(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状の第１の導波路パターンと、第１の導波路パターンと平行に設けられた第２の導波路パターンと、前記第１の導波路パターンと前記第２の導波路パターンとの間に非接触に設けられた環状パターンとを有するレーストラック型の光共振器を露光するための電子ビーム露光方法において、
前記第１の導波路パターン及び前記第２の導波路パターンが前記環状パターンと最も接近するギャップ部分を平行な直線の描画対象パターンとして描画するギャップ用の開口パターンと、前記ギャップ部分以外の描画対象パターンの領域を分割してなる複数の開口パターンとを有する露光用マスクを用意する工程と、
前記露光用マスクの前記ギャップ用の開口パターンを通過した電子ビームによる露光を行って、前記描画対象パターンの前記ギャップ部分を１回の露光で描画する工程と、
前記露光用マスクの開口パターンを通過した電子ビームによる露光を行って、前記描画対象パターンの前記ギャップ部分以外の領域を描画する工程と、を有し、
前記露光用マスクの開口パターンの繋ぎ目となる端部には、前記開口パターンの幅が徐々に細くなる繋ぎ部が形成されており、前記描画対象パターンを描画する工程では、隣接する前記繋ぎ部によって描画される部分が重なり合うように露光することを特徴とする電子ビーム露光方法。
【請求項２】
直線状の開口パターンと、前記直線状の開口パターンの幅と同じ直径を有する円形の開口パターンとを有する露光用マスクを用意する工程と、
前記直線状の開口パターンを通過した電子ビームによる露光を繰り返して描画対象パターンの直線部分を描画する工程と、
前記円形の開口パターンを通過した電子ビームを、露光位置をずらしながら重ねて露光することで前記描画対象パターンの曲線部分を描画する工程と、を有し、
前記描画対象パターンの曲線部分と直線部分との接続部において、前記円形の開口パターンに照射される矩形状の電子ビームの位置を露光位置に応じて調整することにより、前記曲線部分の描画の際に前記曲線部分から前記直線部分に電子ビームがはみ出さないようにして描画を行うことを特徴とする電子ビーム露光方法。
【請求項３】
前記直線状の開口パターンの繋ぎ目となる端部には、前記開口パターンの幅が徐々に細くなった繋ぎ部が形成されており、前記描画対象パターンの直線部分を描画する工程では、隣接する前記繋ぎ部によって描画される部分が重なり合うように露光することを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム露光方法。
【請求項４】
矩形状の開口パターンと、円形の開口パターンとを有する露光用マスクを用意する工程と、
前記円形の開口パターンを通過した電子ビームを、露光位置をずらしながら重ねて露光を繰り返すことで描画対象パターンのエッジを描画する工程と、
前記矩形状の開口パターンを通過した電子ビームを、露光位置をずらしながら重ねて露光を繰り返すことで前記描画対象パターンのエッジの内側の部分を描画する工程と、
を有することを特徴とする電子ビーム露光方法。
【請求項５】
前記円形の開口パターンを通過した電子ビームの照射位置の間隔を、前記描画対象パターンのエッジに沿って常に一定の距離とすることを特徴とする請求項４に記載の電子ビーム露光方法。
【請求項６】
前記円形の開口パターンを通過した前記電子ビームの照射位置の間隔を、前記円形の開口パターンを通過した前記電子ビームの直径の１／２とし、且つ、前記円形の開口パターンを通過した前記電子ビームの直径を許容されるエッジのラフネスの大きさδの１／０．０６７倍以下とすることを特徴とする請求項５に記載の電子ビーム露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ等の半導体装置において、金属配線による信号遅延を解消するべく、半導体装置を光導波路を介して接続するシリコンフォトニクスと呼ばれる技術の開発が進められている。
