JPH07122468A - 電子ビーム描画装置およびその装置を用いた描画方法 - Google Patents
電子ビーム描画装置およびその装置を用いた描画方法Info
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- JPH07122468A JPH07122468A JP5270992A JP27099293A JPH07122468A JP H07122468 A JPH07122468 A JP H07122468A JP 5270992 A JP5270992 A JP 5270992A JP 27099293 A JP27099293 A JP 27099293A JP H07122468 A JPH07122468 A JP H07122468A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 次世代メモリデバイスで多量に使用される可
能性のある任意の角度で回転したパターンを、高速かつ
精度よく描画でき、さらに図形の回転角、大きさに対し
て大きな自由度を持ち、描画データ量も最小限にできる
電子ビーム描画装置およびその装置を用いた描画方法を
提供する。 【構成】 この電子ビーム描画装置は、被描画試料の描
画面に沿った第１の方向（Ｙ）と、この第１の方向に垂
直な第２の方向（Ｘ）と、描画面に沿った回転方向とに
相対的に移動可能な露光ビーム発生装置と被描画試料載
置装置とを備えている。
能性のある任意の角度で回転したパターンを、高速かつ
精度よく描画でき、さらに図形の回転角、大きさに対し
て大きな自由度を持ち、描画データ量も最小限にできる
電子ビーム描画装置およびその装置を用いた描画方法を
提供する。 【構成】 この電子ビーム描画装置は、被描画試料の描
画面に沿った第１の方向（Ｙ）と、この第１の方向に垂
直な第２の方向（Ｘ）と、描画面に沿った回転方向とに
相対的に移動可能な露光ビーム発生装置と被描画試料載
置装置とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は電子ビーム描画装置お
よびその装置を用いた描画方法に関し、特に可変成形型
の電子ビーム描画装置の構造の改良およびその装置を用
いた描画方法に関するものである。
よびその装置を用いた描画方法に関し、特に可変成形型
の電子ビーム描画装置の構造の改良およびその装置を用
いた描画方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、電子ビーム露光装置は、高速描画
が可能な可変成形型の電子ビーム描画装置が主流になっ
ている。特に、ＬＳＩパターンを直接電子ビームで形成
することを目的とした電子ビーム描画の分野では、可変
成形方式による描画が主流となっている。また、半導体
プロセスに用いるフォトマスクあるいはＸ線マスク作成
を目的とした電子ビーム描画装置としても可変成形方式
が重視されている。
が可能な可変成形型の電子ビーム描画装置が主流になっ
ている。特に、ＬＳＩパターンを直接電子ビームで形成
することを目的とした電子ビーム描画の分野では、可変
成形方式による描画が主流となっている。また、半導体
プロセスに用いるフォトマスクあるいはＸ線マスク作成
を目的とした電子ビーム描画装置としても可変成形方式
が重視されている。
【０００３】次に、この電子ビーム描画装置の構成につ
いて、図１３を参照して説明する。この電子ビーム描画
装置１００は、まずＣＡＤ装置１０２などで作られたパ
ターンデータが、磁気テープ装置１０４あるいはネット
ワーク１０６を通して制御計算機１１０から磁気ディス
ク装置１０８へ転送される。その後、パターンデータ
は、磁気ディスク装置１０８から制御計算機１１０、制
御インタフェース１１２により、電子ビームのオン・オ
フと位置情報とが他の形式に変換され、電子照射系１１
４へ転送される。
いて、図１３を参照して説明する。この電子ビーム描画
装置１００は、まずＣＡＤ装置１０２などで作られたパ
ターンデータが、磁気テープ装置１０４あるいはネット
ワーク１０６を通して制御計算機１１０から磁気ディス
ク装置１０８へ転送される。その後、パターンデータ
は、磁気ディスク装置１０８から制御計算機１１０、制
御インタフェース１１２により、電子ビームのオン・オ
フと位置情報とが他の形式に変換され、電子照射系１１
４へ転送される。
【０００４】パターンデータに基づいて、電子銃１１８
から放射された電子ビームは、電磁レンズ１２０，１２
２により集束される。集束された電子ビームは、Ｘ−Ｙ
ステージ１３４上の描画すべき基板１２６に結像され
る。この電子ビームをパターンデータに従って偏光させ
るとともに、オン・オフさせることにより、基板１２６
上に所定のパターンが描画される。
から放射された電子ビームは、電磁レンズ１２０，１２
２により集束される。集束された電子ビームは、Ｘ−Ｙ
ステージ１３４上の描画すべき基板１２６に結像され
る。この電子ビームをパターンデータに従って偏光させ
るとともに、オン・オフさせることにより、基板１２６
上に所定のパターンが描画される。
【０００５】一方、電子ビームの偏光範囲は小さいの
で、Ｘ−Ｙステージ１３４により、基板１２６をＸ，Ｙ
方向に動かして、基板１２６全面を描画する。Ｘ−Ｙス
テージ１３４の位置は、レーザ干渉計１２８で常に計測
され、設定値との差は、駆動モータ１３０と偏光電極１
２４にフィードバックされて、電子ビームの位置決めが
正確に行なわれている。なお、Ｘ−Ｙステージ１３４の
近傍には、オートローダ１３２が設けられており、基板
１２６の自動連続運転が可能となる。
で、Ｘ−Ｙステージ１３４により、基板１２６をＸ，Ｙ
方向に動かして、基板１２６全面を描画する。Ｘ−Ｙス
テージ１３４の位置は、レーザ干渉計１２８で常に計測
され、設定値との差は、駆動モータ１３０と偏光電極１
２４にフィードバックされて、電子ビームの位置決めが
正確に行なわれている。なお、Ｘ−Ｙステージ１３４の
近傍には、オートローダ１３２が設けられており、基板
１２６の自動連続運転が可能となる。
【０００６】次に、電子照射系１１４の構成について、
図１４を参照して説明する。まず、電子照射系１１４に
は、電子銃１１８、第１成形絞り１４０、第１成形レン
ズ１４２、成形偏向器１４４、第２成形レンズ１４６、
第２成形絞り１４８、縮小レンズ１５０、ブランキン電
極１５２、偏向器１５４、集束レンズ１５６、露光パタ
ーン１５８および被描画試料１６０が設けられている。
また、第１成形絞り１４０、第１成形レンズ１４２、成
形偏向器１４４、第２成形レンズ１４６および第２成形
絞り１４８により可変成形レンズ部１６２を構成してい
る。さらに、偏向器１５４と集束レンズ１５６とにより
集束偏向レンズ部１６４を構成している。
図１４を参照して説明する。まず、電子照射系１１４に
は、電子銃１１８、第１成形絞り１４０、第１成形レン
ズ１４２、成形偏向器１４４、第２成形レンズ１４６、
第２成形絞り１４８、縮小レンズ１５０、ブランキン電
極１５２、偏向器１５４、集束レンズ１５６、露光パタ
ーン１５８および被描画試料１６０が設けられている。
また、第１成形絞り１４０、第１成形レンズ１４２、成
形偏向器１４４、第２成形レンズ１４６および第２成形
絞り１４８により可変成形レンズ部１６２を構成してい
る。さらに、偏向器１５４と集束レンズ１５６とにより
集束偏向レンズ部１６４を構成している。
【０００７】可変成形方式の電子照射系１１４によれ
ば、矩形状の開口部を持った第１成形絞り１４０と第２
成形絞り１４８とを用いて、第１成形絞り１４０を通過
した矩形状の電子ビームが、第２成形絞り１４８で必要
な大きさにカットされ、ＬＳＩパターン形成に必要な所
望の大きさの矩形の電子ビームが形成される。この矩形
状の電子ビームが、静電あるいは電磁による偏向器１５
４で偏光され、被描画試料１６０の所望の位置に照射さ
れる。
ば、矩形状の開口部を持った第１成形絞り１４０と第２
成形絞り１４８とを用いて、第１成形絞り１４０を通過
した矩形状の電子ビームが、第２成形絞り１４８で必要
な大きさにカットされ、ＬＳＩパターン形成に必要な所
望の大きさの矩形の電子ビームが形成される。この矩形
状の電子ビームが、静電あるいは電磁による偏向器１５
４で偏光され、被描画試料１６０の所望の位置に照射さ
れる。
【０００８】次に、被描画試料１６０が載置され、被描
画試料１６０の位置決めを行なうためのＸ−Ｙステージ
１３４の構成について、図１５を参照して説明する。
画試料１６０の位置決めを行なうためのＸ−Ｙステージ
１３４の構成について、図１５を参照して説明する。
【０００９】被描画試料１６０が試料ホルダ４により、
Ｙ方向に移動可能なＹ方向移動用ステージ１２の上に装
着されている。この試料ホルダ４は、Ｙ方向移動ステー
ジ１２の上に試料ホルダ固定用金具６と試料ホルダ固定
用スプリング８とを用いて固定されている。また、Ｙ方
向移動ステージ１２の上には、このＹ方向移動ステージ
１２の位置を測定するためのミラー１０，１０が取付け
られている。このミラー１０，１０は試料ホルダ４とは
反対の垂直面が反射面となっている。
Ｙ方向に移動可能なＹ方向移動用ステージ１２の上に装
着されている。この試料ホルダ４は、Ｙ方向移動ステー
ジ１２の上に試料ホルダ固定用金具６と試料ホルダ固定
用スプリング８とを用いて固定されている。また、Ｙ方
向移動ステージ１２の上には、このＹ方向移動ステージ
１２の位置を測定するためのミラー１０，１０が取付け
