JP2902489B2 - Variable shape charged particle beam exposure method - Google Patents

Variable shape charged particle beam exposure method

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JP2902489B2
JP2902489B2 JP535691A JP535691A JP2902489B2 JP 2902489 B2 JP2902489 B2 JP 2902489B2 JP 535691 A JP535691 A JP 535691A JP 535691 A JP535691 A JP 535691A JP 2902489 B2 JP2902489 B2 JP 2902489B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子ビーム露光方
法に関し、特に複数のパターンを一定の間隔で露光する
のに適した荷電粒子ビーム露光方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged particle beam exposure method, and more particularly to a charged particle beam exposure method suitable for exposing a plurality of patterns at regular intervals.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の高速化、高集積化等
のため、半導体装置のパターンは微細化している。この
ような微細化したパターンを露光するためには、高分解
能の露光手段が要求される。光に比べ、波長が極めて短
い電子等の荷電粒子を用いた荷電粒子ビーム露光装置の
開発が、高分解能露光手段実現のために続けられてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, the pattern of a semiconductor device has been miniaturized in order to increase the speed and integration of the semiconductor device. In order to expose such a fine pattern, a high-resolution exposure means is required. Development of a charged particle beam exposure apparatus using charged particles such as electrons having a wavelength much shorter than that of light has been continued to realize high-resolution exposure means.

【0003】荷電粒子ビームは、極めて小さいスポット
に集束することができ、高分解能を実現できるが、小さ
なスポットで広い面積を描画しようとすると、単位面積
を露光するのに必要な時間が増大してしまう。そこで、
荷電粒子ビームを任意の矩形形状等に整形し、ある程度
の面積を一度に露光する可変形状荷電粒子ビーム露光技
術が開発されている。
[0003] A charged particle beam can be focused on an extremely small spot, and high resolution can be realized. However, when a large area is drawn with a small spot, the time required for exposing a unit area increases. I will. Therefore,
A variable-shaped charged particle beam exposure technique for shaping a charged particle beam into an arbitrary rectangular shape or the like and exposing a certain area at a time has been developed.

【0004】図5に、従来の技術による可変形状電子ビ
ーム露光技術を示す。図5(A)に示すように、電子ビ
ームを任意の可変矩形パターン101に整形し、半導体
ウエハ等の上に塗布したホトレジスト層を露光する。
FIG. 5 shows a conventional variable shape electron beam exposure technique. As shown in FIG. 5A, an electron beam is shaped into an arbitrary variable rectangular pattern 101, and a photoresist layer applied on a semiconductor wafer or the like is exposed.

【0005】可変矩形パターンは、図5(B)に示すよ
うに、電子ビーム103を2つの矩形開口を有するマス
ク104、106を通すことによって形成する。電子ビ
ーム103は、図中右側上段に示すように、始めは円形
の断面を有するとする。この電子ビームをマスク104
に設けた開口の一隅に照射することにより、直角な二辺
を持つ扇型形状の電子ビーム断面105を形成する。こ
のような断面を持つ電子ビームを、さらに他のマスク1
06を通過させ、任意の矩形形状断面107を有する電
子ビームを形成する。
As shown in FIG. 5B, a variable rectangular pattern is formed by passing an electron beam 103 through masks 104 and 106 having two rectangular openings. It is assumed that the electron beam 103 has a circular cross section at first, as shown in the upper right part of the figure. This electron beam is applied to a mask 104
By irradiating one corner of the opening provided in the above, a fan-shaped electron beam cross section 105 having two right sides is formed. The electron beam having such a cross-section is applied to another mask 1.
06 to form an electron beam having an arbitrary rectangular cross section 107.

【0006】このように形成した任意の矩形形状電子ビ
ームが、ホトレジスト層に照射される。半導体装置の設
計に従って、電子ビームの矩形断面は所望の形状に変更
され、次々に露光される。
An arbitrary rectangular electron beam formed as described above is irradiated on the photoresist layer. According to the design of the semiconductor device, the rectangular cross section of the electron beam is changed into a desired shape, and is successively exposed.

【0007】ところで、電子ビーム露光装置において、
ビーム断面の位置精度は基準点においては極めて高い
が、基準点から離れるにしたがってその距離に応じて変
位を生じる。基準点は通常矩形の1端に設定される。
In an electron beam exposure apparatus,
Although the position accuracy of the beam cross section is extremely high at the reference point, a displacement occurs as the distance from the reference point increases. The reference point is usually set at one end of the rectangle.

