(57)【要約】【課題】  チップ上におけるつなぎ合わせの回数を低減する。【解決手段】  第１方向に所定幅を有する描画領域２０で描画可能な複数のビームを、第２方向に移動するステージ１１６に載置された基板１１５に対して照射して、複数のチップのパターンを形成する描画装置２００に関する。描画装置２００は、前記チップのパターンに係るサイズ情報を用いて、前記所定幅を、１つの前記チップのパターンの前記第１方向における長さの整数倍の長さ、あるいは当該整数倍の長さに所定のマージンを加えた長さに設定する設定部１２１を有することを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に所定幅を有する描画領域で描画可能な複数のビームを、第２方向に移動するステージに載置された基板に対して照射して、複数のチップのパターンを形成する描画装置であって、
前記チップのパターンに係るサイズ情報を用いて、前記所定幅を、１つの前記チップのパターンの前記第１方向における長さの整数倍の長さ、あるいは当該整数倍の長さに所定のマージンを加えた長さに設定する設定部を有することを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記チップのパターンに係るサイズ情報は、ショットのサイズ及び前記チップのサイズの少なくとも一方の情報であることを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
【請求項３】
前記描画領域が、形成済みの前記複数のチップのパターンに対応する位置で描画するように、前記複数のビーム又は前記ステージの少なくとも一方を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の描画装置。
【請求項４】
前記所定幅と、最大の描画領域の幅との差が、１つの前記チップのパターンの前記第１方向における長さよりも短いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の描画装置。
【請求項５】
前記設定部は、前記描画領域に対して前記基板を前記第２方向に一度走査させる間に、前記所定幅を切り替えるように設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の描画装置。
【請求項６】
第１方向に所定幅を有する描画領域で描画可能な複数のビームを、第２方向に移動するステージに載置された基板に対して照射して複数のチップのパターンを形成する描画方法であって、
前記チップのパターンに係るサイズ情報を取得するステップと、
前記チップのパターンに係るサイズ情報を用いて、前記所定幅を、１つの前記チップのパターンの前記第１方向における長さの整数倍の長さ、あるいは当該整数倍の長さに所定のマージンを加えた長さに設定するステップと、を有することを特徴とする描画方法。
【請求項７】
ユーザーインターフェースを介して前記チップのパターンに係るサイズ情報を取得することを特徴とする請求項６に記載の描画方法。
【請求項８】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の描画装置を用いて、基板に複数のビームを照射する工程と、
前記ビームを照射した基板を現像する工程と、
前記基板に対してエッチング処理及びイオン注入処理の少なくともいずれか一方を施す工程とを有することを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画装置、描画方法、及び物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体製造技術の進展に伴い、半導体集積回路の高集積化や微細化により、基板上に形成される回路パターン等のパターンの線幅は非常に狭くなってきている。これに伴い、リソグラフィ装置に対して、より微細なパターンを形成することができる性能が要求されている。
【０００３】