られている。このミラー１０，１０は試料ホルダ４とは
反対の垂直面が反射面となっている。
【００１０】Ｙ方向移動ステージ１２は、Ｘ方向移動ス
テージ２８の上に設けられた１対のＹ方向レール３４，
３４上を移動可能に設置されている。Ｘ方向移動ステー
ジ２８は、ベース４６の上に設けられた１対のＸ方向レ
ール３８，３８上に移動可能に設置されている。
テージ２８の上に設けられた１対のＹ方向レール３４，
３４上を移動可能に設置されている。Ｘ方向移動ステー
ジ２８は、ベース４６の上に設けられた１対のＸ方向レ
ール３８，３８上に移動可能に設置されている。
【００１１】Ｙ方向移動ステージ１２には、Ｙ方向移動
ステージ１２をＹ方向に移動させるためのドライブシャ
フト３０と、モータ３２とが設けられている。また、Ｘ
方向移動ステージ２８には、Ｘ方向移動ステージ２８を
Ｘ方向に移動させるためのドライブシャフト３６とモー
タ４０とが設けられている。
ステージ１２をＹ方向に移動させるためのドライブシャ
フト３０と、モータ３２とが設けられている。また、Ｘ
方向移動ステージ２８には、Ｘ方向移動ステージ２８を
Ｘ方向に移動させるためのドライブシャフト３６とモー
タ４０とが設けられている。
【００１２】被描画試料１６０の位置制御は、位置測定
用レーザ干渉計４２を用いて、レーザ光４４をＹ方向移
動用ステージ１２に固定されたミラー１０に入射し、反
射してきたレーザ光と入射レーザ光の光の干渉を利用し
て位置が測定される。Ｘ方向の位置測定も同じように行
なわれている。
用レーザ干渉計４２を用いて、レーザ光４４をＹ方向移
動用ステージ１２に固定されたミラー１０に入射し、反
射してきたレーザ光と入射レーザ光の光の干渉を利用し
て位置が測定される。Ｘ方向の位置測定も同じように行
なわれている。
【００１３】以上、説明した電子ビーム描画装置による
可変成形方式によれば、図１６および図１７を参照し
て、描画データ１７０，１７２をビットマップ１７４に
展開して、ビームのオン・オフを繰返しながら被描画試
料のほぼ全面を走査し描画を行なうラスタースキャン型
に比べ、描画データ１７０，１７２を所定の大きさ（た
とえば４μｍ×４μｍ）にショット分割１７８して、必
要な箇所のみを電子ビームで照射するために、高速描画
が可能となる。
可変成形方式によれば、図１６および図１７を参照し
て、描画データ１７０，１７２をビットマップ１７４に
展開して、ビームのオン・オフを繰返しながら被描画試
料のほぼ全面を走査し描画を行なうラスタースキャン型
に比べ、描画データ１７０，１７２を所定の大きさ（た
とえば４μｍ×４μｍ）にショット分割１７８して、必
要な箇所のみを電子ビームで照射するために、高速描画
が可能となる。
【００１４】また、電子ビーム描画の大きな問題である
近接効果補正方式としては、ＬＳＩパターンを小さく分
割して、その分割したそれぞれの図形の描画時に与える
電子ビーム照射量を調節する方法が最も有効であるとさ
れている。上述したラスタスキャン方式では、スキャン
スピードが一定であるため、露光量変調が不可能である
のに対して、可変成形方式では、かなり大きな自由度
（たとえば６４階調）で、容易に電子ビームの照射量を
変調することが可能である。この点においても、ラスタ
スキャン方式に比べて、可変成形方式が優れており、特
に、ＬＳＩパターンが微小であるために近接効果が顕著
になる場合には、可変成形方式の電子ビーム描画装置が
好ましいと言える。
近接効果補正方式としては、ＬＳＩパターンを小さく分
割して、その分割したそれぞれの図形の描画時に与える
電子ビーム照射量を調節する方法が最も有効であるとさ
れている。上述したラスタスキャン方式では、スキャン
スピードが一定であるため、露光量変調が不可能である
のに対して、可変成形方式では、かなり大きな自由度
（たとえば６４階調）で、容易に電子ビームの照射量を
変調することが可能である。この点においても、ラスタ
スキャン方式に比べて、可変成形方式が優れており、特
に、ＬＳＩパターンが微小であるために近接効果が顕著
になる場合には、可変成形方式の電子ビーム描画装置が
好ましいと言える。
【００１５】一方、従来は、ＬＳＩパターンを構成する
図形は、ほとんどが矩形であるために、矩形状の電子ビ
ームを容易に形成できる可変成形方式の電子ビーム描画
装置においては、何の問題も生じていなかった。しか
し、近年のＬＳＩの大規模集積化、パターンの微細化に
伴い、所定の回転角を持つ図形（以下回転図形と称す）
が、特にメモリデバイスを中心に使用され始めている。
図形は、ほとんどが矩形であるために、矩形状の電子ビ
ームを容易に形成できる可変成形方式の電子ビーム描画
装置においては、何の問題も生じていなかった。しか
し、近年のＬＳＩの大規模集積化、パターンの微細化に
伴い、所定の回転角を持つ図形（以下回転図形と称す）
が、特にメモリデバイスを中心に使用され始めている。
【００１６】特に、メモリセル内に、回転角が４５°の
回転図形が使用されるようになったために、全体の図形
数に占める回転角が４５°の回転図形の数は、約８０％
にも及ぶことがある。上述した、可変成形型の電子ビー
ム描画装置では、回転角４５°の回転図形を一度の照射
で描画することはできないので、回転角４５°を有する
回転図形の描画は、細長い矩形状の電子ビームを用い
て、回転角４５°の図形を近似する方法がとられてい
る。
回転図形が使用されるようになったために、全体の図形
数に占める回転角が４５°の回転図形の数は、約８０％
にも及ぶことがある。上述した、可変成形型の電子ビー
ム描画装置では、回転角４５°の回転図形を一度の照射
で描画することはできないので、回転角４５°を有する
回転図形の描画は、細長い矩形状の電子ビームを用い
て、回転角４５°の図形を近似する方法がとられてい
る。
【００１７】この近似方法の一例を図１８を参照して説
明する。たとえば、三角形図形１６を、上述した方法で
描画する場合、矩形ビーム１８４，１８６，１８８を用
いて、順次描画していくようにしたものである。通常、
近似方式の矩形ビームの短辺の長さは、形成しようとす
るＬＳＩパターンの精度に依存するが、通常０．１μｍ
〜０．５μｍ程度の値が用いられている。この近似方法
は、図１８に示すように、隣り合う矩形ビームを１／２
ずつ重複させているが、重複させない描画でも構わな
い。また、本近似方法を用いて、矩形ビームの短辺を十
分小さくし、さらに隣り合う矩形を重複させれば、精度
の高い回転角４５°を有する回転図形のパターンを形成
することができる。しかし、精度を上げるためには、１
つの回転図形を描画するためのショット数が多くなって
しまう。たとえば、図１９（ａ），（ｂ）を参照して、
回転角が０°の一辺が４μｍ角の正方形と、回転角が４
５°の一辺が４μｍの正方形の描画を比較した場合、最
大露光ビームサイズが４μｍ□と仮定すれば、回転角が
０°の正方形の場合はショット数が１回ですむのに対し
て、回転角９０°の正方形であれば、短辺を０．５μｍ
の矩形で重複させずに近似方法を用いると、そのショッ
ト数は約１６倍となる。このため、回転図形を多量に含
んだＬＳＩの描画時間が非常に長くなってしまうという
問題が生じている。また、斜辺の描画精度が垂直な辺に
対して悪くなってしまうという問題点もある。
明する。たとえば、三角形図形１６を、上述した方法で
描画する場合、矩形ビーム１８４，１８６，１８８を用
いて、順次描画していくようにしたものである。通常、
近似方式の矩形ビームの短辺の長さは、形成しようとす
るＬＳＩパターンの精度に依存するが、通常０．１μｍ
〜０．５μｍ程度の値が用いられている。この近似方法
は、図１８に示すように、隣り合う矩形ビームを１／２
ずつ重複させているが、重複させない描画でも構わな
い。また、本近似方法を用いて、矩形ビームの短辺を十
分小さくし、さらに隣り合う矩形を重複させれば、精度
の高い回転角４５°を有する回転図形のパターンを形成
することができる。しかし、精度を上げるためには、１
つの回転図形を描画するためのショット数が多くなって
しまう。たとえば、図１９（ａ），（ｂ）を参照して、
回転角が０°の一辺が４μｍ角の正方形と、回転角が４
５°の一辺が４μｍの正方形の描画を比較した場合、最
大露光ビームサイズが４μｍ□と仮定すれば、回転角が
０°の正方形の場合はショット数が１回ですむのに対し
て、回転角９０°の正方形であれば、短辺を０．５μｍ
の矩形で重複させずに近似方法を用いると、そのショッ
ト数は約１６倍となる。このため、回転図形を多量に含
んだＬＳＩの描画時間が非常に長くなってしまうという
問題が生じている。また、斜辺の描画精度が垂直な辺に
対して悪くなってしまうという問題点もある。
【００１８】次に、上記問題点を解決した、可変成形型
の電子ビーム描画装置について、図２０および図２１を
参照して説明する。
の電子ビーム描画装置について、図２０および図２１を
参照して説明する。
【００１９】まず、図２０を参照して、この電子ビーム
描画装置は、第２成形絞り２００に、所定の回転角を有
する辺をもった開口が設けられている。その他の構成に
ついては、図１４で示した電子ビーム描画装置と同一の
構成である。
描画装置は、第２成形絞り２００に、所定の回転角を有
する辺をもった開口が設けられている。その他の構成に
ついては、図１４で示した電子ビーム描画装置と同一の
構成である。
【００２０】次に、この第２成形絞り２００の構造につ
いて、図２１を参照して説明する。この第２成形絞り２
