク基板２０内の”６”で示す相補するフィールド３４を描画する。このように、相補関係になる対応する２つのフィールド３４が続けて描画されるようにステップ位置を設定する。すなわち、マスク基板１０内のフィールドをすべて描画してからマスク基板２０内のフィールドを描画する場合に比べて対応する２つのフィールドの描画時刻が近くなる。そのため、ビームドリフトの経時変化も少ない状態で双方を描画することができる。よって、位置精度の高い相補する２つのフォトマスクを製造することができる。その結果、その相補する２つのフォトマスクを使って露光されたウェハ等ではオーバーレイエラーを低減することができる。言い換えれば、マスク基板１０，２０をＸＹステージ１０５上に並べて載置することで、上述したような描画方法を適用することができる。
【００３６】
実施の形態４．
実施の形態２では、図５において説明したように、ＸＹステージが連続移動する連続描画の場合について説明したが、実施の形態４では、実施の形態３と同様、ステップアンドリピート移動で描画する二重パターニング用フォトマスクの描画方法について説明する。なお、装置構成については、図１と同様である。そして、描画方法の各要部工程については、ストライプをフィールドと読み替える点以外は図３と同様である。
【００３７】
Ｓ（ステップ）１０２において、マスクセット工程として、描画対象となる１つのマスク基板１２をＸＹステージ１０５上に配置する。
【００３８】
図７は、実施の形態４におけるステージ上に配置されたマスク基板の上方から見た状態を示す概念図である。
図７では、実施の形態２と同様、ＸＹステージ１０５上に１つのマスク基板１２を載置する。そして、この１枚のマスク基板１２上に、チップＢ，Ｃで示す相補する２つのパターン２２，２４の両方を形成する。１つのマスク基板１２に相補する２つのパターン２２，２４の両方を形成することで、露光装置でのマスク交換による位置ずれを回避することができる。描画装置１００の描画方向がｘ方向である場合には、２つのパターン２２，２４が各パターンの相補される部分のｙ方向の座標を合わせてｘ方向に並べて載置されると好適である点は、実施の形態２と同様である。
【００３９】
Ｓ１０４において、フィールド分割工程として、データ処理回路１２０は、隣り合うチップＢ，Ｃの描画領域をそれぞれ複数のフィールド３４（小領域）に仮想分割する。各フィールド３４は、偏向器２０８の偏向可能な縦横幅で正方形或いは長方形に分割される。図７では、そのうちのｙ方向に移動させないで済ますことができる一連の複数のフィールド３４について示している。
【００４０】
Ｓ１０６において、描画工程として、電子鏡筒１０２内の各機器が、電子ビーム２００を用いて、チップＢの領域に対しパターン２２を、チップＣの領域に対しパターン２２を相補するパターン２４を、チップＢ，Ｃの描画領域の対応する２つのフィールド３４が連続するように描画する。ＸＹステージ１０５を±ｘ方向にステップ移動させ、停止した位置で偏向器２０８により電子ビーム２００をフィールド３４内の所望する位置に偏向することでパターンを描画する。ここでは、まず、チップＢの領域内の”１”で示すフィールド３４を描画すると、次に、チップＣの領域内の”２”で示す相補するフィールド３４を描画する。そして、チップＢの領域には戻らずに、隣のチップＣの領域内の”３”で示すフィールド３４を描画する。次に、チップＢの領域に戻って、チップＢの領域内の”４”で示す相補するフィールド３４を描画する。そして、隣のチップＢの領域内の”５”で示す相補するフィールド３４を描画する。次に、チップＣの領域内の”６”で示す相補するフィールド３４を描画する。このように、相補関係になる対応する２つのフィールド３４が続けて描画されるようにステップ位置を設定する。すなわち、チップＢの領域内のフィールドをすべて描画してからチップＣの領域内のフィールドを描画する場合に比べて対応する２つのフィールドの描画時刻が近くなる。そのため、ビームドリフトの経時変化も少ない状態で双方を描画することができる。よって、位置精度の高い相補する２つのフォトマスクを製造することができる。その結果、その相補する２つのフォトマスクを使って露光されたウェハ等ではオーバーレイエラーを低減することができる。
【００４１】
上述した実施の形態２，４について、描画装置１００がｘ方向に描画するのに対し、スキャナ装置がｙ方向にスキャンする場合、以下のように描画すると好適である。
【００４２】
図８は、マスク基板を回転させて向きを変えてから描画する手法を説明するための概念図である。
スキャナ装置で露光（転写）する場合には、相補する２つのパターン２２，２４がスキャナ装置のスキャン方向Ｓに沿って並んで形成されると好適である。例えば、図８（ａ）に示すように、ｙ方向に向かってスキャンする場合には、パターン２２，２４をｙ方向に並べて形成する。そして、スキャン方向と直交するｘ方向の位置を合わせておく。このように配置することで、スキャン中にｘ方向の移動を回避することができる。しかし、このままの位置関係で描画したのでは、描画装置１００内でパターン２２，２４を１つのストライプ或いは一連のフィールドに分割できない。そこで、図８（ｂ）に示すように、マスク基板１２を９０°回転させることで、相補する２つのパターン２２，２４を描画するためのチップＢ，Ｃの領域を描画方向であるｘ方向に並べることができる。回転方向は、±９０°どちらの方向でも構わない。