そこで、従来の光露光装置に代わり、電子線を照射してパターンを描画する技術がある。特許文献１は複数の電子線を用いてパターンを描画する電子線描画装置に関する文献であり、基板に対して長方形の描画領域を走査させながら複数のチップパターンを描画する技術が開示されている。複数本の電子線で描画することによる描画領域の増大によって、スループットを向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１９５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ユーザが設定した所望のチップサイズの幅に関わらず最大の描画領域で描画を行ってしまうと、チップのサイズによっては１つのチップ上において異なるタイミングで描画する領域がある。この場合、異なるタイミングで描画した領域同士の境界を精度良くつなぎ合わせる必要が生じる。特に入熱の影響で基板が歪みやすい場合はパターン同士のつなぎ精度が低下しやすく、製造したチップの歩留まり低下の要因となる恐れがある。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、チップ上におけるつなぎ合わせの回数を低減することが可能な描画装置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】
【０００７】
本発明の描画装置は、第１方向に所定幅を有する描画領域で描画可能な複数のビームを、第２方向に移動するステージに載置された基板に対して照射して、複数のチップのパターンを形成する描画装置であって、前記チップのパターンに係るサイズ情報を用いて、前記所定幅を、１つの前記チップのパターンの前記第１方向における長さの整数倍の長さ、あるいは当該整数倍の長さに所定のマージンを加えた長さに設定する設定部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
チップ上におけるつなぎ合わせの回数を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１の描画装置の図。
【図２】照射と非照射の制御方法について説明する図。
【図３】実施形態１の描画の様子を示す図。
【図４】実施形態１の描画方法を示すフローチャート。
【図５】実施形態２の描画の様子を示す図。
【図６】実施形態３の描画の様子を示す図。
【図７】実施形態３の描画方法を示すフローチャート。
【図８】従来の描画の様子を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施形態１］
図１に、実施形態１の電子線描画装置（以下、描画装置と称す）２００を示す。電子銃１００は電子線を射出する。射出された電子線はクロスオーバー像として一度結像されてから、コンデンサレンズ１０２によって略平行となる。アパーチャ１０３は、二次元に配列されている複数の開口１０３ａを有している。
【００１１】
レンズ群１０４は、二次元に配列されている複数の電子レンズ１０４ａを有している。アパーチャ１０３はコンデンサレンズ１０２を通過した電子線を複数の電子線に分割する。また、レンズ群１０４は分割された電子線を各々集束して、前述のクロスオーバー像の中間像を偏向器群１０５の位置で結像する。
【００１２】
偏向器群１０５は二次元に配列されている複数の偏向器（図２に偏向器１０５ａ〜１０５ｃを図示）を有している。偏向器群１０５に接続されている制御部１２０は、各々の偏向器の位置で集束された電子線の軌道を、個別に制御することができる。制御部１２０と偏向器群１０５を用いて各々の電子線を基板１１５に対して照射するか否かを選択することが可能となり、基板１１５上に複数の所望のチップパターンを描画できる。
【００１３】
制御部１２０と接続されている作成部１２１（設定部）は、外部から入力されたチップのパターンに係るサイズ情報を用いて、制御部１２０に与えるパターンデータを作成したり、描画領域の幅を設定する。なお、チップのパターンに係るサイズ情報とは、チップのサイズ、ショットのサイズ、１ショットあたりのチップの個数、及び１枚の基板あたりのショットの個数等、最終的にショットのサイズあるいはチップのサイズの少なくとも一方が分かる情報である。
【００１４】
偏向器群１０５の下方には、レンズ１１０、遮蔽板１０９、レンズ１１１、レンズ１１２、偏向器１１４、及びレンズ１１３が順に配置されている。レンズ１１０は、開口を有している遮蔽板１０９に向けて電子線を縮小投影する。レンズ１１１、１１２、１１３は、遮蔽板１０９を透過した電子線を基板１１５上に所望の倍率で投影する。偏向器１１４は、遮蔽板１０９を透過した電子線を、基板の１１５の走査方向であるＹ軸方向（第２方向）と直交するＸ軸方向（第１方向）に偏向できる。
