五、發明說明（ A7 B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 【技術領域】 本發明係關於使用微影(Lithography)技術來製造例如半 導體積體電路、攝像元件(CCD等）、液晶顯示器等之微元 件時，使用之光罩的製造方法及製造裝置，以及元件之製 造方法，特別是適合於製造電子束曝光裝置用之光罩時所 使用者。 【習知技術】 於製造半導體積體電路等之元件時，係使用將形成有 放大應形成之電路圖案4〜5倍程度之標線板(光罩)之圖案 ，透過縮小投影光學系，而縮小投影於晶圓等之被曝光基 板上之複製方式。此時所使用之光學式投影曝光裝置，其 一個照射之曝光範圍有20mm角程度，具有處理能力較高 之優點。 又，若要求形成比以光學式投影曝光裝置形成之圖案 更加微細之圖案時，係使用能更爲精密的對圖案進行曝光 之電子束曝光裝置。習知之電子束曝光裝置，其電子光學 系之像差多，與一個照射之曝光範圍爲角程度之光 學式投影曝光裝置相比，處理能力雖較低，但近年來，能 一次即對比較大面積之圖案(例如250#m角程度)進行總括 複製之電子束曝光裝置，揭示於Jpn. L Appl. Phys. Vol. 34 pp. 6658-6662, 6663-6671 及 pp. 6672-6678 (1995)，以及日本 特開平5-251317號公報等，而受到注目。 此等電子束曝光裝置，係將形成於由矽晶圓等之晶圓 (wafer)而成之光罩上的1mm角程度的圖案領域之圖案，以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 先 閱 讀 背 事 再 填〜 1裝 頁 訂 線 五、發明說明（γ) 電子光學系縮小爲1/4程度後’總括複製於250#m角程度 之圖案領域。再者，由於通常製造之電子元件(積體電路) 的面積比25〇vm角大，因此亦有提案準備複數個25〇Vm 角程度之圖案，然後進行該等之畫面接續同時依序複製’ 進行對電子元件之1個塗層的電路圖案之曝光。 又，因電子束貫穿能力較低，以往於電子束曝光裝置 中，係使用將光罩圖案以微細的多數之開口圖案(缺孔）來 形成之鏤印光罩，或由原子序較小之元素而構成之能透過 電子束之非常薄的薄膜上，將電子束散射之薄膜以形成光 罩圖案之薄膜光罩等的光罩。此等光罩，因將電子束之透 過領域做爲開口或薄膜來形成而強度變弱，因此將各光罩 圖案形成於相隔既定間隔排列之圖案領域，使各圖案領域 之間隔部分不薄膜化而使之爲與原厚度一樣之領域，或將 補強材設置於各圖案領域之間隔部分。 以往，於製造此種電子束曝光裝置用之光罩時，如上 述文獻所揭示地，作爲其一例係於光罩基板，將形成各光 罩圖案之複數的圖案領域以相隔既定之間隔來排列，從形 成光罩圖案之面的相反面，蝕刻各圖案領域後形成薄膜， 將圖案領域間之間隔部分厚度維持原厚度。然後，於該光 罩基板之圖案形成面，塗布光阻劑後，以電子束描畫裝置 依序描畫圖案於各圖案領域，進一步的，經蝕刻等程序， 從光阻圖案形成光罩圖案。 如上所述，習知之光罩製造方法，係於光罩基板上， 以電子束描畫裝置直接描畫光罩圖案。但，因電子束插畫 4 A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 __B7_____ 五、發明說明（}) 裝置處理能力較低，而有於光罩製造時花費較多時間之不 便。特別是於製造複數片相同之光罩時’所需之製造時間 將變的非常長。此外，描畫光罩圖案時，由圖案數據變換 至描畫數據時，亦可能產生數據變換上的錯誤。且於因數 據變換上的錯誤等而產生描畫誤差時，已作成之光罩須全 面地重做，因而在製造光罩之時間及製造成本等皆產生變 大之問題。 本發明有鑑於此，其目的在於提供，例如能以更短時 間且低成本地製造使用於電子束複製裝置之光罩製造方法 。此外，本發明之另一目的爲提供能實施該種光罩製造方 法之光罩的製造裝置。再者，本發明之另一目的’在於提 供使用該種光罩製造方法之元件的製造方法。 【發明之揭示】 本發明之光罩的製造方法，係一種具有於基板（1A ; 1B)上，在至少一次元方向，隔著既定之邊界區域（lAb ; lBb)來排列之既定形狀的複數之圖案領域（lAa ; IBa)，分 別於此複數之圖案領域形成複製用之圖案(P1A ; P1B)，其特 徵在於：藉描畫合倂該複數之圖案領域及該邊界區域並加 以放大之母圖案(Pra ; Prb)，以製作主光罩(RA ; RB)，將此 主光罩之該母圖案的縮小像複製於該基板上。 根據上述之本發明，將已擴大應複製之圖案的母圖案 ，例如藉描畫於玻璃基板上以作成主光罩。