００は、たとえば４５°の斜辺２０２を持った開口部２
０３が形成されている。このような開口部を有する第２
成形絞り２００を用いれば、たとえば図２２に示すよう
な４５°傾いた長方形２０４を、５つの領域２０４ａ，
２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄ，２０４ｅに分割するこ
とで、５回の露光で描画することが可能となる。したが
って、上述した図１８および図１９に示した近似方法に
比べて、大幅に図形数を削減でき、描画時間を短縮する
ことが可能となる。
いて、図２１を参照して説明する。この第２成形絞り２
００は、たとえば４５°の斜辺２０２を持った開口部２
０３が形成されている。このような開口部を有する第２
成形絞り２００を用いれば、たとえば図２２に示すよう
な４５°傾いた長方形２０４を、５つの領域２０４ａ，
２０４ｂ，２０４ｃ，２０４ｄ，２０４ｅに分割するこ
とで、５回の露光で描画することが可能となる。したが
って、上述した図１８および図１９に示した近似方法に
比べて、大幅に図形数を削減でき、描画時間を短縮する
ことが可能となる。
【００２１】さらに、電子ビーム露光の描画時間を飛躍
的に短縮させる方式として、セルプロジェクション方式
が開発された。この方式では、メモリデバイスのように
同じ形状の図形のグループが、周期的に多量に配置され
ている場合、この図形のグループを、可変成形型の電子
ビーム描画装置で用いられる第２成形絞りにすべて成形
しておき、メモリセル部は、この複数の図形のグループ
を同時にワンショットで描画するようにしたものであ
る。この方式で用いられる第２成形絞りの一例を図２３
に示す。
的に短縮させる方式として、セルプロジェクション方式
が開発された。この方式では、メモリデバイスのように
同じ形状の図形のグループが、周期的に多量に配置され
ている場合、この図形のグループを、可変成形型の電子
ビーム描画装置で用いられる第２成形絞りにすべて成形
しておき、メモリセル部は、この複数の図形のグループ
を同時にワンショットで描画するようにしたものであ
る。この方式で用いられる第２成形絞りの一例を図２３
に示す。
【００２２】図２３を参照して、この方式で用いられる
第２成形絞り２１２には、矩形ビームサイズ決定用開口
部２１４、素子分離工程のメモリセルパターン開口部２
１６、コンタクトホール工程のメモリセルパターン開口
部２１８、ゲート電極工程のメモリセルパターン開口部
２２０および配線工程のメモリセルパターン開口部２２
２の５種類の開口部が設けられている。これにより、通
常の可変成形型の電子ビーム描画装置で描画する場合の
約１００ショット分程度のパターンを含めることができ
ることになる。したがって、実際にはメモリセル以外に
も周辺回路パターンがあるため、単純にショット数が１
／１００以下になるとはならないが、メモリデバイスの
ように同じ形状の図形が多量に周期的に配置されている
デバイスに対しては、大幅に描画時間を短縮できること
が可能となる。
第２成形絞り２１２には、矩形ビームサイズ決定用開口
部２１４、素子分離工程のメモリセルパターン開口部２
１６、コンタクトホール工程のメモリセルパターン開口
部２１８、ゲート電極工程のメモリセルパターン開口部
２２０および配線工程のメモリセルパターン開口部２２
２の５種類の開口部が設けられている。これにより、通
常の可変成形型の電子ビーム描画装置で描画する場合の
約１００ショット分程度のパターンを含めることができ
ることになる。したがって、実際にはメモリセル以外に
も周辺回路パターンがあるため、単純にショット数が１
／１００以下になるとはならないが、メモリデバイスの
ように同じ形状の図形が多量に周期的に配置されている
デバイスに対しては、大幅に描画時間を短縮できること
が可能となる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たセルプロジェクション方式を用いた電子ビーム描画装
置には、以下に示す問題点を有している。
たセルプロジェクション方式を用いた電子ビーム描画装
置には、以下に示す問題点を有している。
【００２４】まず第１に、図形の大きさ、角度の変更と
いうことに対して自由度が非常に小さいということであ
る。これは、第２の成形絞りを形成する前に、使用する
と予想されるあらゆる角度、大きさを想定し、第２の成
形絞りに作り込んでおくことが必要であり、第２の成形
絞りを成形した後は、第２の成形絞りを再製作する以外
は、変更不可能となる。
いうことに対して自由度が非常に小さいということであ
る。これは、第２の成形絞りを形成する前に、使用する
と予想されるあらゆる角度、大きさを想定し、第２の成
形絞りに作り込んでおくことが必要であり、第２の成形
絞りを成形した後は、第２の成形絞りを再製作する以外
は、変更不可能となる。
【００２５】さらに、第２の成形絞りの作成は容易では
なく、高度な半導体プロセスの技術を要している。した
がって、上述したセルプロジェクション方式を将来大き
な設計変更がなく、かつ量産すると決定したようなＬＳ
Ｉデバイスに対しては大きな効果が期待できるが、研究
開発時のプロトタイプデバイス開発時には、設計変更に
よるパターン回転が頻繁に生じるので、第２の成形絞り
を作成するための研究開発費用が膨大なものとなってし
まう。
なく、高度な半導体プロセスの技術を要している。した
がって、上述したセルプロジェクション方式を将来大き
な設計変更がなく、かつ量産すると決定したようなＬＳ
Ｉデバイスに対しては大きな効果が期待できるが、研究
開発時のプロトタイプデバイス開発時には、設計変更に
よるパターン回転が頻繁に生じるので、第２の成形絞り
を作成するための研究開発費用が膨大なものとなってし
まう。
【００２６】第２に、セルプロジェクション方式を用い
て図２２に示すようなパターンを描画する場合、図２４
を参照して、三角形ビームと矩形ビームで描画し、現像
した後のレジストパターンに、像のつなぎめに、いわゆ
るエッジフラネス２１０が生じてしまい、レジストパタ
ーンとしては、極めて精度の悪いものが形成されてしま
う。これは、矩形ビームの調整の少しの狂いでも生じて
しまう。
て図２２に示すようなパターンを描画する場合、図２４
を参照して、三角形ビームと矩形ビームで描画し、現像
した後のレジストパターンに、像のつなぎめに、いわゆ
るエッジフラネス２１０が生じてしまい、レジストパタ
ーンとしては、極めて精度の悪いものが形成されてしま
う。これは、矩形ビームの調整の少しの狂いでも生じて
しまう。
【００２７】この発明は上記問題点を解決するためにな
されたもので、次世代メモリデバイスで大量に使用され
る可能性のある任意の回転角を有する矩形を、高速かつ
高精度に描画が可能であり、かつ、図形の回転角、大き
さに対して大きな自由度をもち、また描画データ量も最
小限にすることができる電子ビーム描画装置およびその
製造方法を提供することを目的とする。
されたもので、次世代メモリデバイスで大量に使用され
る可能性のある任意の回転角を有する矩形を、高速かつ
高精度に描画が可能であり、かつ、図形の回転角、大き
さに対して大きな自由度をもち、また描画データ量も最
小限にすることができる電子ビーム描画装置およびその
製造方法を提供することを目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段】この発明に基づいた請求
項１に記載の電子ビーム描画装置においては、露光ビー
ムを発生するための露光ビーム発生装置と、上記露光ビ
ームを所定の形状に成形するためのビーム成形マスクを
含むビーム成形装置と、上記露光ビームが照射され、所
定のパターンが描画される被描画試料を載置するための
被描画試料載置装置とを備えている。さらに、上記ビー
ム成形装置と上記被描画試料載置装置とは、上記被描画
試料の描画面に沿った第１の方向と、この第１の方向に
垂直な第２の方向と、上記描画面に沿った回転方向とに
相対的に移動可能である。
項１に記載の電子ビーム描画装置においては、露光ビー
ムを発生するための露光ビーム発生装置と、上記露光ビ
ームを所定の形状に成形するためのビーム成形マスクを
含むビーム成形装置と、上記露光ビームが照射され、所
定のパターンが描画される被描画試料を載置するための
被描画試料載置装置とを備えている。さらに、上記ビー
ム成形装置と上記被描画試料載置装置とは、上記被描画
試料の描画面に沿った第１の方向と、この第１の方向に
垂直な第２の方向と、上記描画面に沿った回転方向とに
相対的に移動可能である。
【００２９】次に、この発明に基づいた請求項２に記載
の電子ビーム描画装置においては、露光ビームを発生す
るための露光ビーム発生装置と、上記露光ビームを所定
の形状に成形するためのビーム成形マスクを含むビーム
成形装置と、上記露光ビームが照射され所定のパターン
が描画される被描画試料を載置するための被描画試料載
置装置とを備えている。さらに上記被描画試料載置装置
は、上記被描画試料の描画面に沿った第１の方向に移動
可能な第１ステージと、上記第１の方向に垂直な第２の
方向に移動可能な第２ステージと、上記描画面に沿って
回転可能な第３ステージとを有している。
の電子ビーム描画装置においては、露光ビームを発生す
るための露光ビーム発生装置と、上記露光ビームを所定
の形状に成形するためのビーム成形マスクを含むビーム
成形装置と、上記露光ビームが照射され所定のパターン
が描画される被描画試料を載置するための被描画試料載
