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| 審決分類 |
審判 一部申し立て ５項３号及び６項 請求の範囲の記載形式不備 H01L 審判 一部申し立て 2項進歩性 H01L 審判 一部申し立て 1項3号刊行物記載 H01L 審判 一部申し立て ４項（５項） 請求の範囲の記載不備 H01L |
|---|---|
| 管理番号 | 1048430 |
| 異議申立番号 | 異議1999-72563 |
| 総通号数 | 24 |
| 発行国 | 日本国特許庁(JP) |
| 公報種別 | 特許決定公報 |
| 発行日 | 1995-01-10 |
| 種別 | 異議の決定 |
| 異議申立日 | 1999-07-06 |
| 確定日 | 2001-07-30 |
| 異議申立件数 | 1 |
| 訂正明細書 | 有 |
| 事件の表示 | 特許第2843249号「デバイスを製造する方法および装置」の請求項1ないし4、6に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。 |
| 結論 | 訂正を認める。 特許第2843249号の請求項1ないし4に係る特許を維持する。 |
| 理由 |
1.手続きの経緯 本件特許第2843249号は、平成5年12月15日に特許出願され、平成10年10月23日にその特許の設定登録がなされ、その後、異議申立人株式会社ニコンより特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成12年3月24日に訂正請求(後日取下げ)がなされ、訂正拒絶理由通知がなされ、その指定期間内である平成12年11月29日に意見書が提出され、その後、再度取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成13年6月15日に訂正請求がなされたものである。 1.1 異議申立ての概要 異議申立人株式会社ニコンは、甲第1号証(森田他 「昭和61年度精密工学会秋季大会学術講演会論文集565頁-566頁)、甲第2号証(特開平2-219212号公報)、甲第3号証(M.A.Sturans, H.C.Pfeiffer,Microcircuit Engineering 83 107頁-116頁)、甲第4号証(特開平3-101214号公報)及び甲第5号証(特開昭64-33927号公報)を提示し、本件請求項1、4及び6に係る発明は、甲第1号証に記載された発明であるから、特許法第29条第1項第3号に該当し、同条第1項の規定により特許を受けることができないものであるから、本件請求項1、4及び6に係る発明の特許を取消すべき旨主張し、本件請求項1〜4及び6に係る発明は、甲第1号証〜甲第4号証に記載された発明に基いて容易に発明できたものであり、特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができないものであるから、本件請求項1〜4及び6に係る発明の特許を取消すべき旨主張している。 また、本件特許第2843249号は、その明細書の発明の詳細な説明の欄及び図面の記載が不備のため、特許法第36条に規定する要件を満たさない出願に対してされたものであるから、特許を受けることができないものであるから、本件請求項1〜4及び6に係る発明の特許を取消すべき旨主張している。 なお、甲第5号証について、異議申立人株式会社ニコンは、提示した理由を述べていない。 1.2 異議申立人株式会社ニコンが提示した甲第1号証〜甲第5号証の内容 1.2.1 異議申立人株式会社ニコンが提示した甲第1号証の内容 甲1号証は、可変成形ビーム方式の電子線露光装置に関するものであり、図1に示されるように2枚の成形アパーチャを用い、成形偏向器を用いることにより1枚目の成形アパーチャの像を2枚目の成形アパーチャ(以下、「第2成形アパーチャ」と呼ぶ)上で走査することにより、第2成形アパーチャ上に所望のパターンを形成し、このパターンを縮小レンズで縮小し、対物レンズでウエハ上に投影すると投影タイプの露光装置が示されている。 図1には、第2成形アパーチャとウエハとの間に配置された対物レンズを用いて第2成形アパーチャの像を基板上に投影するタイプの電子線露光装置が示されている。 また、甲1号証には以下の記載がある。 1.はじめに 電子ビーム露光装置EB60の高いスループットを実現するために要求される3つの特性、すなわち、(1)(原文は丸数字)大ビーム電流、(2)(原文は丸数字)高解像度、(3)(原文は丸数字)高速偏向走査特性、を満足する電子光学系を開発した。本報告では本電子光学系の設計方法と実験で確認した性能について述べる。 2.電子光学系の概要 電子光学系の仕様を表1に示す。図1に電子光学系の概要を示す。ビーム総光路長は、クーロン効果を低減するために、従来の半分の420mmに短縮した。・・・ 3.クーロン効果低減による大電流化 ビーム電流を増やすと電子間のクーロン反発力でビームが広がり(クーロン効果)、解像度が低下するという問題がある。本電子光学系の設計では、クーロン効果低減を第1の目標に置いた。 クーロン効果はビームの横方向の広がりとエネルギー分散の増加を引き起こす。ビーム横方向広がりは直接的に、・・・ビームぼけを増大させる。これら2つの効果はともに、ビーム光路長を短縮し、・・・低減される。