【0008】図5(A)の矩形パターンにおいては、左
端の基準点(0、0)の位置精度は高いが、たとえば矩
形の長辺の長さp10の値によって右端の位置はdxの
変位を生じてしまう。この変位dxは、パターンの長さ
p10に依存するため、矩形パターンを変更すると変位
dxも変化してしまう。
In the rectangular pattern shown in FIG. 5A, although the positional accuracy of the reference point (0, 0) at the left end is high, the position at the right end has a displacement of dx depending on the value of the length p10 of the long side of the rectangle. Will happen. Since the displacement dx depends on the length p10 of the pattern, changing the rectangular pattern also changes the displacement dx.

【0009】図6は、量子ポイントコンタクト装置を説
明するための図である。図6(A)は、2つの量子ポイ
ントコンタクトを有する半導体装置の平面図を示す。半
導体基板110の上に、3つのショットキ電極111、
112、113が形成され、その間に量子ポイントコン
タクトを形成する。
FIG. 6 is a diagram for explaining a quantum point contact device. FIG. 6A is a plan view of a semiconductor device having two quantum point contacts. On a semiconductor substrate 110, three Schottky electrodes 111,
112, 113 are formed, between which quantum point contacts are formed.

【0010】図6(B)は、図6(A)に示す量子ポイ
ントコンタクト装置の断面形状を概略的に示す。半導体
基板115の上に、比較的バンドギャップの狭い真性半
導体の電子走行層117がエピタキシャルに成長され、
さらにその上に不純物濃度が高く、バンドギャップが広
い電子供給層118がエピタキシャルに成長されてい
る。電子供給層118の電子は、バンドギャップのより
狭い電子走行層に供給され、界面近傍に2次元電子ガス
120を形成する。電子供給層118の上には、ショッ
トキ電極111、112、113が形成され、その下に
空乏層121、122、123を形成する。すると、2
次元電子ガス120は空乏層121、122、123に
よって排斥され、ショットキ電極間の狭い空間に局在化
される。
FIG. 6B schematically shows a cross-sectional shape of the quantum point contact device shown in FIG. An electron transit layer 117 of an intrinsic semiconductor having a relatively narrow band gap is epitaxially grown on the semiconductor substrate 115,
Furthermore, an electron supply layer 118 having a high impurity concentration and a wide band gap is epitaxially grown thereon. The electrons in the electron supply layer 118 are supplied to the electron transit layer having a narrower band gap, and form a two-dimensional electron gas 120 near the interface. Schottky electrodes 111, 112, and 113 are formed on the electron supply layer 118, and depletion layers 121, 122, and 123 are formed thereunder. Then 2
The two-dimensional electron gas 120 is rejected by the depletion layers 121, 122, and 123, and is localized in a narrow space between the Schottky electrodes.

【0011】ショットキ電極111、112、113に
印加する電圧を調製すると、空乏層121、122、1
23はさらに成長し、2次元電子ガス120の幅を狭め
る。やがて、2次元電子ガス120はその幅が極めて狭
くなり、1次元電子ガスを形成する。このような状態に
おいては、電子ガス120は新たな量子状態を形成し、
図中、紙面裏側および表側に延在する2次元電子ガスを
点状に接続する(ポイントコンタクト)ようになる。こ
のような状態を量子ポイントコンタクトと呼ぶ。
When the voltage applied to the Schottky electrodes 111, 112, 113 is adjusted, the depletion layers 121, 122, 1
23 further grows and narrows the width of the two-dimensional electron gas 120. Eventually, the width of the two-dimensional electron gas 120 becomes extremely narrow, forming a one-dimensional electron gas. In such a state, the electron gas 120 forms a new quantum state,
In the figure, the two-dimensional electron gas extending on the back side and the front side of the drawing is connected in a point-like manner (point contact). Such a state is called a quantum point contact.

【0012】量子ポイントコンタクト装置においては、
ショットキ電極間距離が重要なパラメータとなる。たと
えば、図示のように2つの量子ポイントコンタクトを並
列に形成し、その一方の側から2次元電子ガスを供給
し、他方の側に2つの電子波を出射させると、2つの電
子波が干渉を生じる。ショットキ電極111、112、
113に印加する電圧を調整すると、各量子ポイントコ
ンタクトにおいて許容される量子状態が変化する。
In the quantum point contact device,
The distance between the Schottky electrodes is an important parameter. For example, as shown in the figure, two quantum point contacts are formed in parallel, a two-dimensional electron gas is supplied from one side, and two electron waves are emitted to the other side. Occurs. Schottky electrodes 111, 112,
Adjusting the voltage applied to 113 changes the quantum state allowed at each quantum point contact.