【００４３】
以上、具体例を参照しつつ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。上述した各手法は、複数の相補パターンを重ねて露光する二重露光用フォトマスクについても同様に成り立つ。
【００４４】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。
【００４５】
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及び露光用フォトマスクは、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４６】
１０，１２，２０，５０ マスク基板
２２，２４，５２，３０２，３１２，３１４ パターン
３０，３２ ストライプ
３４ フィールド
１００ 描画装置
３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御回路
１２０ データ処理回路
１２４，１２６ 磁気ディスク装置
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５，２０８ 偏向器
２０７ 対物レンズ
３００，３１０，３２０ フォトマスク
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置に係り、特に、二重パターニング（ダブルパターニング：Ｄｏｕｂｌｅ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）或いは二重露光（ダブル露光：Ｄｏｕｂｌｅ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）に用いる相補パターンを描画する装置および方法に関する。
【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。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。
【０００３】
ここで、回路線幅の微細化に伴って、より波長の短い露光光源が求められるが、露光光源となる例えばＡｒＦレーザーの延命手法として、近年、二重露光技術と二重パターニング技術が注目されている。二重露光は、レジストが塗布されたウェハに２枚のマスクを取り替えながら同一領域に続けて露光する手法である。そして、その後に現像、及びエッチング工程等を経て所望するパターンをウェハ上に形成する。他方、二重パターニングは、レジストが塗布されたウェハに第１のマスクで露光し、現像、及びエッチング工程等を経てから再度レジストを塗布して第２のマスクでウェハの同一領域に露光する手法である。これらの技術は、現在の技術の延長で行なうことができる点でメリットがある。そして、これらの技術では、ウェハ上で所望するパターンを得るために２枚のマスクが必要になる。
【０００４】
図９は、従来の二重パターニング用マスクを説明するための概念図である。
図９に示すように、所望するパターン３０２をウェハへ露光するためには、フォトマスク３００では、解像度が得られないために、２つのマスクに分ける必要があった。すなわち、フォトマスク３１０にパターン３０２の一部となるパターン３１２を形成し、フォトマスク３２０にパターン３０２の残りの一部となるパターン３１４を形成していた。そして、ステッパやスキャナ等の露光装置にこれら２つのフォトマスク３１０，３２０を順にセットして、それぞれ露光していた。
【０００５】
また、これらのフォトマスクは、電子線（電子ビーム）描画装置によって製造される。電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、これらの高精度の原画パターンの生産に用いられる。
図１０は、可変成形型電子線描画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（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。まず、第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向される。そして、可変成形開口４２１の一部を通過して、ステージ上に搭載された試料に照射される。ステージは、描画中、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動している。このように、開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、試料３４０の描画領域に描画される。開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。
【０００６】
