荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法
【目的】レジストを残す部分をパターンとするパターン形成を行なう場合でも寸法誤差を低減させる描画装置を提供すると共に、その装置を用いた描画方法を提供することを目的とする。
【構成】本発明の一態様の描画装置１００は、電子ビーム２００を照射する電子銃２０１と、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域を有する第１の成形アパーチャ部材２０３と、第１の成形アパーチャ部材２０３を透過した電子ビーム２００を偏向する成形偏向部２０５と、偏向された電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域を有する第２の成形アパーチャ部材２０６と、第２の成形アパーチャ部材２０６を透過した電子ビーム２００が照射される試料１０１を載置するＸＹステージ１０５と、を備えたことを特徴する。本発明によれば、レジストを残す部分をパターンとする場合でも寸法誤差を低減させることができる。
【構成】本発明の一態様の描画装置１００は、電子ビーム２００を照射する電子銃２０１と、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域を有する第１の成形アパーチャ部材２０３と、第１の成形アパーチャ部材２０３を透過した電子ビーム２００を偏向する成形偏向部２０５と、偏向された電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域を有する第２の成形アパーチャ部材２０６と、第２の成形アパーチャ部材２０６を透過した電子ビーム２００が照射される試料１０１を載置するＸＹステージ１０５と、を備えたことを特徴する。本発明によれば、レジストを残す部分をパターンとする場合でも寸法誤差を低減させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に係り、特に、２つのアパーチャ形状に特徴を有する電子ビーム描画装置と、その装置を用いて描画する電子ビーム描画方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。
【０００３】
図１２は、可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。まず、第１の成形アパーチャ部材４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２の成形アパーチャ部材４２０には、開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向される。そして、可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、試料３４０の描画領域に描画される。開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。
【０００４】
図１３は、成形ビームの一例を示す図である。
第１のアパーチャ部材４１０の通過像３３１のうち、可変成形開口４２１を通過する像３３３が成形されたパターンとなる。
以上のように、可変成形型のビーム描画装置では、第１の成形アパーチャ部材４１０の通過像３３１を偏向器で偏向させて第２の成形アパーチャ部材４２０の可変成形開口４２１に投影する位置を制御することでビームサイズを調整している。
【０００５】
図１４は、１つのショットで成形されるパターンの一例を示している。
図１５は、は、ポジ型レジストを用いてレジストを除去した部分をパターンとするパターン形成を行なう場合の工程断面図である。
図１５（ａ）に示すように、マスクブランスク等の基板３６０上に形成されたポジ型レジスト３６１に、第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて成形された図１４に示すような寸法Ｌ１のパターン３３４を電子ビーム３５０で描画（露光）する。そして、現像することで、露光された部分を除去する。そうすることで、図１５（ｂ）に示すようなパターン寸法Ｌ１のレジストパターンを形成することができる。このように、パターンが１つのショットで形成される場合には、成形偏向の誤差のみがパターンの寸法誤差に影響することになる。ここで、Ｌ１が平均値＜Ｌ１＞からずれた値をδＬ１とする場合、パターン寸法Ｌ１の成形誤差は、成形誤差＝±δＬ１で示すことができる。しかしながら、レジストを残すパターンを形成する場合には、左右のパターンを描画装置で描画することになるので両脇２つのショットの位置誤差が誤差要因としてさらに追加されることになる。
【０００６】
図１６は、２つのショットで成形されるパターンの一例を示している。
図１７は、ポジ型レジストを用いてレジストを残す部分をパターンとするパターン形成を行なう場合の工程断面図である。
図１７（ａ）に示すように、マスクブランスク等の基板３６０上に形成されたポジ型レジスト３６１に、第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて成形された図１６に示すような寸法ｌ１の２つのパターン３３５，３３６を、間隔Ｌ２を空けて電子ビーム３５０で描画（露光）する。そして、現像することで、露光された部分を除去する。そうすることで、図１７（ｂ）に示すようなパターン寸法Ｌ２のレジストパターンを形成することができる。ここで、描画された各パターンの左下を座標位置と定義すると、パターン３３５の位置は、（ｘ１，ｙ２）、パターン３３６の位置は、（ｘ２，ｙ２）で示すことができる。ここで、レジストパターンの寸法Ｌ２は、Ｌ２＝ｘ２−ｘ１−ｌ１で示すことができる。また、ｘ１が平均値＜ｘ１＞からずれた値δｘ１を確率的にとる場合、ｘ１＝＜ｘ１＞＋δｘ１で示すことができる。ここ、および、以下で＜Q＞は、Qの平均値を示す。同様に、ｘ２が平均値＜ｘ２＞からずれた値δｘ２を確率的にとる場合、ｘ２＝＜ｘ２＞＋δｘ２で示すことができる。同様に、ｌ１が平均値＜ｌ１＞からずれた値δｌ１を確率的にとる場合、ｌ１＝＜ｌ１＞＋δｌ１で示すことができる。そして、Ｌ２が平均値＜Ｌ２＞からずれた値をδＬ２とする場合、＜δＬ２２＞＝＜Ｌ２２＞−＜Ｌ２＞２＝δｘ１２＋δｘ２２＋δｌ１２で示すことができる。よって、パターン寸法Ｌ２の誤差は、誤差＝√（＜δｘ１２＞＋＜δｘ２２＞＋＜δｌ１２＞）で示すことができる。このように、ポジ型レジスト３６１を用いて、レジストを残すパターンを形成する場合には、成形誤差成分√＜δｌ１２＞の他に、さらに、位置誤差成分√（＜δｘ１２＞＋＜δｘ２２＞）を含んでしまい誤差が大きくなってしまうといった問題があった。このように、残しパターンの寸法Ｌ２の誤差は、上述した除去パターンの寸法Ｌ１の誤差よりも悪くなり、数倍の誤差となってしまう場合もあった。
【０００７】
そのため、マスク製造工程やウェハへ直接直描する直描装置を利用するウェハプロセス工程では、レジストパターンの寸法精度が高精度に必要な場合、次のように対処していた。例えば、ホールパターンのように１つのパターンで寸法が決まる場合には、ポジ型レジストを用いて描画する。他方、素子分離やゲートパターンのように２つのパターンの間で寸法が決まる場合には、除去された部分をパターンにするためにネガ型レジストを用いて描画するといった具合である。
【０００８】
図１８は、ネガ型レジストを用いてレジストを除去した部分をパターンとするパターン形成を行なう場合の工程断面図である。
図１８（ａ）に示すように、マスクブランスク等の基板３６０上に形成されたネガ型レジスト３６２に、第１と第２のアパーチャ部材を用いて成形された図１４に示すような寸法Ｌ１の１つのパターン３３４を電子ビーム３５０で描画（露光）する。そして、現像することで、露光された部分を除去する。そうすることで、図１８（ｂ）に示すようなパターン寸法Ｌ１のレジストパターンを形成することができる。ネガ型レジストを用いることで、位置誤差要因を排除することができる。
【０００９】
以上のように、２種類のレジストを使い分ける必要があった。しかしながら、２種類のレジストを用いる場合には以下のように多くの問題を引き起こしていた。
【００１０】
第１に、１つのプロセスで２種類のレジストを利用することはプロセスの維持管理を煩雑にしてしまっていた。その結果、操作ミスを招きやすいといった問題を引き起こしていた。そして、そのラインの維持コストを増加させてしまっていた。その結果、半導体装置のコスト上昇の要因となるといった問題を引き起こしていた。
【００１１】
第２に、ネガ型レジストを用いる場合、ボウジュンの問題があり、微細なパターンを形成することが困難であるといった問題がある。そのため、今後のパターンの微細化に伴って、パターン形成が困難になってしまうといった問題があった。また、ある種のネガ型の化学増幅型レジストでは、ゴミが発生しやすいといった問題があり、パターン形成時の歩留まり劣化を引き起こすといった問題があった。
【００１２】
第３に、ウェハに直接描画する際にネガ型レジストを用いてゲートパターンを形成すると、トランジスタの活性部に電子を照射することになる。そのため、トランジスタへのダメージが発生するといった問題もある。
【００１３】
ここで、電子ビーム描画とは直接関係ないが、液晶用基板に１回の光露光で同一ピッチの同じパターンを数多く形成するための装置が開示されている。この装置では、複数の開口部が形成された第１のマスクと複数の開口部が形成された第２のマスクとを備えていて、両マスクの開口部を通過した光で露光している。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−１４５７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように、ポジ型レジストを用いてレジストを残す部分をパターンとするパターン形成を行なう場合の寸法誤差が大きいといった問題があった。他方、ネガ型レジストを用いると上述したような別の問題を引き起こすといった問題があった。
【００１６】
そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、レジストを残す部分をパターンとするパターン形成を行なう場合でも寸法誤差を低減させる描画装置を提供すると共に、その装置を用いた描画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】
【００１７】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを照射する照射部と、
荷電粒子ビームを遮断する領域の両側に透過する領域を有する第１の成形アパーチャ部材と、
第１の成形アパーチャ部材を透過した荷電粒子ビームを偏向する偏向部と、
偏向された荷電粒子ビームを遮断する領域の両側に透過する領域を有する第２の成形アパーチャ部材と、
第２の成形アパーチャ部材を透過した荷電粒子ビームが照射される試料を載置するステージと、
を備えたことを特徴する。
【００１８】
また、第１の成形アパーチャ部材に、複数の開口部が形成されていると好適である。或いは、第２の成形アパーチャ部材に、複数の開口部が形成されていても好適である。或いは、第１と第２の成形アパーチャ部材共に、複数の開口部が形成されていても好適である。
【００１９】
或いは、第１と第２の成形アパーチャ部材の少なくとも一方に、コの字形の開口部が形成されるようにしても好適である。また、第２の成形アパーチャ部材に、コの字形の開口部が形成される場合には、第１の成形アパーチャ部材に、複数の開口部が形成されていると好適である。また、第１の成形アパーチャ部材に、コの字形の開口部が形成される場合には、第２の成形アパーチャ部材に、複数の開口部が形成されていると好適である。
【００２０】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームを遮断する領域の両側に透過する開口部が形成された第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて、所定の間隔を空けて並ぶ第１と第２のパターンを描画し、
前記第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて、前記第２のパターンの両サイドのうち前記第１のパターンとは反対側のサイドで前記第２のパターンにつなぎ合わさる第３のパターンを描画することを特徴とする。
【００２１】
かかる構成により第１と第２のパターンで寸法精度を確保する。そして、パターン形状として足りない部分は、第３のパターンで補うことができる。
【００２２】
本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームを遮断する領域の両側に透過する開口部が形成された第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて、第１の間隔を空けて並ぶ第１の対パターンを描画し、
前記第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて、前記第１の対パターンにつなぎ合わせた第２の間隔を空けて並ぶ第２の対パターンを描画することを特徴とする。
【００２３】
かかる構成により、対パターンで寸法精度を確保する。そして、寸法精度が確保された間隔が異なるパターンを繋げたパターンを形成することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、２つのパターンを描画することによる位置誤差要因を排除することができる。その結果、レジストを残す部分をパターンとするパターン形成を行なう場合でも寸法誤差を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態１における描画装置の要部構成の一例を示す概念図である。
【図２】実施の形態１における成形アパーチャ部材に形成された開口部の一例を示す図である。
【図３】実施の形態１における成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
【図４】実施の形態１における成形アパーチャ部材に形成された開口部の他の一例を示す図である。
【図５】図４の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
【図６】実施の形態１における成形アパーチャ部材に形成された開口部の他の一例を示す図である。
【図７】図６の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
【図８】実施の形態１における成形アパーチャ部材に形成された開口部の他の一例を示す図である。
