(57)【要約】【課題】パターンを基本図形である「要素パターン」に分割処理してなる描画データに変換して、多重描画に基づく組み合わせにより、所期の目的であるパターンを再構築する既存手法に替わる可変成形ビームの「多重描画」の新規手法を提案し、少ないショット数でシームレスなパターンを描画可能とすることを目的とする。【解決手段】多角形図形を電子ビーム露光装置で描画するにあたり、被露光体に対して１段階では解像せず２段階以上の重なりで解像するドーズ量による描画を、領域１および領域２についてそれぞれ１段階ずつ２段階行ない、領域１，２の交差箇所にあたる多角形図形を解像させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多角形図形を電子ビーム露光装置で描画するにあたり、
被露光体に対して１段階では解像せず２段階以上の重なりで解像するドーズ量による描画を、領域１および領域２についてそれぞれ１段階ずつ２段階行ない、
領域１，２の交差箇所にあたる多角形図形を解像させることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
領域１が平行に並列したストライプ群１であり、領域２が平行に並列したストライプ群２であり、
多角形図形は、ストライプ群１とストライプ群２が直交して交差して重なり合う箇所において生じるマトリクス状に配列される矩形群である請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項３】
領域１が平行に並列したストライプ群１であり、領域２が平行に並列したストライプ群２であり、
多角形図形は、ストライプ群１とストライプ群２が非直角に交差して重なり合う箇所において生じるマトリクス状に配列される四角形群である請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項４】
領域１が三角形１であり、領域２が三角形１の２辺と交差するストライプ２であり、
多角形図形は、三角形１とストライプ２が交差して重なり合う箇所において生じる台形である請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項５】
領域１が三角形１であり、領域２が三角形１と互いに交差する三角形２であり、
多角形図形は、三角形１と三角形２が交差して重なり合う箇所において生じる四角形，五角形，六角形の何れかである請求項１記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線描画によるパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体用フォトマスクや、ナノインプリントのモールドなど、精度と解像度の高さが必要とされる微細加工技術には電子線描画による電子線リソグラフィが主な手法として用いられる。半導体用フォトマスクでは、ＬＳＩの微細化に伴い、より波長の短いＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ：極端紫外線）を使ったリソグラフィ（ＥＵＶリソグラフィ）によるデバイスの生産が検討されている。その原版であるＥＵＶマスクには、より微細なパターンが要求され、設計寸法に忠実なパターン形成が必要とされている。また、ナノインプリント用モールドでは、大面積に微細なパターンを精度良く形成することが必要とされている。
【０００３】
電子線描画方法としては、スポットビーム電子線描画法（ドット描画方式），可変成形電子線描画法（可変成形ビーム：以下、手法的ニュアンスも含めて用語「可変成形ビーム」を用いる。）が代表的であり、形成目的とするパターンに応じて手法が使い分けられるが、微細で複雑なパターン描画への対応での優位性から、可変成形ビームが多用される傾向にある。
【０００４】
可変成形ビームは、四角形と三角形の図形を使ってパターンが成形される。電子ビームが１種類以上の成形アパーチャ（開口，窓，穴の意）を通って照射される際にアパーチャの縁により電子ビームの断面形状（輪郭）が規定される。パターンを形成するためにナノスケールの貫通開口を加工した電子ビームリソグラフィ用のフォトマスクとして、シリコンステンシルマスクが採用されている。
【０００５】
可変成形ビームの基本的な手順では、設計された半導体集積回路のレイアウトであるレイアウトデータ（＝ＣＡＤ（computer aided design）データ）を電子線描画装置において用いられる描画データに変換し、この描画データを電子線描画装置に入力した上で描画が行なわれるが、描画データの作成（作成プログラム）の改善により、描画データのデータ容量を減少し、データ作成時間を短縮するための取り組みで、多くの先行技術が提案されている。（例えば、特許文献１，２参照）
可変成形ビームのうち、特に「多重描画」での取り組み事例が多い。多重描画とは、レジストの感光に必要な電子線の照射量を複数に分割し、それぞれの照射量で同一のパターンを重ね打ちすることで「平均化」による精度の向上を可能とする手法であるが、異なる形状に分割したパターンを多重描画する手法も実現されており、単純でないパターンを「台形分割処理する」「定義された多角形図形を各々ビームスキャニングが容易な複数の基本図形に分割する」などの応用例も多数見られ、多重描画のための電子線描画データのデータ容量を減少し、データ作成時間を短縮することが、本分野における重要な解決課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２９７６０３号公報
