JP3082662B2 - 荷電ビーム露光装置および露光方法 - Google Patents
荷電ビーム露光装置および露光方法Info
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路や
集積回路形成用のマスクの製造に用いられる荷電粒子ビ
ーム露光装置およびビーム露光方法に関する。特に、複
数のパターン形状に対応したアパーチャマスクを有する
部分一括露光方式の電子線描画装置のビーム電流制御装
置およびビーム電流制御方法に関する。
集積回路形成用のマスクの製造に用いられる荷電粒子ビ
ーム露光装置およびビーム露光方法に関する。特に、複
数のパターン形状に対応したアパーチャマスクを有する
部分一括露光方式の電子線描画装置のビーム電流制御装
置およびビーム電流制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の高密度化や高速
化を向上させるために、半導体集積回路の各素子寸法の
微細化の努力が続けられている。この素子寸法の微細化
のために、紫外光を利用した光学的露光装置では、使用
する光の短波長化、高ＮＡ（開口数）化、変形光源など
露光装置の光学的改善や、位相シフトマスクなど新方式
の露光方法などがなされていた。また、これと平行して
電子線あるいはＸ線露光など新しい露光方式の開発が進
められていた。特に、２５６メガビットＤＲＡＭのよう
な微細パターンをもつ集積回路の形成には電子線露光を
用いた試みが種々提案されている。
化を向上させるために、半導体集積回路の各素子寸法の
微細化の努力が続けられている。この素子寸法の微細化
のために、紫外光を利用した光学的露光装置では、使用
する光の短波長化、高ＮＡ（開口数）化、変形光源など
露光装置の光学的改善や、位相シフトマスクなど新方式
の露光方法などがなされていた。また、これと平行して
電子線あるいはＸ線露光など新しい露光方式の開発が進
められていた。特に、２５６メガビットＤＲＡＭのよう
な微細パターンをもつ集積回路の形成には電子線露光を
用いた試みが種々提案されている。
【０００３】これら電子線露光装置には、ポイントビー
ム型と可変矩形ビーム型とあるが、いずれもパターンを
単位微小領域あるいは矩形領域に分割して、ポイントビ
ームを偏向走査するかあるいはパターンに応じた大きさ
のビームスポットを持つ電子ビームを偏向させパターン
を一筆描画し露光するため、露光に長時間を要すること
になる。例えば上述の２５６メガビットＤＲＡＭでは、
チップ当たりの露光時間が１０分程度かかってしまい、
光露光方式に比べて１００倍程度も長い露光時間を必要
とする。また、露光装置自体が光学的露光装置に比べて
高価であるという欠点を有している。
ム型と可変矩形ビーム型とあるが、いずれもパターンを
単位微小領域あるいは矩形領域に分割して、ポイントビ
ームを偏向走査するかあるいはパターンに応じた大きさ
のビームスポットを持つ電子ビームを偏向させパターン
を一筆描画し露光するため、露光に長時間を要すること
になる。例えば上述の２５６メガビットＤＲＡＭでは、
チップ当たりの露光時間が１０分程度かかってしまい、
光露光方式に比べて１００倍程度も長い露光時間を必要
とする。また、露光装置自体が光学的露光装置に比べて
高価であるという欠点を有している。
【０００４】特開昭５２−１１９１８５号に開示され、
松阪尚他：電子ビーム一括図形照射法の検討−その１；
電子光学系−、第５０回応用物理学会学術講演会講演予
稿集、２７ａ−Ｋ−６（１９８９）４５２、および、中
山義則他：電子ビーム一括図形照射法の検討−その２；
アパーチャー作成−、第５０回応用物理学会学術講演会
講演予稿集、２７ａ−Ｋ−７（１９８９）４５２に報告
されている内容は、チップ全面でなく、繰り返しのある
パターンを部分的に転写する方法である。すなわち、チ
ップの中の周期的なパターン群のうちで電子流密度を均
一に保てる程度の大きさのビームスポットに対応する程
度の大きさの部分領域を透過アパーチャマスク上に複数
用意し、第１のアパーチャマスクで矩形に成形した電子
ビームを、これらの透過アパーチャすなわち第２のアパ
ーチャマスク上の複数種類の開口部に選択的に照射して
複合像を得て、露光時間の短縮を図ったものであり、電
子光学系およびマスクの構成も現実的なレベルであり、
量産装置として開発が進められている。