【０００３】
このような光導波路は、近赤外線領域の光に対して透明なシリコンを用いており、そのパターンの幅は数百ｎｍ程度となっている。このような微細な光導波路では、パターンのエッジ部分に数ｎｍ程度の凹凸（ラフネス）があると、大きな損失が発生して光信号が通過しなくなる。
【０００４】
また、光導波路を用いて光共振器を形成した場合には、パターンのギャップ部分の幅のわずかなバラツキによって共振する光の波長が大きく変化してしまう。
【０００５】
そのため、実用的な光導波路及び光素子を作製するためには、高精度な加工技術が必要となる。
【０００６】
そこで、電子ビーム露光装置を用いて光素子のパターニングを行う方法が考えられる。
【０００７】
しかし、光導波路の線幅は数百ｎｍと大きいため、必要な精度を確保するために電子ビーム露光装置の電子ビームのスポットを絞ると、多数回の照射が必要となり、パターンの描画に長い時間が必要となってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１９５３３９号公報
【特許文献２】特開２０１１−４９５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、精度よく且つ迅速にパターンを描画できる電子ビーム露光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】
【００１０】
一観点によれば、直線状の第１の導波路パターンと、第１の導波路パターンと平行に設けられた第２の導波路パターンと、前記第１の導波路パターンと前記第２の導波路パターンとの間に非接触に設けられた環状パターンとを有するレーストラック型の光共振器を露光するための電子ビーム露光方法において、前記第１の導波路パターン及び前記第２の導波路パターンが前記環状パターンと最も接近するギャップ部分を平行な直線の描画対象パターンとして描画するギャップ用の開口パターンと、前記ギャップ部分以外の描画対象パターンの領域を分割してなる複数の開口パターンとを有する露光用マスクを用意する工程と、前記露光用マスクの前記ギャップ用の開口パターンを通過した電子ビームによる露光を行って、前記描画対象パターンの前記ギャップ部分を１回の露光で描画する工程と、前記露光用マスクの開口パターンを通過した電子ビームによる露光を行って、前記描画対象パターンの前記ギャップ部分以外の領域を描画する工程と、を有し、前記露光用マスクの開口パターンの繋ぎ目となる端部には、前記開口パターンの幅が徐々に細くなる繋ぎ部が形成されており、前記描画対象パターンを描画する工程では、隣接する前記繋ぎ部によって描画される部分が重なり合うように露光する電子ビーム露光方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
上記観点によれば、描画対象パターンを分割した形状の電子ビームを照射するので、少ない露光回数で迅速に光素子を構成するパターンを形成でき、エッジラフネスを抑制しつつ、露光に要する時間を短縮できる。
【００１２】
さらに、露光に用いる露光マスクの開口パターンの開口パターンの繋ぎ目となる端部に、開口パターンの幅が徐々に細くなる繋ぎ部を形成し、その繋ぎ部で描画される部分が重複するように露光する。これにより、露光領域の繋ぎ部分での線幅の変化を抑制でき、凹凸の少ないパターンを描画できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、レーストラック型の光共振器の製造方法を示す斜視図である。
【図２】図２は、ポイントビーム方式による光共振器の描画方法（比較例）を示す図である。
【図３】図３は、ポイントビームを用いた光共振器の描画方法（比較例）の問題点を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る光共振器の製造に用いる電子ビーム露光装置を示す図である。
