(57)【要約】      （修正有）【課題】方向にもエッジ粗さにも制限されない構造体をレジスト材料に形成するための方法及び装置を提供する。【解決手段】形成される構造体２３１〜２３４の所定の角度α、βに応じて、レジスト材料が設置されている基板表面の位置を決定し、設定するステップを備える。露光装置の基準座標系１０１、１０２に関して、４５°の整数倍とは異なる任意の角度の構造体を形成することが可能になり、任意の角度をもつパターンを所望のエッジ粗さで、短時間に描画可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビーム露光装置によってレジスト材料に構造体を形成する方法であって、
レジスト材料が配置される基板表面の第１の位置を、前記電子ビーム露光装置の基準座標系に関して、形成される第１構造体の所定の第１の角度に基づいて決定して設定するステップを含む方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、
前記第１の角度が、４５°の整数倍とは異なることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法であって、
前記電子ビーム露光装置内の基板表面の少なくとも１つの更なる位置が設定され、
当該位置が、前記第１の位置及び基準位置とは異なり、前記更なる位置に結像された構造体の角度が、前記第１の角度及び４５°の整数倍とは異なることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法であって、
前記基板表面の設定された各位置について、電子ビームの偏向が、隣接する構造体要素を結像するように回転され、当該回転が、形成すべき角度に適合されていることを特徴とする方法。
【請求項５】
電子ビーム露光装置であって、
電子ビームを放射する電子ビーム源と、
前記電子ビームを集束し、遮蔽し、及び偏向する素子と、
前記電子ビームを成形する絞りと、
基板ホルダと、
前記基板ホルダを、電子ビーム露光装置の基準座標系の方向に沿って移動させる素子と、
前記基板ホルダの位置を、前記基準座標系に関して結像される構造体の所定角度に基づいて決定し設定する素子と、備える電子ビーム露光装置。
【請求項６】
請求項５記載の電子ビーム露光装置であって、
前記電子ビームを集束し、遮蔽し、及び偏向する素子と、前記基板ホルダを移動させる素子と、前記基板ホルダの位置を設定する素子とを所定のデータに基づいて駆動する制御システムをさらに備え、所定のデータが、結像される構造体の角度を有する電子ビーム露光装置。
【請求項７】
請求項５記載の電子ビーム露光装置であって、
前記基板ホルダの位置を決定し設定する素子は、前記基板ホルダの特定の位置が、結像される構造体の各角度に割り当てられる分配表を有することを特徴とする電子ビーム露光装置。
【請求項８】
請求項５記載の電子ビーム露光装置であって、
前記基板ホルダの位置を決定し設定する素子が、基準構造体の角度を測定する検出器を備えることを特徴とする電子ビーム露光装置。
【請求項９】
電子ビーム露光装置によってレジスト材料に構造体を形成する方法であって、
所定寸法を有し、同一サイズの複数の矩形から構成され、当該複数の矩形が互いに隣接し、互いに第１方向に相対的にずらして配置される第１構造体を前記レジスト材料に結像するステップと、
前記第１構造体と同じであるが、前記第１構造体に対して第１方向及び当該第１方向に対して垂直な第２方向にずらして配置される第２構造体を前記レジスト材料に結像するステップと、を備え、
結果として生じる構造体が、前記第１構造体と前記第２構造体との重ね合わせによって形成される方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法であって、
レジスト材料に更なる構造体が結像され、
前記更なる構造体は各々、その寸法が第１構造体の寸法と同じであるが、前記第１構造体の矩形の寸法と同一の複数の矩形を有するが、前記第１構造体並びに第１方向及び第２方向に予め形成された他の構造体に対してずらして配置されていることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項９記載の方法であって、