以上のように電子ビーム描画装置によって、二重露光用の複数のフォトマスクや二重パターニング露光用の複数のフォトマスクが製造される。ここで、電子ビーム描画装置で描画する場合、経時変化として電子ビームのビームドリフトが生じる。そのために、相補関係にあるマスクパターンの描画位置に誤差を生じさせてしまうといった問題があった。
【０００７】
また、上述したように、二重露光や二重パターニング露光では、露光する際に２枚のマスクを交換する必要がある。そのために、露光装置にセットする際の位置合わせが重要となってくる。位置がずれるとパターンの重ね合わせ誤差（オーバーレイのエラー）を生じる。この誤差がパターンの線幅寸法（ＣＤ）に直接影響を与えてしまうといった問題があった。
【０００８】
ここで、二重露光技術や二重パターニングと異なりパターンを重ね合わさないマルチ露光用に、ｘ方向のパターンとｙ方向のパターンを１つのマスク上に形成するといった技術が文献に開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−７２４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したように、電子ビームのビームドリフトのために、マスク製造段階で、相補関係にあるマスクパターンの描画位置に誤差を生じさせてしまうといった問題があった。そのために、そのマスクを使った露光の際にオーバーレイのエラーが生じ、ＣＤ誤差を生むといった問題があった。また、２枚のマスクを交換する際の位置合わせ誤差によってもオーバーレイのエラーが生じ、ＣＤ誤差を生むといった問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、オーバーレイエラーを低減させる描画方法および描画装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
第１と第２のマスク基板を並べて載置するステージと、
荷電粒子ビームを用いて、第１のマスク基板に対し第１のパターンを、第２のマスク基板に対し第１のパターンを相補する第２のパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
かかる構成により、まず、ステージ上に第１と第２のマスク基板を並べて載置する。そして、並べた状態で第１のマスク基板に対し第１のパターンを、第２のマスク基板に対し第１のパターンを相補する第２のパターンを描画する。第１と第２のマスク基板を並べて載置することで、上述したような各描画方法を適用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ビームドリフトの経時変化も少ない状態で双方を描画することができる。よって、オーバーレイエラーを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
【図２】実施の形態１における二重パターニング用フォトマスクの一例を説明するための概念図である。
【図３】実施の形態１における二重パターニング用フォトマスクの描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。
【図４】実施の形態１におけるステージ上に配置されたマスク基板の上方から見た状態を示す概念図である。
【図５】実施の形態２におけるステージ上に配置されたマスク基板の上方から見た状態を示す概念図である。
【図６】実施の形態３におけるステージ上に配置されたマスク基板の上方から見た状態を示す概念図である。
【図７】実施の形態４におけるステージ上に配置されたマスク基板の上方から見た状態を示す概念図である。
【図８】マスク基板を回転させて向きを変えてから描画する手法を説明するための概念図である。
【図９】従来の二重パターニング用マスクを説明するための概念図である。
【図１０】従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子を用いたビームでも構わない。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。
図１において、描画装置１００は、電子鏡筒１０２と描画室１０３と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例となる。そして、描画装置１００は、２枚のマスク基板１０，２０或いは１枚のマスク基板１２に所望する複数の相補パターンを描画する。制御部１６０は、制御回路１１０、データ処理回路１２０、及び磁気ディスク装置１２４，１２６を備えている。電子鏡筒１０２は、描画部の一例となる。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８が配置されている。また、描画室１０３内には、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５が配置されている。また、ＸＹステージ１０５上には、２枚のマスク基板１０，２０或いは１枚のマスク基板１２が配置されている。２枚のマスク基板１０，２０或いは１枚のマスク基板１２として、二重露光や二重パターニング露光用のフォトマスク基板が含まれる。これらのマスク基板は、例えば、まだ何もパターンが形成されていないマスクブランクスが含まれる。ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成部分について記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。