【図９】図８の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
【図１０】同じ間隔の連続するパターンを描画する際における従来の描画手法と実施の形態１での描画手法とを比較しながら説明するための図である。
【図１１】間隔が異なる連続するパターンを描画する際における従来の描画手法と実施の形態１での描画手法とを比較しながら説明するための図である。
【図１２】可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
【図１３】成形ビームの一例を示す図である。
【図１４】１つのショットで成形されるパターンの一例を示している。
【図１５】ポジ型レジストを用いてレジストを除去した部分をパターンとするパターン形成を行なう場合の工程断面図である。
【図１６】２つのショットで成形されるパターンの一例を示している。
【図１７】ポジ型レジストを用いてレジストを残す部分をパターンとするパターン形成を行なう場合の工程断面図である。
【図１８】ネガ型レジストを用いてレジストを除去した部分をパターンとするパターン形成を行なう場合の工程断面図である。
【図１９】実施の形態２における成形アパーチャ部材に形成された開口部の一例を示す図である。
【図２０】図１９の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
【図２１】実施の形態２における他の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
【図２２】実施の形態２における成形アパーチャ部材に形成された開口部の他の一例を示す図である。
【図２３】図２２の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、実施の形態では、荷電粒子線（荷電粒子ビーム）の一例として、電子線（電子ビーム）を用いた構成について説明する。但し、荷電粒子線は、電子線に限るものではなく、イオン線等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。
【００２７】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の要部構成の一例を示す概念図である。
図１において、描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例となる。描画装置１００は、試料１０１に所定のパターンを描画する。描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画部１５０は、電子鏡筒１０２、描画室１０３を有している。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、投影レンズ２２２、第１の成形アパーチャ部材２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２の成形アパーチャ部材２０６、対物レンズ２０７、及び位置偏向器２０８が配置されている。電子銃２０１は、照射部の一例となる。また、描画室１０３内には、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５が配置されている。また、ＸＹステージ１０５上には、試料１０１が配置されている。試料１０１として、例えば、ウェハにパターンを転写する露光用のマスクが含まれる。また、このマスクは、例えば、まだ何もパターンが形成されていないレジスト膜が塗布されたマスクブランクスが含まれる。また、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成部分については記載している。描画装置１００にとって、その他の構成が含まれても構わない。
【００２８】
図２は、実施の形態１における成形アパーチャ部材に形成された開口部の一例を示す図である。
図２（ａ）では、第１の成形アパーチャ部材２０３に形成された開口部の一例を示している。図２（ｂ）では、第２の成形アパーチャ部材２０６に形成された開口部の一例を示している。図２（ａ）に示すように、開口幅Ｍで形成された２つの長方形の開口部２３１，２３２が、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域として形成されている。開口部２３１，２３２は、開口部間に間隔Ｌの電子ビーム２００を遮断する領域２３０を設けて平行に形成されている。特に、対抗する辺同士が平行に形成されている。同様に、図２（ｂ）に示すように、開口幅Ｍで形成された２つの長方形の開口部２６１，２６２が、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域として形成されている。開口部２６１，２６２は、開口部間に間隔Ｌの電子ビーム２００を遮断する領域２６０を設けて平行に形成されている。特に、対抗する辺同士が平行に形成されている。すなわち、両成形アパーチャ部材共に、両側を電子ビーム２００が通過する部分で挟まれた非通過部分を設けている。
【００２９】
電子銃２０１から照射された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２と投影レンズ２２２により上述した２つの長方形の開口部２３１，２３２（穴）を持つ第１のアパーチャ部材２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず２つの長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ部材２０３を通過した２つの第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ部材２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ部材２０６上での２つの第１のアパーチャ像の位置は、成形偏向器２０５によって同様に偏向されることで制御される。これにより、両像共にビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２のアパーチャ部材２０６を通過した２つの第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせられる。そして、各像の電子ビーム２００は、位置偏向器２０８により同様に偏向される。このようにして、ＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に対となるパターン像が照射される。
【００３０】
図３は、実施の形態１における成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
図３（ａ）では、開口部２３１と開口部２６１との両方を電子ビーム２００が通過した部分２４１を示している。同様に、開口部２３２と開口部２６２との両方を電子ビーム２００が通過した部分２４２を示している。そして、図３（ａ）では、横方向（ｘ方向）に寸法ｘだけ第１の成形アパーチャ部材２０３と第２の成形アパーチャ部材２０６を相対的にずらしてビーム形状とサイズを決めている。そして、図３（ｂ）に示すように、部分２４１の形状にパターン２８１が成形される。同様に、部分２４２の形状にパターン２８２が成形される。ここで、２つのパターン２８１，２８２間の寸法をＬ０とする。そして、２つのパターン２８１，２８２の寸法をａとする。そして、２つのパターン２８１，２８２の外側端間の寸法をｂとする。この場合、Ｌ０＝Ｌ＋ｘ＝Ｌ＋Ｍ−（Ｍ−ｘ）で示すことができる。また、ａ＝Ｍ−ｘで示すことができる。また、ｂ＝Ｌ＋２Ｍ−ｘで示すことができる。以上のように、寸法Ｌ０は、成形偏向器２０５の偏向量、言い換えれば、ずらし量ｘで決まることになる。そのため、位置偏向器２０８での偏向位置に左右されることがない。よって、寸法精度は、成形偏向誤差のみで決まり、位置誤差を排除することができる。すなわち、ｘが平均値＜ｘ＞からずれた値δｘを確率的にとるとして、ｘ＝＜ｘ＞＋δｘとし、Ｌ０が平均値＜Ｌ０＞からずれた値をδＬ０とする場合、誤差の２乗の平均値＜δＬ０２＞＝＜δｘ２＞で示すことができる。よって、パターン寸法Ｌ０の誤差は、成形偏向誤差＝√＜δｘ＞２で示すことができる。よって、ポジ型レジストを用いて残しパターンを形成する場合でも、従来生じていた位置誤差を排除することができる。よって、ネガ型レジストを用いなくともポジ型レジストを用いてレジストが残る部分でパターンを形成する残しパターンを高精度な寸法で形成することができる。
【００３１】
ここで、上述した例では、第１と第２の成形アパーチャ部材共に、複数の開口部が形成されている例について説明したが、これに限るものではない。例えば、以下のような開口部を形成しても好適である。
図４は、実施の形態１における成形アパーチャ部材に形成された開口部の他の一例を示す図である。
図４（ａ）では、第１の成形アパーチャ部材２０３に形成された開口部の他の一例を示している。図４（ｂ）では、第２の成形アパーチャ部材２０６に形成された開口部の他の一例を示している。図４（ａ）に示すように、開口幅Ｍで形成された２つの長方形の開口部の端部を他の開口部でつなぐことによって、日本語の「コ」に似せた形状、所謂「コ」の字状の１つの開口部２３３を形成している。このように、電子ビームが透過する領域は、一部がつながっている。この開口部２３３の両足部分（開口幅Ｍで形成された２つの長方形部分）が、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域として形成されている。開口部２３３は、両足部分の間に間隔Ｌの電子ビーム２００を遮断する領域２３０を設けて両足部分が平行になるように形成されている。同様に、図４（ｂ）に示すように、開口幅Ｍで形成された２つの長方形の開口部の端部を他の開口部でつなぐことによって、所謂「コ」の字状の１つの開口部２６３を形成している。この開口部２６３の両足部分（開口幅Ｍで形成された２つの長方形部分）が、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域として形成されている。開口部２６３は、両足部分の間に間隔Ｌの電子ビーム２００を遮断する領域２６０を設けて両足部分が平行になるように形成されている。すなわち、両成形アパーチャ部材共に、両側を電子ビーム２００が通過する部分で挟まれた非通過部分を設けている。
【００３２】
図５は、図４は、の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
図５では、開口部２３３と開口部２６３との両方を電子ビーム２００が通過した部分２４１，２４２を示している。そして、図５でも、図３（ａ）と同様、横方向（ｘ方向）に寸法ｘだけ第１の成形アパーチャ部材２０３と第２の成形アパーチャ部材２０６を相対的にずらしてビーム形状とサイズを決めている。このように１つの開口部であっても、図３（ｂ）と同様、部分２４１の形状にパターン２８１が成形される。同様に、部分２４２の形状にパターン２８２が成形される。ここで、２つのパターン２８１，２８２間の寸法はＬ０となる。そして、このパターン寸法Ｌ０の誤差は、成形偏向誤差＝√＜δｘ２＞で示すことができる。
【００３３】
ここで、上述した例では、第１と第２の成形アパーチャ部材共に、コの字形の開口部が形成された例を説明したが、これに限るものではない。例えば、第１と第２の成形アパーチャ部材の少なくとも一方に、コの字形の開口部が形成されるようにしても好適である。例えば、第２の成形アパーチャ部材２０６に、コの字形の開口部が形成される場合には、第１の成形アパーチャ部材２０３に、複数の開口部が形成されていると好適である。また、第１の成形アパーチャ部材２０３に、コの字形の開口部が形成される場合には、第２の成形アパーチャ部材２０６に、複数の開口部が形成されていると好適である。
【００３４】
以上のように、第１の成形アパーチャ部材２０３に、複数の開口部が形成されていると好適である。或いは、第２の成形アパーチャ部材２０６に、複数の開口部が形成されていても好適である。或いは、第１と第２の成形アパーチャ部材共に、複数の開口部が形成されていても好適である。
【００３５】
ここで、上述した例では、第１と第２の成形アパーチャ部材共に、形成される開口部が斜めに傾いていない例について説明したが、これに限るものではない。例えば、以下のような開口部を形成しても好適である。
図６は、実施の形態１における成形アパーチャ部材に形成された開口部の他の一例を示す図である。
図６（ａ）では、第１の成形アパーチャ部材２０３に形成された開口部の他の一例を示している。図６（ｂ）では、第２の成形アパーチャ部材２０６に形成された開口部の他の一例を示している。図６（ａ）に示すように、開口幅Ｍで形成された斜めに所定の角度で傾いた２つの長方形の開口部２３６，２３７が、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域として形成されている。開口部２３６，２３７は、開口部間に間隔Ｌの電子ビーム２００を遮断する領域２３９を設けて平行に形成されている。特に、対抗する辺同士が平行に形成されている。同様に、図６（ｂ）に示すように、開口幅Ｍで形成された斜めに所定の角度で傾いた２つの長方形の開口部２６６，２６７が、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域として形成されている。開口部２６６，２６７は、開口部間に間隔Ｌの電子ビーム２００を遮断する領域２６９を設けて平行に形成されている。特に、対抗する辺同士が平行に形成されている。すなわち、両成形アパーチャ部材共に、両側を電子ビーム２００が通過する部分で挟まれた非通過部分を設けている。
【００３６】
図７は、図６の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
図７（ａ）では、開口部２３６と開口部２６６との両方を電子ビーム２００が通過した部分２４６を示している。同様に、開口部２３７と開口部２６７との両方を電子ビーム２００が通過した部分２４７を示している。そして、図７（ａ）では、幅寸法Ｍと同方向に寸法ｘだけ第１の成形アパーチャ部材２０３と第２の成形アパーチャ部材２０６を相対的にずらしてビーム形状とサイズを決めている。そして、図７（ｂ）に示すように、部分２４６の形状にパターン２８６が成形される。同様に、部分２４７の形状にパターン２８７が成形される。ここで、２つのパターン２８６，２８７間の寸法はＬ０となる。そして、このパターン寸法Ｌ０の誤差は、成形偏向誤差＝√（δＬ２＋δｘ２）で示すことができる。
【００３７】
ここで、上述した例では、第１と第２の成形アパーチャ部材共に、形成される開口部の全角度が９０度の直角に形成された例について説明したが、これに限るものではない。例えば、以下のような開口部を形成しても好適である。