前記複数の矩形の寸法と、互いに隣接する矩形が相対的にずれている大きさと、前記第２構造体が前記第１構造体に対して第１方向及び第２方向にずれている大きさとが、所定の方向、所定の寸法及び所定の構造体エッジ粗さを有する構造体が、前記第１構造体及び前記第２構造体の重ね合わせにより生じるように、選択されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１０記載の方法であって、
前記複数の矩形の寸法と、互いに隣接する矩形が相対的にずれている大きさと、形成される更なる構造体の数と、前記第２構造体及び形成された更なる構造体が前記第１構造体に対して第１方向及び第２方向にずれている大きさとが、所定の方向、所定の寸法及び所定の構造体エッジ粗さを有する構造体が、前記第１構造体、前記第２構造体及び前記更なる構造体の重ね合わせにより生じるように、選択されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項９記載の方法であって、
前記電子ビーム露光装置としてベクター走査成形ビーム装置が使用され、
前記第２構造体を形成するステップ用の開始ベクトルが、第１方向及び第２方向における所定の大きさによって変更されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１０記載の方法であって、
前記電子ビーム露光装置としてベクター走査成形ビーム装置が使用され、
前記第２構造体及び前記更なる構造体を形成するステップ用の開始ベクトルが、いずれも、第１方向及び第２方向における所定の大きさによって変更されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
電子ビーム露光装置であって、
電子ビームを集束し、遮蔽し、及び偏向する素子と、基板ホルダを移動させ素子とを制御するために予め定められたデータが、所定の構造体を結像するために、可変開始ベクトルを備える電子ビーム露光装置。
【請求項１６】
電子ビーム露光装置によってパターン形成される基板層に構造体を形成する方法であって、
表面上にレジスト材料が塗布された基板を、前記電子ビーム露光装置に導入するステップと、
同一サイズの複数の要素から構成され、当該要素が互い隣接し、第１の方向に相対的にずらして配置され、所望の構造体エッジ粗さを有する構造体をレジスト材料に結像するステップと、
前記レジスト材料を現像し、レジスト構造体が形成されるステップと、
前記レジスト構造体をパターン形成される基板層に転写して、基板構造体が形成されるステップと、備え、
前記レジスト構造体を前記基板に転写する処理が、オーバエッチング処理を備える方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法であって、
前記複数の要素の寸法と、互いに隣接する要素が互いにずれている大きさとが、所定の方向、所定の寸法、及び所定の構造体エッジ粗さを有する複数の基板構造体が生じるように選択されることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１６記載の方法であって、
前記オーバエッチング処理が、前記レジスト構造体のエッチングを備えることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１６記載の方法であって、
前記オーバエッチング処理が、前記パターン形成される層のエッチングを備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