【図５】図５は、図４の電子ビーム露光装置の動作モードを示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る光共振器のパターン形成方法を示す図である。
【図７】図７は、図６の電子ビーム露光方法において、露光パターンの繋ぎ部分の処理方法を示す図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係る光共振器のパターン形成方法を示す図である。
【図９】図９は、図８の電子ビーム露光方法における曲線パターンと直線パターンとの繋ぎ部分の処理方法を示す図である。
【図１０】図１０は、第３実施形態に係る光共振器のパターン形成方法を示す図である。
【図１１】図１１は、円形ショットの重なりとエッジのラフネスとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付の図を参照しつつ実施形態について説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
本実施形態では、光素子の一例としてレーストラック型の光共振器を例として説明する。
【００１６】
図１は、レーストラック型の光共振器の製造方法を工程順に示す斜視図である。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、まず、シリコン基板１１の上に酸化シリコン膜１２と、シリコン膜１３とレジスト膜１４とを順に形成する。
【００１８】
次に図１（ｂ）に示すように、レジスト膜１４を電子ビームを用いた露光及び現像により、直線状のパターン１４ａ及び環状のパターン１４ｂを形成する。
【００１９】
次いで、レジスト膜１４のパターン１４ａ、１４ｂをマスクとしたエッチングを行う。これにより、レジスト膜１４に覆われていない部分のシリコン膜１３が除去されて直線状の導波路パターン１３ａ及び環状の導波路パターン１３ｂとが形成される。
【００２０】
その後、図１（ｃ）に示すようにレジスト膜１４のパターン１４ａ、１４ｂを除去することにより、シリコンを光導波路としたレーストラック型の光共振器１０が完成する。
【００２１】
この光共振器１０の導波路パターン１３ａ、１３ｂの線幅は例えば０．５μｍ程度であり、直線状の導波路パターン１３ａと環状の導波路パターン１３ｂとは所定の距離だけ隔てられている。直線状の導波路パターン１３ａに光信号を伝搬させると、導波路パターン１３ａ、１３ｂ間の距離に応じた所定の周波数の光信号が環状の導波路パターン１３ｂに伝搬して抽出される。
【００２２】
このような、導波路パターン１３ａ、１３ｂのエッジに凹凸（ラフネス）があると、その部分から光信号が漏えいしてしまい損失が大きくなってしまう。そのため、導波路パターン１３ａ、１３ｂのエッジのラフネスを平均値で数ｎｍ以下に抑制する必要がある。
【００２３】
また、レーストラック型の光共振器の周波数特性は、導波路パターン１３ａと導波路パターン１３ｂとの間隔に依存するため、これらのパターンのギャップ部分を高い精度で作製することが求められる。
【００２４】
図２は、ポイントビームを用いた電子ビーム露光方法（比較例）を示す図である。
【００２５】
図２に示すように、ポイントビームを用いた電子ビーム露光方法では、電子銃８１から放出された電子ビーム８４が絞り８２の円形のアパーチャ８２ａを通過することで円形の断面に整形される。その後、電子ビーム８４は、電磁レンズ８３によって所定の大きさに収束されて、試料の上に円形のポイントビーム８４ａとして照射される。そして、ポイントビーム８４ａの照射位置を移動させながら、ポイントビーム８４ａの照射を繰り返すことで導波路パターンを描画する。
【００２６】
このようなポイントビームを用いた露光は、主に光素子の試作等で用いられている。
【００２７】