此時之描畫， 例如雖係使用電子束描畫裝置，但由於描畫之圖案較習知 者爲粗，因此描畫精度之要求較低，而能縮短描畫時間， 5 --I --------->'-t·-- c請先間讀背面之注意事項再ijr寫本頁) *sl· --線' 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7 _ 五、發明說明（W ) 同時產生數據交換錯誤等之槪率也較低。此外，於使用玻 璃基板時，由於缺陷檢査及缺陷修正技術等皆已確立，即 使產生描畫誤差，也能容易地修正描畫誤差。之後’將該 主光罩之縮小像，藉例如使用光學式之縮小投影曝光裝置 複製於晶圓等之基板上，減輕描畫誤差以製造光罩。此時 ，藉重複複製該主光罩，即能製造複數片之光罩，相較於 以電子束描畫裝置製造複數片之光罩，能大幅地縮短光罩 製造所須時間，大大地減低光罩製造成本。再者，當描畫 於主光罩(RA ; RB)之母圖案(PRA ; PRB)的倍率較大時，由於 所要求之描畫精度並不特別高，於主光罩之描畫，亦能使 用處理能力較高之雷射光束描畫裝置，藉此更能縮短光罩 之製造時間。 再者，爲了補償於該圖案領域內之圖案密度的非對稱 性所造成之該基板的應力變形，最好是修正該主光罩上之 該母圖案之部分形成位置。 再者，最好是使形成於該圖案領域內之圖案的一部分 之位置變化。 再者，最好是將該母圖案分割爲複數之部分母圖案， 分別形成此複數之部分母圖案以製作複數片之主光罩，同 時將此複數之部分母圖案的縮小像，一邊於該基板上進行 畫面連接一邊複製，並於該主光罩上修正該部分母圖案之 一部分的形成位置。 其次，本發明之光罩製造裝置，係一種具有於基板 (1E)上，在至少一次元方向，相隔既定之邊界區域來排列 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） ----------------飞·-I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-5J •線- A7 B7 五、發明說明（f) 之既定形狀的複數之圖案領域，分別於此複數之圖案領域 形成複製用之圖案，其特徵在於，具備有： 光罩台(10)，係順序裝載複數之主光罩(RC~RG)，該主 光罩分別描畫有已擴大之合倂了複數之圖案領域及邊界區 域圖案之母圖案之分割部分母圖案； 基板台(17)，係用以保持基板(1E)以進行定位； 連接裝置（11，16)，係用以進行前述光罩台上之主光 罩(RC)與已複製於基板上之前述部分母圖案像之連接； 照明光學系（12)，係用以對前述光罩台上之前述主光 罩照射曝光用之照射光；以及 投影光學系（15)，係用以將前述主光罩之圖案的縮小 像投影於保持於前述基板台上之前述基板上。 根據上述本發明之光罩製造裝置，能實施本發明之光 罩製造方法，亦即能由1組主光罩製造複數片之光罩，相 較於以電子束描畫裝置來製造複數片之光罩，能縮短製造 光罩所需之時間，同時能以更低之成本來製造光罩。 其次，本發明之元件製造方法，係用以將疊層構造元 件之既定塗層的圖案(2)形成於第1基板(5C)上，其特徵在 於，具有： 第1步驟，係將既定塗層之圖案(2)擴大α倍（^爲比1 大之實數)的圖案(3)至少分割於一維方向所得之複數的第1 圖案(4a)，藉於其分割方向相隔既定間隔(4b)配置，以作成 第2圖案⑷； 第2步驟’係藉將擴大此第2圖案⑷爲yS倍（点爲比1 7 -------------Μ — (請先閱讀背面之注意事項再ir寫本頁) 訂· -線_ 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） B7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（t) 大之實數)之母圖案(6)，描畫於1個或複數片之第2基板上 ，以製作主光罩(Ri(i= 1〜N)); 第3步驟，係藉將縮小此主光罩圖案爲1/石倍之光 學像複製於第3基板(1D)上，以製作工作光罩(WM4);以及 第4步驟，係邊對應於前述工作光罩上之前述複數的 第1爵案之圖案(Pu))縮小爲l/α倍的帶電粒子線像進行圖 案之接續，一邊複製於前述第1基板(5C)上。 根據上述本發明之元件製造方法，由前述主光罩(Ri) 使用例如光學式之投影曝光裝置，能製造複數片之工作光 罩，相較於以電子束描畫裝來製造複數片之工作光罩，能 縮短製造光罩所需之時間，進而縮短製造元件所需時間， 而能以更低的成本來製造元件。此外，於製造複數種類之 元件時，於形成於該複數種類之元件的圖案上有共通部分 之情形時，藉製作將前述圖案之共通部分做爲母圖案來描 畫之主光罩，能於製造複數種類之元件時共用前述主光罩 ，而能以更低之成本製造元件。 【圖式之簡單說明】 圖1(A)係顯示於本發明之光罩製造方法的實施形態之 一例中’製造之電子束曝光裝置用之第1工作光罩之平面 圖，圖1(B)係沿著圖1(A)之AA線的剖面圖。 圖2係顯示於本發明實施形態之一例，能製造的電子 束曝光裝置用之第2工作光罩之圖。 