置装置とを備えている。さらに上記被描画試料載置装置
は、上記被描画試料の描画面に沿った第１の方向に移動
可能な第１ステージと、上記第１の方向に垂直な第２の
方向に移動可能な第２ステージと、上記描画面に沿って
回転可能な第３ステージとを有している。
【００３０】次に、この発明に基づいた請求項３に記載
の電子ビーム描画装置においては、請求項２に記載の電
子ビーム描画装置であって、上記第１ステージの上に上
記第２ステージが設けられ、上記第２ステージの上に上
記第３ステージが設けられている。
の電子ビーム描画装置においては、請求項２に記載の電
子ビーム描画装置であって、上記第１ステージの上に上
記第２ステージが設けられ、上記第２ステージの上に上
記第３ステージが設けられている。
【００３１】次に、この発明に基づいた請求項４に記載
の電子ビーム描画装置においては、請求項３に記載の電
子ビーム描画装置であって、上記第３ステージの所定位
置に、上記第３ステージの回転角度を検出するための回
転角度検出装置を有している。
の電子ビーム描画装置においては、請求項３に記載の電
子ビーム描画装置であって、上記第３ステージの所定位
置に、上記第３ステージの回転角度を検出するための回
転角度検出装置を有している。
【００３２】次に、この発明に基づいた請求項５に記載
の電子ビーム描画装置においては、露光ビームを発生す
るための露光ビーム発生装置と、上記露光ビームを所定
の形状に成形するためのビーム成形マスクを含むビーム
成形装置と、上記露光ビームが照射され所定のパターン
が描画される被描画試料を載置するための被描画試料載
置装置とを備えている。さらに、上記被描画試料載置装
置は、上記被描画試料の描画面に沿った第１の方向に移
動可能な第１ステージと、上記第２の方向に垂直な第２
の方向に移動可能な第２ステージとを有し、上記ビーム
成形装置は、上記ビーム成形マスクを上記描画面に平行
な面内において回転させるための回動装置を有してい
る。
の電子ビーム描画装置においては、露光ビームを発生す
るための露光ビーム発生装置と、上記露光ビームを所定
の形状に成形するためのビーム成形マスクを含むビーム
成形装置と、上記露光ビームが照射され所定のパターン
が描画される被描画試料を載置するための被描画試料載
置装置とを備えている。さらに、上記被描画試料載置装
置は、上記被描画試料の描画面に沿った第１の方向に移
動可能な第１ステージと、上記第２の方向に垂直な第２
の方向に移動可能な第２ステージとを有し、上記ビーム
成形装置は、上記ビーム成形マスクを上記描画面に平行
な面内において回転させるための回動装置を有してい
る。
【００３３】次に、この発明に基づいた請求項６に記載
の電子ビーム描画装置を用いた描画方法においては、以
下の工程を備えている。
の電子ビーム描画装置を用いた描画方法においては、以
下の工程を備えている。
【００３４】まず、被描画試料載置装置の上に被描画試
料が載置される。その後、露光ビーム発生装置から発生
された露光ビームが、ビーム成形装置を用いて所定の形
状に成形される。
料が載置される。その後、露光ビーム発生装置から発生
された露光ビームが、ビーム成形装置を用いて所定の形
状に成形される。
【００３５】次に、上記被描画試料載置装置と上記ビー
ム成形装置とを相対的に回転させることにより、上記所
定の形状に成形された露光ビームが上記被描画試料に照
射され、上記被描画試料に所定の回転角を有するパター
ンが描画される。
ム成形装置とを相対的に回転させることにより、上記所
定の形状に成形された露光ビームが上記被描画試料に照
射され、上記被描画試料に所定の回転角を有するパター
ンが描画される。
【００３６】次に、この発明に基づいた請求項７に記載
の電子ビーム描画装置を用いた描画方法においては、以
下の工程を備えている。
の電子ビーム描画装置を用いた描画方法においては、以
下の工程を備えている。
【００３７】まず、被描画試料載置装置の上に被描画試
料が載置される。その後、露光ビーム発生装置から発生
された露光ビームがビーム成形装置を用いて所定の形状
に成形される。
料が載置される。その後、露光ビーム発生装置から発生
された露光ビームがビーム成形装置を用いて所定の形状
に成形される。
【００３８】次に、上記被描画試料載置装置と上記ビー
ム成形装置とを相対的に回転させることにより、上記所
定の形状に成形された露光ビームが上記被描画試料に照
射され、上記被描画試料に所定の回転角を有するパター
ンが複数個描画される。さらに、この被描画試料に所定
のパターンが複数個描画される工程においては、同一の
回転角を有するパターンにグループ分けを行ない、各グ
ループごとにそのパターンが描画される。
ム成形装置とを相対的に回転させることにより、上記所
定の形状に成形された露光ビームが上記被描画試料に照
射され、上記被描画試料に所定の回転角を有するパター
ンが複数個描画される。さらに、この被描画試料に所定
のパターンが複数個描画される工程においては、同一の
回転角を有するパターンにグループ分けを行ない、各グ
ループごとにそのパターンが描画される。
【００３９】次に、この発明に基づいた請求項８に記載
の電子ビーム描画装置を用いた描画方法においては、以
下の工程を備えている。
の電子ビーム描画装置を用いた描画方法においては、以
下の工程を備えている。
【００４０】まず、被描画試料載置装置の上に被描画試
料が載置される。その後、露光ビーム発生装置から発生
された露光ビームがビーム成形装置を用いて所定の形状
に成形される。
料が載置される。その後、露光ビーム発生装置から発生
された露光ビームがビーム成形装置を用いて所定の形状
に成形される。
【００４１】次に、上記被描画試料載置装置と上記ビー
ム成形装置とを相対的に回転させることにより、上記所
定の形状に成形された露光ビームが上記被描画試料に照
射され、上記被描画試料に第１の回転角を有する第１の
パターンと第２の回転角を有する第２のパターンとが描
画される。
ム成形装置とを相対的に回転させることにより、上記所
定の形状に成形された露光ビームが上記被描画試料に照
射され、上記被描画試料に第１の回転角を有する第１の
パターンと第２の回転角を有する第２のパターンとが描
画される。
【００４２】さらに、この第１のパターンと上記第２の
パターンとが描画される工程においては、上記第１のパ
ターンを描画した後に、第１の回転角と第２の回転角と
の差の角度だけ上記被描画試料載置装置と上記ビーム成
形装置とを相対的に回転させることにより、第２のパタ
ーンの描画が行なわれる。
パターンとが描画される工程においては、上記第１のパ
ターンを描画した後に、第１の回転角と第２の回転角と
の差の角度だけ上記被描画試料載置装置と上記ビーム成
形装置とを相対的に回転させることにより、第２のパタ
ーンの描画が行なわれる。
【００４３】
【作用】この発明に基づいた請求項１ないし請求項６に
記載の電子ビーム描画装置およびその装置を用いた描画
方法によれば、ビーム成形装置と被描画試料載置装置と
が描画面に沿った回転方向に相対的に移動可能となって
いる。
記載の電子ビーム描画装置およびその装置を用いた描画
方法によれば、ビーム成形装置と被描画試料載置装置と
が描画面に沿った回転方向に相対的に移動可能となって
いる。
【００４４】これにより、ビーム成形装置と被描画試料
載置装置との間に任意の回転角を与えることができる。
その結果、被描画試料に上記回転角に従った回転角を有
するパターンを一度の露光で容易にかつ精度よく描画す
ることが可能となる。
載置装置との間に任意の回転角を与えることができる。
その結果、被描画試料に上記回転角に従った回転角を有
するパターンを一度の露光で容易にかつ精度よく描画す
ることが可能となる。
【００４５】次に、この発明に基づいた請求項７に記載
の電子ビーム描画装置を用いた描画方法によれば、同一
の回転角を有するパターンにグループ分けを行ない、各
グループごとにそのパターンが描画される。
の電子ビーム描画装置を用いた描画方法によれば、同一
の回転角を有するパターンにグループ分けを行ない、各
グループごとにそのパターンが描画される。
【００４６】これにより、ビーム成形装置と被描画試料
載置装置とに所定の回転角を与える時間や回転角の測定
時間を短縮し、いわゆるオーバヘッド時間を短くするこ
とが可能となる。
載置装置とに所定の回転角を与える時間や回転角の測定
時間を短縮し、いわゆるオーバヘッド時間を短くするこ
とが可能となる。
【００４７】次に、この発明に基づいた請求項８に記載
の電子ビーム描画装置を用いた描画方法によれば、第１
のパターンを描画した後に、第１の回転角と第２の回転
角との差の角度だけ被描画試料載置装置とビーム成形装
置とを相対的に回転させている。
の電子ビーム描画装置を用いた描画方法によれば、第１
のパターンを描画した後に、第１の回転角と第２の回転
角との差の角度だけ被描画試料載置装置とビーム成形装
置とを相対的に回転させている。
【００４８】これにより、ビーム成形装置と被描画試料
載置装置とに所定の回転角を与える時間や回転角の測定
時間を短縮し、いわゆるオーバヘッド時間をさらに短く
することが可能となる。
載置装置とに所定の回転角を与える時間や回転角の測定
時間を短縮し、いわゆるオーバヘッド時間をさらに短く
することが可能となる。
【００４９】
【実施例】以下、この発明に基づいた第１の実施例につ
いて図を参照して説明する。なお、この実施例における
電子ビーム描画装置の全体構成は、図１３および図１４
