JPH04154111A - 荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は台形などの特殊図形を描画するに適した新規な
荷電粒子ビーム描画方法に関する。

（従来の技術） 近時、ＩＣ素子の超高密度化を実現する方法として、電
子ビーム描画方法やイオンビーム描画方法等の荷電粒子
ビーム描画方法が注目を集めている。

該荷電粒子ビーム描画方法の代表とも言えるものに、例
えば、電子ビーム断面可変型描画方法がある。この方法
は、高速及び高精度描画を目指したもので、電子ビーム
発生手段から射出された電子ビームの断面形状及び大き
さを、正方形若しくは矩形状の孔を有する２つのマスク
板と該２つのマスク板間に配置された電子レンズと偏向
器とから成る電子ビーム断面形状及び大きさ可変手段に
より可変整形し、該整形ビームを材料上の所定の位置に
投影する事により、所定のパターンを描画している。

この様な電子ビーム断面可変型描画方法により台形を描
画する場合、第９図に示す如く、細長い矩形状（長さΩ
×幅Ｗ）に整形した電子ビームＥをＥ＋　、Ｅ２．Ｅ３
．Ｅ４の順に長さｇを可変しながらその幅方向に移動す
る方法かとられている。

ところで、材料上に描かれる台形は高さが５μｍ程度の
大きさのものが殆どなので、例えば材料上に塗布される
レジストの種類が決まると、ビーム断面幅と移動ピッチ
は一義的に決められていた。

例えば、レジストとして１０回矩形状断面電子ビームが
重ね合わされた部分のみ露光されるものを用いた場合、
例えば幅０．５μｍ、ピッチ０．０５μｍの条件で描画
する事が決まり、この条件下の描画により仕上がり精度
は充分なものが得られる。この場合、重なり合いながら
ショットされる電子ビームの１ショット時間Ｔｘは単独
で図形を露光する為に必要な１ショット時間をＴｏ、移
動ピッチをＰ、ビーム断面幅をＷとすれば、次式によっ
て決められる。

Ｔｘ−ＴｏＸ　　（Ｐ／Ｗ） 従ッテ、前記条件（Ｗ−０，５μｍ、　　Ｐ−０゜０５
μｍ）で描画する時の１ショット時間ＴｘはＴｏの１／
１０の時間にすればよいことになる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、近時、ＩＣ素子の超高密度化に伴い、そ
れまでの高さ５μｍ程度の大きさの台形パターンより可
成小さい大きさ（例えば、高さ０゜５μｍ）の台形パタ
ーンに対しても高精度描画が要求されている。しかしな
がら、この様な高さ０゜５μｍ程度の小さい台形パター
ンの描画を、前記条件（幅０，５μｍ、ピッチ０．０５
μｍ）で行うと、高さ５μｍ程度の大きい台形パターン
を描画する場合に比べ、上底及び下底以外のエツジ部の
仕上がり精度は余り良くない。そこで、前記小さい台形
パターンも仕上がり精度を良くする為に、例えば幅０．
　１μｍ、ピッチ０．０１μｍの条件を設定しておき、
該条件下で描画を行えば良いが、該条件下での描画では
高さ５μｍ程度の大きさの台形パターンの描画には可成
の時間が掛かる。通常、この様な台形パターンは材料上
に極めて多く描かれるので全描画時間が多大なものとな
り、高速露光に支障を来たしてしまう。

本発明はこの様な問題を解決する事を目的としたもので
ある。

（課題を解決する為の手段） その為に第１の発明は、荷電粒子ビーム発生源から発射
された荷電粒子ビームの断面を細長い帯状に整形し、該
整形された荷電粒子ビームを描画材料面上で該帯状断面
の幅方向に部分的に重ね合わせながら移動させてパター
ンを描画する荷電粒子ビーム描画方法において、前記整
形の際、荷電粒子ビームの断面幅を描画すべきパターン
の高さに応じて変化させる様にした。第２の発明は、荷
電粒子ビーム発生源から発射された荷電粒子ビームの断
面を細長い帯状に整形し、該整形された荷電粒子ビーム
を描画材料面上で該帯状断面の幅方向に部分的に重ね合
わせながら移動させてパターンを描画する荷電粒子ビー
ム描画方法において、前記整形の際、荷電粒子ビームの
断面幅を描画すべきパターンの高さ、及び、最も小さい
内角に応じて変化させる様にした。