圖3(A)係顯示將由圖1之工作光罩WM1複製於晶圓 上之電路圖案擴大後之圖案的圖，圖3(B)係顯示藉描畫分 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再堉寫本頁) "'裝 ----訂---------線· B7 五、發明說明（^ ) 割圖3(A)之圖案以製造之主標線板的圖。 圖4(A)係顯示將由圖2之工作光罩WM2複製於晶圓 上之電路圖案擴大後之圖案的圖，圖4(B)係顯示藉描畫分 割圖4(A)之圖案以製造之主標線板的圖。 圖5係顯示複製複數片主標線板上之圖案而製造的工 作光罩之平面圖。 圖6係顯示對工作光罩製造用之基板進行曝光時，使 用之光學式縮小投影型曝光裝置之槪略構成圖。 圖7係顯示圖6之縮小投影型曝光裝置的校正光學系 16近旁之切除一部份的擴大圖。 圖8係顯示形成於主標線板之母圖案的設計步驟之一 例。 圖9係顯示工作光罩及半導體元件之製造步驟的一例 〇 【發明之實施形態】 以下，參照圖式說明有關本發明之適當的實施形態之 一例。本例係將本發明適用於使用電子束曝光裝置之光罩 的製造方法。 圖1(A)，係顯示本例中做爲製造對象之電子束曝光裝 置用的工作光罩WM1，此圖1(A)中，工作光罩WM1係於 厚100//m〜1mm程度之矽晶圓等圓板狀的晶圓(wafer)所構 成之光罩基板1A上，形成做爲原版圖案之複數的光罩圖 案P1A。圖1(B)係顯示沿圖1(A)之AA線的剖面圖，此圖 1(B)中，在形成工作光罩WM1之光罩圖案PlA的面之相反 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項 IV裝--- 再^r寫本頁) -線· 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（/) 面(以下稱爲「反面」），形成有作爲一例其厚度爲20/zm 程度以下之複數列的薄膜部lAa。薄膜部lAa表面對應著 本發明之圖案領域。如圖1(A)所示，薄膜部lAa ’係先行 控出以使短邊方向之寬成爲1〜2mm程度之長方形狀，於 此長方形狀之複數列的薄膜部lAa之相反側的光罩基板1A 表面，分別形成有光罩圖案P1A。又，爲了維持工作光罩 WM1之強度，於複數列之薄膜部lAa的短邊方向之間，形 成有其短邊方向寬之10〜50%左右的寬之厚度的厚區域(以 下稱爲「條狀部」）lAb。本例之條狀部lAb的厚度，與光 罩基板1A之厚度相同。又，光罩基板1A之條狀部lAb在 電子光束無法透過之範圍，可使其薄至30^m左右。 如上述般，由於工作光罩WM1上交互的形成薄膜部 lAa及條狀部lAb，因此在將工作光罩WM1上之複數列的 光罩圖案P1A以電子束曝光裝置複製於晶圓上時，係一邊進 行連接以條狀部lAb隔開之各光罩圖案Pm的縮小像之畫 面，一邊順序連接後進行複製。最後，各光罩圖案P1A成爲 將晶圓上所形成之一個電路圖案的擴大圖案分割爲每個寬 度爲1〜2mm左右之物。 又，於製造鏤印光罩時，各光罩圖案Pu係形成爲於 薄膜部lAa內微小之多數的開口部。此時，薄膜部lAa爲 了不太讓電子束透過，係形成的較厚。另一方面，於製造 薄膜光罩時，做爲光罩基板1A係使用於表面形成例如 SiN(氮化矽）膜之矽晶圓，將相當於此光罩基板之薄膜部 lAa的領域之矽全部除去，以於SiN膜上散射電子束之鎢 10 (請先閱讀背面之注意事項再 >'裝— 本頁) * 50 · --線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) A7 B7 五、發明說明（ 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 (W)等材料形成各光罩圖案plA。 圖2係顯示以本例之光罩製造方法所能製造之電子束 曝光裝置用的工作光罩之另一例，此圖2中，在工作光罩 WM2之光罩基板1B的反面，形成1邊約1〜2mm左右之 正方形狀之薄的薄膜部IBa，各薄膜部IBa係隔著各邊長 度之10〜50%左右之寬度厚的條狀部lBb，於縱橫二維方 向排列。再者，與工作光罩WM1(參照圖1)相同的，於做 爲圖案領域之各薄膜部IBa表面分別形成有光罩圖案P1B。 此外，爲方便說明，圖1、圖2中相較於光罩基板ΙΑ、1B 之外徑，係將薄膜部lAa ' IBa及光罩圖案P1A、P1B顯示的 較大。 此情形中，於將工作光罩WM2之各光罩圖案P1B以電 子束曝光裝置複製於晶圓上時，亦係一邊進行各光罩圖案 P1B之縮小像的畫面接續，一邊順序連接後進行複製。此外 ，關於以電子束曝光裝置之一邊進行畫面接續之光罩圖案 的複製之詳細說明，由已在引用之文獻「Jpn. J. Appl. Phys.Vol. 34, pp. 6658-6662, pp. 6663-6671，pp. 6672-6678 (1995)」 及曰本國特開平5-251317號公報中有揭示，故此處省略其 詳細說明。 