JPH02278711A - 微細パターンの形成方法 - 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］ この発明は、エネルギビームを用いた微細パターンの形
成方法に関し、特に、可変成形ビーム方式のエネルギ線
描画装置を用いた微細パターンの形成方法に関するもの
である。

［従来の技術］ 従来の技術の一例として、電子ビームを用いた可変成形
型電子ビーム露光装置について説明する。

電子ビーム露光は、電子の波長が短く、微細なパターン
の形成に適していていること、電子が電荷を持っている
ために、その制御が容易であること等から、特に半導体
集積回路装置のパターン形成技術として注目されている
。そのため、この技術は、フォトマスクの生産や、半導
体集積回路装置が形成されるウェハ上への直接描画技術
として使用される。この電子ビーム露光方法のうち、生
産性の高い電子ビーム露光装置の一例として、可変成形
型電子ビーム露光装置が存在する。

第一３図は、従来から用いられている可変成形型電子ビ
ーム描画システムを示すブロック図である。

第３図を参照して、この方式によれば、上下に配置され
た２つの成形アパーチャを用い、成形用電極をその間に
設置し、電子ビームを偏向させ、像とアパーチャの重な
りを変えることによって、必要な大きさの矩形状の電子
ビームが成形される。

得られた矩形状の電子ビームは、縮小され、さらに下段
にある偏向電極によって所望の位置に投影される。これ
により、パターンが形成されるべき基板上に、所望のパ
ターン形状に従った露光処理が行なわれる。

電子ビームの偏向領域は、通常、数ｍｍ角程度で小さく
、マスクまたはウェハの全面上を露光するには、Ｘ−Ｙ
ステージを移動させて行なう必要がある。このステージ
の移動量は、レーザ干渉計によってプロセッサに読込ま
れる。読込まれた移動量が、描画パターンの位置と比較
され、その補正量が偏向系にフィードバックされる。こ
のようにして、描画領域間が、精度良くつなぎ合わせら
れる。この方法により、露光面積の大きなパターン描画
が可能になる。

パターンデータは、ＣＡＤからの出力として描画装置の
プロセッサに入力される。その後、パターンの縮小、拡
大、分割などのデータ加工処理がされた後、パターンデ
ータは、描画装置に固有のフォーマットに変換され、磁
気ディスクに格納される。露光の際には、加工されたデ
ータは、電子線照射系に転送されることにより、描画が
行なわれる。

上記の可変成形型電子ビーム露光装置によれば、作成し
ようとする図形パターンが、その装置によって決められ
た最大ビーム寸法（たとえば、５μｍ）までの任意の大
きさの図形に分割される。その分割された大きさの図形
を有する成形ビームが照射されることにより、その大き
さに相当する描画パターンの露光が１回の照射で行なわ
れる。そのため、小さな点状（０，１〜０．５μｍ程度
の径）ビームで図形を塗りつぶしていく露光方式に比べ
て、大幅な描画時間の短縮が可能になる。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のような可変成形型電子ビーム露光装置を使用する
上で、成形ビームの大きさを所望の大きさに正確に制御
して、成形ビームを形成することが重要である。この制
御が不完全である場合には、大きな図形パターンを成形
ビームの大きさに分割して作成するとき、すなわち、大
きな図形を成形ビームをつないで作成するとき、形成さ
れたパターンに太くなった部分や切れた部分が発生する
という問題点があった。この問題は、互いに平行に延び
た多数本の微細な線パターンの描画を行なう際、最も顕
著に現われる。このようなパターンは、半導体集積回路
装置において配線パターンとして利用されるものである
。したがって、このパターンを正確に作成することは極
めて重要である。

上記の間通について図を用いて具体的に説明する。第２
図において（ａ）は、作成しようとするパターンを分割
して示す平面図、（ｂ）は、成形ビームのつなぎ部分が
重なる場合の電子ビーム照射状況１３を示す平面図、（
Ｃ）は成形ビームのつなぎ部分が離れた場合の電子ビー
ム照射状況１４を示す平面図、（ｄ）は、（ｂ）の照射
条件で作成されたパターン像を示す平面図、（ｅ）は、
（Ｃ）の照射条件で作成されたパターン像を示す平面図
である。