で説明した構成と同じであるため、その説明は省略し、
この実施例の特徴であるＸ−Ｙステージの構造について
のみ言及する。
いて図を参照して説明する。なお、この実施例における
電子ビーム描画装置の全体構成は、図１３および図１４
で説明した構成と同じであるため、その説明は省略し、
この実施例の特徴であるＸ−Ｙステージの構造について
のみ言及する。
【００５０】図１を参照して、Ｙ方向移動ステージ２
が、Ｘ方向移動ステージ２８の上に設けられている。こ
のＹ方向移動ステージ２は、Ｘ方向移動ステージ２８の
上に設けられた１対のＹ方向レール３４，３４上を移動
可能に設置されている。Ｘ方向移動ステージ２８は、ベ
ース４６の上に設けられた１対のＸ方向レール３８，３
８上を移動可能に設置されている。
が、Ｘ方向移動ステージ２８の上に設けられている。こ
のＹ方向移動ステージ２は、Ｘ方向移動ステージ２８の
上に設けられた１対のＹ方向レール３４，３４上を移動
可能に設置されている。Ｘ方向移動ステージ２８は、ベ
ース４６の上に設けられた１対のＸ方向レール３８，３
８上を移動可能に設置されている。
【００５１】Ｙ方向移動ステージ２には、Ｙ方向移動ス
テージ２をＹ方向に移動させるためのドライブシャフト
３０とモータ３２とが設けられている。また、Ｘ方向移
動ステージ２８には、Ｘ方向移動ステージ２８をＸ方向
に移動させるためのドライブシャフト３６とモータ４０
とが設けられている。
テージ２をＹ方向に移動させるためのドライブシャフト
３０とモータ３２とが設けられている。また、Ｘ方向移
動ステージ２８には、Ｘ方向移動ステージ２８をＸ方向
に移動させるためのドライブシャフト３６とモータ４０
とが設けられている。
【００５２】次に、Ｙ方向移動ステージ２の構成につい
て図２および図３を参照して詳細に説明する。まず、移
動ステージ１２の上に、試料回転ステージ１６が設けら
れている。この回転ステージ１６は、ステージ回転用ベ
ルト１８を用いて、駆動用モータ２０により回転可能と
なっている。
て図２および図３を参照して詳細に説明する。まず、移
動ステージ１２の上に、試料回転ステージ１６が設けら
れている。この回転ステージ１６は、ステージ回転用ベ
ルト１８を用いて、駆動用モータ２０により回転可能と
なっている。
【００５３】試料回転ステージ１６の上には、被描画試
料１４が、試料ホルダ４により固定されている。この試
料ホルダ４は、試料ホルダ固定用金具６と、試料ホルダ
固定用スプリング８とを用いて構成されている。また、
試料ホルダ固定用金具６には、回転ステージ１６の位
置、回転角を測定するための測定用マーク２２が設けら
れている。
料１４が、試料ホルダ４により固定されている。この試
料ホルダ４は、試料ホルダ固定用金具６と、試料ホルダ
固定用スプリング８とを用いて構成されている。また、
試料ホルダ固定用金具６には、回転ステージ１６の位
置、回転角を測定するための測定用マーク２２が設けら
れている。
【００５４】また、移動ステージ１２の上には、Ｙ方向
移動ステージ２の位置を測定するためのミラー１０，１
０と、回転ステージ１６の振動を防止するための回転ス
テージ防振ストッパ２４が設けられている。
移動ステージ２の位置を測定するためのミラー１０，１
０と、回転ステージ１６の振動を防止するための回転ス
テージ防振ストッパ２４が設けられている。
【００５５】なお、上述した測定用マーク２２は、回転
ステージ１６を回転させた後に、描画中心座標の移動量
（オフセット）と回転角を電子ビームを用いて測定する
ために、被描画試料１４の描画面と同じ高さに備えられ
ている。
ステージ１６を回転させた後に、描画中心座標の移動量
（オフセット）と回転角を電子ビームを用いて測定する
ために、被描画試料１４の描画面と同じ高さに備えられ
ている。
【００５６】また、上記防振ストッパ２４は、回転ステ
ージ１６が回転終了後に被描画試料１４が、Ｘ−Ｙ方向
との移動中に振動することのないように、回転ステージ
１６を固定するようになっている。なお、上記構造にお
いては、回転ステージ１６を駆動用モータ２０を用いた
ベルトドライブ方式の回転機構を用いているが、直接駆
動モータを用いて駆動させるダイレクトドライブ方式と
しても構わない。以上の構成を用いることにより、露光
ビームのパターンに対して、被描画試料に任意の回転角
を与えることが可能となる。
ージ１６が回転終了後に被描画試料１４が、Ｘ−Ｙ方向
との移動中に振動することのないように、回転ステージ
１６を固定するようになっている。なお、上記構造にお
いては、回転ステージ１６を駆動用モータ２０を用いた
ベルトドライブ方式の回転機構を用いているが、直接駆
動モータを用いて駆動させるダイレクトドライブ方式と
しても構わない。以上の構成を用いることにより、露光
ビームのパターンに対して、被描画試料に任意の回転角
を与えることが可能となる。
【００５７】図４は、被描画試料１４に回転角αを有す
るパターンＰ1 を上記実施例における電子ビーム描画装
置を用いて描画した場合の状態を示す図であり、図５
は、従来の方式により回転角αを有するパターンＰ1 を
形成した場合の状態を示す図である。
るパターンＰ1 を上記実施例における電子ビーム描画装
置を用いて描画した場合の状態を示す図であり、図５
は、従来の方式により回転角αを有するパターンＰ1 を
形成した場合の状態を示す図である。
【００５８】なお、本明細書中において、回転角θを有
する描画パターンとは、図６に示すように、図形中心
（Ｘ，Ｙ）から図形の高さ（ｈ）を決定する辺に対して
垂線を下ろし、この垂線とｘ軸で形成される角度を回転
角θとしている。
する描画パターンとは、図６に示すように、図形中心
（Ｘ，Ｙ）から図形の高さ（ｈ）を決定する辺に対して
垂線を下ろし、この垂線とｘ軸で形成される角度を回転
角θとしている。
【００５９】次に、上述した電子ビーム描画装置を用い
た場合の描画方法の工程について、図７および図８を参
照して説明する。
た場合の描画方法の工程について、図７および図８を参
照して説明する。
【００６０】まず、ステップ１０（以下Ｓ１０と称す）
において、描画データ全体に含まれる長方形すべての回
転角を計算し、回転角９０°×ｎ（ｎ＝０，１，２，
３，…）（以下回転角９０°×ｎと称す）のグループ
と、それ以外のグループに分離する。次に、Ｓ２０にお
いて、回転角９０°×ｎ以外の回転角を有するパターン
をさらに同じ回転角を有するパターンのグループに分離
する。
において、描画データ全体に含まれる長方形すべての回
転角を計算し、回転角９０°×ｎ（ｎ＝０，１，２，
３，…）（以下回転角９０°×ｎと称す）のグループ
と、それ以外のグループに分離する。次に、Ｓ２０にお
いて、回転角９０°×ｎ以外の回転角を有するパターン
をさらに同じ回転角を有するパターンのグループに分離
する。
【００６１】次に、Ｓ３０において、試料回転ステージ
に回転命令と、パターンの基本パラメータ（長方形の場
合は、中心座標、幅、高さ）で構成される描画データを
作成する。このとき、描画データ量は、回転角が用いら
れているために、データ量が従来に比べて少なくなり、
また同じ回転角のパターンをグループ化しているため
に、ステージ回転に伴うオーバヘッド時間（ステージ回
転時間、測定用マーク測定時間など）を短縮することが
可能になる。
に回転命令と、パターンの基本パラメータ（長方形の場
合は、中心座標、幅、高さ）で構成される描画データを
作成する。このとき、描画データ量は、回転角が用いら
れているために、データ量が従来に比べて少なくなり、
また同じ回転角のパターンをグループ化しているため
に、ステージ回転に伴うオーバヘッド時間（ステージ回
転時間、測定用マーク測定時間など）を短縮することが
可能になる。
【００６２】次に、Ｓ４０により、試料ホルダ４に被描
画試料１４を装着し、回転ステージ上の測定マーク２２
の位置が、レーザ干渉計などによるステージ維持測定用
レーザ干渉計１４と電子ビームのスキャンによって測定
される。この測定によって、描画の座標原点、座標軸が
決定される。
画試料１４を装着し、回転ステージ上の測定マーク２２
の位置が、レーザ干渉計などによるステージ維持測定用
レーザ干渉計１４と電子ビームのスキャンによって測定
される。この測定によって、描画の座標原点、座標軸が
決定される。
【００６３】次に、Ｓ５０において、回転角９０°×ｎ
の長方形を従来どおり描画する。次に、Ｓ６０におい
て、たとえば回転角αを有する描画データの場合、回転
ステージを右回りに角度αだけ回転させる。
の長方形を従来どおり描画する。次に、Ｓ６０におい
て、たとえば回転角αを有する描画データの場合、回転
ステージを右回りに角度αだけ回転させる。
【００６４】次に、Ｓ７０により、回転ステージ１６上
の測定マーク２２をＳ４０と同じ方法で測定し、描画座
標原点の移動量（オフセット量）と回転角を算出する。
このとき、許容できる角度誤差をｄθとするとき、算出
した回転角度が指定の角度α°±ｄθ以内であれば次の
工程に進み、誤差が許容できない場合は、回転ステージ
の回転角の微調整を行なう。次に、Ｓ８０において、回
転角αを有する長方形を従来の可変成形方式と同じよう
に描画する。
の測定マーク２２をＳ４０と同じ方法で測定し、描画座
標原点の移動量（オフセット量）と回転角を算出する。
このとき、許容できる角度誤差をｄθとするとき、算出
した回転角度が指定の角度α°±ｄθ以内であれば次の
工程に進み、誤差が許容できない場合は、回転ステージ
の回転角の微調整を行なう。次に、Ｓ８０において、回