【００１８】
磁気ディスク装置１２４には、描画データが格納されている。そして、データ処理回路１２０は、磁気ディスク装置１２４から描画データを読み出し、装置内部フォーマットのショットデータに変換処理を行なう。そして、ショットデータは、磁気ディスク装置１２６に格納される。そして、このショットデータに基づいて、制御回路１１０が電子鏡筒１０２内や描画室１０３内の各機器を制御する。以下、電子鏡筒１０２内や描画室１０３内の動作について説明する。
【００１９】
照射部の一例となる電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。その結果、電子ビーム２００は成形される。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器２０８により偏向される。その結果、ＸＹステージ１０５上の２枚のマスク基板１０，２０の所望する位置或いは１枚のマスク基板１２の所望する位置に照射される。ＸＹステージ１０５の動作は、連続移動、或いはステップアンドリピート移動を行なう。すなわち、描画装置１００は、ＸＹステージ１０５が連続移動しながら描画する。或いは、描画装置１００は、ＸＹステージ１０５がステップアンドリピート移動しながら停止中に描画する。
【００２０】
ここで、ウェハ等の基板には、二重露光や二重パターニング露光用のフォトマスクを用いた露光装置で相補パターンを露光（転写）することになる。また、露光装置としては、スキャナ装置であっても良いし、ステッパ装置であってもよい。そして、露光装置の露光エリアとして、スキャナ装置では例えば２０ｍｍ×３０ｍｍ角以上が規定されている。しかし、実際のデバイスでは、１つのチップがこの露光エリア全体を占めることは稀である。そのため、１つのマスクに複数個の同一チップを形成することができる。
【００２１】
図２は、実施の形態１における二重パターニング用フォトマスクの一例を説明するための概念図である。
複数個の同一チップが形成されるとすると、図２に示すように、フォトマスク基板５０には、チップＡで示す所望する例えば４つのパターン５２が形成されることになる。しかし、露光装置で使用するＡｒＦレーザー等の光を使用する場合、そのままでは解像度が限界を超えてしまう。そのため、マスクＢとなるマスク基板１０とマスクＣとなるマスク基板２０とに分けることになる。そして、マスク基板１０には、チップＢで示す所望する４つのパターン２２が形成される。そして、マスク基板２０には、４つのパターン２２をそれぞれ相補するチップＣで示す所望する４つのパターン２４が形成される。このように複数のチップを１枚のマスクに持たせることで生産性を向上させることができる。二重露光用フォトマスクについても同様である。
【００２２】
図３は、実施の形態１における二重パターニング用フォトマスクの描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。
Ｓ（ステップ）１０２において、マスクセット工程として、描画対象となる複数のマスク基板１０，２０をＸＹステージ１０５上に配置する。
【００２３】
図４は、実施の形態１におけるステージ上に配置されたマスク基板の上方から見た状態を示す概念図である。
図４では、ＸＹステージ１０５上に２つのマスク基板１０，２０が並べて載置されている状態を示している。描画装置１００の描画方向がｘ方向である場合には、各パターンの相補される部分のｙ方向の座標を合わせてｘ方向に並べて載置されると好適である。
【００２４】
Ｓ１０４において、ストライプ分割工程として、データ処理回路１２０は、隣り合うマスク基板１０，２０の対応する各位置が同一のストライプ３０（小領域）内に入るように、マスク基板１０，２０の描画領域を含む領域を短冊状の複数のストライプ３０に仮想分割する。図４では、そのうちの１つのストライプ３０について示している。ストライプ３０は、偏向器２０８の偏向可能な幅で分割される。
【００２５】