図８は、実施の形態１における成形アパーチャ部材に形成された開口部の他の一例を示す図である。
図８（ａ）では、第１の成形アパーチャ部材２０３に形成された開口部の他の一例を示している。図８（ｂ）では、第２の成形アパーチャ部材２０６に形成された開口部の他の一例を示している。図８（ａ）に示すように、９０度以外の任意角をもつ２つの台形の開口部２３４，２３５が、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域として形成されている。開口部２３４，２３５は、開口部間に横方向（ｘ方向）に間隔Ｌの電子ビーム２００を遮断する領域２３８を設けて対向する斜め辺同士が平行に形成されている。同様に、図８（ｂ）に示すように、９０度以外の任意角をもつ２つの台形の開口部２６４，２６５が、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域として形成されている。開口部２６４，２６５は、開口部間に横方向（ｘ方向）に間隔Ｌの電子ビーム２００を遮断する領域２３８を設けて対向する斜め辺同士が平行に形成されている。すなわち、両成形アパーチャ部材共に、両側を電子ビーム２００が通過する部分で挟まれた非通過部分を設けている。
【００３８】
図９は、図８の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
図９（ａ）では、開口部２３４と開口部２６４との両方を電子ビーム２００が通過した部分２４４を示している。同様に、開口部２３５と開口部２６５との両方を電子ビーム２００が通過した部分２４５を示している。そして、図９（ａ）では、横方向（ｘ方向）に寸法ｘだけ第１の成形アパーチャ部材２０３と第２の成形アパーチャ部材２０６を相対的にずらしてビーム形状とサイズを決めている。そして、図９（ｂ）に示すように、部分２４４の形状にパターン２８４が成形される。同様に、部分２４５の形状にパターン２８５が成形される。ここで、２つのパターン２８４，２８５間の寸法をＬ０とした場合、このパターン寸法Ｌ０の誤差は、成形偏向誤差＝√（δＬ２＋δｘ２）で示すことができる。
【００３９】
さらに、第１の成形アパーチャ部材２０３と第２の成形アパーチャ部材２０６の一方に、図２で示した複数の開口部が形成され、他方に図４で示した「コ」の字状の１つの開口部を設けても同様の効果を得ることができ、好適である。
【００４０】
以上のように構成した描画装置１００を用いて連続するパターンを描画する方法について以下に説明する。
図１０は、同じ間隔の連続するパターンを描画する際における従来の描画手法と実施の形態１での描画手法とを比較しながら説明するための図である。
従来、所定の間隔Ｌ２を空けて両側にＤ１，Ｄ２の幅のパターンを形成する場合、図１０（ａ）に示すように、幅Ｄ１をいくつかの成形可能な幅のパターン３３５ａ，３３７ａで描画し、それと独立して、幅Ｄ２をいくつかの成形可能な幅のパターン３３６ａ，３３８ａで描画する。そして、それらの描画ステップを繰り返し、例えば、下方向（ｙ方向）に同じパターン（３３５ａ〜３３５ｃ、３３６ａ〜３３６ｃ、３３７ａ〜３３７ｃ、３３８ａ〜３３８ｃ）をつなぎ合わせていくことで、連続するパターンを描画することになる。これでは、パターン３３５，３３６間の間隔Ｌ２は、上述したようにいつも成形誤差の他に位置誤差をも含んでしまうことになる。これに対し、実施の形態１の構成で所定の間隔Ｌ０を空けて両側にＤ１，Ｄ２の幅のパターンを形成する場合、図１０（ｂ）に示すように、まず、第１と第２の成形アパーチャ部材２０３，２０６を用いて、間隔Ｌ０を空けて並ぶ対パターンとなるパターン２８１ａ，２８２ａを描画する。そして、第１と第２の成形アパーチャ部材２０３，２０６を用いて、パターン２８１ａの両サイドのうち、パターン２８２ａとは反対側（外側）のサイドでパターン２８１ａにつなぎ合わさる補助パターン２９１ａを描画する。すなわち、パターン２８１ａと補助パターン２９１ａとで幅Ｄ１のパターンを構成する。同様に、パターン２８２ａの両サイドのうち、パターン２８１ａとは反対側（外側）のサイドでパターン２８２ａにつなぎ合わさる補助パターン２９２ａを描画する。すなわち、パターン２８２ａと補助パターン２９２ａとで幅Ｄ２のパターンを構成する。そして、それらの描画ステップを繰り返し、例えば、下方向（ｙ方向）に同じパターン（２８１ａ〜２８１ｃ、２８２ａ〜２８２ｃ、２９１ａ〜２９１ｃ、２９２ａ〜２９２ｃ）をつなぎ合わせていくことで、同じ間隔で連続するパターンを描画することができる。実施の形態１では、対パターン間の寸法誤差からは位置誤差要因を排除できるので、従来よりも高精度な寸法でパターンを形成することができる。言い換えれば、レジストを残す部分をパターンとするパターン形成を行なう場合でも寸法誤差を低減させることができる。
【００４１】
以上のように、まず、対パターンで寸法精度を確保することができる。そして、パターン形状として足りない部分は、補助パターンで補うことができる。
【００４２】
ここで、連続するパターンは、常に同じ間隔を空けて形成されるものばかりとは限らない。以下、並ぶパターンの間隔が異なるパターンで連続するパターンを描画する方法について以下に説明する。
図１１は、間隔が異なる連続するパターンを描画する際における従来の描画手法と実施の形態１での描画手法とを比較しながら説明するための図である。
従来、所定の間隔Ｌ２１を空けて両側にＤ１１，Ｄ２１の幅のパターンを形成する場合、図１１（ａ）に示すように、成形可能幅であれば幅Ｄ１１のパターン３４１で描画し、それと独立して、成形可能幅であれば幅Ｄ２１のパターン３４２で描画する。そして、今度は、所定の間隔Ｌ２２を空けて両側にＤ１２，Ｄ２２の幅のパターンを形成する。形成方法は、同様に、成形可能幅であれば幅Ｄ１２のパターン３４３で描画し、それと独立して、成形可能幅であれば幅Ｄ２２のパターン３４４で描画する。そして、今度は、所定の間隔Ｌ２３を空けて両側にＤ１３，Ｄ２３の幅のパターンを形成する。形成方法は、同様に、成形可能幅であれば幅Ｄ１３のパターン３４５で描画し、それと独立して、成形可能幅であれば幅Ｄ２３のパターン３４６で描画する。パターン３４１，３４３，３４５は、例えば、下方向（ｙ方向）に連続するようにつなぎ合わせて形成する。同様に、パターン３４２，３４４，３４６は、例えば、下方向（ｙ方向）に連続するようにつなぎ合わせて形成する。これでは、パターン３４１，３４２間の間隔Ｌ２１は、上述したようにいつも成形誤差の他に位置誤差をも含んでしまうことになる。同様に、パターン３４３，３４５間の間隔Ｌ２２は、上述したようにいつも成形誤差の他に位置誤差をも含んでしまうことになる。同様に、パターン３４５，３４６間の間隔Ｌ２３は、上述したようにいつも成形誤差の他に位置誤差をも含んでしまうことになる。これに対し、実施の形態１の構成で所定の間隔Ｌ０１を空けて両側にＤ１１，Ｄ２１の幅のパターンを形成する場合、図１１（ｂ）に示すように、まず、第１と第２の成形アパーチャ部材２０３，２０６を用いて、間隔Ｌ０１を空けて並ぶ対パターンとなるパターン２５１，２５２を描画する。そして、第１と第２の成形アパーチャ部材２０３，２０６を用いて、パターン２５１の両サイドのうち、パターン２５２とは反対側（外側）のサイドでパターン２５１につなぎ合わさる補助パターン２９３を描画する。すなわち、パターン２５１と補助パターン２９３とで幅Ｄ１１のパターンを構成する。同様に、パターン２５２の両サイドのうち、パターン２５１とは反対側（外側）のサイドでパターン２５２につなぎ合わさる補助パターン２９４を描画する。すなわち、パターン２５２と補助パターン２９４とで幅Ｄ２１のパターンを構成する。そして、今度は、対となるパターン２５１，２５１の下側に、所定の間隔Ｌ０２を空けて両側にＤ１２，Ｄ２２の幅のパターンを形成する。形成方法は、同様に、第１と第２の成形アパーチャ部材２０３，２０６を用いて、間隔Ｌ０２を空けて並ぶ対パターンとなるパターン２５３，２５４を描画する。そして、第１と第２の成形アパーチャ部材２０３，２０６を用いて、パターン２５３の両サイドのうち、パターン２５４とは反対側（外側）のサイドでパターン２５３につなぎ合わさる補助パターン２９５を描画する。すなわち、パターン２５３と補助パターン２９５とで幅Ｄ１２のパターンを構成する。同様に、パターン２５４の両サイドのうち、パターン２５３とは反対側（外側）のサイドでパターン２５４につなぎ合わさる補助パターン２９６を描画する。すなわち、パターン２５４と補助パターン２９６とで幅Ｄ２２のパターンを構成する。そして、今度は、対パターン２５３，２５４の下側に、所定の間隔Ｌ０３を空けて両側にＤ１３，Ｄ２３の幅のパターンを形成する。形成方法は、同様に、第１と第２の成形アパーチャ部材２０３，２０６を用いて、間隔Ｌ０３を空けて並ぶ対パターンとなるパターン２５５，２５６を描画する。そして、第１と第２の成形アパーチャ部材２０３，２０６を用いて、パターン２５５の両サイドのうち、パターン２５６とは反対側（外側）のサイドでパターン２５５につなぎ合わさる補助パターン２９７を描画する。すなわち、パターン２５５と補助パターン２９７とで幅Ｄ１３のパターンを構成する。同様に、パターン２５６の両サイドのうち、パターン２５５とは反対側（外側）のサイドでパターン２５６につなぎ合わさる補助パターン２９８を描画する。すなわち、パターン２５６と補助パターン２９８とで幅Ｄ２３パターンを構成する。対パターン２５１，２５２の幅ａは、上述したように、ａ＝Ｍ−ｘで決まってしまう。そのため、補助パターンで寸法精度に関わってこない外側の足りない部分を補ってやればよい。同様に、対パターン２５３，２５４の幅も決まってしまう。そのため、補助パターンで寸法精度に関わってこない外側の足りない部分を補ってやればよい。同様に、対パターン２５５，２５６の幅も決まってしまう。そのため、補助パターンで寸法精度に関わってこない外側の足りない部分を補ってやればよい。パターン２５１，２９３のセットとパターン２５３，２９５のセットとパターン２５５，２９７のセットは、例えば、下方向（ｙ方向）に連続するようにつなぎ合わせて形成する。同様に、パターン２５２，２９４のセットとパターン２５４，２９６のセットとパターン２５６，２９８のセットは、例えば、下方向（ｙ方向）に連続するようにつなぎ合わせて形成する。つまり、対パターン２５３，２５４は、対パターン２５１，２５２の端部のうち、対パターン２５１，２５２の並ぶ方向と直交する方向の端部につなぎ合わせて形成する。同様に、対パターン２５５，２５６は、対パターン２５３，２５４の端部のうち、対パターン２５１，２５２の並ぶ方向と直交する方向の端部につなぎ合わせて形成する。以上のように、描画ステップを進めてパターンをつなぎ合わせていくことで、異なる間隔で連続するパターンを描画することができる。実施の形態１では、対パターン間の寸法誤差からは位置誤差要因を排除できるので、従来よりも高精度な寸法でパターンを形成することができる。
【００４３】
実施の形態２．
実施の形態１では、第１と第２の成形アパーチャ部材の開口部を通過して試料１０１上に形成された２つのパターンによって挟まれる荷電粒子ビームが遮断された領域の形状が、途中で方向を変えない直線形状になる場合について説明した。しかし、これに限るものではない。実施の形態２では、第１と第２の成形アパーチャ部材の両方の開口部を通過して試料１０１上に形成された２つのパターンによって挟まれる荷電粒子ビームが遮断された領域の形状が、途中で方向を変える形状になる場合について説明する。第１の成形アパーチャ部材２０３に形成された開口部と第２の成形アパーチャ部材２０６に形成された開口部の形状以外は、実施の形態１と同様である。
【００４４】
図１９は、実施の形態２における成形アパーチャ部材に形成された開口部の一例を示す図である。
図１９（ａ）では、第１の成形アパーチャ部材２０３に形成された開口部の一例を示している。図１９（ｂ）では、第２の成形アパーチャ部材２０６に形成された開口部の一例を示している。図１９（ａ）に示すように、第１の成形アパーチャ部材２０３には、複数の開口部５０２，５０４，５１２，５１４，５２２，５２４，５３２，５３４が形成されている。ここでは、開口部５０２，５０４が１つの組、開口部５１２，５１４が１つの組、開口部５２２，５２４が１つの組、そして、開口部５３２，５３４が１つの組を構成する。そして、開口部５０２，５０４のうち、一方の開口部５０４は正方形或いは長方形に形成されている。他方の開口部５０２は、途中で向きを変えて延びる形状に形成されている。ここでは、開口部５０２が、途中で直角に向きを変えて延びる形状、所謂、Ｌ字形状に形成されている。そして、開口部５０２は、開口部５０４の１辺とＬだけ離れて対向する位置に平行する第１の辺をもち、開口部５０４の他の１辺とＬ’だけ離れて対向する位置に平行する第２の辺をもつように形成される。そして、第１と第２の辺は、直角につながるように形成されている。すなわち、開口部間に向きが異なる間隔Ｌと間隔Ｌ’の電子ビーム２００を遮断する領域を設けて形成されている。そして、開口部５１２，５１４の組は、開口部５０２，５０４の組と上下に対称に形成されている。開口部５２２，５２４の組は、開口部５０２，５０４の組と左右に対称に形成されている。開口部５３２，５３４の組は、開口部５０２，５０４の組と上下と左右の両方に対称に形成されている。また、図１９（ｂ）に示すように、第２の成形アパーチャ部材２０６には、複数の開口部５０６，５１６，５２６，５３６，５０８が形成されている。中央の開口部５０８は正方形或いは長方形に形成されている。その他の複数の開口部５０６，５１６，５２６，５３６は、中央の開口部５０８を取り囲むように配置されている。開口部５０６，５１６，５２６，５３６は、途中で直角に向きを変えて延びる形状、所謂、Ｌ字形状に形成されている。そして、開口部５０６は、開口部５０８の１辺とＬ”だけ離れて対向する位置に平行する第１の辺をもち、開口部５０８の他の１辺とＬ’’’だけ離れて対向する位置に平行する第２の辺をもつように形成される。すなわち、開口部間に向きが異なる間隔Ｌと間隔Ｌ’の電子ビーム２００を遮断する領域を設けて形成されている。そして、第１と第２の辺は、直角につながるように形成されている。開口部５１６は、開口部５０６と上下に対称に形成されている。開口部５２６は、開口部５０６と左右に対称に形成されている。開口部５３６は、開口部５０６と上下と左右に対称に形成されている。
【００４５】
図２０は、図１９の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