又，將根據本發明之工作光罩上的圖案，複製於晶圓 上之電子束曝光裝置’不僅上述文獻及公報，例如於日本 國特開平8-64522號公報及對應之美國專利第5624774號， 美國專利第5079112號等中亦有揭示，在本國際申請所指 定之指定國或選擇之選擇國國內法令允許範圍，沿用上述 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱〉 請先 閱 讀 背 意 事 項 再 Γ裝 訂 A7 B7 五、發明說明（ίp) 公報及美國專利之揭示以做爲本文記載之一部分。再者’ 根據本發明之工作光罩之具體構成’例如於美國專利第 5260151號中有所揭示，於本國際申請所指定之指定國或選 擇之選擇國國內法令允許範圍’沿用此美國專利的開示以 做爲本文記載之一部分。 本例中，係製造描畫包含各光罩圖案及相當於各條狀 部之邊界區域的圖案以既定倍率擴大之母圖案的主標線板 ，將此主標線板上之圖案縮小複製於光罩基板，以製成工 作光罩。以下，說明此主標線板之製造方法等。 圖3(A)係顯示使用電子束複製裝置以既定倍率擴大從 圖1之工作光罩WM1要複製於晶圓上之電路圖案的圖案 P5A，圖4(A)係以既定倍率擴大從圖2之工作光罩WM2要 複製於晶圓上之電路圖案的圖案P5B。藉於此等圖案P5A及 P5B中分別組裝入既定之邊界區域的圖案，透過電子束描畫 裝置描畫於基板上以製造圖3(B)之主標線板RA及圖4(B) 之主標線板RB。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ------------1裝—— (請先閲讀背面之注意事項再«'寫本頁) --線· 圖3(B)之主標線板RA，係使用於製造圖1之工作光罩 WM1時，圖4(B)之主標線板RB係使用於製造圖2之工作 光罩WM2時。圖3(B)中，於主標線板RA，分割圖3(A)之 圖案P5A夾住邊界區域而排列的母圖案PRA係以描畫方式形 成。再者，同樣地於主標線板RB，分割圖4(A)之圖案P5B 夾住邊界區域而排列於二維方向之母圖案PRB係以描畫方 式形成。 圖1之工作光罩WM1上的各光罩圖案P1A，由於其短 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 五、發明說明（【I ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 邊方向之寬度係以1〜2mm之方式排列，在將主標線板RA 上之母圖案PRA例如以縮小倍率1/5倍，複製於光罩基板 1A上時，主標線板RA上之母圖案PRA，其短邊方向之寬 度係以5〜l〇mm來排列。然後，使用電子束曝光裝置，例 如將光罩圖案P1A以縮小倍率1/4倍複製於晶圓上時，形 成於主標線板RA上之母圖案PRA的容許誤差爲最後所製造 之半導體元件的基板(晶圓)上之電路圖案的容許誤差之20 倍。因此，於製造主標線板時，相較於以往所使用之電子 束描畫裝置，亦能使用精密度雖較低但描晝速度較快之雷 射光束描畫裝置，而能以更短的時間製造主標線板。 再者，於製造工作光罩WM1時，在已經形成薄膜部 lAa之光罩基板1A表面，係取其與薄膜部lAa之位置的整 合性同時複製主標線板RA上之母圖案IV的縮小像。然後 ，此等被分割之母圖案PRA的間隔，必須與已縮小時工作 光罩WM1上之各薄膜部lAa的間隔，亦即，條狀部lAb 之寬一致之方式製造主標線板RA。至於主標線板RB也是 同樣。 上述之實施形態中，爲了簡單的說明，於工作光罩之 製造中只使用1片主標線板，但由1片主標線板能複製之 區域，即使在使用最新之光學式投影曝光裝置時，亦爲 20mm角程度之面積，若再縮小爲1/4倍，於晶圓上只能 成爲5mm角程度之面積。因此，於實際製造工作光罩時， 係製造複數片主標線板，而一邊對該等母圖案進行畫面接 續，一邊順序複製於工作光罩用之基板。 13 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐） 閱 讀 背 意 再 書裝 訂 A7 B7 五、發明說明（/L) 又，此處之畫面接續，並非僅指自各個主標線板將複 製之圖案接合於工作光罩上，也包含以既定之間隔離散地 排列於各個主標線板上之各個前述的母圖案，對以既定之 間隔週期性的排列於工作光罩上之前述離散地圖案區域， 分別正確的定位後進行複製。 圖5係顯示使用複數片之主標線板以製造工作光罩 WM3，此圖5中，在工作光罩WM3之光罩基板1C上，形 成有例如自各個不同之主標線板複製之1組(圖5中爲16 個)之圖案。該等圖案IVP16的內部，係由1〜2mm左 右之寬度的複數之光罩圖案及各光罩圖案間之間隔部分所 .