Ｓ１０６において、描画工程として、電子鏡筒１０２内の各機器が、ストライプ３０毎に、電子ビーム２００を用いて、マスク基板１０に対しパターン２２を、マスク基板２０に対しパターン２２を相補するパターン２４を描画する。ＸＹステージ１０５を−ｘ方向に連続移動しながら偏向器２０８で電子ビーム２００をストライプ３０内の所望する位置に偏向していくことでパターンを描画する。ＸＹステージ１０５が−ｘ方向に連続移動することにより相対的にｘ方向に描画されることになる。従って、マスク基板１０のストライプ３０内のパターンが描画された後、続けてマスク基板２０のストライプ３０内のパターンが描画されることになる。よって、マスク基板１０，２０の対応する両位置が描画されるまでの時間の間隔が短くなる。すなわち、マスク基板１０をすべて描画してからマスク基板２０を描画する場合に比べて相補されるパターン同士の描画時刻が近くなる。そのため、ビームドリフトの経時変化が少ない状態で双方を描画することができる。よって、位置精度の高い相補する２つのフォトマスクを製造することができる。その結果、その相補する２つのフォトマスクを使って露光されたウェハ等ではオーバーレイエラーを低減することができる。言い換えれば、マスク基板１０，２０をＸＹステージ１０５上に並べて載置することで、上述したような描画方法を適用することができる。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態１では、図４において２つのマスク基板１０，２０をＸＹステージ１０５上に並べる構成について説明したが、実施の形態２では、さらに、オーバーレイエラーを低減することができるフォトマスクの描画方法について説明する。上述したように、２つのマスク基板１０，２０に相補パターンを分けて描画すると、露光装置でマスク交換が必要となる。そのため、描画位置精度を高めたとしても、両マスクを交換する際の位置ずれを回避することは困難である点に変わりは無い。そのため、重ね合わせ誤差が残ってしまう。そこで、以下のように二重パターニング用フォトマスクを製造する。なお、装置構成については、図１と同様である。そして、描画方法の各要部工程については、図３と同様である。
【００２７】
Ｓ１０２において、マスクセット工程として、描画対象となる１つのマスク基板１２をＸＹステージ１０５上に配置する。
図５は、実施の形態２におけるステージ上に配置されたマスク基板の上方から見た状態を示す概念図である。
図５に示すように、１枚のマスク基板１２上に、チップＢ，Ｃで示す相補する２つのパターン２２，２４の両方を形成する。１つのマスク基板１２に相補する２つのパターン２２，２４の両方を形成することで、露光装置でのマスク交換による位置ずれを回避することができる。描画装置１００の描画方向がｘ方向である場合には、２つのパターン２２，２４が各パターンの相補される部分のｙ方向の座標を合わせてｘ方向に並べて載置されると好適である。
【００２８】
ここで、上述したように、１つのチップがこの露光エリア全体を占めることは稀である。そのため、図５に示すように、相補する２つのマスクパターン２２，２４を並べて配置することができると共に、例えば、複数個ずつ配置することができる。図５では、マスクパターン２２，２４を２つずつ配置した例を示している。このように複数のチップを１枚のマスクに持たせることで従来の位置ずれを回避しながらさらに生産性を向上させることができる。
【００２９】
Ｓ１０４において、ストライプ分割工程として、データ処理回路１２０は、隣り合うチップＢ，Ｃのパターン２２，２４の対応する各位置が同一のストライプ３２（小領域）内に入るように、パターン２２，２４を描画する領域を含む領域を短冊状の複数のストライプ３２に仮想分割する。図５では、そのうちの１つのストライプ３２について示している。ストライプ３２は、偏向器２０８の偏向可能な幅で分割される。
【００３０】
Ｓ１０６において、描画工程として、電子鏡筒１０２内の各機器が、ストライプ３２毎に、電子ビーム２００を用いて、マスク基板１２に対しチップＢの領域にパターン２２を、チップＣの領域に対しパターン２２を相補するパターン２４を描画する。ＸＹステージ１０５を−ｘ方向に連続移動しながら偏向器２０８で電子ビーム２００をストライプ３０内の所望する位置に偏向していくことでパターンを描画する。ＸＹステージ１０５が−ｘ方向に連続移動することにより相対的にｘ方向に描画されることになる。従って、チップＢの領域のストライプ３２内のパターンが描画された後、続けてチップＣの領域のストライプ３０内のパターンが描画されることになる。よって、チップＢ，Ｃの対応する両位置が描画されるまでの時間の間隔が短くなる。すなわち、チップＢの領域をすべて描画してからチップＣの領域を描画する場合に比べて相補されるパターン同士の描画時刻が近くなる。そのため、ビームドリフトの経時変化が少ない状態で双方を描画することができる。よって、位置精度の高い相補する２つのチップＢ，Ｃを製造することができる。その結果、その相補する２つのチップＢ，Ｃが形成された１つフォトマスクを使って露光されたウェハ等ではオーバーレイエラーを低減することができる。
【００３１】
実施の形態３．
実施の形態１では、図４において説明したように、ＸＹステージが連続移動する連続描画の場合について説明したが、実施の形態３では、ステップアンドリピート移動で描画する二重パターニング用フォトマスクの描画方法について説明する。なお、装置構成については、図１と同様である。そして、描画方法の各要部工程については、ストライプをフィールドと読み替える点以外は図３と同様である。
【００３２】
Ｓ（ステップ）１０２において、マスクセット工程として、描画対象となる複数のマスク基板１０，２０をＸＹステージ１０５上に配置する。
【００３３】