図２０では、開口部５０２と開口部５１６との両方を電子ビーム２００が通過した部分５４０を示している。同様に、開口部５０４と開口部５０８との両方を電子ビーム２００が通過した部分５４２を示している。そして、図２０では、間隔Ｌと同方向に寸法ｘだけ、間隔Ｌ’と同方向に寸法ｘ’だけ第１の成形アパーチャ部材２０３と第２の成形アパーチャ部材２０６を相対的にずらしてビーム形状とサイズを決めている。そして、図２０に示すように、部分５４０の形状にパターンが成形される。同様に、部分５４２の形状にパターンが成形される。ここで、２つのパターン間の寸法は、間隔Ｌと同方向にＬ０１となり、間隔Ｌ’と同方向にＬ０２となる。そして、このパターン寸法Ｌ０１の誤差は、成形偏向誤差＝√（＜δｘ＞２）で示すことができる。同様に、このパターン寸法Ｌ０２の誤差は、成形偏向誤差＝√（＜δｘ’＞２）で示すことができる。このように、寸法精度は、成形偏向誤差のみで決まり、従来の可変成形ビームで生じる位置誤差の寸法誤差への影響を排除することができる。すなわち、３つの誤差要因を１つに減らすことができる。そのため、例えばすべての誤差要因が同じ程度なら１／（√３）に低減することができる。このように、２つのパターンによって形成される直線で直交するコーナ部を持つ非照射部（２つのパターン間部分）の寸法精度を向上することができる。さらに、２回に分けてコーナ部を持つ非照射部を形成しなくても高精度なコーナ部を持つ非照射部を形成することができるため、この非照射部でのショット数を低減させることができ、その結果、スループットの向上につながる。
【００４６】
以上のように、電子ビーム２００が遮断された部分に形成される寸法Ｌ０１と寸法Ｌ０２の途中で直角に方向を変えるＬ字状のパターンを形成する場合にも高精度な寸法に描画することができる。
【００４７】
図２１は、実施の形態２における他の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
図２１では、図１９（ｂ）の開口部５０６，５１６，５２６，５３６の開口サイズを外側に大きくした開口部を配置した場合を示している。ここでは、図１９（ｂ）の開口部５１６の代わりとなる開口部５１７を示している。開口サイズを大きくしているため、第１の成形アパーチャ部材２０３と第２の成形アパーチャ部材２０６との相対位置関係によっては、図２１に示すように、開口部５０２が開口部５１７の中に含まれてしまう場合も存在し得る。かかる場合、開口部５０２と開口部５１７との両方を電子ビーム２００が通過した部分５４１は、開口部５０２と同様の形状となる。また、図２１では、開口部５０４と開口部５０８との両方を電子ビーム２００が通過した部分５４３を示している。このような場合でも部分５４１の形状のパターンと部分５４３の形状のパターンによる２つのパターン間の寸法は、間隔Ｌと同方向にＬ０１となり、間隔Ｌ’と同方向にＬ０２となる。そして、このパターン寸法Ｌ０１の誤差は、成形偏向誤差＝√（＜δｘ＞２）で示すことができる。同様に、このパターン寸法Ｌ０２の誤差は、成形偏向誤差＝√（＜δｘ’＞２）で示すことができる。このように、一方の成形アパーチャ部材の開口部が他方の成形アパーチャ部材の開口部の中に含まれてしまう場合でも同様に高精度な寸法を達成することができる。
【００４８】
ここで、上述した例では、角部が直線と直線で交わる、すなわち、点を交わるように途中で向きを変えて延びる形状に形成された開口部について説明したが、これに限るものではない。なめらかな曲線で向きを変えて延びる形状に形成されても構わない。同様に、組となる正方形或いは長方形であった開口部についても角部がなめらかな曲線に形成されていても構わない。
【００４９】
図２２は、実施の形態２における成形アパーチャ部材に形成された開口部の他の一例を示す図である。
図２２（ａ）では、第１の成形アパーチャ部材２０３に形成された開口部の一例を示している。図２２（ｂ）では、第２の成形アパーチャ部材２０６に形成された開口部の一例を示している。図２２（ａ）に示すように、第１の成形アパーチャ部材２０３には、複数の開口部６０２，６０４，６１２，６１４，６２２，６２４，６３２，６３４が形成されている。ここでは、開口部６０２，６０４が１つの組、開口部６１２，６１４が１つの組、開口部６２２，６２４が１つの組、そして、開口部６３２，６３４が１つの組を構成する。そして、開口部６０２，６０４のうち、一方の開口部６０４は少なくとも１つの角部がなめらかな曲線に形成された正方形或いは長方形に形成されている。他方の開口部６０２は、途中でなめらかな曲線で向きを変えて延びる形状に形成されている。ここでは、開口部６０２が、途中でなめらかな曲線で直角に向きを変えて延びる形状、所謂、曲がり部分が曲線のＬ字形状に形成されている。そして、開口部６０２は、開口部６０４の１辺とＬだけ離れて対向する位置に平行する第１の辺をもち、開口部６０４の他の１辺とＬ’だけ離れて対向する位置に平行する第２の辺をもつように形成される。そして、第１と第２の辺は、なめらかな曲線でつながるように形成されている。すなわち、開口部間になめらかな曲線でつながる向きが異なる間隔Ｌと間隔Ｌ’の電子ビーム２００を遮断する領域を設けて形成されている。そして、開口部６１２，６１４の組は、開口部６０２，６０４の組と上下に対称に形成されている。開口部６２２，６２４の組は、開口部６０２，６０４の組と左右に対称に形成されている。開口部６３２，６３４の組は、開口部６０２，６０４の組と上下と左右の両方に対称に形成されている。また、図２２（ｂ）に示すように、第２の成形アパーチャ部材２０６には、複数の開口部６０６，６１６，６２６，６３６，６０８が形成されている。中央の開口部６０８は角部がなめらかな曲線に形成された正方形或いは長方形に形成されている。その他の複数の開口部６０６，６１６，６２６，６３６は、中央の開口部６０８を取り囲むように配置されている。開口部６０６，６１６，６２６，６３６は、途中でなめらかな曲線により直角に向きを変えて延びる形状、所謂、曲がり部分が曲線のＬ字形状に形成されている。そして、開口部６０６は、開口部６０８の１辺とＬ”だけ離れて対向する位置に平行する第１の辺をもち、開口部６０８の他の１辺とＬ’だけ離れて対向する位置に平行する第２の辺をもつように形成される。すなわち、開口部間に曲がり部分が曲線の向きが異なる間隔Ｌと間隔Ｌ’’’の電子ビーム２００を遮断する領域を設けて形成されている。そして、第１と第２の辺は、なめらかな曲線により直角につながるように形成されている。開口部６１６は、開口部６０６と上下に対称に形成されている。開口部６２６は、開口部６０６と左右に対称に形成されている。開口部６３６は、開口部６０６と上下と左右に対称に形成されている。
【００５０】
図２３は、図２２の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
図２３では、開口部６０２と開口部６１６との両方を電子ビーム２００が通過した部分６４０を示している。同様に、開口部６０４と開口部６０８との両方を電子ビーム２００が通過した部分６４２を示している。そして、図２３では、間隔Ｌと同方向に寸法ｘだけ、間隔Ｌ’と同方向に寸法ｘ’だけ第１の成形アパーチャ部材２０３と第２の成形アパーチャ部材２０６を相対的にずらしてビーム形状とサイズを決めている。そして、図２３に示すように、部分６４０の形状にパターンが成形される。同様に、部分６４２の形状にパターンが成形される。ここで、２つのパターン間の寸法は、間隔Ｌと同方向にＬ０１となり、間隔Ｌ’と同方向にＬ０２となる。そして、このパターン寸法Ｌ０１の誤差は、成形偏向誤差＝√（＜δｘ＞２）で示すことができる。同様に、このパターン寸法Ｌ０２の誤差は、成形偏向誤差＝√（＜δｘ’＞２）で示すことができる。このように、寸法精度は、成形偏向誤差のみで決まり、従来の可変成形ビームで生じる位置誤差の寸法誤差への影響を排除することができる。すなわち、３つの誤差要因を１つに減らすことができる。そのため、例えばすべての誤差要因が同じ程度なら１／（√３）に低減することができる。このように、２つのパターンによって形成されるなめらかな曲線によるコーナ部を持つ非照射部（２つのパターン間部分）の寸法精度を向上することができる。さらに、２回に分けてコーナ部を持つ非照射部を形成しなくても高精度なコーナ部を持つ非照射部を形成することができるため、この非照射部でのショット数を低減させることができ、その結果、スループットの向上につながる。
【００５１】
以上のように、電子ビーム２００が遮断された部分に形成される寸法Ｌ０１と寸法Ｌ０２の途中でなめらかな曲線により直角に方向を変えるＬ字状のパターンを形成する場合にも高精度な寸法に描画することができる。
【００５２】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【００５３】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
【００５４】
さらに、上記では、ポジレジストがネガレジストよりも性能が良いとの現状を基本として、ポジレジストの使用を前提に本方法を説明したが、逆に、将来、ポジレジストよりも性能の良いネガレジストが開発された場合にも、本方法を利用することが可能である。上記では、ポジレジスト使用を前提に、現像後に残るレジストの寸法精度を向上させる例について説明したが、ネガレジストを利用する場合には、“現像後にレジストが除去される部分”の寸法精度を向上させることに利用できる。この理由を以下、簡単に説明する。上述のポジレジストの例では、例えば、図１０（ｂ）、１１（ｂ）でハッチした部分に電子線が照射されて、現像時には、レジストが除去されるとしたが、ネガレジストではこのハッチした部分に電子線が照射されて、現像後にレジストが残り、照射されない部分が現像後除去されると読み替えれば良いだけだからである。図１０（ａ）、図１１（ａ）が従来例に相当しており、レジスト除去部の両端にそれぞれ従来の可変成形ビームをあてるため、ビームの位置誤差が、レジスト除去部の寸法精度劣化要因として加わるが、本発明方式を適用して、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）のようにレジスト除去部の両側を１セットのビームで形成すれば、ビームの位置誤差がその寸法の精度劣化要因として加わることがない。このため、ネガレジスト使用時に、レジスト除去部の寸法精度を従来方法にくらべて向上することが可能となる。
【００５５】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての第１と第２の成形アパーチャの形状、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５６】
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００，３５０ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１の成形アパーチャ部材
２０６，４２０ 第２の成形アパーチャ部材
２０４ 投影レンズ
２０５ 成形偏向器
２０７ 対物レンズ
２０８ 位置偏向器
２２２ 投影レンズ
２３０，２６０，２３８，２３９，２６９ 領域
２３１，２３２，２３３，２３４，２３５，２３６，２３７ 開口部
２６１，２６２，２６３，２６４，２６５，２６６，２６７ 開口部
５０２，５０４，５１２，５１４，５２２，５２４，５３２，５３４ 開口部
５０６，５１６，５２６，５３６，５０８ 開口部
６０２，６０４，６１２，６１４，６２２，６２４，６３２，６３４ 開口部
６０６，６１６，６２６，６３６，６０８ 開口部
２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６，２４７ 部分
５４０，５４１，５４２，５４３，６４０，６４２ 部分
２５１，２５２，２５３，２５４，２５５，２５６ パターン
２８１，２８２，２８４，２８５，２８６，２８７，３３７，３３８ パターン
３３４，３３５，３３６，３４１，３４２，３４３，３４４，３４５，３４６ パターン
３５１，３５２，３５４，３５５，３９３，３９４ パターン
３９５，３９６，３９７，３９８ パターン
２９１，２９２，２９３，２９４，２９５，２９６，２９７，２９８ 補助パターン
３３０ 電子線
３３１ 通過像
３３３ 像
３６０ 基板
３６１ ポジ型レジスト
３６２ ネガ型レジスト
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に係り、特に、２つのアパーチャ形状に特徴を有する電子ビーム描画装置と、その装置を用いて描画する電子ビーム描画方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。
【０００３】
図１２は、可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。まず、第１の成形アパーチャ部材４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２の成形アパーチャ部材４２０には、開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向される。そして、可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、試料３４０の描画領域に描画される。開口４１１と可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。
【０００４】
図１３は、成形ビームの一例を示す図である。
第１のアパーチャ部材４１０の通過像３３１のうち、可変成形開口４２１を通過する像３３３が成形されたパターンとなる。
以上のように、可変成形型のビーム描画装置では、第１の成形アパーチャ部材４１０の通過像３３１を偏向器で偏向させて第２の成形アパーチャ部材４２０の可変成形開口４２１に投影する位置を制御することでビームサイズを調整している。
【０００５】
図１４は、１つのショットで成形されるパターンの一例を示している。
図１５は、は、ポジ型レジストを用いてレジストを除去した部分をパターンとするパターン形成を行なう場合の工程断面図である。
図１５（ａ）に示すように、マスクブランスク等の基板３６０上に形成されたポジ型レジスト３６１に、第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて成形された図１４に示すような寸法Ｌ１のパターン３３４を電子ビーム３５０で描画（露光）する。そして、現像することで、露光された部分を除去する。そうすることで、図１５（ｂ）に示すようなパターン寸法Ｌ１のレジストパターンを形成することができる。このように、パターンが１つのショットで形成される場合には、成形偏向の誤差のみがパターンの寸法誤差に影響することになる。ここで、Ｌ１が平均値＜Ｌ１＞からずれた値をδＬ１とする場合、パターン寸法Ｌ１の成形誤差は、成形誤差＝±δＬ１で示すことができる。しかしながら、レジストを残すパターンを形成する場合には、左右のパターンを描画装置で描画することになるので両脇２つのショットの位置誤差が誤差要因としてさらに追加されることになる。