松阪尚他：電子ビーム一括図形照射法の検討−その１；
電子光学系−、第５０回応用物理学会学術講演会講演予
稿集、２７ａ−Ｋ−６（１９８９）４５２、および、中
山義則他：電子ビーム一括図形照射法の検討−その２；
アパーチャー作成−、第５０回応用物理学会学術講演会
講演予稿集、２７ａ−Ｋ−７（１９８９）４５２に報告
されている内容は、チップ全面でなく、繰り返しのある
パターンを部分的に転写する方法である。すなわち、チ
ップの中の周期的なパターン群のうちで電子流密度を均
一に保てる程度の大きさのビームスポットに対応する程
度の大きさの部分領域を透過アパーチャマスク上に複数
用意し、第１のアパーチャマスクで矩形に成形した電子
ビームを、これらの透過アパーチャすなわち第２のアパ
ーチャマスク上の複数種類の開口部に選択的に照射して
複合像を得て、露光時間の短縮を図ったものであり、電
子光学系およびマスクの構成も現実的なレベルであり、
量産装置として開発が進められている。
【０００５】図４は、部分一括露光方式の電子ビーム描
画装置の概略構成を示す図である。この部分一括露光方
式の電子ビーム描画装置では、まず電子源である電子銃
４１から放射される電子ビームを第１アパーチャマスク
４３に照射して矩形形状とした後、偏向器４５により第
２アパーチャマスク４６上の任意形状開口部に照射して
成形された複合像ビームを縮小レンズ４９ａ、投影レン
ズ４９ｂにより試料ウェハ５０上に縮小してパターン描
画を行う。
画装置の概略構成を示す図である。この部分一括露光方
式の電子ビーム描画装置では、まず電子源である電子銃
４１から放射される電子ビームを第１アパーチャマスク
４３に照射して矩形形状とした後、偏向器４５により第
２アパーチャマスク４６上の任意形状開口部に照射して
成形された複合像ビームを縮小レンズ４９ａ、投影レン
ズ４９ｂにより試料ウェハ５０上に縮小してパターン描
画を行う。
【０００６】しかしながら、上述した方式の電子線露光
装置では、パターンの種類によっては透過アパーチャマ
スクの開口率が大きくなり、透過電子ビームのビームだ
れがクーロン効果により大きくなり、その結果、微細な
パターンが形成できないという問題がある。
装置では、パターンの種類によっては透過アパーチャマ
スクの開口率が大きくなり、透過電子ビームのビームだ
れがクーロン効果により大きくなり、その結果、微細な
パターンが形成できないという問題がある。
【０００７】このクーロン効果は透過電子ビーム電流の
大きさに依存しており、最大の開口率を有するパターン
に合わせてアパーチャマスクを照射する電子ビーム電流
密度を調整すればよい。しかしながら、開口率の小さな
パターンを露光する場合には、より大きな電流密度にし
た方が露光時間を短縮でき、全体としての処理能力が向
上する。従って、総合的な処理能力向上のためには、照
射電子ビーム電流密度を露光するパターンの開口率に応
じて変更することが必要である。
大きさに依存しており、最大の開口率を有するパターン
に合わせてアパーチャマスクを照射する電子ビーム電流
密度を調整すればよい。しかしながら、開口率の小さな
パターンを露光する場合には、より大きな電流密度にし
た方が露光時間を短縮でき、全体としての処理能力が向
上する。従って、総合的な処理能力向上のためには、照
射電子ビーム電流密度を露光するパターンの開口率に応
じて変更することが必要である。
【０００８】照射電子ビーム電流密度を露光するパター
ンの開口率に応じて変更するには、特開平４−１３７５
２０号に開示された方法がある。この特開平４−１３７
５２０号に開示されている従来の描画装置では、図５に
示すように、第１の矩形形状アパーチャマスク５３およ
び各種の図形パターンアパーチャを有する第２の任意形
状アパーチャマスク５６の他に、第３の電流密度調整用
アパーチャ６６が設けられている。この第３のアパーチ
ャには電流密度が１００％から１０％刻みで５０％まで
のメッシュ状の透過率変化開口アパーチャが設けられて
おり、どの開口部を選択するかを決定するのがどの段階
であるかについては特開平４−１３７５０号には明示し
ていないが、そのための特別の工程についての記述がな
いので、第２アパーチャ５６に設けられているパターン
の開口率に応じてあらかじめ露光用パターンデータを準
備する段階で決定しておくものと判断される。また、特
開平４−１３７５２０号には、メッシュ状のパターンを