【0013】もし、等しい間隔をおいて形成されるべき
ショットキ電極111、112、113の間の距離が不
均一になると、所定のバイアス電圧を印加しても、2つ
の量子ポイントコンタクトにおいて期待する量子状態を
得ることができなくなってしまう。すると、所望の干渉
状態が変化したり、干渉が生じないことが生じる。
If the distance between the Schottky electrodes 111, 112 and 113 to be formed at equal intervals becomes non-uniform, even if a predetermined bias voltage is applied, the expected quantum You will not be able to get the status. Then, a desired interference state may change or interference may not occur.

【0014】図6(C)は、このような量子ポイントコ
ンタクト装置を形成するためのパターンの例を示す。シ
ョットキ電極111、112、113を形成するための
電子ビームのパターンを111a、112a、113a
で示す。
FIG. 6C shows an example of a pattern for forming such a quantum point contact device. The pattern of the electron beam for forming the Schottky electrodes 111, 112, 113 is changed to 111a, 112a, 113a.
Indicated by

【0015】上述のように、可変形状電子ビームは、そ
の基準点(0、0)においてはその位置精度が極めて高
いが、この基準点から離れるにしたがって位置精度が悪
くなり、距離に依存する変位dxを生じてしまう。長い
パターン111a、113aは、基準点と反対側の端に
おいて変位dx1、dx3を生じ、中央の短いパターン
112aは、変位dx2を生じるとする。すると、等し
い間隔x0に形成されるべき、ショットキ電極間の距離
が図に示すように片側で(x0−dx1)、他の側で
(x0−dx2)と異なる値になってしまう。
As described above, the deformable electron beam has extremely high positional accuracy at the reference point (0, 0), but the positional accuracy decreases as the distance from the reference point increases, and the distance-dependent displacement dx occurs. It is assumed that the long patterns 111a and 113a generate displacements dx1 and dx3 at the end opposite to the reference point, and the central short pattern 112a generates a displacement dx2. Then, the distance between the Schottky electrodes, which should be formed at the same interval x0, is different from (x0-dx1) on one side and (x0-dx2) on the other side as shown in the figure.

【0016】変位量dxは、パターン長に複雑な形状で
依存し、この量を正確に制御することは極めて難しい。
たとえば、形成すべき間隔が500nmであり、変位d
xの差が50nmであるとすれば、量子ポイントコンタ
クト装置にとっては致命的な誤差を生じてしまう。
The displacement dx depends on the pattern length in a complicated shape, and it is extremely difficult to control this amount accurately.
For example, if the interval to be formed is 500 nm and the displacement d
If the difference of x is 50 nm, a fatal error occurs for the quantum point contact device.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の技術による可変形状荷電粒子ビーム露光技術にお
いては、パターンの基準となる点の位置を正確に制御す
ることはできるが、基準点から離れた位置の精度は低下
せざるを得ない。この基準点から離れた位置における変
位の量は基準点からの距離等に複雑に依存するため、パ
ターンの大きさが変化すると、パターン端部を再現性よ
く位置決めすることが困難となる。
As described above,
In the variable shape charged particle beam exposure technique according to the related art, the position of a reference point of a pattern can be accurately controlled, but the accuracy of a position apart from the reference point must be reduced. Since the amount of displacement at a position distant from the reference point depends on the distance from the reference point or the like in a complicated manner, it becomes difficult to position the pattern end with good reproducibility when the size of the pattern changes.

【0018】本発明の目的は、異なる大きさのパターン
間に所定の間隔を再現性よく形成することのできる可変
形状荷電粒子ビーム露光方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a variable-shaped charged particle beam exposure method capable of forming a predetermined interval between patterns of different sizes with good reproducibility.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】図1は、本発明の原理説
明図である。図1(A)に示すように、長いパターン1
と短いパターン2とを間隔qを隔てて形成する場合を考
える。荷電粒子ビーム露光装置は、各パターンの左下端
を基準点として位置決めを行なうとする。すると、x方
向に関し、各パターンの右端は、パターン長p1、p2
に依存して、長いパターン1に関して変位dx1を生
じ、短いパターン2に関して変位dx2を生じる。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention. As shown in FIG. 1A, a long pattern 1
And a short pattern 2 are formed at an interval q. It is assumed that the charged particle beam exposure apparatus performs positioning using the lower left end of each pattern as a reference point. Then, in the x direction, the right end of each pattern is the pattern length p1, p2
Produces a displacement dx1 for the long pattern 1 and a displacement dx2 for the short pattern 2.