（実施例） 第１図は第１発明の一実施例として示した電子ビーム断
面可変型描画装置の概略図を示したものである。

図中１は電子銃、２はブランキング電極、３はブランキ
ング絞り、４，６は集束レンズ、５は第１マスク板、７
はＸ方向整形用偏向器、８はＹ方向整形用偏向器、９は
第２マスク板、１０は投影レンズ、１１はＸ方向位置決
め用偏向器、１２はＹ方向位置決め用偏向器、１３は描
画材料、１４〜１７はアンプ、１８〜２１はＤＡ変換器
、２２はショット時間信号作成回路、２３は図形データ
メモリ、２４は制御装置、２５は高さ検出回路、２６は
メモリ、２７は矩形ショット発生回路、２８は制御装置
、２９は描画データメモリである。

前記メモリ２６には第２図に示す様な、各レジストＡ、
Ｂ、Ｃ，・・・・・・に応じて台形パターンの高さに対
応した矩形状断面電子ビームの幅Ｗ及びピッチＰを記憶
したテーブルＴＡ、Ｔａ　、Ｔｃ　、・・・・・・が記
憶されている。即ち、各レジストの種類に応じた重ね回
数を満たすように、描画すべき台形の高さに応じてビー
ム幅ＷとピッチＰか各テーブルＴＡ、ＴＢ、ＴＣ，・・
・・・・に記憶されている。

この様に構成された電子ビーム断面可変型描画装置にお
いて、先ず、制御装置２４は、材料１３上に塗布された
種類のレジストに応じたテーブル、例えば、この場合テ
ーブルＴＡが使用される様にメモリ２６に指令を送る。

又、該制御装置２４は図形データメモリ２３に指令を送
り図形データを呼び出す。該呼び出された図形データは
高さ測定回路２５に送られる。該高さ検出回路２５は、
パターンの高さを測定する。例えば、送られて来たパタ
ーンが第３図に示すような高さ０．５μｍの台形パター
ンの場合、該台形パターンの高さ（この場合、０．５μ
ｍ）を測定し、該高さに対応した信号（例えば、ｈ２）
をメモリ２６に送る。該高さに対応した信号ｈ２は該メ
モリ２６のテーブルＴＡをアドレシングし、該高さに対
応した幅データＷａ２（例えば、０．１．ｃｚｍ）、　
　ピッチデータＰａ２（例えば、０．０１μｍ）を呼び
出し、矩形ショット発生回路２７に送る。該矩形ショッ
ト発生回路２７には、同時に、前記制御装置２４から前
記第３図に示した台形パターンに基づく図形データが送
られている。該矩形ショット作成回路２７は、該台形パ
ターンに基づく図形データと、前記メモリ２６から送ら
れて来る幅データＷａ２．　　ピッチデータＰａ２に基
づき、第４図に示す様な矩形パターンに＋　、に２　、
に３　、・・・・・・の図形データを作成する。該各々
の矩形パターンに、、に２．に３、・・・・・・の図形
データは制御装置２８に送られる。

制御装置２８は、該図形データから該パターンの描画デ
ータ（描画位置データ、描画時間データ及びビームのサ
イズデータ）を、前記描画データメモリ２９に記憶する
。

パターン描画時、制御装置２８の指令により、該描画デ
ータメモリ２９から描画データが呼び出される。そして
、呼び出された、例えば矩形パターンに１の描画データ
の描画時間データをショット時間信号作成回路２２に、
ビームのＸ方向のサイズデータをＤＡ変換器１８及びア
ンプ１４を介してＸ方向整形用偏向器７に、ビームのＹ
方向のサイズデータをＤＡ変換器１９及びアンプ１５を
介してＹ方向整形用偏向器８に、Ｘ方向描画位置データ
をＤＡ変換器２０及びアンプ１６を介してＸ方向位置決
め用偏向器１１に、Ｙ方向描画位置データをＤＡ変換器
２１及びアンプ１７を介してＹ方向位置決め用偏向器１
２に夫々送る。而して、前記ショット時間信号作成回路
２２は、入力されて来た描画時間データに基づいてショ
ット時間信号（ブランキング信号）を作成して、これを
ブランキング用偏向器２に送り、前記Ｘ方向整形用偏向
器７及びＹ方向整形用偏向器８は送られて来たビームサ
イズデータに基づいて電子銃１からの電子ビームの材料
１３上でのビームサイズを所定の形状及び大きさに整形
するので、材料２２上の所定位置に所定寸法の描画が成
される（第４図参照）。続いて、矩形パターンに２　、
　Ｋ３　、・・・・・・の描画データか順次呼び出され
、同様にして、材料１３上の所定位置に所定寸法の描画
が成される（第４図参照）。その結果、前記第３図に示
した如き台形パターンが、高精度に描画される。

