JP6211435B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
(1)電子ビーム露光装置の構成
図2は、本実施形態に係る電子ビーム露光装置の1本のカラムの断面図である。
次に、電子ビーム及びステージ9aの動作について説明する。
上記に説明した露光方法では、電子ビームの照射位置が画素位置の上に限定されるため、そのままではカットパターン及びビアパターンの位置が画素位置のみとなってしまい、パターンはライン状のランダムな位置に存在し得るといった要件5を満たすことができない。
なお、上の式においてErfは誤差関数を表している。上記の露光量分布Fp(x)及びFp+1(x)を示す式において、第1項は露光量分布の立ち上がりを表し、第2項は露光分布の立下りを表している。
上記の2式において、第1項及び第2項のパラメータW及びBlurは同じなので、露光量分布は中心に対して対称に表れる。また、Fp(x)の分布の最大値はDpであり、Fp+1(x)の分布の最大値はDp+1であり、パターンの位置によって露光量分布が変化してゆく。Fp(x)、Fp+1(x)の形状は、ともに誤差関数(Erf)で記述されるため、画素位置ap,ap+1における露光量分布は同じ形状プロファイルである。
Dp+1=D0×(1−r)
ただし、D0はレジスト条件及び現像条件等のプロセス条件によって実験的に決まるパラメータである。
次に、画素ピッチaw、電子ビームの幅W及び露光量の広がりBlurの決定方法について説明する。
また、p+1番目の画素位置apにおける電子ビームBnの照射時間Tp+1は下記の式により求められる。
なお、電子ビームBnの電流密度J(n)は、予め一次元アレービームに含まれる電子ビームBnの電流値をそれぞれ検出し、その電流値を照射領域の面積で除算することで求まる。電流密度Jは、電子ビームB1〜Bnで異なることがあるため、それぞれの電子ビームについて予め測定しておくことが好ましい。
以下、電子ビーム露光装置100の制御部101の具体的な構成について説明する。
次に、電子ビーム露光装置100による露光動作について説明する。
第1実施形態では、露光量Dp、Dp+1を内分比rの一次関数とした例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。
Dp+1=D0×((1−r)−4×R0×r(r−1))
但し、D0はレジスト及び現像などのプロセス条件で決まる定数であり、R0は0<R0≦0.1の定数とする。
図14は、第3実施形態に係る電子ビーム露光装置の要部を示す斜視図である。
91mm/secとなる。1フレームの露光時間は、30mm/(91mm/sec)=330msecとなる。露光領域内のフレーム数は30mm/30μm=1000である。したがって、露光領域全体の描画に要する時間は、330msec×1000=330secとなる。半導体基板の搬入、調整及び搬出等に要する時間は30秒程度なので、1枚当たりの処理時間は、330秒+30秒=360秒となる。
上記の実施形態では、荷電粒子ビームとして電子ビームを用いる露光装置及び露光方法を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、電子ビームに代えてイオンビームなどの種々の荷電粒子を露光用のビームとして用いてもよい。
Claims (6)
- 荷電粒子を放出する荷電粒子源と、前記ラインパターンと直交する一次元方向に配列された複数の開口を有し、前記開口を通過した荷電粒子よりなる荷電粒子ビームが前記一次元方向にアレー状に並んだ一次元アレービームを形成するアパーチャプレートと、前記一次元アレービームに含まれる個々の前記荷電粒子ビームを個別にブランキング偏向するブランカーアレーを備えたブランカープレートと、前記ブランカーアレーによって偏向された前記荷電粒子ビームを阻止するファイナルアパーチャプレートと、前記一次元アレービームの全体の照射位置を調整する偏向器と、前記基板を保持して移動させる駆動機構を備えたステージ装置と、前記ブランカープレート、偏向器及びステージの動作を制御する制御部とを備えた荷電粒子ビーム露光装置を用いて、上面に一定のピッチで配置された複数のラインパターンを有する基板に対して、前記ラインパターンを切断するためのカットパターン、又は前記ラインパターンの上にビアホールを形成するためのビアパターンを露光する工程を含む半導体装置の製造方法であって、
前記ラインパターンと平行な向きに前記ステージ装置を連続的に移動させつつ、前記ステージ装置の移動に合わせて前記ラインパターンの上に一定間隔で設定された画素位置に前記一次元ビームアレーを一定時間停止させながら前記荷電粒子ビームの照射を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記画素位置の間隔は前記荷電粒子ビームのぼやけ(ブラー)が重なる範囲内に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 隣接した2つの前記画素位置における前記荷電粒子ビームの照射量分布の重なりを利用して前記隣接した2つの画素位置の間の任意の位置に前記カットパターン又はビアパターンを描画することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記隣接した2つの画素位置での前記荷電粒子ビームの照射時間の割合を調整することで、前記隣接した2つの画素位置の間の任意の位置に前記カットパターン又はビアパターンを描画することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記隣接した2つの画素位置における荷電粒子ビームの照射量の割合を、前記隣接した2つの画素位置に対するパターン位置の内分比の多項式から求めることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記制御部は、画素位置ap及びそれに隣接する画素位置ap+1に対して描画するべきパターンの位置を内分比rを用いてap×r+ap+1×(1−r)と表したときに、前記画素位置apにおける露光量Dp及び画素位置ap+1における露光量Dp+1は、それぞれ、
Dp=D0×(r−4×R0×r(1−r))
Dp+1=D0×((r−1)−4×R0×r(1−r))
(ただし、D0はレジスト材料及び現像条件によって決まる定数であり、R0は0<R0≦0.1の範囲で決められた定数)
として求めることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
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