第２アパーチャ開口部に直接設ける方法についても述べ
ているが、この場合には、第２アパーチャ制作に先だっ
て適切なメッシュ寸法および配置を決定しておく必要が
ある。
ンの開口率に応じて変更するには、特開平４−１３７５
２０号に開示された方法がある。この特開平４−１３７
５２０号に開示されている従来の描画装置では、図５に
示すように、第１の矩形形状アパーチャマスク５３およ
び各種の図形パターンアパーチャを有する第２の任意形
状アパーチャマスク５６の他に、第３の電流密度調整用
アパーチャ６６が設けられている。この第３のアパーチ
ャには電流密度が１００％から１０％刻みで５０％まで
のメッシュ状の透過率変化開口アパーチャが設けられて
おり、どの開口部を選択するかを決定するのがどの段階
であるかについては特開平４−１３７５０号には明示し
ていないが、そのための特別の工程についての記述がな
いので、第２アパーチャ５６に設けられているパターン
の開口率に応じてあらかじめ露光用パターンデータを準
備する段階で決定しておくものと判断される。また、特
開平４−１３７５２０号には、メッシュ状のパターンを
第２アパーチャ開口部に直接設ける方法についても述べ
ているが、この場合には、第２アパーチャ制作に先だっ
て適切なメッシュ寸法および配置を決定しておく必要が
ある。
【０００９】以上説明したように、特開平４−１３７５
２０号に開示されている従来の描画装置では、変化させ
たい電流密度に応じてメッシュ状の透過率変化開口アパ
ーチャを用意する必要があるために、電流密度の変化幅
および変化範囲に応じて数多くの種類の電流密度変化用
開口アパーチャを用意しなければならない。
２０号に開示されている従来の描画装置では、変化させ
たい電流密度に応じてメッシュ状の透過率変化開口アパ
ーチャを用意する必要があるために、電流密度の変化幅
および変化範囲に応じて数多くの種類の電流密度変化用
開口アパーチャを用意しなければならない。
【００１０】さらに、特開平４−１３７５２０号に開示
されている従来の描画装置では、電流密度変化用の開口
アパーチャのメッシュパターン幅は２．５μｍである
が、今後のパターンの微細化を考慮すると、１μｍない
し０．５μｍ程度にする必要がいあり、安定な製作が難
しくて歩留まりが悪く、高価なものになってしまう。
されている従来の描画装置では、電流密度変化用の開口
アパーチャのメッシュパターン幅は２．５μｍである
が、今後のパターンの微細化を考慮すると、１μｍない
し０．５μｍ程度にする必要がいあり、安定な製作が難
しくて歩留まりが悪く、高価なものになってしまう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術における
第１の問題点は、変化させたい電流密度に応じて電流密
度変化用開口アパーチャを用意する必要があるために、
電流密度の変化幅および変化範囲に応じて、数多くの種
類の電流密度変化用開口アパーチャを用意しなければな
らないことである。
第１の問題点は、変化させたい電流密度に応じて電流密
度変化用開口アパーチャを用意する必要があるために、
電流密度の変化幅および変化範囲に応じて、数多くの種
類の電流密度変化用開口アパーチャを用意しなければな
らないことである。
【００１２】第２の問題点は、電流密度変化用の開口ア
パーチャのパターン寸法が小さいために、製作が難しく
て歩留まりが悪く、高価なものになってしまうことであ
る。
パーチャのパターン寸法が小さいために、製作が難しく
て歩留まりが悪く、高価なものになってしまうことであ
る。
【００１３】第３の問題点は、露光途中で透過アパーチ
ャマスクが変わったときに自動的に適切な電流密度変化
用開口アパーチャが設定されるように、透過アパーチャ
マスクの開口率に対応してどの電流密度変化用開口アパ
ーチャを用いるかを、露光以前の露光データ作成時に決
定しておく必要があることである。
ャマスクが変わったときに自動的に適切な電流密度変化
用開口アパーチャが設定されるように、透過アパーチャ
マスクの開口率に対応してどの電流密度変化用開口アパ
ーチャを用いるかを、露光以前の露光データ作成時に決
定しておく必要があることである。
【００１４】本発明の目的は、電流密度を連続的に変化
させることが可能であり、製作が難しくて電流密度変化
用の開口アパーチャを用いる必要がないビーム電流制御
装置を備えた荷電ビーム露光装置を提供することにあ