しかし、光路長を短くするとレンズ設計が困難になるので、むやみに短く出来ない。・・・ 7.実験結果・・・0.5μmパタン描画の仕様を満たす。 8.まとめ・・・可変成形ビーム電子光学系について述べた。 1.2.2 異議申立人株式会社ニコンが提示した甲第2号証の内容 甲第2号証第2頁左上欄第6行〜同頁左下欄第5行には、「【産業上の利用分野】・・・荷電粒子ビ-ムの経路上に、四角形形状の開口を有するいわゆる可変矩形透過孔を設け、この可変矩形透過孔を通過した粒子ビ-ムによって所望のパターンをウェハ上に“一筆書き”するものである。・・・前記可変矩形透過孔に加えて、繰返パターン用の透過孔を形成したいわゆるステンシルマスクをを設け、マスク上の透過孔を選択的に使用することにより、スループットの向上を意図したものが知られている。 【従来の技術】 第4図は従来の荷電粒子ビ-ム露光装置を示す図で、荷電粒子ビーム発生源からの荷電粒子ビームは、矩形成形用アパーチャ1によって矩形状に成形されたあと、第1のレンズ2で収束され、アパーチャ選択用デフレクタ3によってステンシルマスク4上の所望位置に偏向される。ここで、ステンシルマスク4は、可変矩形透過孔4a、複数の繰返しパターン用透過孔4bおよび基準位置用透過孔cなどの多数開口を有するもので、その断面図は第5図に、また、平面図は第6図に示される。」と記載されている。 1.2.3 異議申立人株式会社ニコンが提示した甲第3号証の内容 甲第3号証には、可変軸レンズ(VAL)について第109頁のFig.1にその概略図が示されている。また、可変軸液浸レンズ(VAIL)について第113頁のFig.7に示されている。 どちらも物面(ｏbjecｔiｖe Plane)の像をテレセントリックレンズシステムを用いてウエハ等のターゲット(Taｒgeｔ)上に投影するものである。 甲第3号証の1.INTRODUCTIONの章の最初に「The VAL(Vaｒiable Aｘiｓ Lenｓ)ｗaｓ demｏnｓｔｒaｔed ｔｏ haｖe ｖeｒｙ deｓiｒable ｐｒｏｐeｒｔieｓ fｏｒ ｓｕb‐micｒｏn laｒge field elecｔｒｏn beam liｔhｏgｒaｐhｙ ｓｙｓｔemｓ.・・・All ｔheｓe ｐｒｏblemｓ haｖe been alleｖiaｔed in ｔhe VAIL cｏnfigｕｒaｔiｏn.(VALは電子線露光装置の大きなフィールドにおいてサブミクロンに要求される特性を持つことが証明された。…これらの全ての問題はVAILによって緩和される。)」と記載されている。 1.2.4 異議申立人株式会社ニコンが提示した甲第4号証の内容 甲第4号証第9頁左下欄第7行〜同欄第15行には、「デバイスの製作及び得られるデバイスは、最小寸法1μm及びそれ以下の最小寸法形状を規定できる1ないし複数のリソグラフィ投影プロセスに依存する。本発明の方向は0.5μmかそれ以下のサブミクロン最小形状寸法を必要とする。本件で述べられるデバイスの例では、たとえば0.35μm、0.25μm、0.2μm及びそれ以下といった各種の最小形状寸法を必要とする。本発明はそのようなデバイスの製作に応用するのが適当である。」と記載されている。 甲第4号証第11頁右下欄第8行〜同欄第20行には、「第1図 描かれている単一レンズシステムは、ビーム電子又は他の描画エネルギーを使用し、光線1と印され、阻止領域3と透明領域4を含むマスク2上に入射する。透明領域4を透過した光線は、光線1aと印され、阻止領域3を透過した光線は、光線lbと印されている。そのような光線はレンズ5により屈折し、現れた光線は後側焦平面フィルタ6に入射する。概略的に描かれているように、光線laはフィルタ開孔7を通過し、転写された照射領域10と非照射領域11から成る像9を生じる。臨界散乱角を越えて散乱された光線1bは開孔7を通過せず、代りにフィルタ6の非開孔領域8で吸収」と記載されている。 1.2.5 異議申立人株式会社ニコンが提示した甲第5号証の内容 甲第5号証には、マスクホルダ並びにそれを用いたマスクの搬送方法が記載されている。 1.3 異議申立人株式会社ニコンが主張する特許法第36条違反の指摘内容の要旨 1.3.1 『プロジェクションレンズを含むレンズ系を使用して粒子のビームを走査することによりマスクを照射して(構成要件A)』とあるが、 1)マスクの照明にプロジェクションレンズを含むレンズ系を用いるという事項及びレンズ系で粒子のビームを走査するという事項は【発明の詳細な説明】の項に記載も示唆もない。 2)【発明の詳細な説明】を見るかぎり「マスクと基板との間に配置されたプロジェクションレンズを用いて投影」されないと発明の奏する効果が生じ得ないものであり、発明の構成に欠くことができない事項(マスクと基板との間に配置されたプロジェクションレンズを用いて投影する事)が記載されていない。 1.3.2 『前記マスクと前記基板の間の距離が0.75メートル以下(構成要件B及びJ)』とあるが、【発明の詳細な説明】を見るかぎり「この距離の下限が限定」されないと発明の奏する効果が生じ得ないものである。従って、発明の構成に欠くことができない事項のみが記載されていない(不明瞭)。 1.3.3 『0.5マイクロメートル以下のデザインルールのデバイスを製造する(構成要件D、H‐6及びK)』とあるが、【発明の詳細な説明】を見るかぎり0.5μm以下の解像のためにはマスクと基板との距離の上限と下限が必要であるが、下限については開示も示唆も無い。