又、前記図形データメモリ２３から呼び出された図形デ
ータが、例えば、高さ５μｍの台形パターンの場合には
、前記高さ検出回路２５からの該高さに対応した信号（
例えば、ｈ７）がメモリ２６のテーブルＴＡをアドレシ
ングし、該高さに対応した幅データＷａ？（例えば、０
．５μｍ）、　　ピッチデータＰａ７（例えば、０．０
５ｕｍ）を呼び出し、矩形ショット発生回路２７に送る
。そして、前記第３図に示す如きパターンと同様にして
該高さ５μｍの台形パターンが描かれるので、前記同様
にして仕上がり精度の充分な台形パターンが得られる。

この様に、描くべき台形パターンの高さに応じて幅デー
タとピッチデータから成る描画条件を変えて設定するの
で、種々の高さの台形パターンが高精度、且つ、高速に
露光される。

ところで、同じ高さの台形パターンでも、第３図と第５
図に示すように、斜辺が底辺に対して成す角度が異なる
ものがある。該第３図と第５図に示す台形パターンを前
記条件（Ｗ−０，１μｍ。

Ｐ−０，０１μｍ）で同じ様に描き、該描画結果を比較
した場合、前記第３図に示した角度の大きい台形パター
ンの斜辺部の描画精度が高い（第４図及び第６図参照）
。即ち、同一高さの台形パターンでも最小内角が異なる
と、同一条件で描画すると、描画精度が異なる。

第７図はこの点を考慮した第２発明の一実施例として示
した電子ビーム断面可変型描画装置の概略図を示したも
のである。

図中、前期第１図と同一番号を付したものは同一構成要
素である。３０は角度検出回路、３１はメモリである。

該メモリ３１には、第８図に示す様な、各レジストＡ、
Ｂ、Ｃ，・・・・・・に応じて台形パターンの高さ及び
最小内角に対応した矩形状断面電子ビームの幅Ｗ及びピ
ッチＰを記憶したテーブルＴＡ、ＴＢ、Ｔｏ、・・・・
・・が記憶されている。

この様に構成された電子ビーム断面可変型描画装置にお
いて、先ず、制御装置２４は、材料１３上に塗布された
種類のレジストに応じたテーブル、例えば、この場合テ
ーブルＴＡか使用される様にメモリ３１に指令を送る。

又、該制御装置２４は図形データメモリ２３に指令を送
り図形データを呼び出す。該呼び出された図形データは
高さ検出回路２５及び角度測定回路３０に送られる。例
えば送られて来たパターンが第５図に示す様な高さ０．
５μｍで２つの底角が４５°１５０°の台形パターンの
場合、該高さ検出回路２５は、台形パターンの高さ（こ
の場合０．５μｍ）を測定し、該高さに対応した信号（
例えば、ｈ２）をメモリ３１に送る。又、前記角度検出
回路３０は、台形パターンの角度（この場合４５°及び
５０°）の内小さい方（この場合４５°）に対応した信
号（例えば、θ１）を前記メモリ３１に送る。前記高さ
に対応した信号ｈ２と、該角度に対応した信号θ１はメ
モリ２６のテーブルＴＡをアドレシングし、該高さ及び
角度に対応した幅データＷａ２１（例えば、０．０９μ
ｍ）、　　ピッチデータＰ　ａ２１（例えば、０．００
９μｍ）を呼び出し、矩形ショット発生回路２７に送る
。該矩形ショット発生回路２７には、同時に、前記制御
装置２４から前記第５図に示した台形パターンに基づく
図形データが送られている。該矩形ショット作成回路２
７は、該台形パターンに基づく図形データと、前記メモ
リ３１から送られて来る幅データＷａ２１　、　　ピッ
チデータＰａ２１に基づき、矩形パターンを作成する。

該各々の矩形パターンに基づく図形データは制御装置２
８に送られる。制御装置２８は、該図形データから該パ
ターンの描画データ（描画位置データ、描画時間データ
及びビームのサイズデータ）を、前記描画データメモリ
２９に記憶する。