図３は、ポイントビームを用いた電子ビーム露光方法（比較例）の問題点を示す図である。
【００２８】
図３において、部分拡大図Ｂに示すように、ポイントビームを用いた電子ビーム露光方法では、導波路パターン１３ｂのエッジにビームサイズに応じた所定の大きさΔＥの凹凸が発生する。そのため、導波路パターン１３ｂのエッジのラフネスを規定の範囲内に抑制するためには、ビームサイズを絞る必要があり、電子ビームの露光回数（ショット数）が増大してしまう。したがって、露光に長時間がかかるという問題がある。
【００２９】
また、部分拡大図Ａに示すように、導波路パターン１３ａと導波路パターン１３ｂとの間隔は、導波路パターン１３ａのエッジと、導波路パターン１３ｂのエッジとによって規定される。
【００３０】
しかし、導波路パターン１３ａのエッジの描画が完了してから導波路パターン１３ｂの描画までに時間を要するため、その間に電子ビームの照射位置の変動や、電子ビームの電流値の変化が生じてしまう。
【００３１】
そのため、導波路パターン１３ａと導波路パターン１３ｂとの間隔を狙い通りの寸法で作製することが困難である。
【００３２】
そこで、本実施形態ではキャラクタープロジェクション方式に着目した。
【００３３】
図４は、本実施形態に係る光共振器の製造に用いる電子ビーム露光装置を示す図である。
【００３４】
図４に示すように、本実施形態の電子ビーム露光装置３０は、電子光学系コラム１００と、電子光学系コラム１００の各部を制御する制御部３１とに大別される。このうち、電子光学系コラム１００は、電子ビーム生成部１３０、マスク偏向部１４０及び基板偏向部１５０を備え、その内部は減圧されている。
【００３５】
電子ビーム生成部１３０では、電子銃１０１から電子ビームＥＢが放出される。その電子ビームＥＢは、第１電磁レンズ１０２で収束された後、ビーム整形用マスク１０３の矩形アパーチャ１０３ａを透過して矩形状の断面に整形される。
【００３６】
その後、電子ビームＥＢは、マスク偏向部１４０の第２電磁レンズ１０５によって露光マスク１１０上に結像される。そして電子ビームＥＢは、第１、第２静電偏向器１０４、１０６により露光マスク１１０に形成された特定のパターンＳiに偏向され、その断面形状がパターンＳiの形状に整形される。
【００３７】
なお、露光マスク１１０はマスクステージ１２３に固定されるが、そのマスクステージ１２３は水平面内において移動可能であって、第１、第２静電偏向器１０４、１０６の偏向範囲（ビーム偏向領域）を超える部分にあるパターンＳを使用する場合には、マスクステージ１２３を移動させることにより、そのパターンＳをビーム偏向領域内に移動させる。
【００３８】
露光マスク１１０の上下に配置された第３、第４電磁レンズ１０８、１１１は、それらに供給する電流量を調整することにより、電子ビームＥＢをシリコン基板１１上で結像させる役割を担う。
【００３９】
露光マスク１１０を通った電子ビームＥＢは、第３、第４静電偏向器１１２、１１３の偏向作用によって光軸Ｃに振り戻された後、第５電磁レンズ１１４によってそのサイズが縮小される。
【００４０】
マスク偏向部１４０には、第１、第２補正コイル１０７、１０９が設けられており、それらにより、第１〜第４静電偏向器１０４、１０６、１１２、１１３で発生するビーム偏向収差が補正される。
【００４１】
その後、電子ビームＥＢは、基板偏向部１５０を構成する遮蔽板１１５のアパーチャ１１５ａを通過し、第１、第２投影用電磁レンズ１１６、１２１によってシリコン基板１１上に投影される。これにより、露光マスク１１０のパターンの像が、所定の縮小率、例えば１／１０の縮小率でシリコン基板１１に転写されることになる。
【００４２】
基板偏向部１５０には、第５静電偏向器１１９と電磁偏向器１２０とが設けられており、これらの偏向器１１９、１２０によって電子ビームＥＢが偏向され、シリコン基板１１の所定位置に露光マスクのパターンの像が投影される。
【００４３】