従って、本件発明を達成するための技術的手段が不明瞭であり、容易に実施をすることができない発明である。 1.3.4 『前記レンズが可変軸レンズまたは可変軸液浸レンズからなる(構成要件E)』とあるが、 可変軸レンズ及び可変軸液浸レンスとは【発明の詳細な説明】を参酌してもその構成、効果共に不明瞭である。また、可変軸レンズと可変軸液浸レンズとの差異についても不明である。更に、前記レンズとはどのレンズを意味するのか不明である。 1.3.5 『前記マスクが前記粒子を透過する領域と前記粒子を散乱する領域とからなる(構成要件F)』とあるが、マスクをこのようなマスクにした場合にどのような作用効果があるのか不明瞭である。 1.3.6 『マスクを保持するマスクホルダ』とあるが、マスクホルダについては【発明の詳細な説明】を参酌しても一切開示が無く不明瞭である。 1.3.7 『基板を保持する基板ホルダ』とあるが、基板ホルダについては【発明の詳細な説明】を参酌しても一切開示が無く不明瞭である。 2.訂正の適否について 2.1 訂正請求の内容 本件訂正請求は、本件特許第2843249号の明細書(以下、「特許明細書」という。)を、平成13年6月15日付訂正請求書に添付した訂正明細書のとおりに、訂正しようとするものである。 2.1.1 訂正事項 訂正事項a 特許明細書の請求項1「プロジェクションレンズを含むレンズ系を使用して粒子のビームを走査することにより該マスクを照射してデバイス基板上に投影されたイメージを作り出すステップからなる少なくとも1つのリソグラフィ描画ステップからなり、 前記マスクと前記基板の間の距離が0.75メートル以下であり、前記ビームの前記基板における電流密度が10mA/cm2以上であることを特徴とする、0.5マイクロメートル以下のデザインルールのデバイスを製造する方法。」を、「プロジェクションレンズを含むレンズ系を使用してデバイス基板上の露光パターンのイメージを規定するマスクパターンを有するマスクの該マスクパターンにわたって粒子のビームを走査することにより該マスクを照射してデバイス基板上に該露光パターンの投影されたイメージを作り出すステップからなる少なくとも1つのリソグラフィ描画ステップからなり、 前記マスクと前記基板の間の距離が0.75メートル以下であり、前記ビームの前記基板における電流密度が10mA/cm2以上であることを特徴とする、0.5マイクロメートル以下のデザインルールのデバイスを製造する方法。」と訂正する。 訂正事項b 特許明細書請求項6を削除する。 2.2 訂正後の特許請求の範囲 請求項1 「プロジェクションレンズを含むレンズ系を使用してデバイス基板上の露光パターンのイメージを規定するマスクパターンを有するマスクの該マスクパターンにわたって粒子のビームを走査することにより該マスクを照射してデバイス基板上に該露光パターンの投影されたイメージを作り出すステップからなる少なくとも1つのリソグラフイ描画ステップからなり、 前記マスクと前記基板の間の距離が0.75メートル以下であり、前記ビームの前記基板における電流密度が10mA/cm2以上であることを特徴とする、0.5マイクロメートル以下のデザインルールのデバイスを製造する方法。」 請求項2 「前記レンズが可変軸レンズまたは可変軸液浸しンズからなることを特徴とする請求項1に記載の方法。」 請求項3 「前記マスクが前記粒子を透過する領域と前記粒子を散乱する領域とからなることを特徴とする請求項1に記載の方法。」 請求項4 「前記粒子が電子からなることを特徴とする請求項1に記載の方法。」 3. 訂正の適否 3.1 目的該当性等について 3.1.1 訂正事項a 上記訂正事項aは、訂正前の請求項1「プロジェクションレンズを含むレンズ系を使用して粒子のビームを走査することにより該マスクを照射してデバイス基板上に投影されたイメージを作り出すステップからなる少なくとも1つのリソグラフィ描画ステップからなり、 前記マスクと前記基板の間の距離が0.75メートル以下であり、前記ビームの前記基板における電流密度が10mA/cm2以上であることを特徴とする、0.5マイクロメートル以下のデザインルールのデバイスを製造する方法。」を、下位概念である「プロジェクションレンズを含むレンズ系を使用してデバイス基板上の露光パターンのイメージを規定するマスクパターンを有するマスクの該マスクパターンにわたって粒子のビームを走査することにより該マスクを照射してデバイス基板上に該露光パターンの投影されたイメージを作り出すステップからなる少なくとも1つのリソグラフィ描画ステップからなり、 前記マスクと前記基板の間の距離が0.75メートル以下であり、前記ビームの前記基板における電流密度が10mA/cm2以上であることを特徴とする、0.5マイクロメートル以下のデザインルールのデバイスを製造する方法。」と訂正し、上記訂正事項aにより、(イ)マスクが、デバイス基板上の露光パターンのイメージを規定するパターンを有するものであること、(ロ)該マスクパターンにわたって粒子のビームを走査することにより該マスクを照射すること、及び(ハ)投影されたイメージが露光パターンそのものであることを明らかにするものであり、マスクと投影されたイメージとの関係をより明確に限定し、本件請求項1に係る発明がプロジェクション方式であることをより明らかにするものであるから、特許請求の範囲を減縮にあたる。 