| 【発明の名称】 |
荷電粒子ビーム描画方法および装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】山 崎 仁 嗣
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| 【要約】 |
【課題】斜め線状パターンを高精度に描画する。
【構成】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定時間毎に一定のピッチで階段状に変化するＸ方向走査信号をＸ方向偏向器に、前記と同じ一定時間毎に一定のピッチで階段状に変化するＹ方向走査信号をＹ方向偏向器にそれぞれ供給することにより、被描画材料上を荷電粒子ビームで走査して被描画材料上に斜め線状パターンを描く様にした荷電粒子ビーム描画方法において、描画すべき斜め線状パターンのＸ方向若しくはＹ方向に対する角度に基づいて前記各走査信号の前記一定時間の長さを変える様にした荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項２】
Ｘ方向に平行な線状パターンを描く時の前記一定時間をＴｏとし、描画すべき斜め線状パターンのＸ方向に対する角度をθとした場合、前記各走査信号の前記一定時間の長さをＴｏ／ｃｏｓθとした請求項１記載の荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項３】
Ｙ方向に平行な線状パターンを描く時の前記一定時間をＴｏとし、描画すべき斜め線状パターンのＹ方向に対する角度をθとした場合、前記各走査信号の前記一定時間の長さをＴｏ／ｃｏｓθとした請求項１記載の荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項４】
荷電粒子ビーム発生手段、該荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを被描画材料上に集束する集束レンズ、走査信号発生手段から一定時間毎に一定のピッチで階段状に変化するＸ方向走査信号が供給されるＸ方向偏向器、及び、前記と同じ一定時間毎に一定のピッチで階段状に変化するＹ方向走査信号が供給されるＹ方向偏向器を備えた荷電粒子ビーム描画装置において、描画すべき斜め線状パターンのＸ方向若しくはＹ方向に対する角度に基づいて前記一定時間の長さが変えられた前記Ｘ方向走査信号、Ｙ方向走査信号を、それぞれ、前記Ｘ方向偏向器、Ｙ方向偏向器に供給する様に成した荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
Ｘ方向に平行な線状パターンを描く時の前記一定時間をＴｏとし、描画すべき斜め線状パターンのＸ方向に対する角度をθとした場合、前記各走査信号の前記一定時間の長さをＴｏ／ｃｏｓθとした請求項４記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項６】
Ｙ方向に平行な線状パターンを描く時の前記一定時間をＴｏとし、描画すべき斜め線状パターンのＹ方向に対する角度をθとした場合、前記各走査信号の前記一定時間の長さをＴｏ／ｃｏｓθとした請求項４記載の荷電粒子ビーム描画装置。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜め線状パターンの描画精度を向上させる荷電粒子ビーム描画方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ビーム描画装置は、被描画材料上の所定の位置に電子ビームを照射することにより該被描画材料面上の所定の位置に所定のパターンを描く装置である。この様な電子ビーム描画装置で使用されている描画方式の1つにスポットビーム描画方式がある。この描画方式は、断面をスポット状に細く絞った電子ビームで被描画材料上の各所定領域内を走査することにより、被描画材料上に所定のパターンを描画する方式である。
【０００３】
図１はこの様なスポットビーム描画方式を使用した電子ビーム描画装置の１概略例を示したものである。
【０００４】
図中１は電子銃、２，３は、それそれ、前記電子銃１からの電子ビームを被描画材料４上に集束するための集束レンズ、対物レンズである。