さらに、基板偏向部１５０には、シリコン基板１１上における電子ビームＥＢの偏向収差を補正する第３、第４補正コイル１１７，１１８が設けられる。
【００４４】
シリコン基板１１は、例えばモータ等よりなる駆動部（不図示）により水平方向に移動可能なウエハステージ３３に固定されており、ウエハステージ３３を移動させることで、シリコン基板１１の全面に露光を行うことができる。
【００４５】
一方、制御部２００は、電子銃制御部２０２、電子光学系制御部２０３、マスク偏向制御部２０４、マスクステージ制御部２０５、ブランキング制御部２０６、基板偏向制御部２０７及びウエハステージ制御部２０８を有する。これらのうち、電子銃制御部２０２は、電子銃１０１を制御して、電子ビームＥＢの加速電圧やビーム放射条件などを制御する。また、電子光学系制御部２０３は、電磁レンズ１０２，１０５，１０８，１１１，１１４，１１６及び１２１への電流量等を制御して、これらの電磁レンズで構成される電子光学系の倍率や焦点位置などを調節する。ブランキング制御部２０６は、ブランキング電極１２７への印加電圧を制御することにより、露光開始前から発生している電子ビームＥＢを遮蔽板１１５上に偏向し、露光前にシリコン基板１１上に電子ビームＥＢが照射されるのを防ぐ。
【００４６】
基板偏向制御部２０７は、第５静電偏向器１１９への印加電圧と、静電偏向器１２０へ供給する電流量を制御することにより、シリコン基板１１の所定の位置に電子ビームＥＢが偏向されるようにする。
【００４７】
ウエハステージ制御部２０８は、駆動部１２５の駆動量を調節して、シリコン基板１１を水平方向に移動させ、シリコン基板１１の所望の位置に電子ビームＥＢが照射されるようにする。上記の各制御部２０１〜２０８は、統合制御系３４から供給される各露光ショット毎の露光条件を規定する露光データに基づいて動作する。その露光データは例えばワークステーションなどによって構成された統合制御系３４で作成される。
【００４８】
上記の電子ビーム露光装置３０は、可変矩形ビーム（Variable Shaped Beam;ＶＳＢ）方式と、部分一括露光（Character Projection；ＣＰ）方式による露光を行うことができる。ここに、図５（ａ）は、可変矩形ビーム方式を説明する図であり、図５（ｂ）は部分一括露光方式を説明する図である。
【００４９】
図５（ａ）に示すように、可変矩形ビーム(ＶＳＢ）方式では、ビーム整形マスク１０３の矩形アパーチャ１０３ａを通過した電子ビームＥＢの一部を、露光マスク１１０に設けられた矩形開口パターンＳ0で切り取る。そして、矩形開口パターンＳ0を通過した矩形状の電子ビームＥＢをシリコン基板１２の上に照射する。
【００５０】
このようなＶＳＢ方式では、矩形開口パターンＳ0と矩形アパーチャ１０３ａを通過した電子ビームとの重なり具合を調整することで、様々な形状及び大きさの矩形状の電子ビームを生成できる。また、ポイントビームとは異なり電子ビームの電流密度が電子ビームのサイズが変わっても変化しないため、大面積を一括して露光した場合であっても露光時間がかわらない。そのため、大面積を一括して露光することで、ポイントビーム方式に比べて数十倍〜数百倍の描画速度が得られる。
【００５１】
一方、図５（ｂ）に示すように、ＣＰ方式の場合には、ビーム整形マスク１０３の矩形アパーチャ１０３ａを通過した電子ビームＥＢを、露光マスク１１０に設けられた開口パターンＳiを通過させる。これにより、開口パターンＳiと同じ断面形状に整形された電子ビームを照射する。
【００５２】
このＣＰ方式では、電子ビームＥＢは露光マスク１１０の開口パターンＳiで切り取られる。これにより、露光マスク１１０から上の電子光学系で発生する電子ビームＥＢのぼやけが伝搬しないため、高い解像力が得られる。また、矩形以外の複雑な形状を１回の露光で描画できるため、曲線部分を含むパターンについては、ＶＳＢ方式のみを用いる場合よりも少ない露光回数で描画できる。
【００５３】