そして、上記訂正事項aは、特許明細書の【0005】、【0009】〜【0013】段落及び図1〜3に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。 3.1.2 訂正事項b 上記訂正事項bについては、特許明細書の請求項6を削除するものであるあるから、特許請求の範囲の減縮にあたる。 そして、上記訂正事項bは、特許明細書又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。 3.2.独立特許要件について 3.2.1 特許法第29条第1項第3号該当性及び特許法第29条第2項違反について 本件請求項1に係る発明が、「プロジェクションレンズを含むレンズ系を使用してデバイス基板上の露光パターンのイメージを規定するマスクパターンを有するマスクの該マスクパターンにわたって粒子のビームを走査することにより該マスクを照射してデバイス基板上に該露光パターンの投影されたイメージを作り出すステップからなる少なくとも1つのリソグラフイ描画ステップからなり、 前記マスクと前記基板の間の距離が0.75メートル以下であり、前記ビームの前記基板における電流密度が10mA/cm2以上であること」(以下、「本件請求項1に係る発明の特徴的構成」という。)を有し、本件請求項1に係る発明の特徴的構成により、「プロジェクション方式は、例えば、乙第1号証(M.B.Heｒiｔage,J.Vac.Sci.Technｏl.,12(6),1135(1975)参照)に示されている。この方式では、ステンシルマスクを使用する。このマスクは、例えばシリコンに開けた開口のパターンを有し、このパターンそのものが、基板にプリントされる。電子源からの電子はマスクに入射する。マスクは、幅広の電子ビームをパターン形成し(マスクパターンに従ったビームを形成し)、パターン形成されたビームは、マスクを通った後、プロジェクション電子レンズ系を通って、基板に露光パターンとして投影される。このようなプロジェクション方式では、フィールド(像面)全体が一度にプリントされる。すなわち、マスクのパターンは、製造するデバイス(例えばIC)のパターン全体に対応する。フィールド全体が一度にプリントされるため、この方式は後述するプローブ成形方式よりもずっと高速である。 一方、プローブ成形方式は刊行物1の図1に示されているものである。その図1において、ビームの断面サイズが第1と第2の成形アパーチャによって形成され、その形成されたビーム断面サイズを有するビームの筆でウェハ上に一筆書きで露光パターンを描いている。これはマスクパターンそのものを露光パターンとしてウェハ上に投影(プロジェクション)しているのではない。 このようなプローブ成形方式では、ビームが収束するクロスオーバが4個あり、そのクロスオーバ点で空間電荷効果は非常に大きくなり(クローン効果)、その結果ビームぼけ(blｕｒ)が生ずると考えられ、焦点ぼけを補正しない場合にはクローン効果を低減するためカラム長は比較的短くしなければならない。刊行物1はカラム長=420mmを教示するが、それはプローブ成形方式についての教示であり、本発明のプロジェクション方式についてのものではない。 一方、本発明のプロジェクション方式では、クロスオーバの個数が比較的少数であり、これらのクロスオーバの断面積は比較的大きいので空間電荷効果からの寄与はなく、それによるビームぼけはわずかであって、ビームぼけはマスクと基板の間で生ずる収差が主な原因であると考えられていた。その結果研究者は、プロジェクション光学系の解像度限界は、回折および像面湾曲によって決定されるとし(例えば乙第1号証、第1136頁)、そのような光学系の限界を考慮して比較的長い例えば2メートル程の力ラム長を採用しており、短いカラム長を採用する方向にはなかったのである。そのような技術常識であったにもかかわらず、本発明者は、プロジェクション方式においても、電子の統計的相互作用(引例1で言及されていない相互作用)により、解像度はカラム長の平方にほぼ比例し、10mA/cm2、0.5マイクロメートルの条件下ではカラム長は0.75m以下にすべきことを見出したのである。以上の点は、本特許明細書の段落【0007】〜【0011】に良く述べられている。」(平成13年6月15日付訂正請求書(3)請求の理由)とういう、作用、効果を有するのに対し、異議申立人株式会社ニコンが提出した甲第1号証には、カラム長が420mmである記載がされているが、プローブ成形方式であって、それとはシステム構成の異なる本件特許発明のようなプロジェクション方式においてカラム長が0.75m以下を示唆するものではない。 また、甲第2号証は、マスク上の幾つかの異なる所定のパターン(第4図4b、4c)の各々をワンショットでウェハ上に露光することを示しているが、それら幾つかの異なる所定パターンを適宜に組合せて露光パターンを形成しているのであって、マスクパターンそのものを投影して露光パターンにしているプロジェクション方式ではない。 さらに、甲第2号証にはカラム長について何も示唆していない。 甲第3号証及び甲第4号証は、請求項2及び請求項3に係るものであり、請求項1そのものの特許性に関するものではない。 従って、、本件請求項1に係る発明が、上記甲第1号証に記載された発明であるとも、また、上記甲第1号証〜甲第4号証に記載された発明に基いて容易に発明できたとすることもできない。 