【０００５】
５Ｘ，５Ｙは、前記電子銃１からの電子ビームで前記被描画材料４上を、それぞれＸ，Ｙ方向に走査させるためのＸ方向偏向器，Ｙ方向偏向器である。
【０００６】
６は描画すべき各パターンの位置、Ｘ，Ｙ方向の寸法等に関する描画パターンデータが記憶されているデータメモリ、７は該データメモリから描画パターンデータを読み出し、該読み出した描画パターンデータと走査信号生成指令を走査信号生成回路８に送る制御装置である。
【０００７】
尚、９Ｘ，９ＹはＤ/Ａ変換器、１０Ｘ，１０Ｙは増幅器である。
【０００８】
この様な構成の電子ビーム描画装置において、電子銃１からの電子ビームは集束レンズ２及び対物レンズ３により被描画材料４上にスポット状に集束される。
【０００９】
この際、制御装置７はデータメモリ６から各パターンデータを順次読み出し、走査信号生成指令と共に、これらのパターンデータを順次走査信号生成回路８に送る。
【００１０】
該走査信号生成回路８は、順次、各パターンを描くためのＸ，Ｙ方向走査信号を生成し、Ｘ方向走査信号をＤ/Ａ変換器９Ｘ，増幅器１０Ｘを介してＸ方向偏向器５Ｘへ、Ｙ方向走査信号をＤ/Ａ変換器９Ｙ，増幅器１０Ｙを介してＹ方向偏向器５Ｙへ供給する。
【００１１】
前記Ｘ方向偏向器５Ｘ、Ｙ方向偏向器５Ｙは、それぞれ、送られてきたＸ方向走査信号、Ｙ方向走査信号に基づいて前記電子ビームで被描画材料４上を走査させるので、該被描画材料４上の各所定位置に、各所定のパターンが描かれる。
【００１２】
さて、描画すべきパターンの中に、電子ビームによるライン走査のみで描かれるパターン、いわゆる線状パターンがある。例えば、Ｘ軸に平行な線状パターンを描く場合、図２の（ａ）のＡに示す如きＸ方向走査信号とＢに示す如きＹ方向走査信号が前記走査信号生成回路８により生成される。尚、図２において、縦軸は電子ビームの偏向量で、横軸は時間を示している。
【００１３】
前記Ｘ方向走査信号Ａは、一定時間毎に一定のピッチで変化する階段状の波形の信号であり、Ｙ方向走査信号Ｂは時間に対して一定の波形の信号である。
【００１４】
この様なＸ方向走査信号を前記Ｘ方向偏向器５Ｘに、Ｙ方向走査信号を前記Ｙ方向偏向器５Ｙにそれぞれ供給すると、前記被描画材料４上でスポット状電子ビームの照射点Ｂｓが一定時間毎に一定の距離Ｌｏ（例えば、電子ビームスポット径の１／２）ずつＸ方向に移動する（図３の（ａ））ので、前記被描画材料４上にＸ軸に平行な線状パターンが描かれる。
【００１５】
尚、Ｙ軸に平行な線状パターンを描く場合には、時間に対して一定の波形の
Ｘ方向走査信号を前記Ｘ方向偏向器５Ｘに、一定時間毎に一定のピッチで変化する階段状の波形のＹ方向走査信号を前記Ｙ方向偏向器５Ｙにそれぞれ供給する。
【００１６】
【特許文献１】特開平９−２４５７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
所で、Ｘ軸やＹ軸に平行ではない線状パターン、いわゆる斜め線状パターンを描く場合には、図２の（ｂ）のＣに示す如き一定時間毎に一定のピッチで変化する階段状の波形のＸ方向走査信号と、Ｄに示す如き前記と同じ一定時間毎に一定のピッチで変化する階段状の波形Ｙ方向走査信号を前記走査信号生成回路８で生成し、それぞれ、Ｘ方向偏向器５Ｘ、Ｙ方向偏向器５Ｙに供給する。この結果、図３(ｂ)に示す様に、前記被描画材料４上でスポット状電子ビームの照射点Ｂｓが一定時間毎に一定の距離（Ｌｐ）ずつＸ軸に対して一定角度（例えば、θ）を成して移動し、該移動により斜め線状パターンが前記被描画材料４上に描かれる。
【００１８】
さて、前記Ｘ軸或いはＹ軸に平行な線状パターン（平行線状パターンと称す）を描く場合には、前記した様に、スポット状電子ビーム照射点Ｂｓが一定時間毎に一定距離Ｌｏ（例えば、電子ビームスポット径の１／２）ずつ移動するので、隣同士のスポット状電子ビームの照射点ＢｓがＱｏに示す様に、部分的に重なる。
【００１９】
しかし、斜め線状パターンを描く場合には、スポット状電子ビームの照射点Ｂｓの一定時間毎の移動距離Ｌｐは、前記平行線状パターン描画時の移動距離Ｌｏの１／ｃｏｓθとなる。│θ│を０度と４５度の間と考えると、前記移動距離ＬｐはＬｏより長くなる。そのため、斜め線状パターンを描く時のスポット状電子ビームの照射点Ｂｓの重なりは、図３の（ｂ）のＱｐに示す様に、前記平行線状パターンを描く場合の重なり（Ｑｏ）より小さくなり、その差分だけ露光不足が発生する。