第２図の（ａ）を参照（７て、互いに平行に延びた微細
な各線パターン１１は、成形ビーム１２に分割されて露
光処理が行なわれるように、図形データとして処理され
る。この図形データにおいて、線パターン１１の長さは
、成形ビーム１２の最大ビーム寸法以上、たとえば５μ
ｍ以上である。各線パターン１，１の線幅は０．５μｍ
以下であり、その間隔は、０．５ａｍ以下である。成形
ビーム１２の長さは、最大ビーム寸法以下、たとえば、
５μｍ以下である。このように、線パターン１１の線幅
が０．　５μｍ以下であり、各線パターン１１の間隔が
０．５μｍ以下である場合、各成形ビーム１２の描画領
域間を精度良くつなぎ合わせることは困難である。した
がって、電子ビーム装置の調整制御を完全に行なうこと
は難１．いため、通常、成形ビーム１２のつなぎ部分に
おいて、重なり合ったり、離れてしまうという問題が発
生する。

（ｂ）に示すように、成形ビーム１２の重なりが発生し
た場合には、分割位置１５の部分において電子ビームが
二重に照射されるため、この部分におけるパターンの線
幅は通常の照射部分よりも太くなる。そのため、作成さ
れたパターン像１７は、（ｄ）に示すように、近接する
線パターンが、分割位置において互いに接続してしまう
。一方、（Ｃ）に示すように、成形ビーム１２のつなぎ
部分において成形ビーム同士が離れてしまう場合には、
分割位置１６において電子ビームが照射されない領域が
発生する。その結果、（ｅ）に示すように、分割位置に
おいて互いに線パターンが途切れてしまうパターン像１
８が形成される。

上記の現象は、特に成形ビームのつなぎ部分が近接して
存在することにより増幅される。単独に０．５μｍ以下
の線幅を有する微細な線パターンが存在しているときよ
りも、微細な線パターンが多数本、互いに平行に並んで
いる場合に特に生じやすくなる。このことは、電子線が
、パターンが形成されるべきレジスト等の対象となる物
質中を進行するとき、散乱されることによる。その結果
、実際に形成されるパターンは、もとになる電子ビーム
の形状よりもぼけてしまう。特に、上記のような微細な
線パターンを形成する場合、互いに隣り合う部分におい
て、電子ビームが二重に照射される部分、あるいは電子
ビームが照射されない部分が存在するため、その部分に
おいて各線パターンの照射条件が互いに相乗効果をもた
らす。それにより、各線パターンが互いに隣接する部分
において、接続されたり、途切れてしまう部分が形成さ
れる。

そこで、この発明は、上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、可変成形ビーム方式のエネルギ線
描画装置を用いた微細パターンの形成方法において、互
いに平行に延びた多数本の微細な線パターンの描画を精
度良く行なうことが可能な微細パターンの形成方法を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段ゴ この発明に従った微細パターンの形成方法は、最大寸法
の規定された長辺と、その長辺より短く、かつ０．５μ
ｍ以下の寸法の短辺とからなる矩形の横断面を有するエ
ネルギ線によって、横断面相当分の描画パターンの露光
を１回の成形ビームの照射で行なう、可変成形ビーム方
式のエネルギ線描画装置を用いた微細パターンの形成方
法において、以下のことを特徴とする。短辺寸法の幅を
有する第１の線パターンと、第１の線パターンに、短辺
寸法以下の所定の間隔を隔てて平行に延び、かつ短辺寸
法の幅を有する第２の線パターンとが、矩形単位で分割
して描画される。このとき、第１の線パターンの分割位
置と、第２の線パターンの分割位置とが、長辺に沿った
方向に長辺寸法の２分１だけ互いにずれた位置に存在す
る。

［作用］ この発明においては、隣接する第１および第２の線パタ
ーンの成形ビーム図形への分割が、成形ビームの長辺寸
法の２分の１だけ互いにずれた位置に存在する。そのた
め、それらの分割位置におけるエネルギ線の照射条件の
相乗効果によって、その分割位置において、隣接した線
パターン同士が接続したり、断線することが抑制され得
る。したがって、エネルギ線描画装置の調整制御が完全
でなくても、精度の高い微細なパターンの形成が可能に
なる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（ａ）は、作成しようとする線パターンを
成形ビーム図形に分割して示す平面図、（ｂ）は、成形
ビームのつなぎ部分が重なる場合の電子ビーム照射状況
３を示す平面図、（Ｃ）は、成形ビームのつなぎ部分が
離れた場合の電子ビーム照射状況４を示す平面図、（ｄ
）は、（ｂ）の照射条件で作成されるパターン像を示す
平面図、（ｅ）は、（ｃ）の照射条件で作成されるパタ
ーン像を示す平面図である。