マイクロ電子部品又はマイクロシステム部品の製造においては、リソグラフィーステップによって、層又は基板に構造体が形成される。このステップにおいては通常、初めに、構造体が適切なレジスト材料に形成され、その後、その構造体が、対応する方法により、層又は基板に転写される。とりわけ、リソグラフィ処理として、フォトリソグラフィ露光処理及び電子ビーム露光処理が使用される。フォトリソグラフィ処理は、マスクの構造体をレジスト材料へ結像するステップを含む一方、電子ビーム露光処理は、個々の構造体を電子ビームの衝突によりレジスト材料へ直接書き込むステップを含む。電子ビーム露光は極めて時間集約的（time-intensive）であることから、この技術は、主として、フォトリソグラフィ露光処理用マスクを製作する際や、パターン形成される基板上でレジスト材料に直接、少数の微小な構造体を形成する際に使用される。
【０００２】
種々の電子ビーム装置が使用されており、これら装置において、レジスト材料に衝突する電子ビームの形状、サイズ及び隣接する構造体の形成方法のそれぞれが相違し得る。この場合、一方で、スポットビーム装置と（可変）成形ビーム装置とに区別することができる。他方で、ラスター走査装置とベクター走査装置とに区別することができる。全ての装置において生じる或る問題として、電子ビーム装置の基準座標系の方向とは異なる方向を有する構造体の形成が、限られた範囲内でのみ可能であるということである。このようにして、例えば、電子ビームの形状及びサイズにより、結像された構造体のエッジ粗さ及び角度が決定される。したがって、非常に小さいビーム直径を有するスポットビーム装置の場合、多数の角度及び所望のエッジ粗さを有する構造体を結像することができるが、レジスト材料の多数の構造体に必要な描画時間が非常に長い。可変成形ビーム装置では、レジスト材料の構造体が、電子ビームにより結像される複数の大きな要素から構成されるように、電子ビームは絞りによって成形される。これにより描画時間は短縮されるが、制限された形状を有する要素、例えば矩形及び直角三角形の要素しか結像することができない。結果として、所望のエッジ粗さを有するには、装置の基準座標系に関して４５°の整数倍である方向を有する構造体しか結像することができない。エッジ粗さが同程度になるには、結像される要素のサイズを縮小することによってのみ、その他の方向を有する構造体を結像することができるが、このことは描画時間の増加につながる。この場合、構造体の方向は、構造体のエッジが延びる方向に一致しており、そのエッジは、構造体の全エッジのうち最大の寸法を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って方向にもエッジ粗さにも制限されない構造体をレジスト材料に形成するための方法及び装置を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の目的は、請求項１、９、１６、２０、及び２３に記載された方法、並びに請求項５及び１５に記載された装置によって達成される。従属請求項には、適切な進歩が見られる。
【０００５】
本発明による方法及び装置を、以下で図を参照して、より詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、構造体２３１〜２３４を有する基板２３の実施形態を示しており、この構造体は、基板２３の表面上にあるレジスト材料に形成されている。構造体２３１〜２３４は、電子ビーム露光装置によってレジスト材料に形成されたものであり、電子ビーム露光装置は、座標１０１及び１０２を有する基準座標系を有する。基準座標１０１及び１０２は、互いに垂直に配置されており、例えばＸ方向及びＹ方向を表すことができる。基板２３は、例えば、フォトリソグラフィ露光装置用マスク（レチクル）又は半導体基板（ウェハ）とすることができ、複数の層及び／又は複数の材料を含むことができる。一例として、基板２３は、ガラス体、セラミック基板、又はその他の適切なマスク層キャリアから成り、このキャリア上では、例えば、不透明層、半透明層、位相シフト層、又は反射層、例えばＣｒ等、種々の層、又は、多数のモリブデン層及びシリコン層からなる積層を配置することができる。基板２３は、例えばキャリア等、その他の任意の基板とすることもでき、当該キャリアは、半導体材料、絶縁材料、又は導電性材料を含むことができる。一例として、基板２３は、例えば、シリコン、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板、シリコン・オン・サファイヤ（ＳＯＳ）基板、ならびにドープ半導体層及び非ドープ半導体層、又はエピタキシャル層からなる半導体基板を含む。半導体材料として、ＳｉＧｅ、Ｇｅ、又はＧａＡｓを使用することもできる。基板２３は既に、例えばトランジスタ等の構造体又は素子を有するものであっても良い。