る。また、透過アパーチャマスクの種類に応じて電流密
度および露光時間をどの程度に調節するかの補正データ
作成を、露光データ作成時ではなく、露光の直前に行う
ことができる荷電ビーム露光方法を提供することにあ
る。
させることが可能であり、製作が難しくて電流密度変化
用の開口アパーチャを用いる必要がないビーム電流制御
装置を備えた荷電ビーム露光装置を提供することにあ
る。また、透過アパーチャマスクの種類に応じて電流密
度および露光時間をどの程度に調節するかの補正データ
作成を、露光データ作成時ではなく、露光の直前に行う
ことができる荷電ビーム露光方法を提供することにあ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１のアパー
チャマスクで矩形に成形した荷電ビームを第２のアパー
チャマスク上の複数種類の開口部に選択的に照射して得
られる複合像の荷電ビームを試料上に結像することによ
りパターンを描画する荷電ビーム露光装置において、前
記複合像の荷電ビームの電流を測定する手段と、前記複
合像の荷電ビーム電流を設定値以下に制限するような電
流密度補正データ作成手段と、前記電流密度補正データ
作成手段により作成された電流密度補正データに応じて
前記第１のアパーチャマスクを照射する荷電ビーム電流
密度を制御する手段と、前記電流密度補正データ作成手
段により作成された電流密度補正データに応じて電流密
度を減少させた割合に対応して露光時間を増加させるよ
うに制御する手段とを有し、前記荷電ビーム電流密度を
制御する手段として電流密度を連続的に変化できる電磁
レンズ対を用いることを特徴とする。複合像荷電ビーム
の電流を測定する手段としては、ファラディカップや電
流計を用いる。
チャマスクで矩形に成形した荷電ビームを第２のアパー
チャマスク上の複数種類の開口部に選択的に照射して得
られる複合像の荷電ビームを試料上に結像することによ
りパターンを描画する荷電ビーム露光装置において、前
記複合像の荷電ビームの電流を測定する手段と、前記複
合像の荷電ビーム電流を設定値以下に制限するような電
流密度補正データ作成手段と、前記電流密度補正データ
作成手段により作成された電流密度補正データに応じて
前記第１のアパーチャマスクを照射する荷電ビーム電流
密度を制御する手段と、前記電流密度補正データ作成手
段により作成された電流密度補正データに応じて電流密
度を減少させた割合に対応して露光時間を増加させるよ
うに制御する手段とを有し、前記荷電ビーム電流密度を
制御する手段として電流密度を連続的に変化できる電磁
レンズ対を用いることを特徴とする。複合像荷電ビーム
の電流を測定する手段としては、ファラディカップや電
流計を用いる。
【００１６】また、本発明によれば、第１の矩形アパー
チャを第２のアパーチャ上に結像して形成された複合像
を試料上に結像することによりパターンを描画する荷電
ビーム露光装置において、それぞれの複合像の露光に先
だって複合像荷電ビーム電流を測定し、その電流値が設
定値を越えている場合には、設定値以下になるように電
流密度を減少させ、かつ露光量が変化しないように露光
時間を増加させるような電流密度補正データおよび露光
時間補正データを作成し、これらの補正データに基づい
て適正な電流密度と露光時間にて露光が行われるように
するとともに、電流密度の制御は電磁レンズ対を用いて
連続的に行なえるようにしたことを特徴とする荷電ビー
ム露光方法が得られる。
チャを第２のアパーチャ上に結像して形成された複合像
を試料上に結像することによりパターンを描画する荷電
ビーム露光装置において、それぞれの複合像の露光に先
だって複合像荷電ビーム電流を測定し、その電流値が設
定値を越えている場合には、設定値以下になるように電
流密度を減少させ、かつ露光量が変化しないように露光
時間を増加させるような電流密度補正データおよび露光
時間補正データを作成し、これらの補正データに基づい
て適正な電流密度と露光時間にて露光が行われるように
するとともに、電流密度の制御は電磁レンズ対を用いて
連続的に行なえるようにしたことを特徴とする荷電ビー
ム露光方法が得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態を示
す概略構成図である。本実施の形態では、図１に示すよ
うに、電流密度変化用に専用の電磁レンズ対１２を設け