【０００６】
図１６は、２つのショットで成形されるパターンの一例を示している。
図１７は、ポジ型レジストを用いてレジストを残す部分をパターンとするパターン形成を行なう場合の工程断面図である。
図１７（ａ）に示すように、マスクブランスク等の基板３６０上に形成されたポジ型レジスト３６１に、第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて成形された図１６に示すような寸法ｌ１の２つのパターン３３５，３３６を、間隔Ｌ２を空けて電子ビーム３５０で描画（露光）する。そして、現像することで、露光された部分を除去する。そうすることで、図１７（ｂ）に示すようなパターン寸法Ｌ２のレジストパターンを形成することができる。ここで、描画された各パターンの左下を座標位置と定義すると、パターン３３５の位置は、（ｘ１，ｙ２）、パターン３３６の位置は、（ｘ２，ｙ２）で示すことができる。ここで、レジストパターンの寸法Ｌ２は、Ｌ２＝ｘ２−ｘ１−ｌ１で示すことができる。また、ｘ１が平均値＜ｘ１＞からずれた値δｘ１を確率的にとる場合、ｘ１＝＜ｘ１＞＋δｘ１で示すことができる。ここ、および、以下で＜Q＞は、Qの平均値を示す。同様に、ｘ２が平均値＜ｘ２＞からずれた値δｘ２を確率的にとる場合、ｘ２＝＜ｘ２＞＋δｘ２で示すことができる。同様に、ｌ１が平均値＜ｌ１＞からずれた値δｌ１を確率的にとる場合、ｌ１＝＜ｌ１＞＋δｌ１で示すことができる。そして、Ｌ２が平均値＜Ｌ２＞からずれた値をδＬ２とする場合、＜δＬ２２＞＝＜Ｌ２２＞−＜Ｌ２＞２＝δｘ１２＋δｘ２２＋δｌ１２で示すことができる。よって、パターン寸法Ｌ２の誤差は、誤差＝√（＜δｘ１２＞＋＜δｘ２２＞＋＜δｌ１２＞）で示すことができる。このように、ポジ型レジスト３６１を用いて、レジストを残すパターンを形成する場合には、成形誤差成分√＜δｌ１２＞の他に、さらに、位置誤差成分√（＜δｘ１２＞＋＜δｘ２２＞）を含んでしまい誤差が大きくなってしまうといった問題があった。このように、残しパターンの寸法Ｌ２の誤差は、上述した除去パターンの寸法Ｌ１の誤差よりも悪くなり、数倍の誤差となってしまう場合もあった。
【０００７】
そのため、マスク製造工程やウェハへ直接直描する直描装置を利用するウェハプロセス工程では、レジストパターンの寸法精度が高精度に必要な場合、次のように対処していた。例えば、ホールパターンのように１つのパターンで寸法が決まる場合には、ポジ型レジストを用いて描画する。他方、素子分離やゲートパターンのように２つのパターンの間で寸法が決まる場合には、除去された部分をパターンにするためにネガ型レジストを用いて描画するといった具合である。
【０００８】
図１８は、ネガ型レジストを用いてレジストを除去した部分をパターンとするパターン形成を行なう場合の工程断面図である。
図１８（ａ）に示すように、マスクブランスク等の基板３６０上に形成されたネガ型レジスト３６２に、第１と第２のアパーチャ部材を用いて成形された図１４に示すような寸法Ｌ１の１つのパターン３３４を電子ビーム３５０で描画（露光）する。そして、現像することで、露光された部分を除去する。そうすることで、図１８（ｂ）に示すようなパターン寸法Ｌ１のレジストパターンを形成することができる。ネガ型レジストを用いることで、位置誤差要因を排除することができる。
【０００９】
以上のように、２種類のレジストを使い分ける必要があった。しかしながら、２種類のレジストを用いる場合には以下のように多くの問題を引き起こしていた。
【００１０】
第１に、１つのプロセスで２種類のレジストを利用することはプロセスの維持管理を煩雑にしてしまっていた。その結果、操作ミスを招きやすいといった問題を引き起こしていた。そして、そのラインの維持コストを増加させてしまっていた。その結果、半導体装置のコスト上昇の要因となるといった問題を引き起こしていた。
【００１１】
第２に、ネガ型レジストを用いる場合、ボウジュンの問題があり、微細なパターンを形成することが困難であるといった問題がある。そのため、今後のパターンの微細化に伴って、パターン形成が困難になってしまうといった問題があった。また、ある種のネガ型の化学増幅型レジストでは、ゴミが発生しやすいといった問題があり、パターン形成時の歩留まり劣化を引き起こすといった問題があった。
【００１２】
第３に、ウェハに直接描画する際にネガ型レジストを用いてゲートパターンを形成すると、トランジスタの活性部に電子を照射することになる。そのため、トランジスタへのダメージが発生するといった問題もある。
【００１３】
ここで、電子ビーム描画とは直接関係ないが、液晶用基板に１回の光露光で同一ピッチの同じパターンを数多く形成するための装置が開示されている。この装置では、複数の開口部が形成された第１のマスクと複数の開口部が形成された第２のマスクとを備えていて、両マスクの開口部を通過した光で露光している。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−１４５７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述したように、ポジ型レジストを用いてレジストを残す部分をパターンとするパターン形成を行なう場合の寸法誤差が大きいといった問題があった。他方、ネガ型レジストを用いると上述したような別の問題を引き起こすといった問題があった。
【００１６】
そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、レジストを残す部分をパターンとするパターン形成を行なう場合でも寸法誤差を低減させる描画装置を提供すると共に、その装置を用いた描画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】
【００１７】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを照射する照射部と、
荷電粒子ビームを遮断する領域の両側に透過する領域を有する第１の成形アパーチャ部材と、
第１の成形アパーチャ部材を透過した荷電粒子ビームを偏向する偏向部と、
偏向された荷電粒子ビームを遮断する領域の両側に透過する領域を有する第２の成形アパーチャ部材と、
第２の成形アパーチャ部材を透過した荷電粒子ビームが照射される試料を載置するステージと、
を備えたことを特徴する。
【００１８】
また、第１の成形アパーチャ部材に、複数の開口部が形成されていると好適である。或いは、第２の成形アパーチャ部材に、複数の開口部が形成されていても好適である。或いは、第１と第２の成形アパーチャ部材共に、複数の開口部が形成されていても好適である。
【００１９】
或いは、第１と第２の成形アパーチャ部材の少なくとも一方に、コの字形の開口部が形成されるようにしても好適である。また、第２の成形アパーチャ部材に、コの字形の開口部が形成される場合には、第１の成形アパーチャ部材に、複数の開口部が形成されていると好適である。また、第１の成形アパーチャ部材に、コの字形の開口部が形成される場合には、第２の成形アパーチャ部材に、複数の開口部が形成されていると好適である。
【００２０】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームを遮断する領域の両側に透過する開口部が形成された第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて、所定の間隔を空けて並ぶ第１と第２のパターンを描画し、
前記第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて、前記第２のパターンの両サイドのうち前記第１のパターンとは反対側のサイドで前記第２のパターンにつなぎ合わさる第３のパターンを描画することを特徴とする。
【００２１】
かかる構成により第１と第２のパターンで寸法精度を確保する。そして、パターン形状として足りない部分は、第３のパターンで補うことができる。
【００２２】
本発明の他の態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームを遮断する領域の両側に透過する開口部が形成された第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて、第１の間隔を空けて並ぶ第１の対パターンを描画し、
前記第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて、前記第１の対パターンにつなぎ合わせた第２の間隔を空けて並ぶ第２の対パターンを描画することを特徴とする。
【００２３】
かかる構成により、対パターンで寸法精度を確保する。そして、寸法精度が確保された間隔が異なるパターンを繋げたパターンを形成することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、２つのパターンを描画することによる位置誤差要因を排除することができる。その結果、レジストを残す部分をパターンとするパターン形成を行なう場合でも寸法誤差を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態１における描画装置の要部構成の一例を示す概念図である。
【図２】実施の形態１における成形アパーチャ部材に形成された開口部の一例を示す図である。
【図３】実施の形態１における成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
【図４】実施の形態１における成形アパーチャ部材に形成された開口部の他の一例を示す図である。
【図５】図４の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
【図６】実施の形態１における成形アパーチャ部材に形成された開口部の他の一例を示す図である。
【図７】図６の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
【図８】実施の形態１における成形アパーチャ部材に形成された開口部の他の一例を示す図である。
【図９】図８の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
【図１０】同じ間隔の連続するパターンを描画する際における従来の描画手法と実施の形態１での描画手法とを比較しながら説明するための図である。
【図１１】間隔が異なる連続するパターンを描画する際における従来の描画手法と実施の形態１での描画手法とを比較しながら説明するための図である。
【図１２】可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
【図１３】成形ビームの一例を示す図である。
【図１４】１つのショットで成形されるパターンの一例を示している。
【図１５】ポジ型レジストを用いてレジストを除去した部分をパターンとするパターン形成を行なう場合の工程断面図である。
【図１６】２つのショットで成形されるパターンの一例を示している。
【図１７】ポジ型レジストを用いてレジストを残す部分をパターンとするパターン形成を行なう場合の工程断面図である。
【図１８】ネガ型レジストを用いてレジストを除去した部分をパターンとするパターン形成を行なう場合の工程断面図である。
【図１９】実施の形態２における成形アパーチャ部材に形成された開口部の一例を示す図である。
【図２０】図１９の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
【図２１】実施の形態２における他の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
【図２２】実施の形態２における成形アパーチャ部材に形成された開口部の他の一例を示す図である。
【図２３】図２２の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、実施の形態では、荷電粒子線（荷電粒子ビーム）の一例として、電子線（電子ビーム）を用いた構成について説明する。但し、荷電粒子線は、電子線に限るものではなく、イオン線等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。
【００２７】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の要部構成の一例を示す概念図である。
図１において、描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例となる。描画装置１００は、試料１０１に所定のパターンを描画する。描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画部１５０は、電子鏡筒１０２、描画室１０３を有している。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、投影レンズ２２２、第１の成形アパーチャ部材２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２の成形アパーチャ部材２０６、対物レンズ２０７、及び位置偏向器２０８が配置されている。電子銃２０１は、照射部の一例となる。また、描画室１０３内には、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５が配置されている。また、ＸＹステージ１０５上には、試料１０１が配置されている。試料１０１として、例えば、ウェハにパターンを転写する露光用のマスクが含まれる。また、このマスクは、例えば、まだ何もパターンが形成されていないレジスト膜が塗布されたマスクブランクスが含まれる。また、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成部分については記載している。描画装置１００にとって、その他の構成が含まれても構わない。
【００２８】
図２は、実施の形態１における成形アパーチャ部材に形成された開口部の一例を示す図である。
図２（ａ）では、第１の成形アパーチャ部材２０３に形成された開口部の一例を示している。図２（ｂ）では、第２の成形アパーチャ部材２０６に形成された開口部の一例を示している。図２（ａ）に示すように、開口幅Ｍで形成された２つの長方形の開口部２３１，２３２が、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域として形成されている。開口部２３１，２３２は、開口部間に間隔Ｌの電子ビーム２００を遮断する領域２３０を設けて平行に形成されている。特に、対抗する辺同士が平行に形成されている。同様に、図２（ｂ）に示すように、開口幅Ｍで形成された２つの長方形の開口部２６１，２６２が、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域として形成されている。開口部２６１，２６２は、開口部間に間隔Ｌの電子ビーム２００を遮断する領域２６０を設けて平行に形成されている。特に、対抗する辺同士が平行に形成されている。すなわち、両成形アパーチャ部材共に、両側を電子ビーム２００が通過する部分で挟まれた非通過部分を設けている。