【0020】図1(B)は、本発明により作成するパタ
ーンの1形態を示す。長いパターン1を、短いパターン
2と同等の長さを有する第2のパターン4と、残りの部
分に相当する第1のパターン3で形成する。
FIG. 1B shows one form of a pattern created by the present invention. A long pattern 1 is formed by a second pattern 4 having the same length as the short pattern 2 and a first pattern 3 corresponding to the remaining portion.

【0021】図1(B)の構成においては、第1のパタ
ーン3と第2のパターン4との間には所定の値以下の間
隔gが設けられている。図1(C)は、本発明によって
作成するパターンの他の形態を示す。長いパターン1
を、短いパターン2と同等の長さを有する第2のパター
ン4と、長いパターンの残りの部分を形成し、第2のパ
ターンに重複する第1のパターン5で形成する。第1の
パターン5と第2のパターン4とは重複部分sを有す
る。この重複部分sは、第1のパターン5が第2のパタ
ーン4の右端よりも右側には突出しないように選択され
る。
In the configuration shown in FIG. 1B, an interval g equal to or less than a predetermined value is provided between the first pattern 3 and the second pattern 4. FIG. 1C shows another form of the pattern created by the present invention. Long pattern 1
Is formed by the second pattern 4 having the same length as the short pattern 2 and the first pattern 5 which forms the remaining portion of the long pattern and overlaps the second pattern. The first pattern 5 and the second pattern 4 have an overlapping portion s. The overlapping portion s is selected such that the first pattern 5 does not project to the right of the right end of the second pattern 4.

【0022】以上、各パターンの左端が基準位置となる
場合を説明したが、各パターンの右端が基準位置となる
場合もある。この場合を図1(D)〜(F)を参照して
説明する。
Although the case where the left end of each pattern is the reference position has been described above, the right end of each pattern may be the reference position. This case will be described with reference to FIGS.

【0023】図1(D)は目的とするパターンを示す。
目的とするパターンは、長いパターン6と短いパターン
2とが間隔qを隔てて配置されたものである。荷電粒子
ビーム露光装置の性質上、各パターンの右端は基準位置
として精度高く位置決めされ、各パターンの左端にはパ
ターン長p2、p6に依存した変位dx2、dx6が生
じる。
FIG. 1D shows a target pattern.
The target pattern is a pattern in which a long pattern 6 and a short pattern 2 are arranged at an interval q. Due to the nature of the charged particle beam exposure apparatus, the right end of each pattern is accurately positioned as a reference position, and displacements dx2 and dx6 depending on the pattern lengths p2 and p6 occur at the left end of each pattern.

【0024】図1(E)は本発明に従って作成するパタ
ーンの1形態を示す。長いパターン6を、短いパターン
2と同等の長さを有する第2のパターン8と、残りの部
分に相当する第1のパターン7で形成する。第1のパタ
ーン7と第2のパターン8との間には、所定の値以下の
間隔gが設けられる。
FIG. 1E shows one form of a pattern created according to the present invention. A long pattern 6 is formed by a second pattern 8 having the same length as the short pattern 2 and a first pattern 7 corresponding to the remaining portion. An interval g equal to or less than a predetermined value is provided between the first pattern 7 and the second pattern 8.

【0025】図1(F)は本発明によって作成するパタ
ーンの他の形態を示す。この構成においては、長いパタ
ーン6を形成する第2のパターン8と第1のパターン9
とが重複部分sを有する。
FIG. 1F shows another form of the pattern created by the present invention. In this configuration, the second pattern 8 forming the long pattern 6 and the first pattern 9
Have an overlapping portion s.

【0026】なお、2つのパターンを形成する場合で説
明したが、3つ以上のパターンを形成することもでき
る。特に3つ以上のパターンを等間隔で形成する場合
に、本発明は有効である。
Although the case where two patterns are formed has been described, three or more patterns can be formed. In particular, the present invention is effective when three or more patterns are formed at equal intervals.

【0027】[0027]

【作用】可変形状荷電粒子ビーム露光において、パター
ンの変位dxは、パターン長pに依存し、パターン長p
が小さい時、小さくなる。長いパターンの端部を短い別
のパターンで形成すると、パターン端部の位置精度を向
上することができる。
In the variable shape charged particle beam exposure, the pattern displacement dx depends on the pattern length p.
When is small, it becomes small. When the end of the long pattern is formed by another short pattern, the positional accuracy of the end of the pattern can be improved.