【０００７】
基板２３の表面上に、構造体２３１〜２３４が形成されるレジスト材料が配置される。例えば、構造体２３１〜２３４は相互接続された構造体とすることができる。構造体２３１及び２３２は、座標１０１及び１０２に沿って延びるエッジを有する。構造体２３３及び２３４は、座標１０１に関してそれぞれ角度α及びβのエッジを有する。角度α及びβは、例えば４５°の整数倍とは異なっていてもよい。レジスト材料内において、例えば構造体２３４について示すような例えばラインアレイとして、多数の構造体２３３及び２３４を形成することも可能である。一方、レジスト材料内において、例えば１つのエッジが基準座標に関して４５°の整数倍とは異なる角度である例えば三角形の構造体のような他の構造体を形成することも可能である。
【０００８】
図２は、電子ビーム露光装置によってレジスト材料に構造体を形成するための、本発明に係る１つの方法のフローチャートを示す。この方法は、電子ビーム露光装置の基準座標系に対して形成される第１構造体の第１の角度を予め定めるステップを含む（Ｓ２１）。この第１の角度を用いて、レジスト材料が配置される基板表面の、電子ビーム露光装置内での基準位置に対する第１の位置が決定され設定される（Ｓ２２）。基準位置（reference level）とは、例えば基準座標系に対して４５°の整数倍である角度を有するエッジを備える構造体がレジスト材料に形成される基板表面の位置である。次に、第１構造体がレジスト材料に結像され、形成された構造体は、基準座標系に対して所定の第１の角度を有する方向を有する（Ｓ２３）。
【０００９】
例えば図３に示すように、電子ビーム露光装置では、電子ビーム源１４により電子ビームが放射される。電子ビームは、偏向コイル１８Ａ、１８Ｂ、２１Ａ、２１Ｂによって偏向され、レンズ１７、２２ａ、２２ｂによって基板２３上へ投影される。基板２３の基板表面上には、電子感受性（electron sensitive）レジスト材料が配置され、前記レジスト材料に構造体が結像される。この場合、電子ビーム露光装置の要素、例えば電磁レンズにより、電子ビームの回転が生じる。例えば、基板に衝突する電子ビームが、絞りによって非円形の形状となる場合、基板に衝突する電子ビームの方向は、前記要素に対する基板表面の位置によって決まる。
【００１０】
図３に示すように、例えば、第１絞り１５及び第２絞り１９によって矩形の電子ビームが生成される場合、基板２３のレジスト材料に形成される矩形（rectangular）の方向は、第１絞り１５を貫通した後の矩形の電子ビームの方向とは異なる方向である。基板表面の位置は通常、レジスト材料に結像された構造体が、電子ビーム露光装置の基準座標１０１、１０２に沿って延びるエッジを有するように設定される。基準座標１０１、１０２は、例えば、Ｘ方向及びＹ方向とすることができ、その方向へは偏向コイル２１Ａ、２１Ｂにより電子ビームを偏向することができる。この場合、Ｘ方向及びＹ方向は通常、互いに垂直になるように規定される。電子ビーム露光装置内において基板２３が配置される基板ホルダ２４は通常、モータ２９ａ、２９ｂによってその方向に、つまりＸ方向及びＹ方向にずらすことができる。したがって、エッジがＸ方向又はＹ方向に沿って延びる矩形の構造体を生成することができる。
【００１１】
本発明によれば、基板表面の位置は、レジスト材料に衝突する矩形の電子ビームのエッジが基準座標１０１、１０２に対して所定の角度を有するように決定し設定される。その角度は、４５°の整数倍とは異なっていてもよい。
【００１２】
さらに、形成される更なる構造体の所定角度に応じて、基板表面の１つ以上の更なる位置を決定し設定して、基板表面がこれらの位置に設置されている間に、レジスト材料に更なる構造体を形成することが可能である。したがって、露光装置内の基準座標に対して種々の角度を有する構造体を形成することが可能である。