【特許文献２】特許第４８３１３９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、パターンを基本図形である「要素パターン」に分割処理してなる描画データに変換して、多重描画に基づく組み合わせにより、所期の目的であるパターンを再構築する既存手法に替わる可変成形ビームの「多重描画」の新規手法を提案し、少ないショット数でシームレスなパターンを描画可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による「多重描画」の新規手法に係るパターン形成方法は、
多角形図形を電子ビーム露光装置で描画するにあたり、
被露光体に対して１段階では解像せず２段階以上の重なりで解像するドーズ量による描画を、領域１および領域２についてそれぞれ１段階ずつ２段階行ない、
領域１，２の交差箇所にあたる多角形図形を解像させることを特徴とする。
【０００９】
本発明のバリエーションは、以下に例示される。
（１）領域１が平行に並列したストライプ群１であり、領域２が平行に並列したストライプ群２であり、多角形図形は、ストライプ群１とストライプ群２が直交して交差して重なり合う箇所において生じるマトリクス状に配列される矩形群である場合。
（２）領域１が平行に並列したストライプ群１であり、領域２が平行に並列したストライプ群２であり、多角形図形は、ストライプ群１とストライプ群２が非直角に交差して重なり合う箇所において生じるマトリクス状に配列される四角形群である場合。
（３）領域１が三角形１であり、領域２が三角形１の２辺と交差するストライプ２であり、多角形図形は、三角形１とストライプ２が交差して重なり合う箇所において生じる台形である場合。
（４）領域１が三角形１であり、領域２が三角形１と互いに交差する三角形２であり、多角形図形は、三角形１と三角形２が交差して重なり合う箇所において生じる四角形，五角形，六角形の何れかである場合。
【発明の効果】
【００１０】
「要素パターン」の多重描画に基づく組み合わせにより、所期の目的であるパターンを再構築する既存手法に比べ、少ないショット数でシームレスなパターンを描画可能とする上で有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の手法によるパターン形成を概念的に示す説明図。
【図２】従来技術の手法によるパターン形成を概念的に示す説明図。
【図３】本発明の手法（変形例）によるパターン形成を概念的に示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、従来技術による手法と対比して、図面を参照して説明する。
【００１３】
図２は、従来技術によるパターン形成を概念的に示す説明図であり、図２（ａ）はマトリクス状に配列される矩形群からなるパターン例，図２（ｂ）は台形のパターン例，図２（ｃ）は五角形のパターン例である。
【００１４】
図１（ａ）〜（ｃ）に示すパターン例も同様である。
（ａ）マトリクス状に配列される矩形群からなるパターン
図２（ａ）に示す「矩形（正方形）がマトリクス状に配列されるパターン」については、スポットビーム電子線描画法（ドット描画方式），可変成形ビームの双方が採用され得る。
【００１５】
ドット描画方式では、規定されたスポット径（ドットサイズ）のビームを順次敷き詰める様に描画を繰り返すことにより、個々の矩形〜矩形群が描画される。
【００１６】
１ショットあたりのビーム径が１０ｎｍの場合、一辺長さ１００ｎｍの１つの矩形を描画するには、ショット数＝１０×１０で敷き詰めることになる。
【００１７】
可変成形ビームでは、電子銃（エミッタ）から発せられる電子線を、成形アパーチャ（矩形の穴）を何段か通すことにより電子線形状を矩形に変え、被露光体（描画対象）が搭載されたステージの移動に同期させながら連続照射してパターン描画を行なうため、スポットビームに比べて微細なパターンは描画できないが、１ショットあたりの描画面積が可変であるためスループットが良い。１ショットでの描画範囲となる電子線形状が所望の矩形に等しい場合は１ショットでの描画で済み、電子線形状が所望の矩形の一辺長さの１／２である場合、２×２＝４ショットで１つの矩形を敷き詰めることになる。
【００１８】
図２（ａ）では、３×３（矩形数＝９）のマトリクス配列であるため、可変成形ビームでも最小ショット数は９である。
【００１９】
上記のドット描画方式では、１０×１０×９＝９００となる。
【００２０】
図１（ａ）に示す本実施形態では、被露光体に対して１段階では解像せず２段階以上の重なりで解像するドーズ量による描画を、領域１および領域２についてそれぞれ１段階ずつ２段階行ない、領域１，２の交差箇所にあたる多角形図形を解像させる。
【００２１】
第１段階での描画では、領域１（または、領域２）として、３本のストライプ１１，１２，１３が平行に並列したストライプ群１０を描画する。（ショット数＝３）