【0028】長いパターンの残りの部分と端部に用いた
別の短いパターンとは作成するデバイスの機能上無視で
きる微小距離離しても、重ねてもデバイスの機能上の支
障は生じない。
Even if the remaining portion of the long pattern and the other short pattern used at the end are separated by a very small distance that can be neglected in terms of the function of the device to be formed, even if they are overlapped, the function of the device will not be affected.

【0029】短いパターンと長いパターンとを形成する
場合、長いパターン端部を短いパターンと同等の別の短
いパターンで形成することにより、間隙の長さを再現性
よく制御できる。
When a short pattern and a long pattern are formed, the length of the gap can be controlled with good reproducibility by forming the end of the long pattern with another short pattern equivalent to the short pattern.

【0030】また、短いパターンを繰返し配置する場合
は、均等な間隙を形成することができる。
When short patterns are repeatedly arranged, uniform gaps can be formed.

【0031】[0031]

【実施例】図2に、本発明の実施例による可変形状荷電
粒子ビーム露光方法を示す。図2(A)は目的とするパ
ターンの平面図である。長いパターン11、短いパター
ン12、長いパターン13が間隙q1をおいて配置され
る。両側の長いパターン11、13は、それぞれ長さp
1、p3であり、中央の短いパターン12は長さp2で
ある。このパターンのうち、特にパターン間の間隙q1
を均等に作成することが重要であるとする。たとえば、
量子ポイントコンタクト装置のショットキ電極パターン
である。
FIG. 2 shows a variable shape charged particle beam exposure method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a plan view of a target pattern. A long pattern 11, a short pattern 12, and a long pattern 13 are arranged with a gap q1. The long patterns 11 and 13 on both sides have length p
1, p3, and the central short pattern 12 has a length p2. Of these patterns, in particular, the gap q1 between the patterns
It is important to create evenly. For example,
4 is a Schottky electrode pattern of a quantum point contact device.

【0032】図2(B)は、図1(A)に示すパターン
を形成するために作成するパターン例を示す。長いパタ
ーン11を形成するために、短いパターン12の長さp
2と同じ長さp2を有する短いパターン15を端部に露
光し、長いパターン11の残りの部分を形成するため、
所定長以下の間隙を隔てた別のパターン14を露光す
る。
FIG. 2B shows an example of a pattern created to form the pattern shown in FIG. In order to form the long pattern 11, the length p of the short pattern 12
Expose a short pattern 15 having the same length p2 as 2 at the end to form the remaining part of the long pattern 11,
Another pattern 14 having a gap equal to or less than a predetermined length is exposed.

【0033】すなわち、パターン左側の変位が長いパタ
ーン11と短いパターン12とで均等になるように、長
いパターン11を分解し、その端部を短いパターン12
と同等の短いパターン15で構成したものである。短い
パターン12と15とは、そのパターン長p2が等しい
ため、各パターン右端の変位もdx2と等しい。各パタ
ーン左端は、基準位置であるためその位置決め精度は極
めて高い。したがって、パターン12と15との間およ
びパターン13と12との間には等しい間隙が形成され
る。
That is, the long pattern 11 is disassembled so that the displacement on the left side of the pattern becomes equal between the long pattern 11 and the short pattern 12, and the end of the long pattern 11
And a short pattern 15 equivalent to the above. Since the short patterns 12 and 15 have the same pattern length p2, the displacement at the right end of each pattern is also equal to dx2. Since the left end of each pattern is a reference position, its positioning accuracy is extremely high. Therefore, equal gaps are formed between the patterns 12 and 15 and between the patterns 13 and 12.

【0034】図2(C)は、このようにして等しい間隙
を形成した量子ポイントコンタクト装置の構成を断面で
示す。電子走行層21の上に、電子供給層22が形成さ
れ、その表面上に図2(B)に示すようなパターンの電
極14、15、12、13が形成されている。これらの
電極は、半導体表面とショットキ接触を形成し、その下
に空乏層26、27、24、25を形成する。左側の2
つのパターン14、15は、所定の長さ以下の間隙に設
計されているため、空乏層26と27とは重なり合い、
2次元電子ガスの存在を禁止する。したがって、2次元
電子ガスは電極12と15との間および電極12と13
との間でのみ許容される。
FIG. 2C is a sectional view showing the structure of a quantum point contact device in which equal gaps are formed as described above. An electron supply layer 22 is formed on the electron transit layer 21, and electrodes 14, 15, 12, and 13 having a pattern as shown in FIG. 2B are formed on the surface thereof. These electrodes form a Schottky contact with the semiconductor surface and form depletion layers 26, 27, 24, 25 thereunder. Left 2
Since the two patterns 14 and 15 are designed with a gap equal to or less than a predetermined length, the depletion layers 26 and 27 overlap,
Prohibits the presence of two-dimensional electron gas. Therefore, the two-dimensional electron gas flows between the electrodes 12 and 15 and between the electrodes 12 and 13.
Only allowed between