【００１３】
形成される構造体は、個々に結像されて、互いにずれている多数の要素を含むことができる。このようにして、例えば、方向１０２に沿って延びる長いライン状の構造体が、並べて配置され、方向１０２に互いに隣接して設けられた多数の矩形の要素から構成される。本発明によれば、構造体の個々の要素が、レジスト材料へ所定の角度で結像されることから、隣接する要素を結像するための電子ビームの偏向は、形成される構造体の角度に適合される。例えば、個々の要素が、互いに隣接して、真っ直ぐなエッジを有する連続的な構造体を形成するために、電子ビームが方向１０２にも方向１０１にも偏向される。
【００１４】
所定角度を有する構造体が形成されるように設定すべき基板表面の位置は、例えば分配表によって決定することができる。この場合、分配表はデータセットを含み、このデータセットは、いずれの場合にも、基板表面の角度及び割り当てられた位置を有する。所定角度に対して決定された位置は、基板ホルダを移動させる装置、例えばモータを使って、基板の厚さを考慮して設定することができる。
【００１５】
設定すべき基板表面の位置を決定するための別の可能性として、電子ビーム露光装置内に検出器を配置することがあり、その検出器は、例えば或る矩形等の基準構造体を基準とする所定の位置において、電子ビームの回転を決定する。この目的のために、電子ビームは、レジスト材料ではなく検出器に衝突するように偏向させることができる。次に、検出器によって決定された電子ビームの回転が、形成される構造体に対して所定角度を有するまで、前記所定の位置が変更される。この場合に決定される位置は、設定すべき基板表面位置として固定され、上述のように、装置を使って順に設定され得る。検出器は、基板ホルダ上の基板表面の位置に配置することが可能である。この場合、前記決定される位置は、前記角度に対応する位置を決定する間に決定されうる。
【００１６】
図３は、本発明による電子ビーム露光装置の実施形態を示す。電子ビーム露光装置１０は、電子ビームを放射する電子ビーム源１４と、電子ビームを集束し、遮蔽し、偏向する素子と、電子ビームを成形するのに適した絞り１５、１９と、基板ホルダ２４と、基板ホルダ２４を装置１０の基準座標系の座標１０１、１０２に沿って移動させる素子と、基準座標系に関して結像すべき構造体の所定角度に基づいて基板ホルダ２４の位置を決定し設定する素子と、を備える。
【００１７】
図３に示すように、電子ビームを集束し、遮蔽し、偏向する素子は、例えば、偏向コイル１８Ａ、１８Ｂ、２１Ａ、２１Ｂと、投影レンズ１７及び２２ａ、２２ｂと、集光レンズ２５ａ、２５ｂと、遮蔽電極２６と、遮蔽素子２７と、非点収差補正装置３０とを備える。基板２３が配置される基板ホルダ２４を移動させる素子は、例えば、基準座標系に関して基板ホルダ２４の位置を決定する干渉計２８ａ、２８ｂと、基板ホルダの位置を偏向するモータ２９ａ、２９ｂとを備える。一方、上述した素子のその他の実施形態、又はその他の空間的な配置も可能である。電子ビームを発生させ、集束し、遮蔽し、偏向し、成形する素子、及び、基板ホルダ２４を移動させるための素子は、結像装置１００を構成する。
【００１８】
図３に示すように、結像装置１００の幾つかの要素及び素子を、以下で簡素化して示す。つまり、一例として、電子ビーム源１４と、集光レンズ２５ａ、２５ｂと、電子ビームを遮蔽する素子２６及び２７とを、第１素子領域１１として表す。投影レンズ１７と偏向コイル１８Ａ、１８Ｂとを、第２素子領域１２として表す。縮小レンズ２２ａ、２２ｂと、非点収差補正装置３０と、偏向コイル２１Ａ、２１Ｂとを、第３素子領域１３として表す。
【００１９】
図３に示す実施形態では、電子ビーム露光装置１０は、例えばコンピュータであるデータ入力装置３１と、制御装置３２とをさらに備える。制御装置３２は、データ入力装置３１により提供されるデータセット３１ａに基づいて、結像装置１００の個々の素子を制御する。この場合、データセット３１ａは、結像装置１００により形成される構造体の寸法だけでなく、装置１０の基準座標系に関するそれらの角度を含む。
【００２０】