【００２９】
電子銃２０１から照射された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２と投影レンズ２２２により上述した２つの長方形の開口部２３１，２３２（穴）を持つ第１のアパーチャ部材２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず２つの長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ部材２０３を通過した２つの第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ部材２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ部材２０６上での２つの第１のアパーチャ像の位置は、成形偏向器２０５によって同様に偏向されることで制御される。これにより、両像共にビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２のアパーチャ部材２０６を通過した２つの第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせられる。そして、各像の電子ビーム２００は、位置偏向器２０８により同様に偏向される。このようにして、ＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に対となるパターン像が照射される。
【００３０】
図３は、実施の形態１における成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
図３（ａ）では、開口部２３１と開口部２６１との両方を電子ビーム２００が通過した部分２４１を示している。同様に、開口部２３２と開口部２６２との両方を電子ビーム２００が通過した部分２４２を示している。そして、図３（ａ）では、横方向（ｘ方向）に寸法ｘだけ第１の成形アパーチャ部材２０３と第２の成形アパーチャ部材２０６を相対的にずらしてビーム形状とサイズを決めている。そして、図３（ｂ）に示すように、部分２４１の形状にパターン２８１が成形される。同様に、部分２４２の形状にパターン２８２が成形される。ここで、２つのパターン２８１，２８２間の寸法をＬ０とする。そして、２つのパターン２８１，２８２の寸法をａとする。そして、２つのパターン２８１，２８２の外側端間の寸法をｂとする。この場合、Ｌ０＝Ｌ＋ｘ＝Ｌ＋Ｍ−（Ｍ−ｘ）で示すことができる。また、ａ＝Ｍ−ｘで示すことができる。また、ｂ＝Ｌ＋２Ｍ−ｘで示すことができる。以上のように、寸法Ｌ０は、成形偏向器２０５の偏向量、言い換えれば、ずらし量ｘで決まることになる。そのため、位置偏向器２０８での偏向位置に左右されることがない。よって、寸法精度は、成形偏向誤差のみで決まり、位置誤差を排除することができる。すなわち、ｘが平均値＜ｘ＞からずれた値δｘを確率的にとるとして、ｘ＝＜ｘ＞＋δｘとし、Ｌ０が平均値＜Ｌ０＞からずれた値をδＬ０とする場合、誤差の２乗の平均値＜δＬ０２＞＝＜δｘ２＞で示すことができる。よって、パターン寸法Ｌ０の誤差は、成形偏向誤差＝√＜δｘ＞２で示すことができる。よって、ポジ型レジストを用いて残しパターンを形成する場合でも、従来生じていた位置誤差を排除することができる。よって、ネガ型レジストを用いなくともポジ型レジストを用いてレジストが残る部分でパターンを形成する残しパターンを高精度な寸法で形成することができる。
【００３１】
ここで、上述した例では、第１と第２の成形アパーチャ部材共に、複数の開口部が形成されている例について説明したが、これに限るものではない。例えば、以下のような開口部を形成しても好適である。
図４は、実施の形態１における成形アパーチャ部材に形成された開口部の他の一例を示す図である。
図４（ａ）では、第１の成形アパーチャ部材２０３に形成された開口部の他の一例を示している。図４（ｂ）では、第２の成形アパーチャ部材２０６に形成された開口部の他の一例を示している。図４（ａ）に示すように、開口幅Ｍで形成された２つの長方形の開口部の端部を他の開口部でつなぐことによって、日本語の「コ」に似せた形状、所謂「コ」の字状の１つの開口部２３３を形成している。このように、電子ビームが透過する領域は、一部がつながっている。この開口部２３３の両足部分（開口幅Ｍで形成された２つの長方形部分）が、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域として形成されている。開口部２３３は、両足部分の間に間隔Ｌの電子ビーム２００を遮断する領域２３０を設けて両足部分が平行になるように形成されている。同様に、図４（ｂ）に示すように、開口幅Ｍで形成された２つの長方形の開口部の端部を他の開口部でつなぐことによって、所謂「コ」の字状の１つの開口部２６３を形成している。この開口部２６３の両足部分（開口幅Ｍで形成された２つの長方形部分）が、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域として形成されている。開口部２６３は、両足部分の間に間隔Ｌの電子ビーム２００を遮断する領域２６０を設けて両足部分が平行になるように形成されている。すなわち、両成形アパーチャ部材共に、両側を電子ビーム２００が通過する部分で挟まれた非通過部分を設けている。
【００３２】
図５は、図４は、の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
図５では、開口部２３３と開口部２６３との両方を電子ビーム２００が通過した部分２４１，２４２を示している。そして、図５でも、図３（ａ）と同様、横方向（ｘ方向）に寸法ｘだけ第１の成形アパーチャ部材２０３と第２の成形アパーチャ部材２０６を相対的にずらしてビーム形状とサイズを決めている。このように１つの開口部であっても、図３（ｂ）と同様、部分２４１の形状にパターン２８１が成形される。同様に、部分２４２の形状にパターン２８２が成形される。ここで、２つのパターン２８１，２８２間の寸法はＬ０となる。そして、このパターン寸法Ｌ０の誤差は、成形偏向誤差＝√＜δｘ２＞で示すことができる。
【００３３】
ここで、上述した例では、第１と第２の成形アパーチャ部材共に、コの字形の開口部が形成された例を説明したが、これに限るものではない。例えば、第１と第２の成形アパーチャ部材の少なくとも一方に、コの字形の開口部が形成されるようにしても好適である。例えば、第２の成形アパーチャ部材２０６に、コの字形の開口部が形成される場合には、第１の成形アパーチャ部材２０３に、複数の開口部が形成されていると好適である。また、第１の成形アパーチャ部材２０３に、コの字形の開口部が形成される場合には、第２の成形アパーチャ部材２０６に、複数の開口部が形成されていると好適である。
【００３４】
以上のように、第１の成形アパーチャ部材２０３に、複数の開口部が形成されていると好適である。或いは、第２の成形アパーチャ部材２０６に、複数の開口部が形成されていても好適である。或いは、第１と第２の成形アパーチャ部材共に、複数の開口部が形成されていても好適である。
【００３５】
ここで、上述した例では、第１と第２の成形アパーチャ部材共に、形成される開口部が斜めに傾いていない例について説明したが、これに限るものではない。例えば、以下のような開口部を形成しても好適である。
図６は、実施の形態１における成形アパーチャ部材に形成された開口部の他の一例を示す図である。
図６（ａ）では、第１の成形アパーチャ部材２０３に形成された開口部の他の一例を示している。図６（ｂ）では、第２の成形アパーチャ部材２０６に形成された開口部の他の一例を示している。図６（ａ）に示すように、開口幅Ｍで形成された斜めに所定の角度で傾いた２つの長方形の開口部２３６，２３７が、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域として形成されている。開口部２３６，２３７は、開口部間に間隔Ｌの電子ビーム２００を遮断する領域２３９を設けて平行に形成されている。特に、対抗する辺同士が平行に形成されている。同様に、図６（ｂ）に示すように、開口幅Ｍで形成された斜めに所定の角度で傾いた２つの長方形の開口部２６６，２６７が、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域として形成されている。開口部２６６，２６７は、開口部間に間隔Ｌの電子ビーム２００を遮断する領域２６９を設けて平行に形成されている。特に、対抗する辺同士が平行に形成されている。すなわち、両成形アパーチャ部材共に、両側を電子ビーム２００が通過する部分で挟まれた非通過部分を設けている。
【００３６】
図７は、図６の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
図７（ａ）では、開口部２３６と開口部２６６との両方を電子ビーム２００が通過した部分２４６を示している。同様に、開口部２３７と開口部２６７との両方を電子ビーム２００が通過した部分２４７を示している。そして、図７（ａ）では、幅寸法Ｍと同方向に寸法ｘだけ第１の成形アパーチャ部材２０３と第２の成形アパーチャ部材２０６を相対的にずらしてビーム形状とサイズを決めている。そして、図７（ｂ）に示すように、部分２４６の形状にパターン２８６が成形される。同様に、部分２４７の形状にパターン２８７が成形される。ここで、２つのパターン２８６，２８７間の寸法はＬ０となる。そして、このパターン寸法Ｌ０の誤差は、成形偏向誤差＝√（δＬ２＋δｘ２）で示すことができる。
【００３７】
ここで、上述した例では、第１と第２の成形アパーチャ部材共に、形成される開口部の全角度が９０度の直角に形成された例について説明したが、これに限るものではない。例えば、以下のような開口部を形成しても好適である。
図８は、実施の形態１における成形アパーチャ部材に形成された開口部の他の一例を示す図である。
図８（ａ）では、第１の成形アパーチャ部材２０３に形成された開口部の他の一例を示している。図８（ｂ）では、第２の成形アパーチャ部材２０６に形成された開口部の他の一例を示している。図８（ａ）に示すように、９０度以外の任意角をもつ２つの台形の開口部２３４，２３５が、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域として形成されている。開口部２３４，２３５は、開口部間に横方向（ｘ方向）に間隔Ｌの電子ビーム２００を遮断する領域２３８を設けて対向する斜め辺同士が平行に形成されている。同様に、図８（ｂ）に示すように、９０度以外の任意角をもつ２つの台形の開口部２６４，２６５が、電子ビーム２００を遮断する領域の両側に透過する領域として形成されている。開口部２６４，２６５は、開口部間に横方向（ｘ方向）に間隔Ｌの電子ビーム２００を遮断する領域２３８を設けて対向する斜め辺同士が平行に形成されている。すなわち、両成形アパーチャ部材共に、両側を電子ビーム２００が通過する部分で挟まれた非通過部分を設けている。
【００３８】
図９は、図８の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
図９（ａ）では、開口部２３４と開口部２６４との両方を電子ビーム２００が通過した部分２４４を示している。同様に、開口部２３５と開口部２６５との両方を電子ビーム２００が通過した部分２４５を示している。そして、図９（ａ）では、横方向（ｘ方向）に寸法ｘだけ第１の成形アパーチャ部材２０３と第２の成形アパーチャ部材２０６を相対的にずらしてビーム形状とサイズを決めている。そして、図９（ｂ）に示すように、部分２４４の形状にパターン２８４が成形される。同様に、部分２４５の形状にパターン２８５が成形される。ここで、２つのパターン２８４，２８５間の寸法をＬ０とした場合、このパターン寸法Ｌ０の誤差は、成形偏向誤差＝√（δＬ２＋δｘ２）で示すことができる。
【００３９】
さらに、第１の成形アパーチャ部材２０３と第２の成形アパーチャ部材２０６の一方に、図２で示した複数の開口部が形成され、他方に図４で示した「コ」の字状の１つの開口部を設けても同様の効果を得ることができ、好適である。
【００４０】
以上のように構成した描画装置１００を用いて連続するパターンを描画する方法について以下に説明する。
図１０は、同じ間隔の連続するパターンを描画する際における従来の描画手法と実施の形態１での描画手法とを比較しながら説明するための図である。
従来、所定の間隔Ｌ２を空けて両側にＤ１，Ｄ２の幅のパターンを形成する場合、図１０（ａ）に示すように、幅Ｄ１をいくつかの成形可能な幅のパターン３３５ａ，３３７ａで描画し、それと独立して、幅Ｄ２をいくつかの成形可能な幅のパターン３３６ａ，３３８ａで描画する。そして、それらの描画ステップを繰り返し、例えば、下方向（ｙ方向）に同じパターン（３３５ａ〜３３５ｃ、３３６ａ〜３３６ｃ、３３７ａ〜３３７ｃ、３３８ａ〜３３８ｃ）をつなぎ合わせていくことで、連続するパターンを描画することになる。これでは、パターン３３５，３３６間の間隔Ｌ２は、上述したようにいつも成形誤差の他に位置誤差をも含んでしまうことになる。これに対し、実施の形態１の構成で所定の間隔Ｌ０を空けて両側にＤ１，Ｄ２の幅のパターンを形成する場合、図１０（ｂ）に示すように、まず、第１と第２の成形アパーチャ部材２０３，２０６を用いて、間隔Ｌ０を空けて並ぶ対パターンとなるパターン２８１ａ，２８２ａを描画する。そして、第１と第２の成形アパーチャ部材２０３，２０６を用いて、パターン２８１ａの両サイドのうち、パターン２８２ａとは反対側（外側）のサイドでパターン２８１ａにつなぎ合わさる補助パターン２９１ａを描画する。すなわち、パターン２８１ａと補助パターン２９１ａとで幅Ｄ１のパターンを構成する。同様に、パターン２８２ａの両サイドのうち、パターン２８１ａとは反対側（外側）のサイドでパターン２８２ａにつなぎ合わさる補助パターン２９２ａを描画する。すなわち、パターン２８２ａと補助パターン２９２ａとで幅Ｄ２のパターンを構成する。そして、それらの描画ステップを繰り返し、例えば、下方向（ｙ方向）に同じパターン（２８１ａ〜２８１ｃ、２８２ａ〜２８２ｃ、２９１ａ〜２９１ｃ、２９２ａ〜２９２ｃ）をつなぎ合わせていくことで、同じ間隔で連続するパターンを描画することができる。実施の形態１では、対パターン間の寸法誤差からは位置誤差要因を排除できるので、従来よりも高精度な寸法でパターンを形成することができる。言い換えれば、レジストを残す部分をパターンとするパターン形成を行なう場合でも寸法誤差を低減させることができる。