構成，各圖案ΡπΡα之形成位置，係與各光罩圖案之位置 形成於光罩基板1C反面的薄膜部一致。 再者，並不一定需要將此等圖案Pl~Pl6全部形成於不 同之主標線板上，將一些圖案形成於同一主標線板上亦可 。此時，只要自形成於1個主標線板上之複數的圖案中， 選擇所希望之圖案後，複製於光罩基板1C上即可。 此外，以此方式將形成於工作光罩WM3之光罩圖案 分割爲複數之圖案時，例如亦可以均等分割面積之方式進. 行，但最好是以每一具有特定機能之單元電路圖案爲單位 進行分割，例如以每一構成系統LSI之IP(Intellectual Property)部爲單元進行分割較佳。亦即，最好是每一CPU 中心部、RAM部、ROM部' A/D變換部、D/A變換部 等之各單元電路圖案，各自形成不同之主標線板。此時， 在製造不同品種之系統LSI用的工作光罩時，有關共用之 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再 -裝i I 寫本頁) --線· 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（4) ip部’能使用同一之主標線板，亦能減少主標線板之製造 片數。因此，能削減工作光罩之製造成本，進而削減各種 系統LSI之製造成本。 其次’參照圖8及圖9說明關於適用上述實施形態之 光罩製造方法的半導體元件之製造步驟之一例。 圖8係顯示形成本例之主標線板的母圖案之設計步驟 ’此圖8中，首先設計最後被製造之半導體元件之某塗層 的電路圖案2。其次，作成將該電路圖案2擴大α倍（〇：> 1)之擴大圖案3，將分割此擴大圖案3而得到之複數的長方 形圖案4a ’藉於短邊方向相隔既定間隔L之方式配置，將 光罩圖案4於電腦之設計數據(包括畫像數據)上作成。亦 即，於各圖案4a間分別形成寬爲L之邊界區域4b。再者 ，α倍係工作光罩使用之電子束曝光裝置的縮小倍率(1/ α)之倒數’ α例如爲4、5等。然後，將該光罩圖案4擴 大爲Θ倍（/5 >1)之母圖案6於設計數據(包括畫像數據)上 作成，縱橫地分割該母圖案6後，將Ν個部分母圖案Pi、 P2.....PN於設計數據上作成。圖8中，顯示N= 16之例 。又，万倍係於縮小複製主標線板之圖案時，使用色光學 i式雜影曝光裝量之藤小倍率(1/W的倒數， 、5等。此外’部分母圖案Ρ1〜ΡΝ之分割方法，亦可如上 述般於每一 IP部不規則地進行。 圖9係顯不本例之工作光罩及半導體元件的製造步驟 ，此圖9中’首先自圖8之部分母圖案Pi(i=丨〜奶生成各 個電子束描畫裝置(亦能使用雷射光束描畫裝置等)用之描 15 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I -------I --------- (請先閲讀背面之注意事項再f寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 B7_____ 五、發明說明（丨f) ^畫數據，將該部分母圖案Pi分別以等倍形成遮光膜，藉於 此上面進行塗布有光阻之玻璃基板上的圖案領域7之描畫 、顯像及腐蝕等，作成做爲母光罩之主標線板Ri。 其次，使用光學式步進機等之投影曝光裝置，對該N 片主標線板Ri之部分母圖案Pi的1//3倍縮小像Hi(i= 1 〜N)，一邊依序進行畫面接續，一邊複製於塗布有光阻之 光罩基板1D上。之後，將塗布於光罩基板1D上之光阻顯 像，藉進行腐蝕等來完成工作光罩WM4。然後，使用電子 束曝光裝置以縮小倍率l/α，將工作光罩WM4上之光罩 圖案PlD，於塗布有光阻之晶圓5C上之各照射領域SA，一 邊進行畫面接續，一邊順序複製，藉進行顯像及腐蝕等， 形成某塗層之電路圖案P5C。更進一步的，在重複曝光步驟 、圖案形成步驟後，經切割步驟及打線步驟，即能製造所 希望之元件。 其次，參照圖6及圖7說明有關本例之光罩製造裝置 〇 圖6係顯示對工作光罩製造用之基板進行曝光時，使 用之光學式投影曝光裝置，此圖6中，在曝光時，藉由曝 光光源、照度均一化用之複眼透鏡(或桿狀積分儀），照明 系開口光圈，標線板遮光板(可變視野光圈），及聚光鏡系 構成之照明光學系12,將曝光光照射於標線板台10上之 主標線板RC。主標線板RC，係例如圖3(B)或圖4(B)之標 線板。又，做爲曝光光，可使用如KrF準分子雷射光(波長 248nm)，ArF準分子雷射光(波長I93nm)，F2雷射光(波長 16 (請先閱讀背面之注意事項再 Λ'裝.— I :¼寫本頁) -ia -線. 本紙張尺度適用中國國家楳準（CNS)A4規格（210 X 297公爱) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明) 157nm)，固體雷射之高次諧波，或水銀燈之i線（波長 365nm)等之波長爲100〜400nm左右之紫外光。 