基板ホルダの位置を決定し設定する素子は、例えばモータ２９ｃを備え、このモータは、基板ホルダ２４を特定の位置に設定することができる。例えば、基板ホルダの位置を決定する素子は、分配表を有し、基板ホルダ２４の特定の位置が、それぞれ形成される構造体の所定角度に割当てられる。このような分配表は、例えば、制御装置３２に格納させることができる。
【００２１】
基板ホルダ２４の位置を決定し設定する素子の別の実施形態は、モータ２９ｃの他に、例えば検出器を備えることができ、この検出器は、基準構造体、例えば或る矩形を基準に、所定の位置での電子ビームの回転を決定する。この検出器は、基板ホルダ上で基板表面の位置に配置することができる。
【００２２】
基板ホルダ２４の位置は、形成される構造体の所定の角度に応じて、数ｍｍだけ変更することができる。電子ビームの集束は、それぞれ設定された基板表面位置に再調整することができる。
【００２３】
図４Ａは、電子ビーム露光装置によってレジスト材料に構造体を形成する他の方法の実施形態のフローチャートを示す。この方法は、まず、電子ビーム装置内に導入された基板の表面上に配置されたレジスト材料に、所定の寸法を有する同じサイズの矩形からなる第１構造体を、電子ビーム露光装置によって形成するステップを備える（Ｓ４１）。このとき、２つの矩形がそれぞれ互いに隣接しており、第１方向に相互的にずらして配置されている。その後、電子ビーム露光装置によって、レジスト材料に第２構造体が生成される（Ｓ４２）。この第２構造体は、第１構造体と同じであるが、第１構造体に対して第１方向及び第２方向でずらして配置されている。第２方向は、第１方向に対して垂直である。
【００２４】
図４Ｂは、図４Ａを参照して説明した方法の実施形態による構造体において、第１処理ステップ後の平面図を示す。図４Ｂに示すように、多数の矩形４１を有する第１構造体４０がレジスト材料４３に結像される。この場合、矩形４１は各々、同一の寸法を有し、矩形４１のエッジは、電子ビーム露光装置の基準座標系の基準座標１０１及び１０２に沿って方向が合わされている。隣接する２つの矩形４１は、いずれの場合も、相互に隣接しており、基準座標系の方向のうちの一方向において互いに大きさａだけずらして配置されている。この一方向というのは、図４Ｂでは方向１０２である。一方、矩形４１は、互いに第１方向に相対的にずらして配置されることもできる。したがって、結果として生じる構造体４０は、基準座標系に関して、基準座標１０１に対する角度αで表現できる方向を有する。この角度は、矩形４１の数、それらの寸法及びずれａの大きさを対応させながら選択することによって、任意に選択することができる。一方、構造体４０は、エッジ粗さが大きい。例えば矩形４１の下部エッジにより形成されるエッジ４２は直線ではなく、むしろ階段形状を有する。そのエッジはぎざぎざ（indentation）を有し、角度αを有する理想的に直線状のエッジラインからのその最大距離は、ずれの大きさａに等しい。
【００２５】
図４Ｃは、図４Ｂを参照して説明した構造体において、更なる処理ステップ後の平面図を示す。第１構造体４０と同一の第２構造体４０’は、レジスト材料４３に結像されている。構造体４０を破線で示す。構造体４０’は、同じ大きさで複数の矩形４１’を有し、矩形４１’の数、それらの寸法、及び２つの矩形４１’がいずれの場合も互いに相対的にずれている大きさａは、矩形４１の数、それらの寸法、及び大きさａと同じである。一方、構造体４０’は、構造体４０に対して、方向１０２において大きさｂだけ、方向１０１において大きさｃだけずらして配置されている。大きさｂ及びｃは、任意に選択することができる。図４Ｃに示す実施形態において、例えばｂ＝ａ／２であり、ｃは、例えば方向１０１において矩形４１又は４１’の寸法の半分である。レジスト材料４３において構造体４０と４０’との重ね合わせから生じる構造体は、基準座標系に関して構造体４０と同一の方向を有するが、エッジ粗さがより小さい。角度αを有する理想的に直線状のエッジラインから生じる構造体の下部エッジ４２の最大距離は、ずれの大きさｂと等しい。したがって、結果として生じる構造体のエッジ粗さは、最初の構造体４０に比較して係数ａ／ｂだけ低減される。