転角αを有する長方形を従来の可変成形方式と同じよう
に描画する。
【００６５】なお、さらに他の回転角を有するパターン
がある場合は、Ｓ６０〜Ｓ８０の工程を行ない、全パタ
ーンが描画されるまで繰返し行なう。以上のような方式
を用いることにより、任意の大きさ、任意の角度を有す
る多量の回転したパターンを描画することが容易にかつ
高精度に行なうことが可能となる。
がある場合は、Ｓ６０〜Ｓ８０の工程を行ない、全パタ
ーンが描画されるまで繰返し行なう。以上のような方式
を用いることにより、任意の大きさ、任意の角度を有す
る多量の回転したパターンを描画することが容易にかつ
高精度に行なうことが可能となる。
【００６６】図８は、描画パターン４８に含まれるパタ
ーンのグループ化を示す図である。図において、パター
ンＰA 、パターンＰB 、パターンＰC は回転角が０°で
あり、パターンＰD 、パターンＰE 、パターンＰF は回
転角α°であり、パターンＰ G 、パターンＰH 、パター
ンＰI は回転角β°の描画パターンを示している。
ーンのグループ化を示す図である。図において、パター
ンＰA 、パターンＰB 、パターンＰC は回転角が０°で
あり、パターンＰD 、パターンＰE 、パターンＰF は回
転角α°であり、パターンＰ G 、パターンＰH 、パター
ンＰI は回転角β°の描画パターンを示している。
【００６７】これらのパターンをまず、グループＧ１０
として回転角９０°×ｎのグループと、グループＧ２０
として回転角９０°×ｎ以外のグループに分類する。さ
らに、グループＧ２０に含まれる描画パターンのうち、
回転角がα°のグループＧ４０と回転角がβ°のグルー
プＧ３０とに分類する。
として回転角９０°×ｎのグループと、グループＧ２０
として回転角９０°×ｎ以外のグループに分類する。さ
らに、グループＧ２０に含まれる描画パターンのうち、
回転角がα°のグループＧ４０と回転角がβ°のグルー
プＧ３０とに分類する。
【００６８】以上、上記構成による電子ビーム描画装置
およびその装置を用いた描画方法によれば、以下に示す
ような効果が得られる。
およびその装置を用いた描画方法によれば、以下に示す
ような効果が得られる。
【００６９】 高速描画 高速描画という点においては、従来の電子ビーム露光装
置と比較した場合、任意の回転角度を有する複数の長方
形をワンショットで描画することができるため、たとえ
ばほとんどの図形が回転角を有する長方形で構成されて
いるメモリデバイスに用いられる第２成形絞りの場合、
描画時間は約３０時間程度かかっていたが、本発明によ
れば、回転角、長方形の大きさに何の制限も加えること
なしに、上記第２成形絞りを用いて、約数時間で描画す
ることが可能となる。
置と比較した場合、任意の回転角度を有する複数の長方
形をワンショットで描画することができるため、たとえ
ばほとんどの図形が回転角を有する長方形で構成されて
いるメモリデバイスに用いられる第２成形絞りの場合、
描画時間は約３０時間程度かかっていたが、本発明によ
れば、回転角、長方形の大きさに何の制限も加えること
なしに、上記第２成形絞りを用いて、約数時間で描画す
ることが可能となる。
【００７０】 描画精度 描画した図形の精度においては、矩形ビームのみの可変
成形方式の場合は、図１８および図１９に示すように、
矩形ビームによる近似であるために、斜辺の精度が特に
悪く、また図２２に示すような長方形の場合は、ショッ
トのつなぎめでエッジフラネスなどが生じるなどの問題
点があった。しかし、本実施例によれば、回転角９０°
×ｎの従来の長方形の描画精度と同じ精度で回転角を有
する長方形を描画することが可能となる。
成形方式の場合は、図１８および図１９に示すように、
矩形ビームによる近似であるために、斜辺の精度が特に
悪く、また図２２に示すような長方形の場合は、ショッ
トのつなぎめでエッジフラネスなどが生じるなどの問題
点があった。しかし、本実施例によれば、回転角９０°
×ｎの従来の長方形の描画精度と同じ精度で回転角を有
する長方形を描画することが可能となる。
【００７１】 回転角、図形の大きさに対する自由度 この実施例における電子ビーム露光装置によれば、図形
の自由度は大きく、基本的には何ら制限がないため、大
きな自由度を得ることが可能となる。
の自由度は大きく、基本的には何ら制限がないため、大
きな自由度を得ることが可能となる。
【００７２】 描画データ量 描画データ量に関して、台形を描画する場合について、
図９を参照して説明する。
図９を参照して説明する。
【００７３】従来の方法によれば、台形は、図形中心
（Ｘ，Ｙ）、図形幅（Ｗ）、高さ（ｈ）、左右の斜辺の
傾斜を表現する２つのパラメータ（ｌＷ，ｒＷ）および
図形種（台形）の７つのパラメータで表現される。
（Ｘ，Ｙ）、図形幅（Ｗ）、高さ（ｈ）、左右の斜辺の
傾斜を表現する２つのパラメータ（ｌＷ，ｒＷ）および
図形種（台形）の７つのパラメータで表現される。
【００７４】たとえば、この７つのパラメータすべてに
描画データ量として２バイトの領域を割り当てたとする
と、台形１個を表現するのに１４バイトの描画データ量
が必要になる。さらに、回転した台形を表現するために
は、少なくとも回転前と回転後の２つの台形が必要とな
るため、最低で２８バイトの描画データ量が必要にな
る。
描画データ量として２バイトの領域を割り当てたとする
と、台形１個を表現するのに１４バイトの描画データ量
が必要になる。さらに、回転した台形を表現するために
は、少なくとも回転前と回転後の２つの台形が必要とな
るため、最低で２８バイトの描画データ量が必要にな
る。
【００７５】しかしながら本実施例においては、台形１
個を表現するのに１４バイト、そして回転角を表現する
のに２バイトであり、合わせて１６バイトの描画データ
量ですむことになる。
個を表現するのに１４バイト、そして回転角を表現する
のに２バイトであり、合わせて１６バイトの描画データ
量ですむことになる。
【００７６】また、図１０に示すように、回転角の情報
を必要最小限にすれば、さらに描画データ量が少なくな
り、現在ターゲットとしているメモリデバイスにおいて
は、回転角の情報量が、全データ量に占める割合はほと
んど無視してもよいくらい小さなものとなる。したがっ
て、本実施例によれば、全データ量を従来の少なくとも
１／２以下にできることが可能となる。
を必要最小限にすれば、さらに描画データ量が少なくな
り、現在ターゲットとしているメモリデバイスにおいて
は、回転角の情報量が、全データ量に占める割合はほと
んど無視してもよいくらい小さなものとなる。したがっ
て、本実施例によれば、全データ量を従来の少なくとも
１／２以下にできることが可能となる。
【００７７】次に、この発明に基づいた第２の実施例に
ついて、図１１を参照して説明する。
ついて、図１１を参照して説明する。
【００７８】この実施例においては、任意の回転角を有
する電子ビームを得るために、矩形ビームを形成する電
子ビームカラム５６を回転するようにしたことが特徴で
あり、その他の構成は図１３および図１４に示す従来技
術の構成と同一である。
する電子ビームを得るために、矩形ビームを形成する電
子ビームカラム５６を回転するようにしたことが特徴で
あり、その他の構成は図１３および図１４に示す従来技
術の構成と同一である。
【００７９】まず、電子ビームカラム５６は、被描画試
料用チャンバ５８上に設けられ、さらに電子ビームカラ
ム５６を真空内に維持するためにカラムシールドチャン
バ６０によって覆われている。
料用チャンバ５８上に設けられ、さらに電子ビームカラ
ム５６を真空内に維持するためにカラムシールドチャン
バ６０によって覆われている。
【００８０】電子ビームカラム５６は、駆動ベルト５２
を用いて、駆動用モータ５４の駆動力により回転するよ
うに構成されている。また、駆動用モータ５４に電源を
供給するために、電源供給ロット６２，６４が設けられ
ている。
を用いて、駆動用モータ５４の駆動力により回転するよ
うに構成されている。また、駆動用モータ５４に電源を
供給するために、電源供給ロット６２，６４が設けられ
ている。
【００８１】以上の構成を用いて、電子ビームカラム５
６を精度よく回転移動させることにより、任意の回転角
度を有する長方形の電子ビームが得られる。
６を精度よく回転移動させることにより、任意の回転角
度を有する長方形の電子ビームが得られる。
【００８２】以上の構成を用いることによって、第１の
実施例に示す電子ビーム描画装置と同様の作用効果を得
ることが可能となる。
実施例に示す電子ビーム描画装置と同様の作用効果を得
ることが可能となる。
【００８３】次に、この発明に基づいた第３の実施例に
ついて図１２を参照して説明する。この第３の実施例に
おける電子ビーム描画装置は、電子ビーム描画装置内の
第１成形絞り６６および第２成形絞り７７を回転するよ
うに形成したものであり、その他の構成についても、図
１３および図１４に示す従来の構造と同一である。
ついて図１２を参照して説明する。この第３の実施例に
おける電子ビーム描画装置は、電子ビーム描画装置内の
第１成形絞り６６および第２成形絞り７７を回転するよ
うに形成したものであり、その他の構成についても、図
１３および図１４に示す従来の構造と同一である。
【００８４】第１成形絞り６６および第２成形絞り７７
は、図で示すようにその周側部分にモータ６８，７２が
設けられており、このモータを回転させることにより、
第１成形絞り６６および第２成形絞り７７が所定の角度