以照明光學系12之標線板遮光板設定之照明領域內的 主標線板RC之圖案的像，係透過投影光學系15，以縮小 倍率1/泠（Ι/yS爲例如1/4、1/5等)複製於由表面塗布 有做爲感光性薄膜之光阻的晶圓構成之光罩基板1E上。本 例之投影光學系15，係兩側遠心的折射系，但除此外，亦 可使用包含凹面鏡等之反射折射系等。以下，於平行於投 影光學系15之光軸AX上取Z軸，在垂直於z軸之平面內 ，平行於圖6之紙面上取X軸，垂直於圖6之紙面上取Y 軸來說明。 首先，於對向主標線板RC之1對的邊之附近上方配 置標線板校正顯微鏡(RA顯微鏡)11，藉此RA顯微鏡11來 測量主標線板RC上之校正記號(未圖示)的位置，根據此測 量結果藉驅動標線板台10，於XY平面內相對於光罩基板 1E定位主標線板RC。 另一方面，光罩基板1E係被未圖示之基板保持具以 真空吸附之方式(或無吸附之3點支撐)保持，此基板保持 具係固定於試料台17上，試料台17係移動自如地配置於 試料基台20上。試料基台20，例如係以線性馬達方式於X 方向、Y方向定位試料台17。此外，於光罩基板1E，爲了 將複數之主標線板RC〜RG上各自形成之圖案的縮小像， 一邊順序進行畫面接續，一邊複製，因此必須高精度地進 行主標線板RC〜RG及光罩基板1E之定位。因此，係於試 17 ~--------訂---------線 γ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 五、發明說明（〖t ) 料台17上部固定移動鏡18，藉移動鏡18及雷射干涉儀19 來測量試料台17之X座標、Y座標及旋轉角，根據此測量 値以進行試料基台20之控制。再者，以未圖示之自動聚焦 感知器’測量光罩基板1E之聚焦位置(光軸AX方向之位 置）’試料台17藉控制光罩基板1E之聚焦位置及傾斜角， 能將光罩基板1E表面與投影光學系15之像面吻合。 再者，本例中，在標線板台10側方，配置架狀之主標 線板庫14，在主標線板庫14內於2方向順序排列之支撐 板上配置有主標線板RC〜RG。於此等主標線板RC〜RG 上’分別以描畫形成有例如分割圖8之母圖案6的部分母 圖案或複數種類之IP部等的圖案。因此，主標線板RC〜 RG之數量不限定於5片，可視需要增減。主標線板庫14 ’係以未圖示之滑動裝置移動自如地支撐於Z方向，於標 線板台10與主標線板庫14間配置有旋轉自如且能於Z方 向既定範圍內移動之標線板載置器13。藉滑動裝置調整主 標線板庫14之Z方向的位置後，以標線板載置器13在主 標線板庫14中所希望之支撐板與標線板台1〇之間，據以 進行所希望之主標線板RC〜RG之輸送的方式構成。 又，本例中，爲了連續地製造複數片之工作光罩，將 用以搬送工作光罩用之光罩基板IE、1F之光罩基板載置器 21，配置於試料基台20附近。光罩基板載置器21，爲了 不使反面有條狀構造之光罩基板IE、1F變形，例如係以真 空吸附來保持於保持光罩基板之面，於保持光罩基板之面 ’形成有例如配合光罩基板反面之邊的位置之真空吸附孔 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------，裝--- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 15J· 線 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 _____Β7_ 五、發明說明（，]) 。此情形在試料台17上之基板保持具(未圖示)上亦相同。 再者，爲了將主標線板RC上之母圖案的縮小像及形 成於光罩基板1E反面之薄膜部lEa(參照圖7)，高精度地 定位後曝光，於本例之曝光裝置設置有校正光學系16。 圖7係顯示本例之反面照明表面檢出之校正光學系16 之附近，此圖7中，由設於試料台17中之光源22及聚光 透鏡23構成之校正用照明光學系來之波長700〜lOOOnm左 右的近紅外光自光罩基板1E反面照射，將該透過光，例如 以由攝像系構成之校正光學系16進行檢測。由於光罩基板 1E之材料爲矽晶圓，因近紅外光對矽具有某程度之透過性 ，該透過光之強度因光罩基板1E的厚度，亦即，光罩基板 1E反面之照明領域爲薄膜部lEa或條狀部lEb而變動。因 此，根據該透過光之像的強度，檢測光罩基板1E之薄膜部 lEa的位置，即能定位母圖案之縮小像及薄膜部lEa以進 行曝光。 回到圖6，將主標線板RC〜RG上之母圖案複製於光 罩基板1E時，首先使用RA顯微鏡12來進行主標線板RC 之校正，藉移動試料台17，將光罩基板1E上之既定的照 射領域移動至投影光學系15之曝光領域。此外’調整照明 光學系12之標線板遮光板’以使之僅照射主標線板RC上 所希望之圖案。