【００２０】
この結果、斜め線パターンの描画においては精度低下を避ける事が出来なかった。
【００２１】
本発明は、この様な問題を解決する事を目的としてなされたもので、新規な荷電粒子ビーム描画方法及び装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の荷電粒子ビーム描画方法は、一定時間毎に一定のピッチで階段状に変化するＸ方向走査信号をＸ方向偏向器に、前記と同じ一定時間毎に一定のピッチで階段状に変化するＹ方向走査信号をＹ方向偏向器にそれぞれ供給することにより、被描画材料上を荷電粒子ビームで走査して被描画材料上に斜め線状パターンを描く様にした荷電粒子ビーム描画方法において、描画すべき斜め線状パターンのＸ方向若しくはＹ方向に対する角度に基づいて前記各走査信号の前記一定時間の長さを変える様にしたことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の荷電粒子ビーム描画装置は、荷電粒子ビーム発生手段、該荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを被描画材料上に集束する集束レンズ、走査信号発生手段から一定時間毎に一定のピッチで階段状に変化するＸ方向走査信号が供給されるＸ方向偏向器、及び、前記と同じ一定時間毎に一定のピッチで階段状に変化するＹ方向走査信号が供給されるＹ方向偏向器を備えた荷電粒子ビーム描画装置において、描画すべき斜め線状パターンのＸ方向若しくはＹ方向に対する角度に基づいて前記一定時間の長さが変えられた前記Ｘ方向走査信号、Ｙ方向走査信号を、それぞれ、前記Ｘ方向偏向器、Ｙ方向偏向器に供給する様に成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、描画すべき斜め線状パターンのＸ方向若しくはＹ方向に対する角度に基づいて各走査信号の各一定時間の長さを変える事により、スポット状電子ビームの１位置での照射時間、即ち１ショット時間を長くする様にしたので、スポット状電子ビーム照射点の重なり部分での露光不足が補われる。その結果、斜め線パターンの描画精度が高精度に行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２６】
図４は本発明の電子ビーム描画装置の一概略例を示している。尚、図中前記図１にて使用した記号と同一記号を付したものは同一構成要素を示す。
【００２７】
図中２１は制御装置７の指令に従って１ショット時間を演算するショット時間算定ユニット、２２は制御装置７に直結し、データメモリ６からの描画パターンデータを一旦記憶するメモリである。
【００２８】
この様な構成の電子ビーム描画装置により斜め線状パターンを描く場合について説明する。
【００２９】
電子銃１からの電子ビームは集束レンズ２及び対物レンズ３により被描画材料４上にスポット状に集束される。
【００３０】
この際、キーボードの如き入力装置（図示せず）からの入力に従って制御装置７はデータメモリ６から斜め線状パターン描画データを読み出し、メモリ２２に一旦記憶させる。
【００３１】
この斜め線状パターン描画データには、斜め線状パターンの位置、縦・横寸法（平行線状パターンのＸ方向寸法、Ｙ方向寸法に相当する）、及び角度データ等から成る。
【００３２】
これらのデータの内、角度データは、被描画材料４の面上に設定された直交座標軸のＸ軸（Ｙ軸）に対する角度θを表すデータで、角度θは、０°＜│θ│＜４５°の範囲にある。
【００３３】
次に、前記制御装置７は前記メモリ２２から斜め線状パターン描画データの角度データを読み出してショット時間算定ユニット２１に供給すると同時に、該ショット時間算定ユニット２１にショット時間の算定の指令を供給する。
【００３４】
該ショット時間算定ユニットは、前記斜め線状パターンデータの角度データに基づき、次の演算式(１)によって、スポット状電子ビームの１位置での照射時間（以後、１ショット時間と称す）Ｔｓを算出する。
【００３５】