【００２６】
本発明による方法の一実施形態において、レジスト材料に更なる構造体を形成することができ、更なる構造体は各々、第１構造体４０と同じである。つまり、更なる構造体は各々、その寸法及び互いのずれが第１構造体と同じである矩形を有する。一方、更なる構造体は各々、第１構造体、及び予め形成された更なる構造体に関して、第１方向１０１及び第２方向１０２にずらして配置されている。一例として、構造体４０’’及び構造体４０’’’を、図４Ｃに示す構造体４０’の後に結像することができる。この場合、構造体４０’’は、第１構造体４０に関して、例えば方向１０２において大きさｂ／２だけ、方向１０１において大きさｃ／２だけ、ずらして配置することができる。構造体４０’’’は、第１構造体４０に関して、例えば方向１０２において大きさ３ｂ／２だけ、方向１０１において大きさ３ｃ／２だけ、ずらして配置することができる。この場合、構造体４０〜４０’’’の重ね合わせから生じる構造体は、図４Ｃの構造体に比較して係数２だけ再度低減されたエッジ粗さを有する。
【００２７】
矩形４１、４１’等の寸法と、構造体４０、４０’、４０’’等の矩形４１、４１’等が互いに相対的にずれている大きさａと、種々の構造体４０’、４０’’等が第１構造体４０に対して基準座標系の方向においてずらして配置されているそのずれている大きさと、形成される構造体４０’、４０’’等の数とを適切に選択することにより、形成される構造体４０、４０’、４０’’等の重ね合わせから生じる構造体を、レジスト材料４３に所定の方向、所定の寸法、及び所定のエッジ粗さを有するように形成することが可能である。
【００２８】
構造体をレジスト材料内へ結像するために、ベクター走査成形ビームの電子ビーム露光装置を使用すれば、第２構造体４０’の開始ベクトル（start vector）が、そして適切な場合、さらに形成される構造体４０’’、４０’’’等の開始ベクトルが、いずれの場合も、電子ビーム露光装置の基準座標の方向において所定の大きさによって変更される。
【００２９】
図５は、本発明による電子ビーム露光装置の実施形態を示す。電子ビーム露光装置１０は、結像装置１００と、データ入力装置３１と、制御装置３２とを備える。図３を参照して説明したように、結像装置１００を簡素化して示す。この結像装置は、第１素子領域１１、第２素子領域１２、及び第３素子領域１３と、電子ビームを成形するのに適した２つの絞り１５、１９と、基板２３が配置される基板ホルダ２４と、基板ホルダ２４の位置を決定し変更する、例えば干渉計２８ａ、２８ｂ及びモータ２９ａ、２９ｂ素子とを備える。制御装置３２は、データ入力装置３１により提供されるデータセット３１ａに基づいて、結像装置１００の個々の素子を制御する。この場合、データセット３１ａは、結像装置１００により形成される構造体の寸法も、装置１０の基準座標系に関するそれらの開始ベクトルも含む。この場合、結像すべき各構造体の開始ベクトルは可変である。
【００３０】
図６Ａは、電子ビーム露光装置によってパターン化すべき基板部分に構造体を形成するための更なる方法の実施形態を示す。基板は、例えば加工対象物（workpiece）、半導体ウェハ、又はマスク基板（レチクル）等、所望する任意の基板とすることができる。この基板は少なくとも１つの層を備え、この層には、電子ビーム露光装置を用いて構造体が形成されることになる。基板表面上にレジスト材料が配置される。前記基板は、電子ビーム露光装置内に導入される（Ｓ６１）。
【００３１】
電子ビーム露光装置では、レジスト材料に構造体が結像される（Ｓ６２）。この構造体は、同じサイズであるいくつかの要素、例えば矩形を有する。これらの要素は、隣接する構造を形成する。この場合、２つの要素がそれぞれ相互に隣接しており、電子ビーム露光装置の基準座標系に関して第１方向に互いに相対的にずらして配置されている。結像された構造体は、基準座標系に関して所定の方向を有し、所定の粗さの構造体エッジを有する。
【００３２】
続いてレジスト材料が現像され、レジスト構造体が形成される（Ｓ６３）。レジスト構造体は、例えばエッチング処理によって、パターン化すべき基板層へと転写される（Ｓ６４）。これによって、基板構造体が形成される。レジスト構造体を転写する処理は、オーバエッチング処理を備えるので、構造体エッジの粗さが低減される。