然後’以照明光學系12照明主標線板RC 上之該圖案，將該圖案之縮小像透過投影光學系丨5投影曝 光於光罩基板1E上。然後，假設將主標線板RC上之不同 領域的圖案之像’複製於光罩基板1E上之不同照射領域時 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公爱） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明(α) ，當對一個照射領域之曝光結束時’調整照明光學系12之 標線板遮光板，使主標線板RC上之下一個複製對象之圖 案能被照明，並移動試料台17將光罩基板1Ε上之下一個 照射領域移動至投影光學系15之曝光領域’以步進及重複 方式來重複對主標線板RC之圖案的像之曝光動作’進行 對光罩基板1Ε上之既定的照射領域之曝光° 當主標線板RC上之圖案的曝光結束時’移動試料台 17將光罩基板1Ε上之下一個照射領域移動至投影光學系 15之曝光領域，與此同時，將標線板台1〇上之主標線板 RC，透過標線板載置器13送回主標線板庫14 ’下一個複 製對象之主標線板RD，透過標線板載置器13載置於標線 板台10上。然後在進行校正後，該主標線板RD之縮小像 透過投影光學系15投影曝光於光罩基板1Ε上之對應的照 射領域，以下以步進及重複方式，於光罩基板1Ε上之剩下 之照射領域，進行順序對應之主標線板RE〜RG之縮小像 的曝光。然後，針對全部之照射領域之曝光結束後，顯影 塗布於光罩基板1Ε上之光阻，經飩刻步驟、光阻剝離步驟 等，據以在光罩基板1Ε上以畫面接續的狀態形成主標線板 RC〜RG上之各圖案。 再者，爲了將使用電子束曝光裝置，複製光罩基板1Ε 之圖案於晶圓時之光罩基板1Ε校正用的光罩記號，以及爲 了於下一步驟檢測形成於晶圓上之圖案的位置之晶圓記號 ，預先形成於光罩基板1Ε(工作光罩），於主標線板rc〜 RG內至少1片上形成有此等校正用的記號。 20 ------------裝--------訂---------線Ν (請先閱讀背面之注意事項再#"寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 五、發明說明（θ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 又，於本例使用了一次曝光型之投影曝光裝置’但也 可使用如步進及掃描方式之掃描曝光型的縮小投影曝光裝 置。又，將主標線板之圖案的縮小像複製於工作光罩用之 基板上時，也可使用光學方式以外之縮小複製裝置’例如 精密度較低之電子束曝光裝置’但使用光學式之縮小複製 裝置時，因能使用已確立製造技術及描畫誤差之修正技術 的玻璃基板來製造主標線板，具有能容易地進行主標線板 之製造、檢查、及修正之優點。 又，於工作光罩形成光罩圖案前，最好是預先於工作 光罩之光罩基板的反面形成薄膜部。此係因在光罩圖案形 成後形成薄膜部，有因形成薄膜部時所產生之應力使光罩 基板變形，而光罩圖案產生位置偏差之可能。 此工作光罩之變形(應力變形），不僅因薄膜部之形成 而產生，也會因光罩圖案之形成而產生。特別是於由寬 1mm程度以內之長方形領域或1mm四方程度領域而成之薄 膜部上，形成之光罩圖案的密度(粗密的程度)分布有較大 之非對稱的情形中，隨此光罩圖案之密度差產生於該薄膜 部內之應力變形，形成之光罩圖案有可能從所希望之位置 偏離。 由於此圖案之密度差所產生之工作光罩的應力變形， 能根據光罩圖案數據以模擬進行推定。因此，於製造主標 線板時，預先推定因應力變形所產生之光罩圖案的位置偏 離量，藉將主標線板上之母圖案（部分母圖案）的形成位置 預先偏離既定量’即能修正因圖案之密度差所產生之光罩 21 t紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 請 先 閲 讀 背
I 再』
訂 線 A7 _B7__ 五、發明說明（/) 圖案的位置偏離。 亦即，主標線板上之母圖案(部分母圖案）中包含有對 應於工作光罩薄膜部之複數的子域(Subfield)及對應於條狀 部之邊界區域，爲了補償子域內之圖案密度的非對稱性所 產生之應力變形，於該子域內將圖案之一部分的形成位置 自既定之設計位置偏離既定量，換句話說，藉使圖案之一 部分相對的偏離其他部分，即能修正因圖案之密度差所產 生之工作光罩之光罩圖案的位置偏離。再者，由於此修正 子域將產生變形。 此外，並不需要對母圖案(部分母圖案）內之全部的子 域之形成位置進行修正，只要修正肇因於非對稱性之應力 變形，亦即，僅需針對圖案之一部份的位移超過容値之子 域進行形成位置之修正即可。 再者，爲了也能修正因使用於工作光罩之製造的投影 曝光裝置之投影光學系的投影失真所產生之光罩圖案的位 置偏離量，最好能將主標線板上之母圖案的形成位置偏離 既定量。