なお、図５（ａ）に示した矩形開口パターンＳ0と開口パターンＳ1〜Ｓ4は同じ露光用マスク基板上に形成されている。
【００５４】
本実施形態では、上記の露光方式のうちＣＰ方式を用いてパターンの露光を行う。
【００５５】
図６（ａ）は、第１実施形態に係るレーストラック型の光共振器の露光に用いる露光マスクを示し、図６（ｂ）は図６（ａ）の露光マスクを用いたレーストラック型の光共振器の露光方法を示す図である。
【００５６】
図６（ｂ）に示すように、本実施形態では、レーストラック型の光共振器を構成する光導波路を、複数の小領域２１１ａ〜２１１ｎに分割する。
【００５７】
すなわち、本実施形態では、レーストラック型の光共振器の直線状の導波路パターン１３ａと環状の導波路パターン１３ｂとのギャップ部分を、平行な直線部分としておき、その平行な直線部分を一つの小領域２１１ｂとしておく。
【００５８】
また、直線状の導波路パターン１３ａは複数の小領域２１１ａに分割し、環状パターン１３ｂは、小領域２１１ｃ〜２１１ｎとして分割する。
【００５９】
また、図６（ａ）に示すように、導波路パターンの分割された各領域に対応する開口パターン２１２ａ〜２１２ｎが形成された露光マスク２１０を用意しておく。
【００６０】
そして、分割した各領域を露光マスク２１０を用いたＣＰ方式の露光で導波路パターン１３ａ、１３ｂを描画する。
【００６１】
なお、分割されたパターン同士の繋ぎ部分は、以下に説明する方法で処理する。
【００６２】
図７（ａ）は、開口パターンの端部の拡大図であり、図７（ｂ）は導波路パターンの繋ぎ部分の露光方法を示す図であり、図７（ｃ）は図７（ｂ）の方法による導波路パターンの繋ぎ部分を示す図である。
【００６３】
図７（ａ）の部分拡大図に示すように、本実施形態の開口パターン２１２ａの端部は単純に直角なエッジのみで形成されたものではなく、曲率を帯びたエッジによって形成された繋ぎ部２１３ａを備えている。
【００６４】
本実施形態では、隣接する２つの開口パターン２１２ａの露光位置を、図７（ｂ）に示すように繋ぎ部２１３ａの一部分で重なるように配置して露光を行う。図中ではパターンの繋ぎ目にくさび状の凹部２１４ａができるが、この凹部２１４ａは重複した繋ぎ部２１３ａの２回の露光によるパターン幅の太りによって補償される。
【００６５】
その結果、図７（ｃ）に示すように、繋ぎ目に凹凸のない導波路パターン１３ａを作製できる。
【００６６】
本実施形態のレーストラック型の光共振器の製造方法によれば、導波路パターンを所定個数の領域に分割した上で、ＣＰ方式の露光を行う。そのため、パターンのエッジの凹凸を抑制しつつ、少ない露光回数でレーストラック型の光共振器１０を作製できる。そのため、ポイントビーム方式を用いる場合にくらべて露光に要する時間を大幅に削減できる。
【００６７】
さらに、光共振器１０の特性を決めるギャップ部分を、１つの開口パターン２１１ｂを用いた１回の露光で形成するため、電子ビームのドリフトや電流値の変動の影響を避けることができ、極めて高い精度でギャップ部分を作製できる。
【００６８】
（第２実施形態）
図８は、本実施形態に係るＣＰ電子ビーム露光方法を示す図である。
【００６９】
図８（ａ）に示すように、本実施形態では円形の開口パターン２２２ｃ、２２２ｄ、２２２ｅが形成された露光マスク２２０を用意しておく。また、この露光用マスク２２０では、円形の開口パターン２２２ｃ、２２２ｄ、２２２ｅの上下及び左右の所定範囲には開口パターンのないガード領域２２２が設けられている。
【００７０】
さらに、露光用マスク２２０には、直線状の導波路パターンを形成するための開口パターン２１２ａ及びギャップ部を形成するための開口パターン２１２ｂが設けられている。
【００７１】
図８（ｂ）に示すように、本実施形態でも直線状の導波路パターン１３ａ及び導波路パターン１３ａと導波路パターン１３ｂとのギャップ部分については、開口パターン２２２ａ、２２２ｂを用いたＣＰ方式の露光によって描画する。