【００１５】
基板１１５はステージ１１６に載置されており、ステージ１１６はステージ１１６用の制御部１２２の指示を受けてＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に移動可能である。主制御部１２３は、制御部１２０、制御部１２２及び作成部１２１と接続されている。主制御部１２３は、ＣＰＵ（不図示）とメモリ（不図示）を有している。作成部１２１がパターンデータを作成し終えた後に、主制御部１２３が制御部１２０と制御部１２２を同期制御することで基板１１５上の所定の位置に電子線が照射される。主制御部１２３のメモリには、後述の図４のフローチャートに示すプログラムが記憶されている。
【００１６】
図２は偏向器群１０５と偏向器群１０９を含む空間の拡大図である。なお、レンズ１１０の図示を省略している。偏向器群１０５は、偏向器１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを有している。
【００１７】
制御部１２０が偏向器１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃに印加する電圧を制御して、各々の偏向器を通過する電子線の軌道を調整できる。所定値以上の電圧が印加された場合は偏向器１０５ｂを通過する電子線のように電子線の軌道が大きく曲げられて、遮蔽板１０９によって遮られる。すなわち、図２の場合は、偏向器１０５ａ、１０５ｃを通過した電子線は基板１１５に照射されるが、偏向器１０５ｂのように所定値以上の電圧を印加した場合は遮蔽板１０９によって遮られて基板１１５に照射されない。
【００１８】
（本実施形態を実施しない場合の描画方法）
実施形態１の描画方法について説明する前に、図８を用いて、複数のビームを用いた本実施形態を実施しない場合の描画方法について説明する。図８は基板１１５上の一部分の領域を示しており、４×６個のショット８０が配列されている様子を示している。
【００１９】
ショット８０は既にパターンを形成し終えた下地層のショット（形成済みの複数のチップのパターン）であり、１つのショット８０は、光露光装置によってマスクを用いて形成する繰り返しパターンに相当する。例えば、２６ｍｍ×３３ｍｍ程度のサイズであり、図８では図示を省略しているスクライブライン（図３に図示）によって区切られた領域である。１つのショット８０にはユーザが希望するチップサイズのパターンを１つまたは複数形成することが可能である。図８は１つのショット８０に対して１つのチップ７０を作る場合を図示している。
【００２０】
描画はＸ軸方向に所定幅を有する単位領域（第１方向に所定幅を有する描画領域）２０が基板１１５上を−Ｙ方向に走査したあと、続いて単位領域２０の幅の分だけ＋Ｘ方向に移動して、今度は＋Ｙ方向に基板１１５上を走査する。この動作を繰り返すことによって、基板１１５の全面にパターンが形成されていく。
【００２１】
本実施形態を実施しない場合、単位領域２０の幅は、スループット向上を優先して最大描画領域の幅と等しくしていた。そのため、図８に示すように最大描画領域の幅が約２．７ショット分の幅の場合は、左から３列目にあるショット８０上には、−Ｙ方向に走査する際に描画される領域１０の一部と、＋Ｙ方向に走査する際に描画する予定の領域３０の一部とが混在する。
【００２２】
描画している最中にも基板１１５は歪んでいく。すなわち、領域１０を描画するときと領域３０を描画するときとでは基板１１５の状態が異なり、領域１０と領域３０の境目である境界４０ではパターン同士を精度良くつなぎ合わせる必要が生じる。１つのチップ上でこのような境界４０があると、電子線の制御精度によっては製造されたチップに歩留まりが低下しやすくなる。
【００２３】
（本実施形態の描画方法）
図３（ａ）は実施形態１描画の様子を示す図である。図８と同様、１つのショット８０分で１つのチップ７０を切り出す場合の例である。また、最大の描画領域の幅は、約２．７ショットの場合を図示している。描画装置２００は、Ｘ軸方向に所定幅を有する単位領域２０で描画可能な複数の電子線を、基板１１５に対して照射する。本実施形態では単位領域２０のＸ軸方向の幅を、約２ショットとなるように狭めている。
【００２４】