ている。すなわち、第１のアパーチャマスク１３の上部
にビーム拡大電磁レンズおよび縮小電磁レンズを組み合
わせて設けることにより、第１のアパーチャマスク１３
を透過する電子ビームの電流密度を連続的に変化させる
ことができる。
して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態を示
す概略構成図である。本実施の形態では、図１に示すよ
うに、電流密度変化用に専用の電磁レンズ対１２を設け
ている。すなわち、第１のアパーチャマスク１３の上部
にビーム拡大電磁レンズおよび縮小電磁レンズを組み合
わせて設けることにより、第１のアパーチャマスク１３
を透過する電子ビームの電流密度を連続的に変化させる
ことができる。
【００１８】また、本実施の形態では、図１のブロック
図に示すように、第１のアパーチャマスク１３で矩形に
成形した電子ビームを第２のアパーチャマスク１６上の
複数種類の開口部に選択的に照射して得られる複合像の
電流を露光工程の段階で測定し、電流密度補正データお
よび露光時間補正データを作成することにより、露光デ
ータ作成の段階での処理ではなく、露光工程の段階での
処理により、クーロン効果に基づくビームだれを防止す
ることができるようした。以下、図１のブロック図を参
照して本発明のビーム電流制御方法について説明する。
図に示すように、第１のアパーチャマスク１３で矩形に
成形した電子ビームを第２のアパーチャマスク１６上の
複数種類の開口部に選択的に照射して得られる複合像の
電流を露光工程の段階で測定し、電流密度補正データお
よび露光時間補正データを作成することにより、露光デ
ータ作成の段階での処理ではなく、露光工程の段階での
処理により、クーロン効果に基づくビームだれを防止す
ることができるようした。以下、図１のブロック図を参
照して本発明のビーム電流制御方法について説明する。
【００１９】第１のアパーチャマスク１３で成形した電
子ビームを第２のアパーチャマスク１６上の開口部に選
択的に照射して複合像を得るには、露光パターンデータ
から選択のためのデータがアパーチャ図形選択用データ
送出部１０４を経てアパーチャ図形選択制御部１０３に
送られることにより実現される。このとき得られた複合
像はブランキング電極１７により偏向されてファラディ
カップ１８に入射し、電流測定部１０７にてビーム電流
が測定される。測定された電流値がクーロン効果による
ビームだれが無視できないようなレベルにあるかどうか
を予め設定されている設定値と比較することによって判
定し、設定値以上である場合には設定値以下にするのに
必要な電流密度減少分を電流密度補正データ作成部１０
９にて補正データとして作成し、電流密度補正データ記
憶部１０２に転送してアパーチャ図形選択のためのデー
タと対応づけられて記憶される。また、電流密度を減少
させた割合に対応して増加すべき露光時間増加分を露光
時間補正データ作成部１０８にて補正データとして作成
し、露光時間補正データ記憶部１０６に転送してアパー
チャ図形選択のためのデータと対応づけられて記憶され
る。
子ビームを第２のアパーチャマスク１６上の開口部に選
択的に照射して複合像を得るには、露光パターンデータ
から選択のためのデータがアパーチャ図形選択用データ
送出部１０４を経てアパーチャ図形選択制御部１０３に
送られることにより実現される。このとき得られた複合
像はブランキング電極１７により偏向されてファラディ
カップ１８に入射し、電流測定部１０７にてビーム電流
が測定される。測定された電流値がクーロン効果による
ビームだれが無視できないようなレベルにあるかどうか
を予め設定されている設定値と比較することによって判
定し、設定値以上である場合には設定値以下にするのに
必要な電流密度減少分を電流密度補正データ作成部１０
９にて補正データとして作成し、電流密度補正データ記
憶部１０２に転送してアパーチャ図形選択のためのデー
タと対応づけられて記憶される。また、電流密度を減少
させた割合に対応して増加すべき露光時間増加分を露光
時間補正データ作成部１０８にて補正データとして作成
し、露光時間補正データ記憶部１０６に転送してアパー
チャ図形選択のためのデータと対応づけられて記憶され
る。
【００２０】このようにして、アパーチャ図形選択のた
めのデータと対応づけられて記憶された電流密度補正デ
ータおよび露光時間補正データは、試料上にパターンを
露光する際に、対応づけられているアパーチャ図形選択
データと一致する図形選択データが送られてきた場合に
限って、対応する電流密度補正データおよび露光時間補
正データがそれぞれ電流密度制御部１０１および露光時
間制御部１０５に送り出されて電流密度および露光時間
が補正され、従って、複合像の電流を適切な範囲に抑え
ることができ、クーロン効果に基づくビームだれを防止
することができ、微細なパターンが形成できる。
めのデータと対応づけられて記憶された電流密度補正デ
ータおよび露光時間補正データは、試料上にパターンを
露光する際に、対応づけられているアパーチャ図形選択
データと一致する図形選択データが送られてきた場合に
限って、対応する電流密度補正データおよび露光時間補
正データがそれぞれ電流密度制御部１０１および露光時
間制御部１０５に送り出されて電流密度および露光時間
が補正され、従って、複合像の電流を適切な範囲に抑え
ることができ、クーロン効果に基づくビームだれを防止
することができ、微細なパターンが形成できる。
【００２１】以上説明した電流測定と補正データの作
成、転送、および記憶は、それぞれの複合像の第１回目
の露光の直前に行うか、あるいは、試料露光の前に試料
を露光装置に挿入する際の時間を利用して、それぞれの
複合像を順次選択してすべての複合像について行ってお
いても良い。
成、転送、および記憶は、それぞれの複合像の第１回目
の露光の直前に行うか、あるいは、試料露光の前に試料
を露光装置に挿入する際の時間を利用して、それぞれの
複合像を順次選択してすべての複合像について行ってお
いても良い。
【００２２】次に、本発明の第２の実施の形態について
図面を参照して説明する。第２の実施の形態では、図２
に示すように、複合像の電子ビームの電流測定にあたっ
て、第２のアパーチャマスク２６からの反射電子電流の
一部を測定するための反射電子電流測定計２８を第２ア
パーチャマスク２６の上方に設けてある。予め反射電子
電流総量と測定にかかる反射電子電流との比率、および
反射電子電流総量と反射電子電流に寄与する入射電子電
流との比率を求めてあるので、測定した反射電子電流か
ら反射電子電流に寄与する入射電子電流が求められ、こ
れと設定してある入射電子電流総量から差分として透過
電子ビーム電流が計算できる。
図面を参照して説明する。第２の実施の形態では、図２
に示すように、複合像の電子ビームの電流測定にあたっ
て、第２のアパーチャマスク２６からの反射電子電流の
一部を測定するための反射電子電流測定計２８を第２ア
パーチャマスク２６の上方に設けてある。予め反射電子
電流総量と測定にかかる反射電子電流との比率、および
反射電子電流総量と反射電子電流に寄与する入射電子電
流との比率を求めてあるので、測定した反射電子電流か
ら反射電子電流に寄与する入射電子電流が求められ、こ
れと設定してある入射電子電流総量から差分として透過
電子ビーム電流が計算できる。
【００２３】このようにして、複合像の電子ビーム電流
が計算できれば、上述の第１の実施の形態の場合と同様
の手順により補正データの作成、転送、および記憶が行
われる。従って、複合像の電流を適切な範囲に抑えるこ
とができ、クーロン効果に基づくビームだれを防止する
ことができ、微細なパターンが形成できる。
が計算できれば、上述の第１の実施の形態の場合と同様
の手順により補正データの作成、転送、および記憶が行
われる。従って、複合像の電流を適切な範囲に抑えるこ
とができ、クーロン効果に基づくビームだれを防止する
ことができ、微細なパターンが形成できる。
【００２４】次に、本発明の第３の実施の形態について
図面を参照して説明する。第３の実施の形態では、図３
に示すように、複合像の電子ビームの電流測定にあたっ
て、第２のアパーチャマスク３６に流入する電子電流を
測定するための第２アパーチャマスク流入電子電流測定
計３８を第２アパーチャマスクに接続して設けてある。
予め測定にかかる流入電子電流と流入電子電流に寄与す
る入射電子電流総量との比率を求めてあるので、測定し
た流入電子電流から流入電子電流に寄与する入射電子電
流が求められ、これと設定してある入射電子電流総量か
ら差分として透過電子ビーム電流が計算できる。
図面を参照して説明する。第３の実施の形態では、図３
に示すように、複合像の電子ビームの電流測定にあたっ
て、第２のアパーチャマスク３６に流入する電子電流を
測定するための第２アパーチャマスク流入電子電流測定
計３８を第２アパーチャマスクに接続して設けてある。
予め測定にかかる流入電子電流と流入電子電流に寄与す
る入射電子電流総量との比率を求めてあるので、測定し
た流入電子電流から流入電子電流に寄与する入射電子電
流が求められ、これと設定してある入射電子電流総量か
ら差分として透過電子ビーム電流が計算できる。
【００２５】このようにして、複合像の電子ビーム電流
が計算できれば、上述の第１の実施の形態の場合と同様
の手順により補正データの作成、転送、および記憶が行
われる。従って、この第３の実施の形態においても複合
像の電流を適切な範囲に抑えることができ、クローン効
果に基づくビームだれを防止することができ、微細なパ
ターンが形成できる。
が計算できれば、上述の第１の実施の形態の場合と同様
の手順により補正データの作成、転送、および記憶が行
われる。従って、この第３の実施の形態においても複合
像の電流を適切な範囲に抑えることができ、クローン効
果に基づくビームだれを防止することができ、微細なパ
ターンが形成できる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による電子
ビーム露光装置においては、第１アパーチャを照射する
電子ビーム電流密度を制御する手段と、露光時間を制御
する手段と、複合像電子ビームの電流を測定する手段
と、複合像電子ビーム電流を設定値以下に制限するよう
な補正データ作成手段を有しているので、以下の効果を
奏することができる。 （１）電流密度を段階的でなく、連続的に変化させるこ
とが可能であり、精密な露光量調整が可能である。 （２）電流密度調整のために微細寸法の開口アパーチャ
を製作する必要が無く、コストが安くなる。 （３）透過アパーチャマスクの種類に応じて電流密度お
よび露光時間をどの程度に調節するかの補正データ作成
を、露光データ作成時ではなく、露光の直前に自動的に
行うことができ、操作性が向上する。 （４）以上の効果によって、結果的に、複合像の電流を
適切な範囲に抑えることができ、クーロン効果に基づく
ビームだれを防止することができ、微細なパターンが形
成できる。
ビーム露光装置においては、第１アパーチャを照射する
電子ビーム電流密度を制御する手段と、露光時間を制御
する手段と、複合像電子ビームの電流を測定する手段
と、複合像電子ビーム電流を設定値以下に制限するよう
な補正データ作成手段を有しているので、以下の効果を
奏することができる。 （１）電流密度を段階的でなく、連続的に変化させるこ
とが可能であり、精密な露光量調整が可能である。 （２）電流密度調整のために微細寸法の開口アパーチャ
を製作する必要が無く、コストが安くなる。 （３）透過アパーチャマスクの種類に応じて電流密度お
よび露光時間をどの程度に調節するかの補正データ作成
を、露光データ作成時ではなく、露光の直前に自動的に
行うことができ、操作性が向上する。 （４）以上の効果によって、結果的に、複合像の電流を
適切な範囲に抑えることができ、クーロン効果に基づく
ビームだれを防止することができ、微細なパターンが形
成できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態における電子ビーム
露光装置の構成を示す概念図および電子ビーム露光方法
の手順を示すブロック図である。
露光装置の構成を示す概念図および電子ビーム露光方法
の手順を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態における電子ビーム
露光装置の構成を示す概念図である。
露光装置の構成を示す概念図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態における電子ビーム
露光装置の構成を示す概念図である。
露光装置の構成を示す概念図である。
【図４】電子ビーム露光装置の概略を示す概念図であ
る。
る。
【図５】従来例における電子ビーム露光装置の構成を示
す概念図である。
す概念図である。
１１，２１，３１，４１，５１ 電子銃 １２ 電流密度変化用電磁レンズ対 １３，２３，３３，４３，５３ 第１アパーチャマス
ク １４，２４，３４，４４，５４ 成形レンズ １５，２５，３５，４５，５５ 偏向器 １６，２６，３６，４６，５６ 第２アパーチャマス