だけ回転して、任意の回転角を有する長方形の矩形ビー
ムを形成することが可能となる。
は、図で示すようにその周側部分にモータ６８，７２が
設けられており、このモータを回転させることにより、
第１成形絞り６６および第２成形絞り７７が所定の角度
だけ回転して、任意の回転角を有する長方形の矩形ビー
ムを形成することが可能となる。
【００８５】以上、この第３の実施例においても、第１
の実施例に示した電子ビーム描画装置と同様の作用効果
を得ることが可能となる。
の実施例に示した電子ビーム描画装置と同様の作用効果
を得ることが可能となる。
【００８６】
【発明の効果】以上、この発明に基づいた請求項１ない
し請求項６に記載の電子ビーム描画装置およびその装置
を用いた描画方法によれば、ビーム成形装置と被描画試
料載置装置とが上記描画面に沿った回転方向に相対的に
移動可能となっている。
し請求項６に記載の電子ビーム描画装置およびその装置
を用いた描画方法によれば、ビーム成形装置と被描画試
料載置装置とが上記描画面に沿った回転方向に相対的に
移動可能となっている。
【００８７】これにより、ビーム成形装置と被描画試料
載置装置との間に任意の回転角を与えることができる。
その結果、被描画試料に上記回転角に従った回転角を有
するパターンを一度の露光で容易かつ精度よく描画する
ことが可能となる。
載置装置との間に任意の回転角を与えることができる。
その結果、被描画試料に上記回転角に従った回転角を有
するパターンを一度の露光で容易かつ精度よく描画する
ことが可能となる。
【００８８】したがって、半導体装置の製造工程におけ
る製造工程時間の短縮化が可能となり、従来に比べて短
い納期で半導体装置を製造することが可能となる。
る製造工程時間の短縮化が可能となり、従来に比べて短
い納期で半導体装置を製造することが可能となる。
【００８９】次に、この発明に基づいた請求項７に記載
の電子ビーム描画装置を用いた描画方法によれば、同一
の回転角を有するパターンにグループ分けを行ない、各
グループごとにそのパターンが描画されている。
の電子ビーム描画装置を用いた描画方法によれば、同一
の回転角を有するパターンにグループ分けを行ない、各
グループごとにそのパターンが描画されている。
【００９０】したがって、ビーム成形装置と上記被描画
試料載置装置に所定の回転角を与える時間や、回転角と
測定時間を短縮し、いわゆるオーバヘッド時間を短くす
ることが可能となる。
試料載置装置に所定の回転角を与える時間や、回転角と
測定時間を短縮し、いわゆるオーバヘッド時間を短くす
ることが可能となる。
【００９１】したがって、従来の半導体装置の製造工程
時間を短縮することが可能となり、短い時間で半導体装
置を提供することが可能となる。
時間を短縮することが可能となり、短い時間で半導体装
置を提供することが可能となる。
【００９２】次に、この発明に基づいた請求項８に記載
の電子ビーム描画装置を用いた描画方法によれば、第１
のパターンを描画した後に、第１の回転角と第２の回転
角との差の角度だけ被描画試料載置装置とビーム成形装
置とを相対的に回転させている。
の電子ビーム描画装置を用いた描画方法によれば、第１
のパターンを描画した後に、第１の回転角と第２の回転
角との差の角度だけ被描画試料載置装置とビーム成形装
置とを相対的に回転させている。
【００９３】これにより、ビーム成形装置と被描画試料
載置装置とに所定の回転角を与えるための時間や、回転
角の測定時間を短縮し、いわゆるオーバヘッド時間をさ
らに短くすることが可能となる。
載置装置とに所定の回転角を与えるための時間や、回転
角の測定時間を短縮し、いわゆるオーバヘッド時間をさ
らに短くすることが可能となる。
【図１】この発明に基づいた第１の実施例における電子
ビーム描画装置のＸ−Ｙステージの平面図である。
ビーム描画装置のＸ−Ｙステージの平面図である。
【図２】この発明に基づいた第１の実施例に用いられる
Ｙ方向移動ステージの平面図である。
Ｙ方向移動ステージの平面図である。
【図３】図２中Ｘ−Ｘ線矢視端面図である。
【図４】この発明に基づいた第１の実施例における描画
パターンを示す図である。
パターンを示す図である。
【図５】従来技術における描画パターンを示す図であ
る。
る。
【図６】描画パターンの回転角を示すための図である。
【図７】この発明に基づいた第１の実施例における電子
ビーム描画装置を用いた描画方法のフロー図である。
ビーム描画装置を用いた描画方法のフロー図である。
【図８】この発明に基づいた第１の実施例における電子
ビーム描画装置を用いた描画方法のパターンのグループ
分けを示す図である。
ビーム描画装置を用いた描画方法のパターンのグループ
分けを示す図である。
【図９】この発明に基づいた第１の実施例における電子
ビーム描画装置を用いた描画方法の効果を示す第１の図
である。
ビーム描画装置を用いた描画方法の効果を示す第１の図
である。
【図１０】この発明に基づいた第１の実施例における電
子ビーム描画装置を用いた描画方法の効果を示す第２の
図である。
子ビーム描画装置を用いた描画方法の効果を示す第２の
図である。
【図１１】この発明に基づいた第２の実施例における電
子ビーム描画装置の構成を示す全体斜視図である。
子ビーム描画装置の構成を示す全体斜視図である。
【図１２】この発明に基づいた第３の実施例における電
子ビーム描画装置の構成を示す全体斜視図である。
子ビーム描画装置の構成を示す全体斜視図である。
【図１３】電子ビーム描画装置の構成を示すブロック図
である。
である。
【図１４】従来技術における電子ビーム描画装置の電子
照射系の構成を示す図である。
照射系の構成を示す図である。
【図１５】従来技術におけるＸ−Ｙステージの構成を示
す平面図である。
す平面図である。
【図１６】従来のラスタスキャン型の電子ビーム描画方
法を示す図である。
法を示す図である。
【図１７】従来技術における可変成形型の電子ビーム描
画方法を示す図である。
画方法を示す図である。
【図１８】従来技術における電子ビーム描画方法を示す
第１の図である。
第１の図である。
【図１９】（ａ），（ｂ）は従来技術における電子ビー
ム描画方法を示す第２の図である。
ム描画方法を示す第２の図である。
【図２０】従来技術における電子照射系のラスタスキャ
ン方式を示す図である。
ン方式を示す図である。
【図２１】図２０中に用いられる第２成形絞りの平面図
である。
である。
【図２２】ラスタスキャン方式における描画パターンの
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【図２３】ラスタスキャン方式の変形例を示す図であ
る。
る。
【図２４】従来技術における問題点を示すための平面図
である。
である。
２ Ｙ方向移動ステージ １６ 回転ステージ ２８ Ｘ方向移動ステージ ３０、３６ ドライブシャフト ３２、４０ モータ ３４ Ｙ方向レール ３８ Ｘ方向レール なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田岡 弘展 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機 株式会社ユー・エル・エス・アイ開発研究 所内
Claims (8)
- 【請求項１】 露光ビームを発生するための露光ビーム
発生装置と、 前記露光ビームを所定の形状に成形するためのビーム成
形マスクを含むビーム成形装置と、 前記露光ビームが照射され所定のパターンが描画される
被描画試料を載置するための被描画試料載置装置と、 を備え、 前記ビーム成形装置と前記被描画試料載置装置とは、前
記被描画試料の描画面に沿った第１の方向と、この第１
の方向に垂直な第２の方向と、前記描画面に沿った回転
方向とに相対的に移動可能である、 電子ビーム描画装置。 - 【請求項２】 露光ビームを発生するための露光ビーム
発生装置と、 前記露光ビームを所定の形状に成形するためのビーム成
形マスクを含むビーム成形装置と、 前記露光ビームが照射され所定のパターンが描画される
被描画試料を載置するための被描画試料載置装置と、 を備え、 前記被描画試料載置装置は、前記被描画試料の描画面に
沿った第１の方向に移動可能な第１ステージと、前記第
１の方向に垂直な第２の方向に移動可能な第２ステージ
と、前記描画面に沿って回転可能な第３ステージとを有
する、 電子ビーム描画装置。 - 【請求項３】 前記第１ステージの上に前記第２ステー
ジが設けられ、前記第２ステージの上に前記第３ステー
ジが設けられた、 請求項２に記載の電子ビーム描画装置。 - 【請求項４】 前記第３ステージの所定位置に、前記第
３ステージの回転角度を検出するための回転角度検出装
置を有する、 請求項３に記載の電子ビーム描画装置。 - 【請求項５】 露光ビームを発生するための露光ビーム
発生装置と、 前記露光ビームを所定の形状に成形するためのビーム成
形マスクを含むビーム成形装置と、 前記露光ビームが照射され所定のパターンが描画される
被描画試料を載置するための被描画試料載置装置と、 を備え、 前記被描画試料載置装置は、前記被描画試料の描画面に
沿った第１の方向に移動可能な第１ステージと、前記第
２の方向に垂直な第２の方向に移動可能な第２ステージ
とを有し、 前記ビーム成形装置は、前記ビーム成形マスクを前記描
画面に平行な面内において回転させるための回動装置を
有する、 電子ビーム描画装置。 - 【請求項６】 被描画試料載置装置の上に被描画試料を