【0035】電極12と15との間隙、電極12と13
との間隙は均等に作成されるため、ショットキ電極に印
加するバイアス電圧を調整し、1次元電子ガスを形成し
た時、両間隙における量子状態が均質となる。
The gap between the electrodes 12 and 15, the electrodes 12 and 13
Are uniformly formed, so that when the bias voltage applied to the Schottky electrode is adjusted to form a one-dimensional electron gas, the quantum state in both gaps becomes uniform.

【0036】なお、長いパターン11を作成するため、
短いパターン12と同等のパターン長を有するパターン
15およびそれに一部重複するパターンを用いることも
できる。
In order to form the long pattern 11,
A pattern 15 having the same pattern length as the short pattern 12 and a pattern partially overlapping the pattern 15 can also be used.

【0037】図3は本発明の他の実施例による可変形状
荷電粒子ビーム露光方法を示す図である。図3(A)は
パターンの平面構成を示し、図3(B)はデバイスの断
面構造を示す。比較的長いパターン31と短いパターン
32とで等価的に長いパターン33を形成し、中央の短
いパターン35と短いパターン32との長さを同等とす
る。また、中央の短いパターン35と同等の長さを有す
る短いパターン36と、比較的長いパターン37とで他
の長いパターン38を形成する。
FIG. 3 is a view showing a variable-shaped charged particle beam exposure method according to another embodiment of the present invention. FIG. 3A shows a plan configuration of the pattern, and FIG. 3B shows a cross-sectional structure of the device. The relatively long pattern 31 and the short pattern 32 form an equivalently long pattern 33, and the length of the central short pattern 35 and the length of the short pattern 32 are made equal. Another long pattern 38 is formed by a short pattern 36 having the same length as the central short pattern 35 and a relatively long pattern 37.

【0038】このような構成とすると、中央部の3つの
短いパターン32、35、36を同等の寸法を有するパ
ターンとすることができ、その間の距離を高精度に均質
にすることができる。
With such a configuration, the three short patterns 32, 35, and 36 at the center can be formed into patterns having equivalent dimensions, and the distance therebetween can be made uniform with high precision.

【0039】図3(A)の構成の場合、パターンの基準
位置は右側にあっても左側にあってもよい。図3(B)
はこのような電極パターンを有する量子ポイントコンタ
クト装置の断面構成を示す。電子走行層21の上に、電
子供給層22がエピタキシャルに形成されており、その
表面上にショットキ電極31、32、35、36、37
が形成されている。中央の3つのショットキ電極32、
35、36は、等間隔に形成され、両端のショットキ電
極31、37は、その内側のショットキ電極32、36
と、所定の距離以下の間隙を隔てている。このような電
極配置により、空乏層41、42、45、46、47が
半導体内に形成される。両端の空乏層41、42および
46、47は、ショットキ電極31、32およびショッ
トキ電極36、37が所定の距離以下の間隙で離されて
いるため、互いに重なり合い、電極間隙部にも連続した
空乏層43、48を形成する。
In the case of the configuration shown in FIG. 3A, the reference position of the pattern may be on the right side or on the left side. FIG. 3 (B)
Shows a cross-sectional configuration of a quantum point contact device having such an electrode pattern. An electron supply layer 22 is formed epitaxially on the electron transit layer 21, and Schottky electrodes 31, 32, 35, 36, 37 are formed on the surface thereof.
Are formed. Three central Schottky electrodes 32,
35, 36 are formed at equal intervals, and the Schottky electrodes 31, 37 at both ends are Schottky electrodes 32, 36 on the inner side.
And a gap not more than a predetermined distance. With such an electrode arrangement, depletion layers 41, 42, 45, 46, 47 are formed in the semiconductor. The depletion layers 41, 42 and 46, 47 at both ends overlap each other because the Schottky electrodes 31, 32 and the Schottky electrodes 36, 37 are separated by a gap equal to or less than a predetermined distance, and the depletion layers continue also in the electrode gap. 43 and 48 are formed.