パターン描画時、前記同様にして、描画データメモリ２
９から矩形パターンの描画データが順次呼び出され、材
料１３上の所定位置に所定寸法の描画が成される。その
結果、前記第５図に示した如き台形パターンが、斜辺の
描画精度高く描画される。

又、例えば、送られて来たパターンが第３図に示すよう
な高さ０．５μｍで、２つの底角が７０８０°の台形パ
ターンの場合、前記高さ検出回路２５からの該高さに対
応した信号（例えば、ｈ７）及び前記角度検出回路３０
からの該角度（この場合７０°）がメモリ２６のテーブ
ルＴＡをアドレシングし、該高さ及び角度に対応した幅
データＷａ２７　　（例えば、０．１μｍ）　ピッチデ
ータＰａ２７　　（例えば、０．０１μｍ）が呼び出さ
れ、矩形ショット発生回路２７に送られ、前記同様にし
て描画されるので、斜辺の描画精度の充分な台形パター
ンが得られる。

（効果） 第１の発明によれば、荷電粒子ビーム発生源から発射さ
れた荷電粒子ビームの断面を細長い帯状に整形し、該整
形された荷電粒子ビームを描画材料面上で該帯状断面の
幅方向に部分的に重ね合わせながら移動させてパターン
を描画する荷電粒子ビーム描画方法において、描画すべ
きパターンの高さに応じて荷電粒子ビームの断面幅を変
えるようにしているので、種々の高さのパターンを高精
度且つ高速に描画する事が出来る。又、第２の発明によ
れば、荷電粒子ビーム発生源から発射された荷電粒子ビ
ームの断面を細長い帯状に整形し、該整形された荷電粒
子ビームを描画材料面上で該帯状断面の幅方向に部分的
に重ね合わせながら移動させてパターンを描画する荷電
粒子ビーム描画方法において、描画すべきパターンの高
さ及び最小内角に応じて荷電粒子ビームの断面積を変え
るようにしているので、同一高さのパターンでも最小内
角の異なる種々のパターンを高精度且つ高速に描画する
事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明の一実施例として示した電子ビーム断
面可変型描画装置の概略図、第２図は第１図の装置の一
部詳細図、第３図及び第４図は第１発明の詳細な説明す
る為に使用した図、第５図と第６図は第２発明の詳細な
説明する為に使用した図、第７図は第２発明の一実施例
として示した電子ビーム断面可変型描画装置の概略図、
第８図は第７図の装置の一部詳細図、第９図は台形描画
法を説明する為に使用したものである。 １・・・電子銃、２・・・ブランキング電極、３・・・
ブランキング絞り、４，６・・・集束レンズ、５・・・
第１マスク板、７・・・Ｘ方向整形用偏向器、８・・・
Ｙ方向整形用偏向器、９・・・第２マスク板、１０・・
・投影レンズ、１１・・Ｘ方向位置決め用偏向器、１２
・・・Ｙ方向位置決め用偏向器、１３・・・材料、１４
〜１７・・・アンプ、１８〜２１・・・ＤＡ変換器、２
２・・・ショット時間信号作成回路、２３・・・図形デ
ータメモリ、２４・・・制御装置、２５・・・高さ検出
回路、２６・・・メモリ、２７・・・矩形ショット発生
回路、２８・・・制御装置、２９・・・描画データメモ
リ、３０・・・角度検出回路、３１・・・メモリ 特許出願人　　　日本電子株式会社 ０．０＋μ机 ０．０１ノ０九

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）荷電粒子ビーム発生源から発射された荷電粒子ビ
   ームの断面を細長い帯状に整形し、該整形された荷電粒
   子ビームを描画材料面上で該帯状断面の幅方向に部分的
   に重ね合わせながら移動させてパターンを描画する荷電
   粒子ビーム描画方法において、前記整形の際、荷電粒子
   ビームの断面幅を描画すべきパターンの高さに応じて変
   化させる様にした荷電粒子ビーム描画方法。
2. （２）荷電粒子ビーム発生源から発射された荷電粒子ビ
   ームの断面を細長い帯状に整形し、該整形された荷電粒
   子ビームを描画材料面上で該帯状断面の幅方向に部分的
   に重ね合わせながら移動させてパターンを描画する荷電
   粒子ビーム描画方法において、前記整形の際、荷電粒子
   ビームの断面幅を描画すべきパターンの高さ、及び、最
   も小さい内角に応じて変化させる様にした荷電粒子ビー
   ム描画方法。