本件請求項1に係る発明を引用する本件請求項4に係る発明も、本件請求項1に係る発明と同様に、上記甲第1号証に記載された発明と同一であるとすることができない。 本件請求項1に係る発明を引用する本件請求項2〜請求項4に係る発明も、本件請求項1に係る発明と同様に、上記甲第1号証〜甲第4号証に記載された発明に基いて容易に発明できたものとすることができない。 3.2.2 特許法第36条違反について 3.2.2.1 異議申立人株式会社ニコンが主張する上記1.3の1.3.1に記載された事項について 本件特許明細書に添付された図1〜図3に示されるように、プロジェクションレンズはマスクと基板の間に配置され、マスクパターンを基板上に投影(プロジェクション)するものであることは明らかであり、この点について、請求項1には「プロジェクションレンズを含むレンズ系を使用して」、「デバイス基板上に投影されたイメージを作り出す」として記載されている。 したがって、プロジェクションレンズを含むレンズ系を使用してマスクを粒子のビームで走査・照明すると解釈する余地はなく、上記事項について、本件特許が特許法第36条に規定に違反してされたとする根拠がない。 3.2.2.2 異議申立人株式会社ニコンが主張する上記1.3の1.3.2に記載された事項について 下限については、本件特許発明の目的が達成できる程度のものであって、下限の記載がないことによって発明の構成は不明確であるとはいえない。 従って、上記事項について、本件特許が特許法第36条に規定に違反してされたとする根拠がない。 3.2.2.3 異議申立人株式会社ニコンが主張する上記1.3の1.3.3に記載された事項について 下限については、本件特許発明の目的が達成できる程度のものであって、下限の記載がないことによって発明の構成は不明確であるとはいえない。 従って、上記事項について、本件特許が特許法第36条に規定に違反してされたとする根拠がない。 3.2.2.4 異議申立人株式会社ニコンが主張する上記1.3の1.3.4に記載された事項について 可変軸レンズまたは可変軸液浸レンズ自体は公知技術であり、本件特許明細書の段落【0008】に当該レンズに記述する公知文献を引用しており、それをもって開示されている。 従って、上記事項について、本件特許が特許法第36条に規定に違反してされたとする根拠がない。 3.2.2.5 異議申立人株式会社ニコンが主張する上記1.3の1.3.5に記載された事項について 散乱マスク自体は公知であり、本件特許明細書の段落【0006】においてその内容を示す1992年1月7日発行米国特許第5,079,112号を引用しており、それをもって開示されている。 従って、上記事項について、本件特許が特許法第36条に規定に違反してされたとする根拠がない。 3.2.2.6 異議申立人株式会社ニコンが主張する上記1.3の1.3.6及び1.3.7に記載された事項について マスク、基板ホルダに係る請求項6は、訂正により削除されたから、上記事項について、本件特許が特許法第36条に規定に違反してされたとする根拠がない。 3.2.2.7 平成13年5月17日付け取消理由通知で指摘した、特許法第36条違反については、訂正により解消した。 3.2.3 独立特許要件の判断 以上のとおりであるから、訂正後の本件請求項1〜4に係る発明は、特許出願の際独立して特許を受けることができないものとすることができない。 3.3 訂正の適否の判断 上記訂正事項は、上記3.1、3.2のとおりであるから、平成6年法律第116号附則第6条第1項の規定により、訂正についてなお従前の例によるとされる、改正前の特許法第126条第1項ただし書、同条第2項及び同条第3項の規定に適合する。 従って、当該請求を認める。 4.特許異議申立てについての判断 本件特許請求項1及び4に係る発明は、独立特許要件を判断した上記3.2と同様に、甲第1号証に記載された発明と同一ではなく、また、本件特許請求項1〜4に係る発明は、甲第1号証〜甲第4号証に記載された発明に基づいて容易に発明できたものでもなく、さらに、本件特許は、独立特許要件を判断した上記3.2と同様に、特許法第36条に違反してなされたものではない。 5.むすび したがって、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件請求項1〜4に係る発明の特許を取り消すことはできない。 また、他に本件請求項1〜4に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。 |
| 発明の名称 |
(54)【発明の名称】 デバイスを製造する方法および装置 (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 プロジェクションレンズを含むレンズ系を使用してデバイス基板上の露光パターンのイメージを規定するマスクパターンを有するマスクの該マスクパターンにわたって粒子のビームを走査することにより該マスクを照射してデバイス基板上に該露光パターンの投影されたイメージを作り出すステップからなる少なくとも1つのリソグラフィ描画ステップからなり、 前記マスクと前記基板の間の距離が0.75メートル以下であり、前記ビームの前記基板における電流密度が10mA/cm2以上であることを特徴とする、0.5マイクロメートル以下のデザインルールのデバイスを製造する方法。 