【００７２】
一方、環状の導波路パターン１３ｂの曲線部分については、開口パターン２２２ｃによって整形された電子ビーム２２４をずらしながら重ねて露光して描画する。なお、円形の電子ビーム２２４は、導波路パターン１３ｂの線幅と同じ直径を有している。
【００７３】
ここで、導波路パターン１３ｂの曲線部分とギャップ部分との繋ぎ目では、円形の電子ビーム２２４による露光と開口パターン２２２ｂによる露光とが重複してしまい、線幅の太りが生じてしまう。
【００７４】
そこで、本実施形態では以下の方法で導波路パターン１３ｂの曲線部分とギャップ部分との繋ぎ部分を露光する。図９は、図８の露光において、曲線部分とギャップ部分との繋ぎ目の処理方法を示す図である。
【００７５】
本実施形態では、図９（ｂ）に示すように、導波路パターン１３ｂの曲線部分の終端部から、円形の電子ビームがはみ出さないようにして露光を行う。これにより、ギャップ部分と曲線部分との間での重複した露光を防ぐことができ、ギャップ部分と曲線部分との繋ぎ目に線幅が太った部分が生じるのを防ぐことができる。
【００７６】
このような、円形の電子ビームのはみ出しの抑制は、図９（ａ）に示すように、露光マスク２２０の開口パターン２２１ｃと、整形マスク１０３の矩形アパーチャ１０３ａで整形された矩形ビーム２２５との重なりの調整によって行われる。すなわち、円形の電子ビーム２２４の照射位置が曲線部分とギャップ部分の境界に近づいたときには、矩形状の電子ビーム２２５の照射位置を移動させて、開口パターン２２１ｃの一部のみを照射するようにする。
【００７７】
この場合において、露光マスク２２０の開口パターン２２１ｃの上下及び左右はパターンが形成されていないガード領域２２２となっている。そのため、曲線部分の繋ぎ目処理のために矩形状の電子ビーム２２５の照射位置をずらした場合であっても、電子ビームが開口パターン２２１ｃ以外の開口パターンを通過するのを防ぐことができる。
【００７８】
以上のように、本実施形態によれば、曲線状の導波路パターンを断面が円形の電子ビームを繋ぎ合わせて形成するため、様々な曲率の導波路パターンを形成することができる。
【００７９】
また、ポイントビーム方式と比較しても露光回数を少なくすることができ、導波路パターンの描画に要する時間が短くなる。
【００８０】
（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態に係るＣＰ電子ビーム露光方法を示す図である。
【００８１】
図１０（ａ）に示すように、本実施形態の露光マスク２３０には、直線状の導波路パターン１３ａ用の開口パターン２３２ａと、ギャップ部分用の開口パターン２３２ｂとに加えて、円形の開口パターン２３１ｃとが設けられている。
【００８２】
この円形の開口パターン２３１ｃの直径は、導波路パターン１３ａ、１３ｂの線幅よりも小さいサイズに形成されている。
【００８３】
図１０（ｂ）に示すように、直線状の導波路パターン１３ａと、導波路パターン１３ａと導波路パターン１３ｂとのギャップ部分については、ＣＰ方式による露光を行う点で図６に示す方法と同様である。
【００８４】
図１０（ｂ）の部分拡大図に示すように、導波路パターン１３ｂの曲線部分については、ラフネスの低減が求められるエッジ付近を、円形の電子ビーム２３１ｃを用いて露光する。
【００８５】
また、曲線部分の中で、比較的低い精度でよいパターンの内側の部分については、ＶＳＢ方式による露光を行う。このように、ＶＳＢ方式の露光を併用するため、ポイントビームのみを用いる場合に比べて少ない露光回数でパターンの描画を行うことができる。
【００８６】
ここで、円形の電子ビーム２３１ｃのピッチは電子ビームの直径と、必要とされるラフネスに応じて下記の方法で決められる。
【００８７】
図１１は、円形の電子ビーム２３１ｃのピッチと、エッジの凹凸の大きさとの関係を説明する図である。
【００８８】