単位領域２０の幅を狭める、とは、非使用とする領域５０に相当する電子線に対して作成部１２１が照射を行わないようにパターンデータを設定することを意味する。あるいは、基板１１５の上方に不図示の遮蔽板を配置して電子線を遮蔽することで、単位領域２０を狭めても構わない。
【００２５】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の拡大図である。作成部１２１が領域５０を設定して単位領域２０の幅を狭めたことによって、境界４０は、スクライブライン６０上に位置している。境界４０がチップ上には形成されないため、境界４０において多少パターンのつなぎ合わせが悪くなったとしてもチップの機能に悪影響を与えずに描画をすることができる。
【００２６】
図４に実施形態１の描画方法のフローチャートを示す。まず、作成部１２１はショット８０のサイズや配置情報を取得する（Ｓ１０１）。作成部１２１は、ショット８０のサイズや配置の情報を、下地の層を形成したときに用いた光露光装置や描画装置２００からネットワーク回線を通じて自動で行って取得する。作成部１２１は、ショット８０のサイズや配置の情報を、描画装置２００に備え付けの、あるいは描画装置２００と接続可能な描画装置２００の外部の、ユーザーインターフェースを介してユーザから取得しても良い。
【００２７】
続いて、ショット８０のサイズを参考にして作成部１２１は単位領域２０の幅を設定する（Ｓ１０２）。単位領域２０のＸ軸方向の幅が、Ｘ軸方向に整数個のショット８０を形成するときに要するＸ軸方向の長さとなるように設定する。
【００２８】
Ｘ軸方向に整数個のショット８０を形成するときの単位領域２０のＸ軸方向の長さは、１つのショット８０のパターン（本実施形態ではチップのパターンでもある）のＸ軸方向の長さの整数倍の長さに限られない。整数個のショット８０Ｘ軸方向の長さに、所定のマージンを加えた長さでも構わない。所定のマージンとは、当該整数個のショット８０同士の間のスクライブライン６０の合計幅の長さや、当該整数個のショット８０のうちＸ軸方向の両端に位置するショット８０と隣接するスクライブライン６０の一部の幅の長さである。
【００２９】
所定のマージンは、例えば、整数個のショット８０のＸ軸方向の長さの１／１０以下の長さである。単位領域２０で２つのショット８０を描画する場合、２つのショット８０の長さが５２ｍｍであれば、スクライブライン６０の幅にもよるが、マージンは５．２ｍｍ以下となる。
【００３０】
また、当然、単位領域２０のＸ軸方向の幅と描画装置２００で描画可能な最大の描画領域との差が、１つのチップのパターンのＸ軸方向における長さよりも短くなるようにもする。
【００３１】
作成部１２１は、単位領域２０の幅を決定後にパターンデータを準備する（Ｓ１０３）。パターンデータとは、制御部１２０が偏向器群１０５を制御するために必要なデータであって、例えば各々の電子線に関して照射又は非照射を示す情報と時刻との関係を示すデータである。パターンデータの作成は、ショットの配置情報とユーザが形成したいパターンとを用いて作成される。
【００３２】
描画装置２００は、作成部１２１が作成したパターンデータを用いて描画を開始する。すなわち、作成部１２１が設定した所定幅で、Ｙ軸方向に一列ずつ描画をしていく（Ｓ１０４）。このとき、設定した所定幅を有する単位領域２０がショット８０に対応する位置で描画するように、主制御部１２３は制御部１２０や制御部１２２を同期制御する。ショット８０に対応する位置で描画する、とは、作成部１２１が設定した幅を有する単位領域２０がＸ軸方向に対し整数個のショットを含むように描画開始点を設定して描画することを意味する。
【００３３】
一列描画を終えるごとに描画が終了したかどうかを主制御部１２３が判断する（Ｓ１０５）。描画が終了していないと判断された場合（ＮＯ）は、電子線と基板１１５の相対位置を調整し、描画が次の列に行われるようにする（Ｓ１０６）。主制御部１２３が全ての列に描画し終えた（ＹＥＳ）と判断した時点で、描画を終了する。
【００３４】
本実施形態は、作成部１２１がショット８０のサイズ情報を用いて単位領域２０の幅を設定する。設定された幅の単位領域２０で、基板１１５をＹ軸方向に一度描画をする（基板に対して描画領域を前記第２方向に一度走査させる）と、基板１１５上には整数個のチップ７０のパターンが形成される。
【００３５】