【請求項2】 前記レンズが可変軸レンズまたは可変軸液浸レンズからなることを特徴とする請求項1に記載の方法。 【請求項3】 前記マスクが前記粒子を透過する領域と前記粒子を散乱する領域とからなることを特徴とする請求項1に記載の方法。 【請求項4】 前記粒子が電子からなることを特徴とする請求項1に記載の方法。 【請求項5】 前記粒子がイオンからなることを特徴とする請求項1に記載の方法。 【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】 本発明はプロジェクションリソグラフィプロセス、特にエレクトロンプロジェクションリソグラフィプロセスに関する。 【0002】 【従来の技術】 デバイス加工においては、レジストと呼ばれているエネルギー感応性材料が半導体ウェハ(例えばシリコンウェハ)、強誘電性ウェハ、絶縁性ウェハ(例えばサファイヤウェハ)などの基板、基板に支持されているクロム層、あるいはこのような材料をいくつか組み合わせてなる基板上に被覆される。このレジストは放射線照射により所望のイメージに露光される。このイメージはついで、通常レジストを適当な溶媒に浸漬する、あるいはプラズマを照射することによって、露出部分か非露出部分のいずれかを選択的に除去することにより、現像され、パターン化されたレジストが製造される。現像されたパターンはその下の層を加工すなわちエッチングするためのマスクとして使用される。その後このレジストは除去され(多くの装置の場合)、引続き層が形成され、さらにこのレジストプロセスが繰り返されて装置上部のパターンが形成される。このようなレジストプロセスの繰り返しにおいて、レジスト中のパターンは通常基準マークを用いて下部のパターンに対し整列(記録)されている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】 サブミクロンデバイスの製造においてエレクトロンビームなどの荷電粒子ビームを用いたレジストの照射用にはさまざまなアプローチが提案されている。(本発明において、サブミクロンデバイスとは1ミクロン以下のラインや間隔をもつパターンを持つものである)。電子線照射はレジストがクロム層の上にあり、クロム層が石英基板の上にあるようなリソグラフ用マスクを形成するのに幅広く用いられている。レジスト材料に単一サイクルで電子をラスタ走査し、このビームを適当な位置で遮断することにより所望の露出イメージを形成する。この単一サイクル、ラスタプロセスはきわめて繊細な機構を作ることができるが通常マスク以外のデバイスの作成に用いるには速度が遅すぎる。 【0004】 これに代わるもう一つのアプローチはマスク以外のデバイスに適当な回数照射を行うというものである。(一般にリソグラフィプロセスは少なくとも1時間に30-60枚のウェハを処理するのが望ましいと考えられているが、ここでウェハとは直径5-25センチの基板であり、製造後は複数のデバイスへ最終的に分割されるものである。)これらの照射アプローチは通常近接手順と投影手順に分けられる。前者においては、照射エネルギーに対する、吸収/反射領域および透過領域によってイメージを規定するマスクがレジストに近接して配置される。電子ビームがマスク上を走査し、あるいはマスク上に光が投光され、その下におかれたレジストのマスクの透過領域に相当する部分を露光する。 【0005】 投影アプローチにおいて、前記のマスクと前記レジストの間にはレンズが設けられる。このマスクは既に述べた吸収/透過型のものか、あるいはもう一つのタイプとしては、一組の領域において第二の領域よりもより広範囲な散乱を生じ、所望のイメージを作るようなものである。このマスクを横切るフルエンスはこのレンズによって前記のレジスト上に集束され前記のマスクパターンに相当するイメージを作る。 【0006】 プロジェクションリソグラフィヘの一つの特別なアプローチ(1992年1月7日付の米国特許第5,079,112号に記載)においては、第一の組の領域では電子を散乱または反射し、第二の組の領域では電子の散乱が少ない、即ち電子を透過するマスクが使用されている。このマスクを横切る電子は図3に示すように一つあるいはそれ以上の収束点において電子光学プロジェクションレンズ、5、によって収束され、周囲の領域よりも透過的な領域、即ち開口部、がこのような収束点に位置づけられている。散乱した電子1bおよび1cはこの点で収束せずブロックされているが、非散乱電子は収束し、前記の開口部を通って前記のレジストを露光する。 【0007】 エレクトロンプロジェクションリソグラフィシステムにおけるマスクと基板間の距離は、開発が進むにつれて以前よりずっと大きくなってきている。より長いカラム、すなわちマスクと基板間の距離が長くなる傾向は様々な光学的考察によってもたらされてきたものである。通常、より大きな鏡像力場はより長い焦点距離を持つレンズによって提供される。さらに、このように長い焦点距離は像面湾曲に関連する誤差を減少させる傾向がある。しかし、より長い焦点距離は、用いられたデマグニフィケーションの程度により、より長いカラムを必要とする。(デマグニフィケーションとは機構のマスク寸法の同機構の対応する基板寸法に対する縮小の度合である。)図1および図2に示すように、従来のプロジェクションレンズのデマグニフィケーションが増大すると、前記の基板と前記のマスク間の距離が増加する。