図６は、実施の形態３におけるステージ上に配置されたマスク基板の上方から見た状態を示す概念図である。
図６では、実施の形態１と同様、ＸＹステージ１０５上に２つのマスク基板１０，２０が並べて載置されている状態を示している。描画装置１００の描画方向がｘ方向である場合には、各パターンの相補される部分のｙ方向の座標を合わせてｘ方向に並べて載置されると好適である。
【００３４】
Ｓ１０４において、フィールド分割工程として、データ処理回路１２０は、隣り合うマスク基板１０，２０の描画領域をそれぞれ複数のフィールド３４（小領域）に仮想分割する。各フィールド３４は、偏向器２０８の偏向可能な縦横幅で正方形或いは長方形に分割される。図６では、そのうちのｙ方向に移動させないで済ますことができる一連の複数のフィールド３４について示している。
【００３５】
Ｓ１０６において、描画工程として、電子鏡筒１０２内の各機器が、電子ビーム２００を用いて、マスク基板１０に対しパターン２２を、マスク基板２０に対しパターン２２を相補するパターン２４を、マスク基板１０，２０の描画領域の対応する２つのフィールド３４が連続するように描画する。ＸＹステージ１０５を±ｘ方向にステップ移動させ、停止した位置で偏向器２０８により電子ビーム２００をフィールド３４内の所望する位置に偏向することでパターンを描画する。ここでは、まず、マスク基板１０内の”１”で示すフィールド３４を描画すると、次に、マスク基板２０内の”２”で示す相補するフィールド３４を描画する。そして、マスク基板１０には戻らずに、隣のマスク基板２０内の”３”で示すフィールド３４を描画する。次に、マスク基板１０に戻って、マスク基板１０内の”４”で示す相補するフィールド３４を描画する。そして、隣のマスク基板１０内の”５”で示す相補するフィールド３４を描画する。次に、マスク基板２０内の”６”で示す相補するフィールド３４を描画する。このように、相補関係になる対応する２つのフィールド３４が続けて描画されるようにステップ位置を設定する。すなわち、マスク基板１０内のフィールドをすべて描画してからマスク基板２０内のフィールドを描画する場合に比べて対応する２つのフィールドの描画時刻が近くなる。そのため、ビームドリフトの経時変化も少ない状態で双方を描画することができる。よって、位置精度の高い相補する２つのフォトマスクを製造することができる。その結果、その相補する２つのフォトマスクを使って露光されたウェハ等ではオーバーレイエラーを低減することができる。言い換えれば、マスク基板１０，２０をＸＹステージ１０５上に並べて載置することで、上述したような描画方法を適用することができる。
【００３６】
実施の形態４．
実施の形態２では、図５において説明したように、ＸＹステージが連続移動する連続描画の場合について説明したが、実施の形態４では、実施の形態３と同様、ステップアンドリピート移動で描画する二重パターニング用フォトマスクの描画方法について説明する。なお、装置構成については、図１と同様である。そして、描画方法の各要部工程については、ストライプをフィールドと読み替える点以外は図３と同様である。
【００３７】
Ｓ（ステップ）１０２において、マスクセット工程として、描画対象となる１つのマスク基板１２をＸＹステージ１０５上に配置する。
【００３８】
図７は、実施の形態４におけるステージ上に配置されたマスク基板の上方から見た状態を示す概念図である。
図７では、実施の形態２と同様、ＸＹステージ１０５上に１つのマスク基板１２を載置する。そして、この１枚のマスク基板１２上に、チップＢ，Ｃで示す相補する２つのパターン２２，２４の両方を形成する。１つのマスク基板１２に相補する２つのパターン２２，２４の両方を形成することで、露光装置でのマスク交換による位置ずれを回避することができる。描画装置１００の描画方向がｘ方向である場合には、２つのパターン２２，２４が各パターンの相補される部分のｙ方向の座標を合わせてｘ方向に並べて載置されると好適である点は、実施の形態２と同様である。
【００３９】
Ｓ１０４において、フィールド分割工程として、データ処理回路１２０は、隣り合うチップＢ，Ｃの描画領域をそれぞれ複数のフィールド３４（小領域）に仮想分割する。各フィールド３４は、偏向器２０８の偏向可能な縦横幅で正方形或いは長方形に分割される。図７では、そのうちのｙ方向に移動させないで済ますことができる一連の複数のフィールド３４について示している。
【００４０】