（ａ）を参照して、線パターン１は、互いに平行に延び
た多数本の微細な線パターンである。各線バブーン１を
成形ビーム２に分割する場合、隣接した線パターン同士
は、最大ビーム寸法の規定された成形ビーム２の長辺寸
法の２分の１だけ、互いに長辺方向にずらして分割され
ている。このように分割されたときの電子ビーム照射状
況３゜４は（ｈ）、（ｃ）に示されている。分割位置５
において成形ビーム２０重なりが発生１．た場合、（ｄ
）に示すようなパターン像７が作成される。

この場合、線パターンのつなぎ部分においては、電子ビ
ームの二重照射が行なわれるため、線パターンの線幅は
太くなるが、隣接する線パターンの対応する位置におい
ては、線幅は太くならない。

その結果、従来の線パターンの成形ビーム図形への分割
方法の場合に生ずる、隣接した線パターン間が接続され
るという問題は回避されている。このことは、各線パタ
ーンの分割位置５において、電子ビームの照射条件によ
る相乗効果が発生しても、電子ビームが二重照射される
領域が互いに隣り合わないため、線パターン間が接続す
るまでには至らないからである。一方、ＣＣ）に示すよ
うに、分割位置６において成形ビーム同士が離れる場Ａ
ｉ、（ｅ）に示すようにパターン像８は、各線パターン
の分割位置において線幅が細くなるが、断線することは
ない。このことは、各線パターンの分割位置６において
、電子ビームの照射条件による相乗効果が発生したとし
ても、電子ビームが照射されない領域が互いに隣り合わ
ないため、線パターンが断線するまでには至らないから
である。

なお、作成しようとするパターンの成形ビーム図形への
分割は、次の２つの方法によって行なわれ得る。１つの
方法は、ビーム露光装置がパターンデータを受取り、装
置内部において自動的に成形ビーム図形に分割する処理
を行なう方法である。

もう１つの方法は、ビーム露光装置に入力されるパター
ンデータを予め成形ビーム図形の大きさに分割しておく
方法である。本発明は、上記のいずれの場合においても
有効である。前者の場合には、ビーム露光装置が第１、
図（ａ）で示される分割処理を行ない、後者の場合にお
いては、ビーム露光装置用ソフトウェアが上記分割処理
を行なう。

また、上記実施例においては、エネルギ線の一例として
電子ビ・−ムを対象としたものについて説明したが、イ
オンビーム、Ｘ線、紫外線にも本発明は適用され得る。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、可変成形ビーム方式
のエネルギ線描画装置を用いて、互いに平行に延びた多
数本の微細な線パターンの描画を行なう上で、描画装置
自体の調整ずれによる、隣接した線パターンの接続や断
線の発生が低減され、精度の高い微細なパターンの形成
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例による、パターン図形デ
ータの成形ビーム図形への分割方法と、作成されるパタ
ーン像を示す平面図である。 第２図は、従来のパターン図形データの成形ビーム図形
への分割方法と、作成されるパターン像を示す平面図で
ある。 第３図は、従来から用いられている可変成形型電子ビー
ム描画システムを示すブロック図である。 図において、１は線パターン、２は成形ビーム、５．６
は分割位置、７，８はパターン像である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 最大寸法の規定された長辺と、その長辺より短く、かつ
   ０．５μｍ以下の寸法の短辺とからなる矩形の横断面を
   有するエネルギ線によって、前記横断面相当分の描画パ
   ターンの露光を１回の成形ビームの照射で行なう、可変
   成形ビーム方式のエネルギ線描画装置を用いた微細パタ
   ーンの形成方法において、 前記短辺寸法の幅を有する第１の線パターンと、前記第
   １の線パターンに、前記短辺寸法以下の所定の間隔を隔
   てて平行に延び、かつ前記短辺寸法の幅を有する第２の
   線パターンとを前記矩形単位で分割して描画する際に、
   前記第１の線パターンの分割位置と、前記第２の線パタ
   ーンの分割位置とが、前記長辺に沿った方向に前記長辺
   寸法の２分の１だけ互いにずれた位置に存在することを
   特徴とする、微細パターンの形成方法。