従って、図1に示すようなシステムにおいて、1:1のデマグニフィケーションに対しては前記のマスク101、とプロジェクションレンズ103(図式的に単レンズで表わす)間の距離105は前記のプロジェクションレンズと基板109間の距離107と大体同じ大きさとなる。同様に、類似の4:1プロジェクションシステムにおいて、これら二つの距離の比はこれに応じて4対1となる。その結果、より長い焦点距離への要求と増加したデマグニフィケーションがカラムサイズの増加をもたらす。 【0008】 【課題を解決するための手段】 思いがけないことに、0.5マイクロメーターあるいはより繊細なデザインルールを持つパターンの基板でのビーム電流密度10mA/cm2以上を用いたリソグラフィプロジェクションイメージングにおいて、0.75メートル以上のカラム長は得られる解像度を大きく悪化させること、従って実際の電流に対しては、その使用を避けるべきであることが見いだされた。(このデザインルールはデバイスを作動させるために必要不可欠な最少のパターン機構に相当するものである。)意外な事であるが、0.75メートル以上のカラム長は不利であるばかりでなく避けられなければならないものである。というのもこのような条件の下では基板に向かってマスクを透過する(あるいはマスクから反射される)電子束は大きく発散し、それに付随して解像度に損失が生じる。比較的短いカラム長を維持することにより、このような解像度の損失は避けられる。前述の通り、プロジェクションレンズの選択は通常このカラム長に大きく影響を及ぼす。可変軸レンズ、または可変軸液浸レンズ、あるいはこの両者を組み合わせて使用し、プロジェクションシステムを適正に利用することにより、解像度のためになるようにこのような基準を満たすことができる。可変軸レンズ(VAL)(可動対物レンズと呼ばれることもある)あるいは可変軸液浸連図(VAIL)は二次磁場をレンズのメインフィールドと重ねることにより、前記の電子線によって同時にその光軸が走査されるようなものである。このアプローチは詳しくH.オヒワによりジャーナル オブ ヴァキューム サイエンス アンド テクノロジー 15巻、849-852頁、5月/6月号(1978年)で解説されている。可変軸液浸レンズはアカデミック プレス ロンドン(1983年)のマイクロサーキット エンジニアリング 83巻、107-116頁にM.A.スチューランスおよびH.C.フェイファーによる「可変軸液浸レンズ(VAIL)」で解説されている。 【0009】 【実施例】 本発明は特にSCALPELシステムに対して有効性を発揮するが、すべての荷電粒子プロジェクションリソグラフィプロセスに対しても応用することができる。従って、本発明はイオンプロジェクションシステムにも応用できるものである。実際、イオンリソグラフィに対してはより短いカラムを使用する必要性はより一層重要なのである。エルスヴィア サイエンス パブリシャーズ(1992年)のマイクロエレクトロニック エンジニアリング 第17巻、229-240頁のA.チャルプカらによる「イオンプロジェクションリソグラフィの進歩」などのこれまでの研究ではイオンプロジェクションプリンティングのために比較的長いカラムを主張していた点から見ると、この効果の持つ意味は特に大きい。しかし、教育という目的のため、ここでは本発明をSCALPELシステムを使用するプロセスに基づいて解説する。 【0010】 すでに述べたように、荷電粒子ビームプロジェクションプロセスに対して得られる解像度は比較的短いカラムを使用することによって大幅に強化できる。イメージプロジェクションシステムに対しては、また最も重要なことに、基板において10mA/cm2以上のビーム電流密度を使用するようなものに対しては、達成できる解像度はカラム長の平方にほぼ比例して減少し、レンズ系の開口数、電流および電圧などのファクターによっても、その程度ははるかに少ないものの、影響を受けることが見いだされた。これら他のファクターの厳密なベキ関係は正確には求められていないが、解像度はこれらのファクターのおよそ1乗あるいは分数乗に依存しているようである。従って、カラム長の重要性はきわめて高い。 【0011】 一般的に、SCALPELのようなエレクトロンリソグラフィプロセスに対しては、カラム長は0.75メートルかそれ以下でなければならない。0.75メートルを越えるカラム長では、達成できる解像度は大きく制限を受ける。この事が持つ意味は大きい。というのもSCALPELは0.5マイクロメートル以下のデザインルールを持つデバイスを有利に製造すると考えられているからである。0.75メートルを越えるカラムでこのようなデザインルールを達成することははるかにより困難となる。イオンビームリソグラフィに対しても関与しているファクターは同一であり、ここでもまた、0.75メートル以上の長さを持つカラムが使用されると、可能性のある商業的な重要性という観点から、望ましい解像度に悪影響が出て好ましくない。 【0012】 SCALPEL技術に対しては、VALあるいはVAILを用いたプロジェクションシステムを使用することにより一つの実施例において、0.75メートル以下のカラム長が達成された。このようなシステムについてはジャーナル オブ ヴァキューム サイエンス アンド テクノロジー 第15巻、849-852頁、5月/6月号(1978年)やマイクロサーキット エンジニアリング、第83巻「可変軸液浸レンズ(VAIL)」、107-116頁、アカデミック プレス ロンドン(1983年)などの論文に詳しく記述されている。