【0040】このようにして、両側のショットキ電極3
1、32および36、37は、デバイスの動作機能上、
連続した1つの長いショットキ電極と同等に機能する。
さらに、量子ポイントコンタクトを形成するショットキ
電極32、35間のギャップ、およびショットキ電極3
5、36間のギャップが、これらのショットキ電極を等
しい長さで形成しているため、極めて高い精度で同一長
にすることができる。
Thus, the Schottky electrodes 3 on both sides are
1, 32 and 36, 37 are functionally
It works equally well with one continuous long Schottky electrode.
Further, the gap between the Schottky electrodes 32 and 35 forming the quantum point contact, and the Schottky electrode 3
Since the gap between 5, 36 forms these Schottky electrodes with the same length, the same length can be achieved with extremely high precision.

【0041】図4は、本発明の他の実施例による可変形
状電子ビーム露光方法を説明する図である。図4(A)
は、長いパターンL1と、均等な間隔で配置された短い
パターンS1、S2、S3、S4、S5…を露光する場
合を示す。長いパターンL1を、短いパターンS1、S
2…と同等の長さを有する短いパターン52と、それに
連続する長いパターン51で形成する。
FIG. 4 is a view for explaining a variable shape electron beam exposure method according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 (A)
Shows a case where a long pattern L1 and short patterns S1, S2, S3, S4, S5... Arranged at equal intervals are exposed. The long pattern L1 is replaced with the short patterns S1, S
2 are formed by a short pattern 52 having the same length as that of..

【0042】このような構成においては、パターン間の
間隙は、短いパターン52および同等の短いパターンS
1、S2…の間に画定されるため、その間隙は極めて均
質に再現性よく作成される。
In such a configuration, the gap between the patterns is the short pattern 52 and the equivalent short pattern S
1, S2,..., The gap is extremely homogeneously formed with good reproducibility.

【0043】図4(B)は、同等のパターンを作成する
ための他の形態を示す。この形態においては長いパター
ンL1を短いパターン52と長いパターン51とで形成
する点は、図4(A)と同等であるが、この長いパター
ン51と短いパターン52とが連続せず、その間にギャ
ップを形成している。このギャップは作成するデバイス
の性質上、無視できる長さに選択する。
FIG. 4B shows another embodiment for creating an equivalent pattern. In this embodiment, the point that the long pattern L1 is formed by the short pattern 52 and the long pattern 51 is the same as that of FIG. 4A, but the long pattern 51 and the short pattern 52 are not continuous, and a gap is provided therebetween. Is formed. This gap is chosen to be negligible due to the nature of the device to be made.

【0044】たとえば、図4(A)、(B)に示したよ
うなパターンにより、多数の量子ポイントコンタクトが
等間隔で並んだ量子ポイントコンタクト装置を作成する
こととができる。
For example, according to the patterns shown in FIGS. 4A and 4B, a quantum point contact device in which a large number of quantum point contacts are arranged at equal intervals can be produced.

【0045】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
作成するデバイスとして量子ポイントコンタクト装置を
示したが、長さの異なるパターンを精度よく配置する必
要のある他の半導体装置等にも適用できる。また、露光
するパターンの形状は任意である。その他、種々の変
更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明で
あろう。
The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example,
Although the quantum point contact device has been described as a device to be formed, the present invention can be applied to other semiconductor devices and the like in which patterns having different lengths need to be accurately arranged. The shape of the pattern to be exposed is arbitrary. It will be apparent to those skilled in the art that various changes, improvements, combinations, and the like can be made.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
再現性よく長いパターンと短いパターンの間の間隙を高
精度に作成することができる。
As described above, according to the present invention,
The gap between the long pattern and the short pattern can be created with high reproducibility.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理説明図である。図1(A)、
(D)は目的とするパターンを示す平面図、図1
(B)、(C)、(E)、(F)は目的とするパターン
を実現するために作成するパターンの形態を示す平面図
である。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention. FIG. 1 (A),
(D) is a plan view showing a target pattern, FIG.
(B), (C), (E), (F) is a plan view showing the form of a pattern created to realize a target pattern.

【図2】本発明の実施例を示す。図2(A)は目的とす
るパターンの平面図、図2(B)は作成するパターンの
平面図、図2(C)はこのパターンを用いて作成される
デバイスの断面図である。
FIG. 2 shows an embodiment of the present invention. 2A is a plan view of a target pattern, FIG. 2B is a plan view of a pattern to be created, and FIG. 2C is a cross-sectional view of a device created using the pattern.