【００４１】
以上のように、まず、対パターンで寸法精度を確保することができる。そして、パターン形状として足りない部分は、補助パターンで補うことができる。
【００４２】
ここで、連続するパターンは、常に同じ間隔を空けて形成されるものばかりとは限らない。以下、並ぶパターンの間隔が異なるパターンで連続するパターンを描画する方法について以下に説明する。
図１１は、間隔が異なる連続するパターンを描画する際における従来の描画手法と実施の形態１での描画手法とを比較しながら説明するための図である。
従来、所定の間隔Ｌ２１を空けて両側にＤ１１，Ｄ２１の幅のパターンを形成する場合、図１１（ａ）に示すように、成形可能幅であれば幅Ｄ１１のパターン３４１で描画し、それと独立して、成形可能幅であれば幅Ｄ２１のパターン３４２で描画する。そして、今度は、所定の間隔Ｌ２２を空けて両側にＤ１２，Ｄ２２の幅のパターンを形成する。形成方法は、同様に、成形可能幅であれば幅Ｄ１２のパターン３４３で描画し、それと独立して、成形可能幅であれば幅Ｄ２２のパターン３４４で描画する。そして、今度は、所定の間隔Ｌ２３を空けて両側にＤ１３，Ｄ２３の幅のパターンを形成する。形成方法は、同様に、成形可能幅であれば幅Ｄ１３のパターン３４５で描画し、それと独立して、成形可能幅であれば幅Ｄ２３のパターン３４６で描画する。パターン３４１，３４３，３４５は、例えば、下方向（ｙ方向）に連続するようにつなぎ合わせて形成する。同様に、パターン３４２，３４４，３４６は、例えば、下方向（ｙ方向）に連続するようにつなぎ合わせて形成する。これでは、パターン３４１，３４２間の間隔Ｌ２１は、上述したようにいつも成形誤差の他に位置誤差をも含んでしまうことになる。同様に、パターン３４３，３４５間の間隔Ｌ２２は、上述したようにいつも成形誤差の他に位置誤差をも含んでしまうことになる。同様に、パターン３４５，３４６間の間隔Ｌ２３は、上述したようにいつも成形誤差の他に位置誤差をも含んでしまうことになる。これに対し、実施の形態１の構成で所定の間隔Ｌ０１を空けて両側にＤ１１，Ｄ２１の幅のパターンを形成する場合、図１１（ｂ）に示すように、まず、第１と第２の成形アパーチャ部材２０３，２０６を用いて、間隔Ｌ０１を空けて並ぶ対パターンとなるパターン２５１，２５２を描画する。そして、第１と第２の成形アパーチャ部材２０３，２０６を用いて、パターン２５１の両サイドのうち、パターン２５２とは反対側（外側）のサイドでパターン２５１につなぎ合わさる補助パターン２９３を描画する。すなわち、パターン２５１と補助パターン２９３とで幅Ｄ１１のパターンを構成する。同様に、パターン２５２の両サイドのうち、パターン２５１とは反対側（外側）のサイドでパターン２５２につなぎ合わさる補助パターン２９４を描画する。すなわち、パターン２５２と補助パターン２９４とで幅Ｄ２１のパターンを構成する。そして、今度は、対となるパターン２５１，２５１の下側に、所定の間隔Ｌ０２を空けて両側にＤ１２，Ｄ２２の幅のパターンを形成する。形成方法は、同様に、第１と第２の成形アパーチャ部材２０３，２０６を用いて、間隔Ｌ０２を空けて並ぶ対パターンとなるパターン２５３，２５４を描画する。そして、第１と第２の成形アパーチャ部材２０３，２０６を用いて、パターン２５３の両サイドのうち、パターン２５４とは反対側（外側）のサイドでパターン２５３につなぎ合わさる補助パターン２９５を描画する。すなわち、パターン２５３と補助パターン２９５とで幅Ｄ１２のパターンを構成する。同様に、パターン２５４の両サイドのうち、パターン２５３とは反対側（外側）のサイドでパターン２５４につなぎ合わさる補助パターン２９６を描画する。すなわち、パターン２５４と補助パターン２９６とで幅Ｄ２２のパターンを構成する。そして、今度は、対パターン２５３，２５４の下側に、所定の間隔Ｌ０３を空けて両側にＤ１３，Ｄ２３の幅のパターンを形成する。形成方法は、同様に、第１と第２の成形アパーチャ部材２０３，２０６を用いて、間隔Ｌ０３を空けて並ぶ対パターンとなるパターン２５５，２５６を描画する。そして、第１と第２の成形アパーチャ部材２０３，２０６を用いて、パターン２５５の両サイドのうち、パターン２５６とは反対側（外側）のサイドでパターン２５５につなぎ合わさる補助パターン２９７を描画する。すなわち、パターン２５５と補助パターン２９７とで幅Ｄ１３のパターンを構成する。同様に、パターン２５６の両サイドのうち、パターン２５５とは反対側（外側）のサイドでパターン２５６につなぎ合わさる補助パターン２９８を描画する。すなわち、パターン２５６と補助パターン２９８とで幅Ｄ２３パターンを構成する。対パターン２５１，２５２の幅ａは、上述したように、ａ＝Ｍ−ｘで決まってしまう。そのため、補助パターンで寸法精度に関わってこない外側の足りない部分を補ってやればよい。同様に、対パターン２５３，２５４の幅も決まってしまう。そのため、補助パターンで寸法精度に関わってこない外側の足りない部分を補ってやればよい。同様に、対パターン２５５，２５６の幅も決まってしまう。そのため、補助パターンで寸法精度に関わってこない外側の足りない部分を補ってやればよい。パターン２５１，２９３のセットとパターン２５３，２９５のセットとパターン２５５，２９７のセットは、例えば、下方向（ｙ方向）に連続するようにつなぎ合わせて形成する。同様に、パターン２５２，２９４のセットとパターン２５４，２９６のセットとパターン２５６，２９８のセットは、例えば、下方向（ｙ方向）に連続するようにつなぎ合わせて形成する。つまり、対パターン２５３，２５４は、対パターン２５１，２５２の端部のうち、対パターン２５１，２５２の並ぶ方向と直交する方向の端部につなぎ合わせて形成する。同様に、対パターン２５５，２５６は、対パターン２５３，２５４の端部のうち、対パターン２５１，２５２の並ぶ方向と直交する方向の端部につなぎ合わせて形成する。以上のように、描画ステップを進めてパターンをつなぎ合わせていくことで、異なる間隔で連続するパターンを描画することができる。実施の形態１では、対パターン間の寸法誤差からは位置誤差要因を排除できるので、従来よりも高精度な寸法でパターンを形成することができる。
【００４３】
実施の形態２．
実施の形態１では、第１と第２の成形アパーチャ部材の開口部を通過して試料１０１上に形成された２つのパターンによって挟まれる荷電粒子ビームが遮断された領域の形状が、途中で方向を変えない直線形状になる場合について説明した。しかし、これに限るものではない。実施の形態２では、第１と第２の成形アパーチャ部材の両方の開口部を通過して試料１０１上に形成された２つのパターンによって挟まれる荷電粒子ビームが遮断された領域の形状が、途中で方向を変える形状になる場合について説明する。第１の成形アパーチャ部材２０３に形成された開口部と第２の成形アパーチャ部材２０６に形成された開口部の形状以外は、実施の形態１と同様である。
【００４４】
図１９は、実施の形態２における成形アパーチャ部材に形成された開口部の一例を示す図である。
図１９（ａ）では、第１の成形アパーチャ部材２０３に形成された開口部の一例を示している。図１９（ｂ）では、第２の成形アパーチャ部材２０６に形成された開口部の一例を示している。図１９（ａ）に示すように、第１の成形アパーチャ部材２０３には、複数の開口部５０２，５０４，５１２，５１４，５２２，５２４，５３２，５３４が形成されている。ここでは、開口部５０２，５０４が１つの組、開口部５１２，５１４が１つの組、開口部５２２，５２４が１つの組、そして、開口部５３２，５３４が１つの組を構成する。そして、開口部５０２，５０４のうち、一方の開口部５０４は正方形或いは長方形に形成されている。他方の開口部５０２は、途中で向きを変えて延びる形状に形成されている。ここでは、開口部５０２が、途中で直角に向きを変えて延びる形状、所謂、Ｌ字形状に形成されている。そして、開口部５０２は、開口部５０４の１辺とＬだけ離れて対向する位置に平行する第１の辺をもち、開口部５０４の他の１辺とＬ’だけ離れて対向する位置に平行する第２の辺をもつように形成される。そして、第１と第２の辺は、直角につながるように形成されている。すなわち、開口部間に向きが異なる間隔Ｌと間隔Ｌ’の電子ビーム２００を遮断する領域を設けて形成されている。そして、開口部５１２，５１４の組は、開口部５０２，５０４の組と上下に対称に形成されている。開口部５２２，５２４の組は、開口部５０２，５０４の組と左右に対称に形成されている。開口部５３２，５３４の組は、開口部５０２，５０４の組と上下と左右の両方に対称に形成されている。また、図１９（ｂ）に示すように、第２の成形アパーチャ部材２０６には、複数の開口部５０６，５１６，５２６，５３６，５０８が形成されている。中央の開口部５０８は正方形或いは長方形に形成されている。その他の複数の開口部５０６，５１６，５２６，５３６は、中央の開口部５０８を取り囲むように配置されている。開口部５０６，５１６，５２６，５３６は、途中で直角に向きを変えて延びる形状、所謂、Ｌ字形状に形成されている。そして、開口部５０６は、開口部５０８の１辺とＬ”だけ離れて対向する位置に平行する第１の辺をもち、開口部５０８の他の１辺とＬ’’’だけ離れて対向する位置に平行する第２の辺をもつように形成される。すなわち、開口部間に向きが異なる間隔Ｌと間隔Ｌ’の電子ビーム２００を遮断する領域を設けて形成されている。そして、第１と第２の辺は、直角につながるように形成されている。開口部５１６は、開口部５０６と上下に対称に形成されている。開口部５２６は、開口部５０６と左右に対称に形成されている。開口部５３６は、開口部５０６と上下と左右に対称に形成されている。
【００４５】
図２０は、図１９の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
図２０では、開口部５０２と開口部５１６との両方を電子ビーム２００が通過した部分５４０を示している。同様に、開口部５０４と開口部５０８との両方を電子ビーム２００が通過した部分５４２を示している。そして、図２０では、間隔Ｌと同方向に寸法ｘだけ、間隔Ｌ’と同方向に寸法ｘ’だけ第１の成形アパーチャ部材２０３と第２の成形アパーチャ部材２０６を相対的にずらしてビーム形状とサイズを決めている。そして、図２０に示すように、部分５４０の形状にパターンが成形される。同様に、部分５４２の形状にパターンが成形される。ここで、２つのパターン間の寸法は、間隔Ｌと同方向にＬ０１となり、間隔Ｌ’と同方向にＬ０２となる。そして、このパターン寸法Ｌ０１の誤差は、成形偏向誤差＝√（＜δｘ＞２）で示すことができる。同様に、このパターン寸法Ｌ０２の誤差は、成形偏向誤差＝√（＜δｘ’＞２）で示すことができる。このように、寸法精度は、成形偏向誤差のみで決まり、従来の可変成形ビームで生じる位置誤差の寸法誤差への影響を排除することができる。すなわち、３つの誤差要因を１つに減らすことができる。そのため、例えばすべての誤差要因が同じ程度なら１／（√３）に低減することができる。このように、２つのパターンによって形成される直線で直交するコーナ部を持つ非照射部（２つのパターン間部分）の寸法精度を向上することができる。さらに、２回に分けてコーナ部を持つ非照射部を形成しなくても高精度なコーナ部を持つ非照射部を形成することができるため、この非照射部でのショット数を低減させることができ、その結果、スループットの向上につながる。
【００４６】
以上のように、電子ビーム２００が遮断された部分に形成される寸法Ｌ０１と寸法Ｌ０２の途中で直角に方向を変えるＬ字状のパターンを形成する場合にも高精度な寸法に描画することができる。
【００４７】
図２１は、実施の形態２における他の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
図２１では、図１９（ｂ）の開口部５０６，５１６，５２６，５３６の開口サイズを外側に大きくした開口部を配置した場合を示している。ここでは、図１９（ｂ）の開口部５１６の代わりとなる開口部５１７を示している。開口サイズを大きくしているため、第１の成形アパーチャ部材２０３と第２の成形アパーチャ部材２０６との相対位置関係によっては、図２１に示すように、開口部５０２が開口部５１７の中に含まれてしまう場合も存在し得る。かかる場合、開口部５０２と開口部５１７との両方を電子ビーム２００が通過した部分５４１は、開口部５０２と同様の形状となる。また、図２１では、開口部５０４と開口部５０８との両方を電子ビーム２００が通過した部分５４３を示している。このような場合でも部分５４１の形状のパターンと部分５４３の形状のパターンによる２つのパターン間の寸法は、間隔Ｌと同方向にＬ０１となり、間隔Ｌ’と同方向にＬ０２となる。そして、このパターン寸法Ｌ０１の誤差は、成形偏向誤差＝√（＜δｘ＞２）で示すことができる。同様に、このパターン寸法Ｌ０２の誤差は、成形偏向誤差＝√（＜δｘ’＞２）で示すことができる。このように、一方の成形アパーチャ部材の開口部が他方の成形アパーチャ部材の開口部の中に含まれてしまう場合でも同様に高精度な寸法を達成することができる。
【００４８】
ここで、上述した例では、角部が直線と直線で交わる、すなわち、点を交わるように途中で向きを変えて延びる形状に形成された開口部について説明したが、これに限るものではない。なめらかな曲線で向きを変えて延びる形状に形成されても構わない。同様に、組となる正方形或いは長方形であった開口部についても角部がなめらかな曲線に形成されていても構わない。
【００４９】
図２２は、実施の形態２における成形アパーチャ部材に形成された開口部の他の一例を示す図である。