Ｓ１０６において、描画工程として、電子鏡筒１０２内の各機器が、電子ビーム２００を用いて、チップＢの領域に対しパターン２２を、チップＣの領域に対しパターン２２を相補するパターン２４を、チップＢ，Ｃの描画領域の対応する２つのフィールド３４が連続するように描画する。ＸＹステージ１０５を±ｘ方向にステップ移動させ、停止した位置で偏向器２０８により電子ビーム２００をフィールド３４内の所望する位置に偏向することでパターンを描画する。ここでは、まず、チップＢの領域内の”１”で示すフィールド３４を描画すると、次に、チップＣの領域内の”２”で示す相補するフィールド３４を描画する。そして、チップＢの領域には戻らずに、隣のチップＣの領域内の”３”で示すフィールド３４を描画する。次に、チップＢの領域に戻って、チップＢの領域内の”４”で示す相補するフィールド３４を描画する。そして、隣のチップＢの領域内の”５”で示す相補するフィールド３４を描画する。次に、チップＣの領域内の”６”で示す相補するフィールド３４を描画する。このように、相補関係になる対応する２つのフィールド３４が続けて描画されるようにステップ位置を設定する。すなわち、チップＢの領域内のフィールドをすべて描画してからチップＣの領域内のフィールドを描画する場合に比べて対応する２つのフィールドの描画時刻が近くなる。そのため、ビームドリフトの経時変化も少ない状態で双方を描画することができる。よって、位置精度の高い相補する２つのフォトマスクを製造することができる。その結果、その相補する２つのフォトマスクを使って露光されたウェハ等ではオーバーレイエラーを低減することができる。
【００４１】
上述した実施の形態２，４について、描画装置１００がｘ方向に描画するのに対し、スキャナ装置がｙ方向にスキャンする場合、以下のように描画すると好適である。
【００４２】
図８は、マスク基板を回転させて向きを変えてから描画する手法を説明するための概念図である。
スキャナ装置で露光（転写）する場合には、相補する２つのパターン２２，２４がスキャナ装置のスキャン方向Ｓに沿って並んで形成されると好適である。例えば、図８（ａ）に示すように、ｙ方向に向かってスキャンする場合には、パターン２２，２４をｙ方向に並べて形成する。そして、スキャン方向と直交するｘ方向の位置を合わせておく。このように配置することで、スキャン中にｘ方向の移動を回避することができる。しかし、このままの位置関係で描画したのでは、描画装置１００内でパターン２２，２４を１つのストライプ或いは一連のフィールドに分割できない。そこで、図８（ｂ）に示すように、マスク基板１２を９０°回転させることで、相補する２つのパターン２２，２４を描画するためのチップＢ，Ｃの領域を描画方向であるｘ方向に並べることができる。回転方向は、±９０°どちらの方向でも構わない。
【００４３】
以上、具体例を参照しつつ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。上述した各手法は、複数の相補パターンを重ねて露光する二重露光用フォトマスクについても同様に成り立つ。
【００４４】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。
【００４５】
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及び露光用フォトマスクは、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４６】
１０，１２，２０，５０ マスク基板
２２，２４，５２，３０２，３１２，３１４ パターン
３０，３２ ストライプ
３４ フィールド
１００ 描画装置
３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御回路
１２０ データ処理回路
１２４，１２６ 磁気ディスク装置
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５，２０８ 偏向器
２０７ 対物レンズ
３００，３１０，３２０ フォトマスク
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２のマスク基板を並べて載置するステージと、
荷電粒子ビームを用いて、前記第１のマスク基板に対し第１のパターンを、前記第２のマスク基板に対し前記第１のパターンを相補する第２のパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項１】
第１と第２のマスク基板を並べて載置するステージと、
荷電粒子ビームを用いて、前記第１のマスク基板に対し第１のパターンを、前記第２のマスク基板に対し前記第１のパターンを相補する第２のパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１４７０１０（Ｐ２０１２−１４７０１０Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−７４９５３（Ｐ２０１２−７４９５３）
【出願日】平成２４年３月２８日（２０１２．３．２８）
【分割の表示】特願２００７−１４０４０４（Ｐ２００７−１４０４０４）の分割
【原出願日】平成１９年５月２８日（２００７．５．２８）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２８日（２０１２．３．２８）
【分割の表示】特願２００７−１４０４０４（Ｐ２００７−１４０４０４）の分割
【原出願日】平成１９年５月２８日（２００７．５．２８）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
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