このとき、図３（ｂ）に示すように境界４０はスクライブライン６０上に位置する。そのため、高精度なパターンのつなぎ合わせが必要となるチップ７０上でのつなぎ合わせの回数を低減することができる。よって、複数の電子線を用いることによるスループット向上という利点を活かしつつ、チップ７０上には高精度なパターンを形成することができるという効果を得る。
【００３６】
ショット８０のサイズで単位領域２０の幅を設定するのは、描画装置２００を光露光装置を併用しながらパターンを積層させていく場合に有利である。ショット８０のサイズや位置情報を光露光装置から自動で取得することができるからである。
【００３７】
［実施形態２］
図５（ａ）は実施形態２の描画の様子を示す図である。実施形態２は、１つのショット８０あたりに２つのチップ７０を形成する場合の形態である。この場合、１つのチップあたりのＸ軸方向の幅は、約０．５ショット分である。すなわち、最大描画領域の幅が２．７ショット分の場合は、単位領域２０の幅を最大５チップ（２．５ショット）に設定して描画できる。
【００３８】
実施形態２での描画方法は、実施形態１で説明した図４のフローチャートに従った描画方法とほぼ同様である。ただし、Ｓ２０１では、ショットサイズの情報を取得するかわりに、チップサイズの情報を取得しなければいけない点が第１の実施形態とは異なる。
【００３９】
本実施形態における作成部１２１は、ショット８０のサイズ情報を元にショット８０の配置を認識する。さらに、作成部２１は、ユーザーインターフェースを介してユーザが設定した、チップのサイズに係るサイズ情報を取得する。例えば、１つのショットあたり何チップ分のパターンを形成するように設定したのか、あるいは１つのチップ７０のサイズをいくつに設定したのかという情報である。
【００４０】
本実施形態の場合、所定のマージンは、整数個のチップ７０間の領域のＸ軸方向の合計の長さや、当該整数個のチップ７０のうちＸ軸方向の両端に位置するチップ７０と隣接する領域の一部の幅の長さである。
【００４１】
図５（ｂ）に描画済みの領域１０と描画予定の領域３０との境界４０付近の拡大図を示す。作成部１２１が単位領域２０の幅を約２．５ショット分、非照射の領域５０の幅を約０．２ショット分の幅と設定すれば、チップ７０同士の間に境界４０が位置することとなる。チップ７０の幅を考慮しているため、実施形態１よりも領域５０の面積を少なくすることができる。これにより、実施形態１の場合よりもスループットを向上させつつ、境界４０の位置がチップ７０上では無いように、あるいは低減することでチップの歩留まりを向上することが可能となる。
【００４２】
［実施形態３］
次に、実施形態３に係る描画方法について図６（ａ）（ｂ）及び図７を用いて説明する。
【００４３】
本実施形態は、すでにパターンを形成した下地のショット及び下地のチップパターンが回転成分を有している点で実施形態１及び実施形態２とは異なる。本実施形態では、主制御部１２３のメモリは、図７のフローチャートに示すプログラムを有している。
【００４４】
図６（ａ）はショット８０も、ショット８０内のチップ７０も左回転方向の回転成分をもって形成されている様子を示している。図６（ｂ）は図６（ａ）における境界４０の周囲の拡大図を示す。チップが回転成分を有していたとしても、１つのチップのパターンが形成される領域のＸ軸方向の幅は数ｎｍ増加するだけである。
【００４５】
通常、隣り合うチップ間の幅は回転成分によるＸ軸方向の幅の増加分よりも大きいため、図６（ｂ）のように、設定部が設定した所定の幅で一度走査すれば、つなぎ合わせの必要な境界４０はチップ間に位置する。そのため、高精度でつなぎ合わせをしなければならないという必要性無しにチップのパターンを形成できる。
【００４６】
図７は実施形態３において作成部１２１が実行するプログラムを示すフローチャートである。Ｓ２０１〜Ｓ２０３の工程は、前述のＳ１０１〜Ｓ１０３の工程と同様であるため説明を省略する。Ｓ２０４において、不図示のアライメント光学系を用いて、基板上に形成されているアライメントマーク（不図示）の位置を一列分計測する。
【００４７】
アライメントマークは、ショット８０の各位置を計測するためのマークであり、スクライブライン６０上に配置されている。Ｓ２０４における計測結果から、計測した列のショットの倍率、シフト、回転成分を計測し、所望の位置とのずれが有れば作成部１２１はＳ２０３で準備した描画パターンの一部を補正する（Ｓ２０４）。