VALまたはVAILプロジェクションレンズは比較的短い焦点距離という制限にもかかわらず、受け入れることのできる像面湾曲誤差や受け入れることのできるフィールド寸法が達成可能であるため有利なのである。従って、VAILレンズを使用することによって、4対1のデマグニフィケーションに対してさえも、カラム長は0.75メートル以下に維持することができる。(VAILレンズの使用は米国特許出願第07/913509号および第07/913508号、共に1992年7月14日付、に記載されている。) 【0013】 特定の解像度を達成するために用いられた精密なカラム長はリソグラフィシステムで用いられる、さまざまなパラメータの影響を受ける数多くのファクターに依存している。このような効果については1992年12月16日付の米国特許出願第07/991832号に記載されている。特定の照射パラメータを選択した時に、所望の解像度を得るために必要とされる厳密なカラム長を決定するために、対照試料が便利に使用された。 【0014】 【発明の効果】 本発明においては、0.5マイクロメートルあるいはより繊細なデザインルールを持つパターンの基板でのビーム電流密度10mA/cm2以上を用いたリソグラフィプロジェクションイメージングにおいて、0.75メートル以上のカラム長は得られる解像度を大きく悪化させること、従って実際の電流に対しては、その使用を避けるべきであることが見いだされた。解像度に悪影響が出ないようにカラム長を選択するには、プロジェクションレンズとして可変軸レンブ、可変軸液浸レンズあるいはこの両者を組み合わせて使用することが提案されている。 【図面の簡単な説明】 【図1】 カラム長に対しデマグニフィケーションの及ぼす効果を示す図である。 【図2】 カラム長に対しデマグニフィケーションの及ぼす効果を示す図である。 【図3】 本発明に関与するシステムを示す図である。 【符号の説明】 1 マスク 3 プロジェクションレンズ 5 マスクとプロジェクションレンズ間の距離 7 プロジェクションレンズと基板間の距離 9 基板 1a 電子 1b 電子 1c 電子 5 プロジェクションレンズ |
| 訂正の要旨 |
訂正の要旨 訂正事項a、bは、特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。 訂正事項a 特許明細書の請求項1「プロジェクションレンズを含むレンズ系を使用して粒子のビームを走査することにより該マスクを照射してデバイス基板上に投影されたイメージを作り出すステップからなる少なくとも1つのリソグラフィ描画ステップからなり、 前記マスクと前記基板の間の距離が0.75メートル以下であり、前記ビームの前記基板における電流密度が10mA/cm2以上であることを特徴とする、0.5マイクロメートル以下のデザインルールのデバイスを製造する方法。」を、「プロジェクションレンズを含むレンズ系を使用してデバイス基板上の露光パターンのイメージを規定するマスクパターンを有するマスクの該マスクパターンにわたって粒子のビームを走査することにより該マスクを照射してデバイス基板上に該露光パターンの投影されたイメージを作り出すステップからなる少なくとも1つのリソグラフィ描画ステップからなり、 前記マスクと前記基板の間の距離が0.75メートル以下であり、前記ビームの前記基板における電流密度が10mA/cm2以上であることを特徴とする、0.5マイクロメートル以下のデザインルールのデバイスを製造する方法。」と訂正する。 訂正事項b 特許明細書請求項6を削除する。 |
| 異議決定日 | 2001-06-29 |
| 出願番号 | 特願平5-342290 |
| 審決分類 |
P
1
652・
113-
YA
(H01L)
P 1 652・ 532- YA (H01L) P 1 652・ 121- YA (H01L) P 1 652・ 535- YA (H01L) |
| 最終処分 | 維持 |
| 前審関与審査官 | 國島 明弘 |
| 特許庁審判長 |
高橋 美実 |
| 特許庁審判官 |
辻 徹二 森 正幸 |
| 登録日 | 1998-10-23 |
| 登録番号 | 特許第2843249号(P2843249) |
| 権利者 | エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション |
| 発明の名称 | デバイスを製造する方法および装置 |
| 代理人 | 岡部 譲 |
| 代理人 | 岡部 讓 |
| 代理人 | 岡部 正夫 |
| 代理人 | 藤野 育男 |
| 代理人 | 藤野 育男 |
| 代理人 | 臼井 伸一 |
| 代理人 | 朝日 伸光 |
| 代理人 | 吉澤 弘司 |
| 代理人 | 本宮 照久 |
| 代理人 | 越智 隆夫 |
| 代理人 | 加藤 伸晃 |
| 代理人 | 渡辺 隆男 |
| 代理人 | 産形 和央 |
| 代理人 | 高梨 憲通 |
| 代理人 | 岡部 正夫 |
| 代理人 | 本宮 照久 |
| 代理人 | 高梨 憲通 |
| 代理人 | 産形 和央 |
| 代理人 | 越智 隆夫 |
| 代理人 | 高橋 誠一郎 |
| 代理人 | 臼井 伸一 |
| 代理人 | 加藤 伸晃 |
| 代理人 | 高橋 誠一郎 |
| 代理人 | 吉澤 弘司 |
| 代理人 | 朝日 伸光 |