載置する工程と、 露光ビーム発生装置から発生された露光ビームを、ビー
ム成形装置を用いて所定の形状に成形する工程と、 前記被描画試料載置装置と前記ビーム成形装置とを相対
的に回転させることにより、前記所定の形状に成形され
た露光ビームが前記被描画試料に照射され、前記被描画
試料に所定の回転角を有するパターンが描画される工程
と、 を備えた電子ビーム描画装置を用いた描画方法。 - 【請求項７】 被描画試料載置装置の上に被描画試料を
載置する工程と、 露光ビーム発生装置から発生された露光ビームをビーム
成形装置を用いて所定の形状に成形する工程と、 前記被描画試料載置装置と前記ビーム成形装置とを相対
的に回転させることにより、前記所定の形状に成形され
た露光ビームが前記被描画試料に照射され、前記被描画
試料に所定の回転角を有するパターンが複数個描画され
る工程と、 を備え、 前記被描画試料に所定のパターンが複数個描画される工
程は、同一の回転角を有するパターンにグループ分けを
行ない、各グループごとにそのパターンが描画される、 電子ビーム描画装置を用いた描画方法。 - 【請求項８】 被描画試料載置装置の上に被描画試料を
載置する工程と、 露光ビーム発生装置から発生された露光ビームをビーム
成形装置を用いて所定の形状に成形する工程と、 前記被描画試料載置装置と前記ビーム成形装置とを相対
的に回転させることにより、前記所定の形状に成形され
た露光ビームが前記被描画試料に照射され、前記被描画
試料に第１の回転角を有する第１のパターンと第２の回
転角を有する第２のパターンとが描画される工程と、 を備え、 前記第１のパターンと前記第２のパターンとが描画され
る工程は、前記第１のパターンを描画した後に、第１の
回転角と第２の回転角との差の角度だけ前記被描画試料
載置装置と前記ビーム成形装置とを相対的に回転させて
第２のパターンの描画を行なう、 電子ビーム描画装置を用いた描画方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5270992A JPH07122468A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 電子ビーム描画装置およびその装置を用いた描画方法 |
| DE69416941T DE69416941T2 (de) | 1993-10-28 | 1994-09-15 | Gerät zur Musteraufzeichnung mittels Elektronenstrahl und Mustersaufzeichnungsverfahren unter Verwendung eines solchen Geräts |
| EP94114545A EP0654813B1 (en) | 1993-10-28 | 1994-09-15 | Electron beam drawing apparatus and method of drawing with such an apparatus |
| KR1019940026009A KR0152128B1 (ko) | 1993-10-28 | 1994-10-11 | 전자비임묘화장치 및 그 장치를 이용한 묘화방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5270992A JPH07122468A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 電子ビーム描画装置およびその装置を用いた描画方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07122468A true JPH07122468A (ja) | 1995-05-12 |
Family
ID=17493894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5270992A Withdrawn JPH07122468A (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 電子ビーム描画装置およびその装置を用いた描画方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0654813B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07122468A (ja) |
| KR (1) | KR0152128B1 (ja) |
| DE (1) | DE69416941T2 (ja) |
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| KR100288510B1 (ko) * | 1997-10-23 | 2001-06-01 | 윤종용 | 엑스와이스테이지 |
| JP2006344840A (ja) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 電子ビーム描画方法及びシステム |
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| US5852298A (en) * | 1995-03-30 | 1998-12-22 | Ebara Corporation | Micro-processing apparatus and method therefor |
| JP4947841B2 (ja) * | 2000-03-31 | 2012-06-06 | キヤノン株式会社 | 荷電粒子線露光装置 |
| GB2381947B (en) * | 2001-11-09 | 2004-01-07 | Leica Microsys Lithography Ltd | Electron beam lithography machine |
| DE102007063649B4 (de) * | 2007-05-29 | 2018-08-02 | Advanced Mask Technology Center Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Erzeugen von Strukturen in einem Resistmaterial und Elektronenstrahlbelichtungsanlagen |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4627009A (en) * | 1983-05-24 | 1986-12-02 | Nanometrics Inc. | Microscope stage assembly and control system |
| JPS6167912A (ja) * | 1984-09-11 | 1986-04-08 | Sony Corp | 線状エネルギ−ビ−ム照射装置 |
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| JP3133307B2 (ja) * | 1989-10-13 | 2001-02-05 | 株式会社日立製作所 | 電子顕微鏡 |
| JPH04162710A (ja) * | 1990-10-26 | 1992-06-08 | Fujitsu Ltd | 電子ビーム露光装置 |
-
1993
- 1993-10-28 JP JP5270992A patent/JPH07122468A/ja not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-09-15 EP EP94114545A patent/EP0654813B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-15 DE DE69416941T patent/DE69416941T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-11 KR KR1019940026009A patent/KR0152128B1/ko not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
| KR100288510B1 (ko) * | 1997-10-23 | 2001-06-01 | 윤종용 | 엑스와이스테이지 |
| JP2006344840A (ja) * | 2005-06-10 | 2006-12-21 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 電子ビーム描画方法及びシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR0152128B1 (ko) | 1998-12-01 |
| DE69416941T2 (de) | 1999-08-05 |
| KR950012570A (ko) | 1995-05-16 |
| EP0654813A1 (en) | 1995-05-24 |
| DE69416941D1 (de) | 1999-04-15 |
| EP0654813B1 (en) | 1999-03-10 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |