JP2843594B2 - 荷電粒子ビーム露光装置及びその露光方法 - Google Patents
荷電粒子ビーム露光装置及びその露光方法Info
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- JP2843594B2 JP2843594B2 JP1068308A JP6830889A JP2843594B2 JP 2843594 B2 JP2843594 B2 JP 2843594B2 JP 1068308 A JP1068308 A JP 1068308A JP 6830889 A JP6830889 A JP 6830889A JP 2843594 B2 JP2843594 B2 JP 2843594B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 荷電粒子ビーム露光装置及びその露光方法に関し、 ステンシルマスク上の繰返しパターン数の増大、露光
精度の改善及びパターンの不本意な縮小変形を回避する
ことを目的とし、 請求項１に係る荷電粒子ビーム露光装置は、荷電粒子
ビームの経路に沿って、該経路の上流側から、第１の電
磁集束レンズ、第１のマスク偏向器、第２のマスク偏向
器、ステンシルマスク、第３のマスク偏向器、第４のマ
スク偏向器及び第２の電磁集束レンズ、を順次配列して
構成された集束レンズ系を備え、且つ、前記第１の電磁
集束レンズと前記第２の電磁集束レンズを異なる電源供
給で動作する２つのレンズコイルからなるダブレットレ
ンズで構成し、前記ステンシルマスク上の回転の補正を
前記第１の電磁集束レンズで行うとともに、前記ステン
シルマスクを通過したビームと被露光試料との回転の補
正を前記第２の電磁集束レンズで行うことを特徴とす
る。
精度の改善及びパターンの不本意な縮小変形を回避する
ことを目的とし、 請求項１に係る荷電粒子ビーム露光装置は、荷電粒子
ビームの経路に沿って、該経路の上流側から、第１の電
磁集束レンズ、第１のマスク偏向器、第２のマスク偏向
器、ステンシルマスク、第３のマスク偏向器、第４のマ
スク偏向器及び第２の電磁集束レンズ、を順次配列して
構成された集束レンズ系を備え、且つ、前記第１の電磁
集束レンズと前記第２の電磁集束レンズを異なる電源供
給で動作する２つのレンズコイルからなるダブレットレ
ンズで構成し、前記ステンシルマスク上の回転の補正を
前記第１の電磁集束レンズで行うとともに、前記ステン
シルマスクを通過したビームと被露光試料との回転の補
正を前記第２の電磁集束レンズで行うことを特徴とす
る。
請求項２に係る荷電粒子ビーム露光方法は、請求項１
記載の荷電粒子ビーム露光装置において、第１の電磁集
束レンズと第２の電磁集束レンズを用いてそれらの間の
荷電粒子ビームを略平行ビームとすると共に、第１のマ
スク偏向器と第２のマスク偏向器を用いて荷電粒子ビー
ムを略垂直にステンシルマスク上に照射し、さらに第３
のマスク偏向器と第４のマスク偏向器を用いて荷電粒子
ビームを第２の電磁集束レンズの光軸に戻すようにした
ことを特徴とする。
記載の荷電粒子ビーム露光装置において、第１の電磁集
束レンズと第２の電磁集束レンズを用いてそれらの間の
荷電粒子ビームを略平行ビームとすると共に、第１のマ
スク偏向器と第２のマスク偏向器を用いて荷電粒子ビー
ムを略垂直にステンシルマスク上に照射し、さらに第３
のマスク偏向器と第４のマスク偏向器を用いて荷電粒子
ビームを第２の電磁集束レンズの光軸に戻すようにした
ことを特徴とする。
請求項３に係る荷電粒子ビーム露光方法は、請求項１
記載の荷電粒子ビーム露光装置において、第２、第３及
び第４のマスク偏向器を第１のマスク偏向器に対して同
期して偏向させ、それらの向きは、第１と第２のマスク
偏向器では逆方向、第２と第３のマスク偏向器では同方
向、及び第３と第４のマスク偏向器では逆方向とし、さ
らに第２、第３及び第４のマスク偏向器の偏向量は第１
のマスク偏向器の偏向量に対して各々一定の関係で一義
的に定まる量とすることを特徴とする。
記載の荷電粒子ビーム露光装置において、第２、第３及
び第４のマスク偏向器を第１のマスク偏向器に対して同
期して偏向させ、それらの向きは、第１と第２のマスク
偏向器では逆方向、第２と第３のマスク偏向器では同方
向、及び第３と第４のマスク偏向器では逆方向とし、さ
らに第２、第３及び第４のマスク偏向器の偏向量は第１
のマスク偏向器の偏向量に対して各々一定の関係で一義
的に定まる量とすることを特徴とする。
本発明は、荷電粒子ビーム露光装置及びその露光方法
に関し、特に、ステンシルマスクを備えた荷電粒子ビー
ム露光装置及びその露光方法に関する。
に関し、特に、ステンシルマスクを備えた荷電粒子ビー
ム露光装置及びその露光方法に関する。
一段と回路パターンを微細化した半導体集積回路装置
の製造装置として、近年、荷電粒子ビーム（電子、イオ
ンあるいはＸ線）を使用する露光装置が注目されてい
る。
の製造装置として、近年、荷電粒子ビーム（電子、イオ
ンあるいはＸ線）を使用する露光装置が注目されてい
る。
荷電粒子ビーム露光装置の最も基本的なものは、荷電
粒子ビーム（以下、単にビームという）の経路上に備え
られた可変短形アパーチャによってビームの断面形状を
可変操作し、この成形ビームを偏向してウェハ上にパタ
ーンを描画するものであるが、このものは、描画が一筆
書きであることからスループットの面で不充分であっ
た。そこで、改良型として、可変矩形アパーチャに相当
する可変短形透過孔及び複数の繰返しパターン透過孔を
形成したいわゆるステンシルマスクを備え、例えば、メ
モリセルのように同一の繰返しパターン部分の露光で
は、該当する繰返しパターン透過孔によってビームを形
成してショット露光を行うことにより、全体のスループ
ットを向上したものが知られている。
粒子ビーム（以下、単にビームという）の経路上に備え
られた可変短形アパーチャによってビームの断面形状を
可変操作し、この成形ビームを偏向してウェハ上にパタ
ーンを描画するものであるが、このものは、描画が一筆
書きであることからスループットの面で不充分であっ
た。そこで、改良型として、可変矩形アパーチャに相当
する可変短形透過孔及び複数の繰返しパターン透過孔を
形成したいわゆるステンシルマスクを備え、例えば、メ
モリセルのように同一の繰返しパターン部分の露光で
は、該当する繰返しパターン透過孔によってビームを形
成してショット露光を行うことにより、全体のスループ
ットを向上したものが知られている。
第３図は、ステンシルマスクを備てた荷電粒子ビーム
露光装置の従来例を示すその要部構成図で、１は静電偏
向器、２は集束電磁レンズ、３はステンシルマスクであ
る。集束電磁レンズ２は、光軸４（ビーム軸を便宜的に
光軸と呼称する）に球心を一致させた図示しない一対の
凸電磁レンズよりなり、一方のレンズで入射側球面2a
を、そして、他方のレンズで出射側球面2bを形成してい
る。また、ステンシルマスク３は光軸４に一致して開口
された可変矩形透過孔3aと、複数の繰返しパターン透過
孔（但し、代表して１つを示す）3bとを備えて形成され
ている。
露光装置の従来例を示すその要部構成図で、１は静電偏
向器、２は集束電磁レンズ、３はステンシルマスクであ
る。集束電磁レンズ２は、光軸４（ビーム軸を便宜的に
光軸と呼称する）に球心を一致させた図示しない一対の
凸電磁レンズよりなり、一方のレンズで入射側球面2a
を、そして、他方のレンズで出射側球面2bを形成してい
る。また、ステンシルマスク３は光軸４に一致して開口
された可変矩形透過孔3aと、複数の繰返しパターン透過
孔（但し、代表して１つを示す）3bとを備えて形成され
ている。
このような構成において、入射側球面2aへのビーム入
射位置は、静電偏向器１による偏向量によって決まる。
例えば、可変短形透過孔3aを選択する場合であれば、ビ
ームは球面2aの位置（Ａ）に入射し、あるいは、パター
ン透過孔3bを選択する場合であれば、ビームは所定の角
度で偏向される結果、球面2aの位置（Ｂ）に入射するこ
ととなる。すなわち、静電偏向器１の偏向操作に応じて
ビームの球面2aへの入射位置が変化し、ステンシルマス
ク３の任意の透過孔を通過して出射側球面2bから出射
し、再び光軸４に戻るといったビーム経路をとり、結
局、ウェハ上に透過孔形状に応じたパターンを露光でき
るのである。
射位置は、静電偏向器１による偏向量によって決まる。
例えば、可変短形透過孔3aを選択する場合であれば、ビ
ームは球面2aの位置（Ａ）に入射し、あるいは、パター
ン透過孔3bを選択する場合であれば、ビームは所定の角
度で偏向される結果、球面2aの位置（Ｂ）に入射するこ
ととなる。すなわち、静電偏向器１の偏向操作に応じて
ビームの球面2aへの入射位置が変化し、ステンシルマス
ク３の任意の透過孔を通過して出射側球面2bから出射
し、再び光軸４に戻るといったビーム経路をとり、結
局、ウェハ上に透過孔形状に応じたパターンを露光でき
るのである。
しかしながら、このような従来の荷電粒子がビーム露
光装置にあっては、静電偏向器１によってビームの入射
側球面2aへの入射位置を変化させ、ステンシルマスク３
上の透過孔を選択する構成となっていたため、 ｉ）静電偏向器１は、静電型であるから電磁型に比して
偏向角が小さく、したがって、ステンシルマスク３の表
面上のビーム走査範囲が狭くステンシルマスク３に形成
する透過孔の数を多くできない。このことは、集積回路
装置の繰返しパターンが一般的に多種類であることを考
えると、ステンシルマスクを備えた荷電粒子ビーム露光
装置を実用化するうえでの大きな障害となる。
光装置にあっては、静電偏向器１によってビームの入射
側球面2aへの入射位置を変化させ、ステンシルマスク３
上の透過孔を選択する構成となっていたため、 ｉ）静電偏向器１は、静電型であるから電磁型に比して
偏向角が小さく、したがって、ステンシルマスク３の表
面上のビーム走査範囲が狭くステンシルマスク３に形成
する透過孔の数を多くできない。このことは、集積回路
装置の繰返しパターンが一般的に多種類であることを考
えると、ステンシルマスクを備えた荷電粒子ビーム露光
装置を実用化するうえでの大きな障害となる。
ii）また、ビームの入射側球面2aへの入射位置が変わる
ことにより、いわゆる球面収差が発生して露光精度を悪
化させるといった問題点や、 iii）さらに、相当に大きな偏向角を与えると、出射側
球面2bから出射したビームの集束点（Ｃ）におけるパタ
ーン部分の見込角が小さくなり、その結果、パターンが
不本意に縮小変形してしまうといった問題点がある。
ことにより、いわゆる球面収差が発生して露光精度を悪
化させるといった問題点や、 iii）さらに、相当に大きな偏向角を与えると、出射側
球面2bから出射したビームの集束点（Ｃ）におけるパタ
ーン部分の見込角が小さくなり、その結果、パターンが
不本意に縮小変形してしまうといった問題点がある。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもの
で、集束電磁レンズへのビームの入射位置及び出射位置
を常に光軸に一致させた状態で、ステンシルマスク上を
自在に偏向できるようにし、もって、ステンシルマスク
上の繰返しパターン数の増大、露光精度の改善及びパタ
ーンの不本意な縮小変形を回避することを目的としてい
る。
で、集束電磁レンズへのビームの入射位置及び出射位置
を常に光軸に一致させた状態で、ステンシルマスク上を
自在に偏向できるようにし、もって、ステンシルマスク
上の繰返しパターン数の増大、露光精度の改善及びパタ
ーンの不本意な縮小変形を回避することを目的としてい
る。
請求項１に係る荷電粒子ビーム露光装置は、荷電粒子
ビームの経路に沿って、該経路の上流側から、第１の電
磁集束レンズ、第１のマスク偏向器、第２のマスク偏向
器、ステンシルマスク、第３のマスク偏向器、第４のマ
スク偏向器及び第２の電磁集束レンズ、を順次配列して
構成された集束レンズ系を備え、且つ、前記第１の電磁
集束レンズと前記第２の電磁集束レンズを異なる電源供
給で動作する２つのレンズコイルからなるダブレットレ
ンズで構成し、前記ステンシルマスク上の回転の補正を
前記第１の電磁集束レンズで行うとともに、前記ステン
シルマスクを通過したビームと被露光試料との回転の補
正を前記第２の電磁集束レンズで行うことを特徴とす
る。
ビームの経路に沿って、該経路の上流側から、第１の電
磁集束レンズ、第１のマスク偏向器、第２のマスク偏向
器、ステンシルマスク、第３のマスク偏向器、第４のマ
スク偏向器及び第２の電磁集束レンズ、を順次配列して
構成された集束レンズ系を備え、且つ、前記第１の電磁
集束レンズと前記第２の電磁集束レンズを異なる電源供
給で動作する２つのレンズコイルからなるダブレットレ
ンズで構成し、前記ステンシルマスク上の回転の補正を
前記第１の電磁集束レンズで行うとともに、前記ステン
シルマスクを通過したビームと被露光試料との回転の補
正を前記第２の電磁集束レンズで行うことを特徴とす
る。
請求項２に係る荷電粒子ビーム露光方法は、請求項１
記載の荷電粒子ビーム露光装置において、第１の電磁集
束レンズと第２の電磁集束レンズを用いてそれらの間の
荷電粒子ビームを略平行ビームとすると共に、第１のマ
スク偏向器と第２のマスク偏向器を用いて荷電粒子ビー
ムを略垂直にステンシルマスク上に照射し、さらに第３
のマスク偏向器と第４のマスク偏向器を用いて荷電粒子
ビームを第２の電磁集束レンズの光軸に戻すようにした
ことを特徴とする。
記載の荷電粒子ビーム露光装置において、第１の電磁集
束レンズと第２の電磁集束レンズを用いてそれらの間の
荷電粒子ビームを略平行ビームとすると共に、第１のマ
スク偏向器と第２のマスク偏向器を用いて荷電粒子ビー
ムを略垂直にステンシルマスク上に照射し、さらに第３
のマスク偏向器と第４のマスク偏向器を用いて荷電粒子
ビームを第２の電磁集束レンズの光軸に戻すようにした
ことを特徴とする。
請求項３に係る荷電粒子ビーム露光方法は、請求項１
記載の荷電粒子ビーム露光装置において、第２、第３及
び第４のマスク偏向器を第１のマスク偏向器に対して同
期して偏向させ、それらの向きは、第１と第２のマスク
偏向器では逆方向、第２と第３のマスク偏向器では、同
方向、及び第３と第４のマスク偏向器では逆方向とし、
さらに第２、第３及び第４のマスク偏向器の偏向量は第
１のマスク偏向器の偏向量に対して各々一定の関係で一
義的に定まる量とすることを特徴とする。
記載の荷電粒子ビーム露光装置において、第２、第３及
び第４のマスク偏向器を第１のマスク偏向器に対して同
期して偏向させ、それらの向きは、第１と第２のマスク
偏向器では逆方向、第２と第３のマスク偏向器では、同
方向、及び第３と第４のマスク偏向器では逆方向とし、
さらに第２、第３及び第４のマスク偏向器の偏向量は第
１のマスク偏向器の偏向量に対して各々一定の関係で一
義的に定まる量とすることを特徴とする。
本発明では、第１の電磁集束レンズと第２の電磁集束
レンズが異なる電源供給で動作する２つのレンズコイル
からなるダブレットレンズで構成され、第１、第２の電
磁集束レンズの間のビーム経路が、第１〜第４のマスク
偏向器によって偏向される。したがって、第１の電磁集
束レンズに入射し、そして第２の電磁集束レンズから出
射するビームの入・出射位置は、第１、第２の電磁射レ
ンズで形成される２つの球面中心を通る光軸と一致する
ものとなり、その結果、球面収差の影響を受けないから
露光精度が改善され、またパターンの不本意な縮小変形
が避けられる。さらに、第１〜第４のマスク偏向器を電
磁型にすれば、充分に大きな偏向角が得られ、ステンシ
ルマスクの走査範囲が拡大されてそれだけ繰返しパター
ン用の透過孔が増大される。特に、第１の電磁集束レン
ズと第２の電磁集束レンズを異なる電源供給で動作する
２つのレンズコイルからなるダブレットレンズで構成
し、ステンシルマスク上の回転の補正を第１の電磁集束
レンズで行うとともに、ステンシルマスクを通過したビ
ームと被露光試料との回転の補正を第２の電磁集束レン
ズで行うという特徴的な事項を備えたため、I2すなわち
磁束強度を変えることなく、一対のコイルに流す電流Ｉ
の比率を変えるだけで、ビームの平行性を崩さずに回転
を自在にコントロールできる。
レンズが異なる電源供給で動作する２つのレンズコイル
からなるダブレットレンズで構成され、第１、第２の電
磁集束レンズの間のビーム経路が、第１〜第４のマスク
偏向器によって偏向される。したがって、第１の電磁集
束レンズに入射し、そして第２の電磁集束レンズから出
射するビームの入・出射位置は、第１、第２の電磁射レ
ンズで形成される２つの球面中心を通る光軸と一致する
ものとなり、その結果、球面収差の影響を受けないから
露光精度が改善され、またパターンの不本意な縮小変形
が避けられる。さらに、第１〜第４のマスク偏向器を電
磁型にすれば、充分に大きな偏向角が得られ、ステンシ
ルマスクの走査範囲が拡大されてそれだけ繰返しパター
ン用の透過孔が増大される。特に、第１の電磁集束レン
ズと第２の電磁集束レンズを異なる電源供給で動作する
２つのレンズコイルからなるダブレットレンズで構成
し、ステンシルマスク上の回転の補正を第１の電磁集束
レンズで行うとともに、ステンシルマスクを通過したビ
ームと被露光試料との回転の補正を第２の電磁集束レン
ズで行うという特徴的な事項を備えたため、I2すなわち
磁束強度を変えることなく、一対のコイルに流す電流Ｉ
の比率を変えるだけで、ビームの平行性を崩さずに回転
を自在にコントロールできる。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第１、２図は本発明の係る荷電粒子ビーム露光装置及
びその露光方法の一実施例を示す図である。
びその露光方法の一実施例を示す図である。
第１図において、10は荷電粒子ビーム露光装置であ
り、荷電粒子ビーム露光装置10は、カソード電極11、グ
リッド電極12及びアノード電極13からなる荷電粒子ビー
ム発生源Ｇ、第１スリット14、第１レンズ15、スリット
デフレクタ16、集束レンズ系17、ブランキング18、第２
レンズ19、アパーチャ20、第３レンズ21、第４レンズ2
2、メインデフコイル23、サブデフレクタ24、リフォー
カスコイル25、フォーカスコイル26、スティグコイル27
及び第１〜第４アライメントコイル28〜31を備えるとと
もに、ウェハＷを載置してＸ−Ｙ方向に移動可能なステ
ージ32及び１つの透過孔を選択するための選択データに
従って偏向信号S1〜S4を発生する偏向信号発生装置33な
どを備えている。
り、荷電粒子ビーム露光装置10は、カソード電極11、グ
リッド電極12及びアノード電極13からなる荷電粒子ビー
ム発生源Ｇ、第１スリット14、第１レンズ15、スリット
デフレクタ16、集束レンズ系17、ブランキング18、第２
レンズ19、アパーチャ20、第３レンズ21、第４レンズ2
2、メインデフコイル23、サブデフレクタ24、リフォー
カスコイル25、フォーカスコイル26、スティグコイル27
及び第１〜第４アライメントコイル28〜31を備えるとと
もに、ウェハＷを載置してＸ−Ｙ方向に移動可能なステ
ージ32及び１つの透過孔を選択するための選択データに
従って偏向信号S1〜S4を発生する偏向信号発生装置33な
どを備えている。
なお、上記偏向信号発生装置33は、実際には、荷電粒
子ビーム露光装置10内で必要とされる各種信号を生成す
るものであるが、ここでは説明の便宜状、集束レンズ系
17に必要な信号のみを表わしている。具体的には、第１
のマスク偏向器41（後述）の偏向量を指示する信号（本
実施例では選択データ）が入力されると、第１のマスク
偏向器41に対する偏向信号S1が出力されるとともに、こ
れと同時に、他のマスク偏向器42〜45（後述）に対する
偏向信号S2〜S4も出力されるものであって、S2〜S4はS1
に対応して決定されるものであればよい。
子ビーム露光装置10内で必要とされる各種信号を生成す
るものであるが、ここでは説明の便宜状、集束レンズ系
17に必要な信号のみを表わしている。具体的には、第１
のマスク偏向器41（後述）の偏向量を指示する信号（本
実施例では選択データ）が入力されると、第１のマスク
偏向器41に対する偏向信号S1が出力されるとともに、こ
れと同時に、他のマスク偏向器42〜45（後述）に対する
偏向信号S2〜S4も出力されるものであって、S2〜S4はS1
に対応して決定されるものであればよい。
集束レンズ系17は、次のものを含んで構成されてい
る。すなわち、荷電粒子ビームの経路（図中、カソード
電極11からウェハＷに至る仮想線Ｌで示す）に沿って、
該経路Ｌの上流側（カソード電極11側を上流側、ウェハ
Ｗ側を下流とする）から、一方の電磁集束レンズ（第１
の電磁集束レンズ）40、第１のマスク偏向器41、第２の
マスク偏向器42、ステンシルマスク43、第３のマスク偏
向器44、第４のマスク偏向器45、他方の電磁集束レンズ
（第２の電磁集束レンズ）46を順次配列して構成されて
いる。
る。すなわち、荷電粒子ビームの経路（図中、カソード
電極11からウェハＷに至る仮想線Ｌで示す）に沿って、
該経路Ｌの上流側（カソード電極11側を上流側、ウェハ
Ｗ側を下流とする）から、一方の電磁集束レンズ（第１
の電磁集束レンズ）40、第１のマスク偏向器41、第２の
マスク偏向器42、ステンシルマスク43、第３のマスク偏
向器44、第４のマスク偏向器45、他方の電磁集束レンズ
（第２の電磁集束レンズ）46を順次配列して構成されて
いる。
一対の電磁集束レンズ40、46は各々ダブレットレンズ
で構成されており、これは次の理由による。すなわち、
従来、像の回転調整は物理的なマスク（従来の露光装置
では可変短形用のスリット）の回転で調整していた。こ
の種のマスクとしては、本実施例のステンシルマスク43
が該当する。しかしステンシルマスク43の回転による補
正は現実的ではない。ダブレットレンズにしなくても第
１の電磁集束レンズで回転の補正は出来るが、その場合
強度も変わってしまって平行性が崩れてしまう。従っ
て、平行性を崩さずに回転を補正するのは、ダブレット
レンズでなければならない。つまり、この系の第１の電
磁集束レンズをダブレットレンズにする事は本質的な事
であり、この部分で使用する事はこの系を実用化させる
上で重要な役割を果たす。ダブレットレンズは、レンズ
コイルを２つの異なる電源供給で動作するコイルから作
る。つまり、1000ターン必要なレンズだったら500ター
ンずつ２組のコイルを巻く。そして、各コイルに流す電
流の向きを逆にする。元々、電磁集束コイルの強度は、
I2の比例値なので、強度はコイルに流す電流の向きに依
らない。ところが回転はＩの比例値なので、電流の向き
に依存する。つまり、コイル数と電流量の積（AT値）が
逆向きに同じ量であったとすると理想的には回転が起こ
らない。実際には回転するが、I2を変えずにＩの比率を
変える事で回転をコントロールする事が出来る様になる
のである。一方、マスク上のパターンを露光試料上に合
わせる為、第２の電磁集束レンズをダブレットにする。
もっとも第２レンズをダブレットにしなくても、第２の
電磁集束レンズ下部のレンズコイルで調整することが可
能であるが、回転調整が必要な理由（回転補正が必要と
なる理由）はマスクをマスクステージにセットしたとき
に回転が発生するからであり、マスクを交換する度に第
２の電磁集束レンズ下部のレンズコイルで調整するのは
現実的ではない。なぜならば、その度に強度の調整も必
要になるからである。
で構成されており、これは次の理由による。すなわち、
従来、像の回転調整は物理的なマスク（従来の露光装置
では可変短形用のスリット）の回転で調整していた。こ
の種のマスクとしては、本実施例のステンシルマスク43
が該当する。しかしステンシルマスク43の回転による補
正は現実的ではない。ダブレットレンズにしなくても第
１の電磁集束レンズで回転の補正は出来るが、その場合
強度も変わってしまって平行性が崩れてしまう。従っ
て、平行性を崩さずに回転を補正するのは、ダブレット
レンズでなければならない。つまり、この系の第１の電
磁集束レンズをダブレットレンズにする事は本質的な事
であり、この部分で使用する事はこの系を実用化させる
上で重要な役割を果たす。ダブレットレンズは、レンズ
コイルを２つの異なる電源供給で動作するコイルから作
る。つまり、1000ターン必要なレンズだったら500ター
ンずつ２組のコイルを巻く。そして、各コイルに流す電
流の向きを逆にする。元々、電磁集束コイルの強度は、
I2の比例値なので、強度はコイルに流す電流の向きに依
らない。ところが回転はＩの比例値なので、電流の向き
に依存する。つまり、コイル数と電流量の積（AT値）が
逆向きに同じ量であったとすると理想的には回転が起こ
らない。実際には回転するが、I2を変えずにＩの比率を
変える事で回転をコントロールする事が出来る様になる
のである。一方、マスク上のパターンを露光試料上に合
わせる為、第２の電磁集束レンズをダブレットにする。
もっとも第２レンズをダブレットにしなくても、第２の
電磁集束レンズ下部のレンズコイルで調整することが可
能であるが、回転調整が必要な理由（回転補正が必要と
なる理由）はマスクをマスクステージにセットしたとき
に回転が発生するからであり、マスクを交換する度に第
２の電磁集束レンズ下部のレンズコイルで調整するのは
現実的ではない。なぜならば、その度に強度の調整も必
要になるからである。
第２図は集束レンズ系17の拡大図である。第１〜第４
のマスク偏向器41、42、44、45は、経路Ｌに沿って一方
の電磁集束レンズ40に入射した荷電粒子ビームを偏向
し、ステンシルマスク43上の複数の透過孔（便宜的に43
a〜43cの３つの図示する）の１つを通過させたあと、再
び経路Ｌ上に戻して他方の電磁集束レンズ46から出射さ
れるもので、このような偏向動作は、偏向信号発生装置
33からの各偏向信号S1〜S4に従って行われる。
のマスク偏向器41、42、44、45は、経路Ｌに沿って一方
の電磁集束レンズ40に入射した荷電粒子ビームを偏向
し、ステンシルマスク43上の複数の透過孔（便宜的に43
a〜43cの３つの図示する）の１つを通過させたあと、再
び経路Ｌ上に戻して他方の電磁集束レンズ46から出射さ
れるもので、このような偏向動作は、偏向信号発生装置
33からの各偏向信号S1〜S4に従って行われる。
ここで、例えば、S1の大きさをＡ、その極性を正とす
ると（すなわち＋Ａ）、S2及びS3は共に−Ａ、S4は＋Ａ
に設定されるようになっている。この場合、一方の電磁
集束レンズ40に入射した荷電粒子ビームは、第１の偏向
器41において＋Ａに応じた電磁力で曲げられ、そして、
第２の偏向器42において−Ａに応じた電磁力で曲げ戻さ
れる結果、経路Ｌに略平行するものとなり、仮に、大き
さＡが透過孔43cを指定するものであれば、荷電粒子ビ
ームはほぼ垂直に透過孔43cを通過する。そして、この
通過したあとの荷電粒子ビームは、第３の偏向器44にお
いて−Ａに応じた電磁力で曲げられ、さらに、第４の偏
向器45において＋Ａに応じた電磁力で曲げ戻されて、結
局、経路Ｌに沿って他方の電磁集束レンズ46から出射し
ていくこととなる。
ると（すなわち＋Ａ）、S2及びS3は共に−Ａ、S4は＋Ａ
に設定されるようになっている。この場合、一方の電磁
集束レンズ40に入射した荷電粒子ビームは、第１の偏向
器41において＋Ａに応じた電磁力で曲げられ、そして、
第２の偏向器42において−Ａに応じた電磁力で曲げ戻さ
れる結果、経路Ｌに略平行するものとなり、仮に、大き
さＡが透過孔43cを指定するものであれば、荷電粒子ビ
ームはほぼ垂直に透過孔43cを通過する。そして、この
通過したあとの荷電粒子ビームは、第３の偏向器44にお
いて−Ａに応じた電磁力で曲げられ、さらに、第４の偏
向器45において＋Ａに応じた電磁力で曲げ戻されて、結
局、経路Ｌに沿って他方の電磁集束レンズ46から出射し
ていくこととなる。
したがって、一方の電磁集束レンズ40への入射位置
（Ｄ）及び他方の電磁集束レンズ46からの出射位置
（Ｅ）は、荷電粒子ビームの偏向動作に拘らず常に経路
Ｌに沿ったものとなり、すなわち２つの球面40a、40bの
中心に常に一致しているから、球面収差の発生が避けら
れて露光精度を改善することができる。また、見込角が
変化しなくなり、パターンの不本意な縮小変形を避ける
ことができる。あるいは、第１〜第４のマスク偏向器4
1、42、44、45を電磁型にすれば、荷電粒子ビームの偏
向量を大きくすることができ、それだけステンシルマス
ク43上の偏向範囲を広くして透過孔の数を増大すること
ができる。
（Ｄ）及び他方の電磁集束レンズ46からの出射位置
（Ｅ）は、荷電粒子ビームの偏向動作に拘らず常に経路
Ｌに沿ったものとなり、すなわち２つの球面40a、40bの
中心に常に一致しているから、球面収差の発生が避けら
れて露光精度を改善することができる。また、見込角が
変化しなくなり、パターンの不本意な縮小変形を避ける
ことができる。あるいは、第１〜第４のマスク偏向器4
1、42、44、45を電磁型にすれば、荷電粒子ビームの偏
向量を大きくすることができ、それだけステンシルマス
ク43上の偏向範囲を広くして透過孔の数を増大すること
ができる。
なお、上記偏向信号S1〜S4の生成に際しては、例えば
S1の大きさ及び方向が決まると、このS1に応じて他のS2
〜S4が決定されるようにしておくのが望ましい。例え
ば、予め、第１〜第４のマスク偏向器の偏向特性を測定
しておき、ステンシルマスク43に形成された複数の透過
孔の１つを指定する選択データが与えられると、上記測
定マスクを参照しながら、S1そしてS2〜S4を決定すれば
よい。これにより、偏向信号発生装置33におけるデータ
処理量を少なくできる。
S1の大きさ及び方向が決まると、このS1に応じて他のS2
〜S4が決定されるようにしておくのが望ましい。例え
ば、予め、第１〜第４のマスク偏向器の偏向特性を測定
しておき、ステンシルマスク43に形成された複数の透過
孔の１つを指定する選択データが与えられると、上記測
定マスクを参照しながら、S1そしてS2〜S4を決定すれば
よい。これにより、偏向信号発生装置33におけるデータ
処理量を少なくできる。
本発明によれば、集束レンズ系へのビームの入射位置
及び出射位置を常に光軸に一致させた状態で、ステンシ
ルマスク上を自在に偏向でき、ステンシルマスク上の繰
返しパターン数の増大、露光精度の改善及びパターンの
不本意な縮小変形を回避することができる。
及び出射位置を常に光軸に一致させた状態で、ステンシ
ルマスク上を自在に偏向でき、ステンシルマスク上の繰
返しパターン数の増大、露光精度の改善及びパターンの
不本意な縮小変形を回避することができる。
第１、２図は本発明に係る荷電粒子ビーム露光装置およ
びその露光方法の一実施例を示す図であり、 第１図はその装置の全体の構成図、 第２図はその装置の要部の構成図、 第３図は従来の荷電粒子ビーム露光装置を示すその要部
の構成図である。 17……集束レンズ系、 40……一方の電磁集束レンズ（第１の電磁集束レン
ズ）、 41……第１のマスク偏向器、 42……第２のマスク偏向器、 43……ステンシルマスク、 44……第３のマスク偏向器、 45……第４のマスク偏向器、 46……他方の電磁集束レンズ（第２の電磁集束レン
ズ）。
びその露光方法の一実施例を示す図であり、 第１図はその装置の全体の構成図、 第２図はその装置の要部の構成図、 第３図は従来の荷電粒子ビーム露光装置を示すその要部
の構成図である。 17……集束レンズ系、 40……一方の電磁集束レンズ（第１の電磁集束レン
ズ）、 41……第１のマスク偏向器、 42……第２のマスク偏向器、 43……ステンシルマスク、 44……第３のマスク偏向器、 45……第４のマスク偏向器、 46……他方の電磁集束レンズ（第２の電磁集束レン
ズ）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−96679（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−80744（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−17015（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−22326（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (3)
- 【請求項１】荷電粒子ビームの経路に沿って、該経路の
上流側から、第１の電磁集束レンズ、第１のマスク偏向
器、第２のマスク偏向器、ステンシルマスク、第３のマ
スク偏向器、第４のマスク偏向器及び第２の電磁集束レ
ンズ、を順次配列して構成された集束レンズ系を備え、
且つ、前記第１の電磁集束レンズと前記第２の電磁集束
レンズを異なる電源供給で動作する２つのレンズコイル
からなるダブレットレンズで構成し、前記ステンシルマ
スク上の回転の補正を前記第１の電磁集束レンズで行う
とともに、前記ステンシルマスクを通過したビームと被
露光試料との回転の補正を前記第２の電磁集束レンズで
行うことを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項２】請求項１記載の荷電粒子ビーム露光装置に
おいて、第１の電磁集束レンズと第２の電磁集束レンズ
を用いてそれらの間の荷電粒子ビームを略平行ビームと
すると共に、第１のマスク偏向器と第２のマスク偏向器
を用いて荷電粒子ビームを略垂直にステンシルマスク上
に照射し、さらに第３のマスク偏向器と第４のマスク偏
向器を用いて荷電粒子ビームを第２の電磁集束レンズの
光軸に戻すようにしたことを特徴とする荷電粒子ビーム
露光方法。 - 【請求項３】請求項１記載の荷電粒子ビーム露光装置に
おいて、第２、第３及び第４のマスク偏向器を第１のマ
スク偏向器に対して同期して偏向させ、それらの向き
は、第１と第２のマスク偏向器では逆方向、第２と第３
のマスク偏向器では同方向、及び第３と第４のマスク偏
向器では逆方向とし、さらに第２、第３及び第４のマス
ク偏向器の偏向量は第１のマスク偏向器の偏向量に対し
て各々一定の関係で一義的に定まる量とすることを特徴
とする荷電粒子ビーム露光方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1068308A JP2843594B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 荷電粒子ビーム露光装置及びその露光方法 |
| EP89311047A EP0367496B1 (en) | 1988-10-31 | 1989-10-26 | Charged particle beam lithography system and a method thereof |
| DE68920281T DE68920281T2 (de) | 1988-10-31 | 1989-10-26 | Vorrichtung und Verfahren zur Lithographie mittels eines Strahls geladener Teilchen. |
| KR8915615A KR930002576B1 (en) | 1988-10-31 | 1989-10-30 | Charged particle beam lithography system and a method thereof |
| US07/429,500 US5051556A (en) | 1988-10-31 | 1989-10-31 | Charged particle beam lithography system and a method thereof |
| US07/585,777 US5173582A (en) | 1988-10-31 | 1990-09-20 | Charged particle beam lithography system and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1068308A JP2843594B2 (ja) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | 荷電粒子ビーム露光装置及びその露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02246316A JPH02246316A (ja) | 1990-10-02 |
| JP2843594B2 true JP2843594B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=13370045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1068308A Expired - Fee Related JP2843594B2 (ja) | 1988-10-31 | 1989-03-20 | 荷電粒子ビーム露光装置及びその露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2843594B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6057700B2 (ja) * | 2012-12-26 | 2017-01-11 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | マルチ荷電粒子ビーム描画装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5396679A (en) * | 1977-02-04 | 1978-08-24 | Hitachi Ltd | Electron-beam drawing equipment |
| JPS561705A (en) * | 1979-06-19 | 1981-01-09 | Tokyo Shibaura Electric Co | Enclosed switchboard |
| JPH0732108B2 (ja) * | 1982-07-28 | 1995-04-10 | 株式会社日立製作所 | 電子線露光装置 |
| JPS6180744A (ja) * | 1984-09-27 | 1986-04-24 | Hitachi Ltd | イオンマイクロビ−ム装置 |
-
1989
- 1989-03-20 JP JP1068308A patent/JP2843594B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02246316A (ja) | 1990-10-02 |
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