図２２（ａ）では、第１の成形アパーチャ部材２０３に形成された開口部の一例を示している。図２２（ｂ）では、第２の成形アパーチャ部材２０６に形成された開口部の一例を示している。図２２（ａ）に示すように、第１の成形アパーチャ部材２０３には、複数の開口部６０２，６０４，６１２，６１４，６２２，６２４，６３２，６３４が形成されている。ここでは、開口部６０２，６０４が１つの組、開口部６１２，６１４が１つの組、開口部６２２，６２４が１つの組、そして、開口部６３２，６３４が１つの組を構成する。そして、開口部６０２，６０４のうち、一方の開口部６０４は少なくとも１つの角部がなめらかな曲線に形成された正方形或いは長方形に形成されている。他方の開口部６０２は、途中でなめらかな曲線で向きを変えて延びる形状に形成されている。ここでは、開口部６０２が、途中でなめらかな曲線で直角に向きを変えて延びる形状、所謂、曲がり部分が曲線のＬ字形状に形成されている。そして、開口部６０２は、開口部６０４の１辺とＬだけ離れて対向する位置に平行する第１の辺をもち、開口部６０４の他の１辺とＬ’だけ離れて対向する位置に平行する第２の辺をもつように形成される。そして、第１と第２の辺は、なめらかな曲線でつながるように形成されている。すなわち、開口部間になめらかな曲線でつながる向きが異なる間隔Ｌと間隔Ｌ’の電子ビーム２００を遮断する領域を設けて形成されている。そして、開口部６１２，６１４の組は、開口部６０２，６０４の組と上下に対称に形成されている。開口部６２２，６２４の組は、開口部６０２，６０４の組と左右に対称に形成されている。開口部６３２，６３４の組は、開口部６０２，６０４の組と上下と左右の両方に対称に形成されている。また、図２２（ｂ）に示すように、第２の成形アパーチャ部材２０６には、複数の開口部６０６，６１６，６２６，６３６，６０８が形成されている。中央の開口部６０８は角部がなめらかな曲線に形成された正方形或いは長方形に形成されている。その他の複数の開口部６０６，６１６，６２６，６３６は、中央の開口部６０８を取り囲むように配置されている。開口部６０６，６１６，６２６，６３６は、途中でなめらかな曲線により直角に向きを変えて延びる形状、所謂、曲がり部分が曲線のＬ字形状に形成されている。そして、開口部６０６は、開口部６０８の１辺とＬ”だけ離れて対向する位置に平行する第１の辺をもち、開口部６０８の他の１辺とＬ’だけ離れて対向する位置に平行する第２の辺をもつように形成される。すなわち、開口部間に曲がり部分が曲線の向きが異なる間隔Ｌと間隔Ｌ’’’の電子ビーム２００を遮断する領域を設けて形成されている。そして、第１と第２の辺は、なめらかな曲線により直角につながるように形成されている。開口部６１６は、開口部６０６と上下に対称に形成されている。開口部６２６は、開口部６０６と左右に対称に形成されている。開口部６３６は、開口部６０６と上下と左右に対称に形成されている。
【００５０】
図２３は、図２２の成形アパーチャ部材で成形されるパターンの一例を示す図である。
図２３では、開口部６０２と開口部６１６との両方を電子ビーム２００が通過した部分６４０を示している。同様に、開口部６０４と開口部６０８との両方を電子ビーム２００が通過した部分６４２を示している。そして、図２３では、間隔Ｌと同方向に寸法ｘだけ、間隔Ｌ’と同方向に寸法ｘ’だけ第１の成形アパーチャ部材２０３と第２の成形アパーチャ部材２０６を相対的にずらしてビーム形状とサイズを決めている。そして、図２３に示すように、部分６４０の形状にパターンが成形される。同様に、部分６４２の形状にパターンが成形される。ここで、２つのパターン間の寸法は、間隔Ｌと同方向にＬ０１となり、間隔Ｌ’と同方向にＬ０２となる。そして、このパターン寸法Ｌ０１の誤差は、成形偏向誤差＝√（＜δｘ＞２）で示すことができる。同様に、このパターン寸法Ｌ０２の誤差は、成形偏向誤差＝√（＜δｘ’＞２）で示すことができる。このように、寸法精度は、成形偏向誤差のみで決まり、従来の可変成形ビームで生じる位置誤差の寸法誤差への影響を排除することができる。すなわち、３つの誤差要因を１つに減らすことができる。そのため、例えばすべての誤差要因が同じ程度なら１／（√３）に低減することができる。このように、２つのパターンによって形成されるなめらかな曲線によるコーナ部を持つ非照射部（２つのパターン間部分）の寸法精度を向上することができる。さらに、２回に分けてコーナ部を持つ非照射部を形成しなくても高精度なコーナ部を持つ非照射部を形成することができるため、この非照射部でのショット数を低減させることができ、その結果、スループットの向上につながる。
【００５１】
以上のように、電子ビーム２００が遮断された部分に形成される寸法Ｌ０１と寸法Ｌ０２の途中でなめらかな曲線により直角に方向を変えるＬ字状のパターンを形成する場合にも高精度な寸法に描画することができる。
【００５２】
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
【００５３】
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
【００５４】
さらに、上記では、ポジレジストがネガレジストよりも性能が良いとの現状を基本として、ポジレジストの使用を前提に本方法を説明したが、逆に、将来、ポジレジストよりも性能の良いネガレジストが開発された場合にも、本方法を利用することが可能である。上記では、ポジレジスト使用を前提に、現像後に残るレジストの寸法精度を向上させる例について説明したが、ネガレジストを利用する場合には、“現像後にレジストが除去される部分”の寸法精度を向上させることに利用できる。この理由を以下、簡単に説明する。上述のポジレジストの例では、例えば、図１０（ｂ）、１１（ｂ）でハッチした部分に電子線が照射されて、現像時には、レジストが除去されるとしたが、ネガレジストではこのハッチした部分に電子線が照射されて、現像後にレジストが残り、照射されない部分が現像後除去されると読み替えれば良いだけだからである。図１０（ａ）、図１１（ａ）が従来例に相当しており、レジスト除去部の両端にそれぞれ従来の可変成形ビームをあてるため、ビームの位置誤差が、レジスト除去部の寸法精度劣化要因として加わるが、本発明方式を適用して、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）のようにレジスト除去部の両側を１セットのビームで形成すれば、ビームの位置誤差がその寸法の精度劣化要因として加わることがない。このため、ネガレジスト使用時に、レジスト除去部の寸法精度を従来方法にくらべて向上することが可能となる。
【００５５】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての第１と第２の成形アパーチャの形状、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法は、本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００５６】
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００，３５０ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１の成形アパーチャ部材
２０６，４２０ 第２の成形アパーチャ部材
２０４ 投影レンズ
２０５ 成形偏向器
２０７ 対物レンズ
２０８ 位置偏向器
２２２ 投影レンズ
２３０，２６０，２３８，２３９，２６９ 領域
２３１，２３２，２３３，２３４，２３５，２３６，２３７ 開口部
２６１，２６２，２６３，２６４，２６５，２６６，２６７ 開口部
５０２，５０４，５１２，５１４，５２２，５２４，５３２，５３４ 開口部
５０６，５１６，５２６，５３６，５０８ 開口部
６０２，６０４，６１２，６１４，６２２，６２４，６３２，６３４ 開口部
６０６，６１６，６２６，６３６，６０８ 開口部
２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６，２４７ 部分
５４０，５４１，５４２，５４３，６４０，６４２ 部分
２５１，２５２，２５３，２５４，２５５，２５６ パターン
２８１，２８２，２８４，２８５，２８６，２８７，３３７，３３８ パターン
３３４，３３５，３３６，３４１，３４２，３４３，３４４，３４５，３４６ パターン
３５１，３５２，３５４，３５５，３９３，３９４ パターン
３９５，３９６，３９７，３９８ パターン
２９１，２９２，２９３，２９４，２９５，２９６，２９７，２９８ 補助パターン
３３０ 電子線
３３１ 通過像
３３３ 像
３６０ 基板
３６１ ポジ型レジスト
３６２ ネガ型レジスト
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームを照射する照射部と、
前記荷電粒子ビームを遮断する領域の両側に透過する領域を有する第１の成形アパーチャ部材と、
前記第１の成形アパーチャ部材を透過した前記荷電粒子ビームを偏向する偏向部と、
偏向された前記荷電粒子ビームを遮断する領域の両側に透過する領域を有する第２の成形アパーチャ部材と、
前記第２の成形アパーチャ部材を透過した前記荷電粒子ビームが照射される試料を載置するステージと、
を備え、
前記第２の成形アパーチャ部材を透過した前記荷電粒子ビームが照射されることによって試料上に所定の間隔を空けて並ぶ第１と第２のパターンが同時に描画され、
第１の成形アパーチャ部材と第２の成形アパーチャ部材とを相対的にずらす前記荷電粒子ビームを偏向する際の偏向量によって、前記第１と第２のパターン間の距離が可変に決定されることを特徴する荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記透過する領域は、一部がつながっていることを特徴する請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記第１と第２の成形アパーチャ部材のうち少なくとも１つに、曲線を用いた開口部が形成されていることを特徴する請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
荷電粒子ビームを遮断する領域の両側に透過する開口部が形成された第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて、所定の間隔を空けて並ぶ第１と第２のパターンを同時に描画し、
前記第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて、前記第２のパターンの両サイドのうち前記第１のパターンとは反対側のサイドで前記第２のパターンにつなぎ合わさる第３のパターンを描画し、
第１の成形アパーチャ部材と第２の成形アパーチャ部材とを相対的にずらす前記荷電粒子ビームを偏向する際の偏向量によって、前記第１と第２のパターン間の距離が可変に決定されることを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項５】
荷電粒子ビームを遮断する領域の両側に透過する開口部が形成された第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて、第１の間隔を空けて並ぶ第１の対パターンを同時に描画し、
前記第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて、前記第１の対パターンにつなぎ合わせた第２の間隔を空けて並ぶ第２の対パターンを描画し、
第１の成形アパーチャ部材と第２の成形アパーチャ部材とを相対的にずらす前記荷電粒子ビームを偏向する際の偏向量によって、前記第１の対パターン間の第１の間隔が可変に決定されることを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項１】
荷電粒子ビームを照射する照射部と、
前記荷電粒子ビームを遮断する領域の両側に透過する領域を有する第１の成形アパーチャ部材と、
前記第１の成形アパーチャ部材を透過した前記荷電粒子ビームを偏向する偏向部と、
偏向された前記荷電粒子ビームを遮断する領域の両側に透過する領域を有する第２の成形アパーチャ部材と、
前記第２の成形アパーチャ部材を透過した前記荷電粒子ビームが照射される試料を載置するステージと、
を備え、
前記第２の成形アパーチャ部材を透過した前記荷電粒子ビームが照射されることによって試料上に所定の間隔を空けて並ぶ第１と第２のパターンが同時に描画され、
第１の成形アパーチャ部材と第２の成形アパーチャ部材とを相対的にずらす前記荷電粒子ビームを偏向する際の偏向量によって、前記第１と第２のパターン間の距離が可変に決定されることを特徴する荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記透過する領域は、一部がつながっていることを特徴する請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記第１と第２の成形アパーチャ部材のうち少なくとも１つに、曲線を用いた開口部が形成されていることを特徴する請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
荷電粒子ビームを遮断する領域の両側に透過する開口部が形成された第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて、所定の間隔を空けて並ぶ第１と第２のパターンを同時に描画し、
前記第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて、前記第２のパターンの両サイドのうち前記第１のパターンとは反対側のサイドで前記第２のパターンにつなぎ合わさる第３のパターンを描画し、
第１の成形アパーチャ部材と第２の成形アパーチャ部材とを相対的にずらす前記荷電粒子ビームを偏向する際の偏向量によって、前記第１と第２のパターン間の距離が可変に決定されることを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項５】
荷電粒子ビームを遮断する領域の両側に透過する開口部が形成された第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて、第１の間隔を空けて並ぶ第１の対パターンを同時に描画し、
前記第１と第２の成形アパーチャ部材を用いて、前記第１の対パターンにつなぎ合わせた第２の間隔を空けて並ぶ第２の対パターンを描画し、
第１の成形アパーチャ部材と第２の成形アパーチャ部材とを相対的にずらす前記荷電粒子ビームを偏向する際の偏向量によって、前記第１の対パターン間の第１の間隔が可変に決定されることを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−２１２９５０（Ｐ２０１２−２１２９５０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７８８６７（Ｐ２０１２−１７８８６７）
【出願日】平成２４年８月１０日（２０１２．８．１０）
【分割の表示】特願２００８−３５４７３（Ｐ２００８−３５４７３）の分割
【原出願日】平成２０年２月１８日（２００８．２．１８）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月１０日（２０１２．８．１０）
【分割の表示】特願２００８−３５４７３（Ｐ２００８−３５４７３）の分割
【原出願日】平成２０年２月１８日（２００８．２．１８）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
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