【図3】本発明の他の実施例を示す。図3(A)はショ
ットキ電極パターンを示す平面図、図3(B)はこのシ
ョットキ電極を有する量子ポイントコンタクトデバイス
の断面図である。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. FIG. 3A is a plan view showing a Schottky electrode pattern, and FIG. 3B is a cross-sectional view of a quantum point contact device having the Schottky electrode.

【図4】本発明の他の実施例を示す。図4(A)、
(B)はそれぞれ長いパターンと複数個の短いパターン
を均等間隔で配列するためのパターンの平面図を示す。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. FIG. 4 (A),
(B) is a plan view of a pattern for arranging a long pattern and a plurality of short patterns at equal intervals.

【図5】従来の技術を示す。図5(A)は可変矩形パタ
ーンの例を示し、図5(B)は電子ビームの断面形状の
整形を説明するための概略図である。
FIG. 5 shows a conventional technique. FIG. 5A shows an example of a variable rectangular pattern, and FIG. 5B is a schematic diagram for explaining shaping of a cross-sectional shape of an electron beam.

【図6】量子ポイントコンタクト装置を示す。図6
(A)は平面図、図6(B)は断面図、図6(C)は図
6(A)に示すショットキ電極の露光を説明するための
概念図である。
FIG. 6 shows a quantum point contact device. FIG.
6A is a plan view, FIG. 6B is a cross-sectional view, and FIG. 6C is a conceptual diagram for explaining exposure of the Schottky electrode shown in FIG. 6A.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 長いパターン 2 短いパターン 3、4 共同して長いパターン1と同等のパターンを作
成するためのパターン 4 短いパターン2と同等の長さを有するパターン 3 短いパターン4から離されているパターン 5 短いパターン4と重複するパターン 6 長いパターン 7、8 共同して長いパターン6と同等のパターンを作
成するためのパターン 8 短いパターン2と同等の長さを有するパターン 7 短いパターン8から離されているパターン 9 短いパターン8と重複するパターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Long pattern 2 Short pattern 3, 4 Pattern for jointly forming a pattern equivalent to long pattern 1 4 Pattern having the same length as short pattern 2 3 Pattern separated from short pattern 4 5 Short pattern Patterns overlapping 4 6 Long patterns 7 and 8 Patterns for jointly creating a pattern equivalent to the long pattern 8 8 Patterns having the same length as the short pattern 2 7 Patterns separated from the short pattern 8 9 Pattern overlapping with short pattern 8

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/027

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 相対的に長いパターン(1、6)と相対
的に短いパターン(2)を可変形状の荷電粒子ビームで
露光してその間に所定長のギャップ(q)を形成する可
変形状荷電粒子ビーム露光方法において、第1パターン
(3、5、7、9)とその端部近傍で前記相対的に短い
パターン(2)と同等の寸法を有する第2のパターン
(4、8)を可変形状の荷電粒子ビームで露光して全体
として前記相対的に長いパターン(1、6)を露光する
工程と、前記第2パターン(4、8)から所定距離離し
て前記相対的に短いパターン(2)を露光する工程とを
含む可変形状荷電粒子ビーム露光方法。
1. A variable shape charging device for exposing a relatively long pattern (1, 6) and a relatively short pattern (2) with a variable shape charged particle beam to form a gap (q) of a predetermined length therebetween. In the particle beam exposure method, the first pattern (3, 5, 7, 9) and the second pattern (4, 8) having the same size as the relatively short pattern (2) near the end thereof are variable. Exposing the relatively long pattern (1, 6) as a whole by exposing with a charged particle beam having a shape; and exposing the relatively short pattern (2) at a predetermined distance from the second pattern (4, 8). And b) exposing.
【請求項2】 前記第2パターン(4、8)を前記第1
パターン(3、7)から、作成するデバイスの機能上無
視できる微小距離(g)離して露光する請求項1記載の
可変形状荷電粒子ビーム露光方法。
2. The method according to claim 1, wherein the second pattern (4, 8) is connected to the first pattern.
2. The variable shape charged particle beam exposure method according to claim 1, wherein the exposure is performed at a very small distance (g) that is negligible in function of a device to be formed from the pattern (3, 7).
【請求項3】 前記第2パターン(4、8)を前記第1
パターン(5、9)の端部に接するか部分的に重ねて露
光する請求項1記載の可変形状荷電粒子ビーム露光方
法。
3. The method according to claim 1, wherein the second pattern (4, 8) is the first pattern.
2. The variable shape charged particle beam exposure method according to claim 1, wherein the exposure is performed in contact with or partially overlapping an end of the pattern.
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