Ｔｓ＝Ｔｏ／ｃｏｓθ （１）
尚、Ｔｏは平行線状パターンを描く時の１ショット時間である。
【００３６】
次に、制御装置７は、前記ショット時間算定ユニット２１で算出された斜め線状パターンの１ショット時間Ｔｓと前記斜め線状パターンデータ（斜め線状パターンの位置、縦・横寸法のデータ）を走査信号生成指令と共に、走査信号生成回路８に送る。
【００３７】
該走査信号発生回路８は、前記１ショット時間Ｔｓと前記斜め線状パターンデータ（斜め線状パターンの位置、縦・横寸法のデータ）とに基づいて、図５（ａ）のＥ，Ｆに示す如き、一定時間毎に一定のピッチで変化する階段状の波形のＸ方向走査信号とＹ方向走査信号を生成する。
【００３８】
これらのＸ方向走査信号ＥとＹ方向走査信号Ｆの１ステップ時間幅は、従来の走査信号の１ステップ時間幅が図５（ｂ）の（イ）に示す様にＴｏに対応していたのに対し、（ロ）に示す様にＴｏ／ｃｏｓθに対応している。
【００３９】
この様な１ステップ時間幅を有するＸ方向走査信号Ｅ、Ｙ方向走査信号Ｆが、それぞれ、Ｄ/Ａ変換器９Ｘ及び増幅器１０Ｘ，Ｄ/Ａ変換器９Ｙ及び増幅器１０Ｙを介してＸ方向偏向器５Ｘ、Ｙ方向偏向器５Ｙに供給されると、前記被描画材料４上でスポット状電子ビームの照射点が、前記Ｔｏ／ｃｏｓθに対応した１ショット時間毎に一定の距離（Ｌｐ）ずつＸ軸に対して一定角度θを成して移動し、該移動により斜め線状パターンが前記被描画材料４上に描かれる。
【００４０】
この際、スポット状電子ビームの照射点Ｂｓの一定時間毎の移動距離Ｌｐは、前記平行線状パターン描画時の移動距離Ｌｏの１／ｃｏｓθと長くなり、スポット状電子ビームの照射点Ｂｓの重なりが平行線状パターンを描く場合より小さくなるが、その差分に対応して１ショット時間が長くなっているので、前記照射点Ｂｓの重なり部分での露光不足が補われる。
【００４１】
この結果、斜め線パターンの描画においては精度低下無く、高精度な描画が可能となる。
【００４２】
尚、前記ショット時間算定ユニット２１を前記走査信号生成回路８に組み込み、ここで、１ショット時間の算出て、該１ショット時間に基づく走査信号を作成するようにしても良い。
【００４３】
又、ショット時間算定ユニットを設けず、予め、斜め線状パターンの角度データに基づいて１ショット時間を求めておき、例えば、前記メモリ２２に事前に記憶させておいても良い。
【００４４】
尚、前記例では電子ビーム描画装置を例に挙げて説明したが、イオンビームを用いた描画装置にも適応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】従来の電子ビーム描画装置の一例を示している。
【図２】従来の走査信号の波形の一例を示している
【図３】線状パターンの描画の説明に使用した図である。
【図４】本発明の荷電粒子ビーム装置の一例として示した電子ビーム描画装置の１概略図である。
【図５】本発明の走査信号波形の一例を示している。
【符号の説明】
【００４６】
１…電子銃
２…集束レンズ
３…対物レンズ
４…被描画材料
５Ｘ…Ｘ方向偏向器
５Ｙ…方向偏向器
６…データメモリ
７…制御装置
８…走査信号生成回路
９Ｘ，９Ｙ…Ｄ/Ａ変換器
１０Ｘ，１０Ｙ…増幅器
２１…ショット時間算定ユニット
２２…メモリ
６１…斜め線図形の角度情報
５１…メモリ
１００…ショット時間算定部
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２７１
【氏名又は名称】日本電子株式会社
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| 【出願日】 |
平成１８年６月２０日（２００６．６．２０） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００８−４５７３（Ｐ２００８−４５７３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成２０年１月１０日（２００８．１．１０） |
| 【出願番号】 |
特願２００６−１６９５０８（Ｐ２００６−１６９５０８） |
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