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 本例中，係如上述般將光罩圖案之位置偏離，於主標 線板形成母圖案之階段，亦即在形成之圖案較大之階段即 進行修正，而能以更高之精密度進行位置修正》 此外，上述實施形態之光罩製造方法，不僅能適用於 製造半導體元件，例如，亦能廣泛的適用於以液晶顯示元 件圖案對方形玻璃板曝光之情形，及製造CCD等攝像元件 ，電漿顯示器元件，或薄膜磁氣頭等之情形中。 22 本紙張尺度適用辛國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 B7 五、發明說明（V() 再者，作爲工作光罩製造用之光學式投影曝光裝置的 曝光用照明光，亦可使用將自DFB半導體雷射或光纖雷射 振盪出之紅外領域或可視領域的單一波長雷射，以滲雜餌 (Er)(或餌及鏡(Yb)兩者)之光纖擴大器來增幅，且使用非線 性光學結晶將波長變換於紫外光之高次諧波。例如，若將 單一波長雷射之振盪波長定爲1.544〜1.553 #m範圍內時， 能得到193〜194nm範圍內之8倍高次諧波，亦即，能得到 與ArF準分子雷射幾乎相同波長之紫外光，若將振盪波長 定爲1.57〜1.58"ιη之範圍內時，能得到157〜158nm範圔 內之10倍高次諧波，亦即，能得到與化雷射幾乎相同波 長之紫外光。 又，做爲工作光罩製造用之光學式投影曝光裝置的曝 光用照明光，於使用準分子雷射等之遠紫外線時，做爲投 影光學系等之玻璃材，係使用能穿透石英（Si〇2)及螢石 (CaF〇等之遠紫外線的材料。又，投影光學系爲折射系、反 射系、及組合折射透鏡及凹面鏡等之反射光學元件構成的 反射折射系（向下雙屈光學系）之任一者皆可。做爲反射折 射系，例如揭示於美國專利第5788229號中，能使用不彎 曲複數之折射光學元件及二個反射光學元件(至少一方爲凹 面鏡)而一直線地配置於延伸之光軸上的光學系。再者，於 本國際申請所指定之指定國或選擇之選擇國國內法令允許 範圍’沿用此美國專利之揭示以做爲本文記載之一部分。 此外’將由複數之透鏡構成之照明光學系，投影光學 系，組裝入曝光裝置本身做光學調整，同時將由多數之機 23 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公笼） 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（V>) 械零件構成之標線板台及試料基台(包括反面照明表面檢出 之校正光學系16等)組裝於曝光裝置本體後，連接配線及 配管，再藉綜合調整(電氣調整、動作確認等），即能製造 上述實施形態之工作光罩製造用光學式投影曝光裝置。再 者，投影曝光裝置之製造最好是在溫度及潔淨度等皆有管 理之無塵室內進行。 再者’本發明不限於上述之實施形態，於不超出本發 明之要旨的範圍’可有種種之構成。此外，包含說明書、 專利申請範圍、圖式、及槪要等，皆完全將1998年10月 28日提出之日本國專利申請第10-306626號之全部內容引 用於此。 【產業上利用之可能性】 根據本發明之光罩製造方法，做爲主光罩之基板，能 使用例如光學式之縮小投影型曝光裝置用的玻璃基板。此 時，因光罩之缺陷檢查及缺陷修正技術等已確立，即使產 生誤差，亦能在短時間、容易地修正描畫誤差。因此，例 如，相較於以電子束描畫裝置直接將圖案描畫於電子束複 製裝置用之光罩基板，能減低包括至修正之全體的製造成 本，縮短光罩製造時間。此外，由前述主光罩例如使用光 學式投影曝光裝置，僅重複曝光複製，能製造複數片光罩 ，相較於以電子束描畫裝置描畫複數片之光罩圖案，能大 幅地縮短製造全部的光罩所需之時間，能大幅降低製造成 本。 其次，根據本發明之光罩製造裝置，能實施本發明之 24 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝--------訂---------線^' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 _B7_ 五、發明說明（νΊ)) 光罩製造方法，由該主光罩能製造複數光罩，相較於以電 子束描畫裝置直接描畫複數片之光罩圖案，能縮短光罩製 造所需時間，以更低的成本製造光罩。 其次，根據本發明之元件製造方法，相較於以電子束 描畫裝置製造複數片之工作光罩，能縮短光罩製造所需時 間，進而縮短元件製造所需時間，以更低的成本製造元件 — — — — — — — — — — — —II · I I (請先閱讀背面之注意事項再Ρ寫本頁) .線· 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 25 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）