【００３３】
図６Ｂは、図６Ａを参照して説明した方法の実施形態による構造体４０において、構造体４０をレジスト材料４３に結像する処理ステップ後の平面図を示す。構造体４０は、図４Ｂを参照して説明したように、多数の矩形４１を有する。構造体４０は構造体エッジ４２を有し、この構造体エッジは、理想的な直線を表しているのではなく、むしろ階段形状を有する。この場合、エッジ４２の、理想的なエッジラインからの最大距離は、例えば、個々の矩形４１が相互に対してずらして配置されるそのずれの大きさａに等しくなる。したがって、結像された構造体４０は、所定のエッジ粗さを有する。
【００３４】
構造体のレジスト材料への結像は、矩形が角丸であるように実行することができる。このことは、例えば線量を低減することにより達成することができる。
【００３５】
続いてレジスト材料４３が現像され、レジスト構造体が形成される。レジスト構造体は、結像された構造体４０のエッジ粗さと同様のエッジ粗さを有する。一方、エッジ粗さは多少小さめにすることができる。レジスト材料は、ポジレジストであってもネガレジストであってもよい。したがって、形成されるレジスト構造体は、例えば、レジスト材料４３の開口又は、レジスト材料４３の除去された部分近傍のレジスト材料４３からなる構造体であってもよい。
【００３６】
レジスト構造体は、形成れた後に、パターン化すべき基板層へ転写される。この処理は、オーバエッチング処理を備える。
【００３７】
オーバエッチング処理は、例えば、パターン化すべき層に実際に転写する前における、レジスト構造体のエッチングを有することができる。この場合、レジスト構造体のエッジ粗さが、結像された構造体４０、及び、現像により形成されたレジスト構造体に比較して低減されるように、例えば丸める等、レジスト構造体の突出隅部を修正することができる。その後、修正されたこのレジスト構造体を、パターン化すべき基板層へと転写することができ、基板構造体が得られる。
【００３８】
さらに、オーバエッチング処理は、パターン化すべき層自体のエッチングを有し、そこでは、レジスト構造体を、パターン化すべき層へと転写することが可能である。このエッチング処理は、レジスト構造体の突出領域間の基板材料が、突出領域自体の範囲を超えて除去されないように実行することができる。したがって、レジスト構造体に比較して、低減されたエッジ粗さを有する基板構造体を得ることが可能である。
【００３９】
レジスト構造体を、パターン化すべき基板層へと転写する処理は、エッジ粗さを大いに低減できるように、上述した両方のオーバエッチング処理を備えたものであっても良い。
【００４０】
図６Ｃは、このような基板構造体５０を示す。図６Ｃに示す実施形態において、前記基板構造体は、基板層５２内の開口として具現化されている。つまり、レジスト材料としてポジレジストが用いられた。基板構造体５０は、ほぼ直線である基板構造体エッジ５１を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】異なる方向を向く構造体を有する基板の実施形態を示す図である。
【図２】本発明による方法のフローチャートを示す図である。
【図３】本発明による装置の実施形態を示す図である。
【図４Ａ】本発明による別の方法のフローチャートを示す図である。
【図４Ｂ４Ｃ】図４Ａとは異なる本方法の処理ステップ後の結像された構造体の平面図である。
【図５】本発明による別の装置の実施形態を示す図である。
【図６Ａ】本発明による別の方法のフローチャートを示す図である。
【図６Ｂ６Ｃ】図６Ａとは異なる本方法の処理ステップ後の構造体の平面図を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ６Ｃ】
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【外国語明細書】
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