第２段階での描画では、領域２（または、領域１）として、３本のストライプ２１，２２，２３が平行に並列したストライプ群２０を描画する。（ショット数＝３）
ストライプ群１０とストライプ群２０が直交して交差して重なり合う９箇所（着色濃度を濃く図示している）に図示される様に、結果として３×３のマトリクス状に配列される離間した矩形群が解像してパターン形成される。ショット数は、３＋３＝６となる。
（ｂ）台形のパターン
図２（ｂ）は、上下に２つ並ぶ同一形状の台形（同図の左右２辺が上底，下底にあたる）のパターン例である。
【００２２】
同図内に示す様に、個々の台形３０，４０は、領域分割された三角形の領域（３１，４１）と矩形の領域（３２，４２）の組み合わせにより構築される。
【００２３】
可変成形ビームでは、三角形のアパーチャを通した電子線形状によるショットと、矩形のアパーチャを通した電子線形状によるショットで描画される。
【００２４】
図２（ｂ）の台形３０，４０を描画する最小ショット数は、２＋２＝４である。
【００２５】
図１（ｂ）に示す本実施形態では、被露光体に対して１段階では解像しないドーズ量による描画を、領域１〜領域２について２段階行ない、領域１，２の交差箇所にあたる多角形図形を解像させる。
【００２６】
第１段階での描画では、領域１（または、領域２）として、ストライプ５０を描画する。（ショット数＝１）
第２段階での描画では、領域２（または、領域１）として、ストライプ５０が２辺に交差するように重なった三角形６０，７０を描画する。（ショット数＝２）
ストライプ５０と三角形６０，７０が交差して重なり合う２箇所（着色濃度を濃く図示している）に図示される様に、結果として離間した２つの台形が解像してパターン形成される。ショット数は、１＋２＝３となる。
（ｃ）五角形
図２（ｃ）は、五角形のパターン例である。
【００２７】
同図内に示す様に、五角形８０は、領域分割された三角形の領域８１と矩形の領域８２の組み合わせにより構築される。
【００２８】
可変成形ビームでは、三角形のアパーチャを通した電子線形状によるショットと、矩形のアパーチャを通した電子線形状によるショットで描画される。
【００２９】
図２（ｃ）の五角形８０を描画する最小ショット数は、１＋１＝２である。
【００３０】
図１（ｃ）に示す本実施形態では、被露光体に対して１段階では解像しないドーズ量による描画を、領域１〜領域２について２段階行ない、領域１，２の交差箇所にあたる多角形図形を解像させる。
【００３１】
第１段階での描画では、領域１（または、領域２）として、三角形９１を描画する。（ショット数＝１）
第２段階での描画では、領域２（または、領域１）として、三角形９２を描画する。（ショット数＝１）
三角形９１と三角形９２が交差して重なり合う箇所（着色濃度を濃く図示している）に図示される様に、結果として五角形９０が解像してパターン形成される。ショット数は、１＋１＝２となる。
【００３２】
図２（ｃ）の従来技術と図１（ｃ）の本実施形態のショット数は同一であるが、それぞれ２段階で描画する基本図形については、図１（ｃ）では目標とする五角形の輪郭に依存して領域分割された「三角形＋矩形」であるのに対して、図１（ｃ）では重なり合う箇所の形状を考慮した「三角形＋三角形」であり、図１（ｃ）の組み合わせとは異なる形状の基本図形から構築されることになる。
【００３３】
＜変形例＞
以下、本発明の実施形態の変形例について説明するが、本発明は以下の例示によって限定されるものではなく、主旨を逸脱しない範囲でのその他の変形（または、例示される変形例の組み合わせ）も可能である。
（１−１）マトリクス状に配列される矩形群からなるパターン（ａ）の変形例では、ストライプ群１０とストライプ群２０が非直交に交差して重なり合うようにすることで、交差部にあたる矩形は非直角な内角を持つ平行四辺形となる。
（１−２）ストライプ群を構成するストライプ幅を変更することで、交差部にあたる矩形（平行四辺形）の形状，サイズが変更される。
（１−３）ストライプ群を非平行に並列することで、交差部にあたる平行四辺形の形状，サイズが変更される。
【００３４】
上記（１−１）〜（１−３）の組み合わせによる変形例を図３（ａ）に示す。
（２−１）「三角形＋三角形」からなるパターン（ｃ）の変形例では、他方の三角形と、一辺が共通して他の二辺が交差する図１（ｃ）に示される重なり方では、交差部が五角形となったが、図３（ｂ）（ｃ）に図示される重なり方では、交差部が四角形，六角形と変更できる。
【符号の説明】
【００３５】
１０，２０  ストライプ群
１１，１２，１３，２１，２２，２３  ストライプ
３０，４０  台形
３１，４１  領域分割された三角形の領域
３２，４２  領域分割された矩形の領域
５０  ストライプ
６０，７０  三角形
８０  五角形
８１  領域分割された三角形の領域
８２  領域分割された矩形の領域
９１，９２  三角形
【図１】
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【図２】
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【図３】
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