【００４８】
補正したパターンに基づき、描画装置２００は基板１１５に対してパターンを描画する（Ｓ２０６）。１列の描画を終えるごとに、全ての列を描画したかどうかを主制御部１２３は判断する（Ｓ２０７）。Ｓ２０７において、描画が終了していないと判断された（ＮＯ）場合には、次の列を描画できるように基板１１５と電子線の照射位置との相対位置を移動して（Ｓ２０８）、Ｓ２０４〜Ｓ２０７の工程を繰り返す。Ｓ２０７において全ての列を描画した（ＹＥＳ）と判断されたら、描画を終了し、本プログラムを終える。
【００４９】
このように、下地のチップが回転成分をもって形成された場合であっても、チップ上におけるつなぎ合わせの回数を低減することができる。
【００５０】
なお、作成部１２１は、回転に限らず、倍率補正や台形補正の影響を考慮して単位領域２０の所定幅を設定しても良い。チップのＸ軸方向の幅の倍率が大幅に変化している場合には、１回の走査毎に単位領域２０の所定幅を変更しても良い。これにより、基板１１５の材質や描画のパターンの影響によりチップの配列が歪みやすい場合であっても、境界４０の位置をチップ上以外の場所にさせることができる。そのため、チップ上ではつなぎ合わせが必要となる箇所を低減することができ、パターンを高精度に描画することができる。
【００５１】
［その他の実施形態］
実施形態１〜実施形態３において共通するその他の実施形態について以下説明する。実施形態１〜実施形態３のように、１枚の基板に対して形成するパターンのサイズが全て同じではなくても適用可能である。すなわち、チップ毎にＸ軸方向の幅が異なるパターンを形成する場合であっても、各々のチップに形成する描画パターンとチップのサイズ及び位置が把握できていれば良い。この場合、作成部１２１が、単位領域２０が基板１１５上を走査する間に単位領域２０のＸ軸方向の長さを切り替えるように設定すれば、チップ７０上でつなぎ合わせが必要な箇所を少なくしながら描画することができる。
【００５２】
作成部１２１は、単位領域２０がＹ軸方向に１度走査する間に、スクライブライン６０上に形成するアライメントマークを描画できるように所定幅を設定することが好ましい。必要に応じて、Ｙ軸方向に１度スキャンする毎に所定幅及びＸ軸方向への基板の移動量を変更しても構わない。これにより、アライメントマークはショット等の形成済みのパターンの位置を把握するために必要なマークであるため、つなぎ目が少ないほうが計測精度が高くなる。よって、下地層のパターンと、新しく形成するパターンとの重ね合わせ精度を向上することができる。
【００５３】
単位領域２０の形状は、Ｘ軸やＹ軸方向に平行な辺を有していなくても良く、矩形形状に限られるものではない。同時に描画可能な領域の、基板の走査方向と直交する方向の幅を調節できればどのような形状の領域でも構わない。
【００５４】
前述の実施形態では、偏向器群１０５と制御部１２０とを描画デバイスとして使用している。その他、複数のビームを個別に制御して、基板に対して照射又は非照射とすることが制御可能なデバイスであれば、どのような描画デバイスも用いても良い。また、本発明は電子線、イオンビーム等の荷電粒子線や、レーザビーム等の光線を用いて基板上にパターンを形成する、描画装置に適用することができる。
【００５５】
［物品の製造方法］
本発明の物品（半導体集積回路素子、液晶表示素子、撮像素子、磁気ヘッド、ＣＤ−ＲＷ、光学素子、フォトマスク等）の製造方法は、前述の実施形態の描画装置を用いて基板（ウエハやガラス板等）上にパターンを露光する工程と、露光された基板を現像する工程と、現像した基板に対してエッチング処理及びイオン注入処理の少なくともいずれか一方を施す工程とを含む。さらに、他の周知の処理工程（現像、酸化、成膜、蒸着、平坦化、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含んでも良い。
【符号の説明】
【００５６】
１０  ショット
７０  チップ
１１５  基板
１１６  ステージ
１２１  作成部
２００  描画装置
【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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