図１１（ａ）は、円形の電子ビーム２３１ｃのピッチＰ1を電子ビーム２３１ｃの直径Ｗの１倍とした場合を示している。この場合には、図示のように、電子ビームの直径Ｗの１／２の大きさの凹凸が発生する。
【００８９】
また、図１１（ｂ）は、電子ビーム２３１ｃのピッチＰ2を電子ビーム２３１ｃの直径Ｗの１／２倍とした場合を示している。この場合には、図示のように、電子ビームの直径Ｗの約０．０６７倍の凹凸が発生する。
【００９０】
例えば、電子ビーム２３１ｃの直径Ｗを６０ｎｍとし、電子ビーム２３１ｃのピッチを直系Ｗの１／２倍としたときに、発生するラフネスは４．０２ｎｍ程度と見積もられる。この値は本願発明者らの実験結果と一致することを確認している。
【００９１】
図１１（ｃ）は、電子ビーム２３１ｃのピッチＰ3を電子ビーム２３１ｃの直径Ｗの１／４倍とした場合を示している。この場合には、電子ビームの直径の約０．０３２倍の凹凸が発生する。
【００９２】
さらに、図１１（ｄ）は、電子ビーム２３１ｃのピッチＰ4を電子ビーム２３１ｃの直径Ｗの１／８倍とした場合を示している。この場合には、電子ビームの直径の約０．００８倍の凹凸が発生する。
【００９３】
このように、円形の電子ビーム２３１ｃのピッチを小さくするほど、エッジ部分に発生する凹凸が減少する。
【００９４】
露光回数を減少させるために、許容されるエッジの凹凸が実現できる範囲で、円形の電子ビーム２３１ｃのピッチを大きくさせることが好ましい。
【００９５】
例えば、直径が６０ｎｍの電子ビーム２３１ｃを用いる場合には、ピッチは３０ｎｍ（１／２Ｗ）とすれば４ｎｍ程度のラフネスに抑えることができ、導波路パターンとしては十分な結果がえられる。
【００９６】
本実施形態では、図１０（ｂ）の導波路パターン１３ｂの曲線部分において、内周側のエッジにおける円形の電子ビーム２３１ｃのピッチと、外周側のエッジに配置される円形の電子ビーム２３１ｃのピッチとを同じとする。これにより、導波路パターン１３ｃの内周側と外周側とでラフネスの大きさが異なるといった問題を防ぐことができる。
【００９７】
本実施形態によれば、円形の電子ビーム２３１ｃの直径に制約されることなく様々な太さの曲線パターンを描画することができる。また、ＶＳＢ方式の露光を行うことで、大面積のパターンを少ない露光回数で描画することができ、迅速に光素子を作製できる。
【符号の説明】
【００９８】
１０…光共振器、１１…シリコン基板、１２…酸化シリコン膜、１３…シリコン膜、１３ａ、１３ｂ…導波路パターン、１４…レジスト膜、１４ａ…レジストパターン、３０…電子ビーム露光装置、３１…制御部、３３…ウエハステージ、３４…統合制御系、８１、１０１…電子銃、８２…絞り、８４、８４ａ…電子ビーム、１００…電子光学系コラム、１０２、１０５、１０８、１１１、１１４、１１６、１２１…電磁レンズ、１０３…ビーム整形用マスク、１０３ａ…矩形アパーチャ、１０４、１０６、１１２、１１３、１１９、１２０…偏向器、１０７、１０９、１１７、１１８…補正コイル、１１０、２１０、２２０、２３０…露光マスク、１１５…遮蔽板、１１５ａ…アパーチャ、１２３…マスクステージ、１３０…電子ビーム生成部、１４０…マスク偏向部、１５０…基板偏向部、２０２…電子銃制御部、２０３…電子光学系制御部、２０４…マスク偏向制御部、２０５…マスクステージ制御部、２０６…ブランキング制御部、２０７…基板偏向制御部、２０８…ウエハステージ制御部、２１１ａ〜２１１ｎ、２２１ａ、２２１ｂ、２３１ａ、２３１ｂ…小領域、２１２ａ〜２１２ｎ、２２２ａ〜２２２ｅ、２３２ａ〜２３２ｃ…開口パターン、２１３ａ…繋ぎ部、２１４ａ…凹部、２２２…ガード領域、２２４、２３１ｃ…電子ビーム（円形）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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