ク ６６ 電流密度調整用アパーチャ １７，２７，３７ ブランキング電極 １８ ファラディカップ ２８ 反射電子電流測定計 ３８ 第２アパーチャマスク流入電子電流測定計 １９，２９，３９ 縮小投影電子光学系 ４９ａ，５９ａ 縮小レンズ ４９ｂ，５９ｂ 投影レンズ ２０，３０，４０，５０，６０ 試料ウェハ
ク １４，２４，３４，４４，５４ 成形レンズ １５，２５，３５，４５，５５ 偏向器 １６，２６，３６，４６，５６ 第２アパーチャマス
ク ６６ 電流密度調整用アパーチャ １７，２７，３７ ブランキング電極 １８ ファラディカップ ２８ 反射電子電流測定計 ３８ 第２アパーチャマスク流入電子電流測定計 １９，２９，３９ 縮小投影電子光学系 ４９ａ，５９ａ 縮小レンズ ４９ｂ，５９ｂ 投影レンズ ２０，３０，４０，５０，６０ 試料ウェハ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−191436（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−83029（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−294745（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−633（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−6531（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−14219（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−119530（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 504
Claims (7)
- 【請求項１】 第１のアパーチャマスクで矩形に成形し
た荷電ビームを第２のアパーチャマスク上の複数種類の
開口部に選択的に照射して得られる複合像の荷電ビーム
を試料上に結像することによりパターンを描画する荷電
ビーム露光装置において、前記複合像の荷電ビームの電
流を測定する手段と、前記複合像の荷電ビーム電流を設
定値以下に制限するような電流密度補正データ作成手段
と、前記電流密度補正データ作成手段により作成された
電流密度補正データに応じて前記第１のアパーチャマス
クを照射する荷電ビーム電流密度を制御する手段と、前
記電流密度補正データ作成手段により作成された電流密
度補正データに応じて電流密度を減少させた割合に対応
して露光時間を増加させるように制御する手段とを有
し、前記荷電ビーム電流密度を制御する手段として電流
密度を連続的に変化できる電磁レンズ対を用いることを
特徴とする荷電ビーム露光装置。 - 【請求項２】 前記複合像荷電ビーム電流測定手段とし
て、荷電ビームが第２アパーチャを通過後の位置に設け
られたファラディカップを用いることを特徴とする請求
項１記載の荷電ビーム露光装置。 - 【請求項３】 前記複合像荷電ビーム電流測定手段とし
て、第２アパーチャからの反射電子電流を測定する電流
計を用いることを特徴とする請求項１記載の荷電ビーム
露光装置。 - 【請求項４】 前記複合像荷電ビーム電流測定手段とし
て、第２アパーチャに流れ込む電流を測定する電流計を
用いることを特徴とする請求項１記載の荷電ビーム露光
装置。 - 【請求項５】 第１の矩形アパーチャを第２のアパーチ
ャ上に結像して形成された複合像を試料上に結像するこ
とによりパターンを描画する荷電ビーム露光装置におい
て、それぞれの複合像の露光に先だって複合像荷電ビー
ム電流を測定し、その電流値が設定値を越えている場合
には、設定値以下になるように電流密度を減少させ、か
つ露光量が変化しないように露光時間を増加させるよう
な電流密度補正データおよび露光時間補正データを作成
し、これらの補正データに基づいて適正な電流密度と露
光時間にて露光が行われるようにするとともに、電流密
度の制御は電磁レンズ対を用いて連続的に行えるように
したことを特徴とする荷電ビーム露光方法。 - 【請求項６】 前記複合像荷電ビーム電流の測定および
電流密度補正データと露光時間補正データの作成を、そ
れぞれの複合像の第１回目の露光の直前に行うことを特
徴とする請求項５記載の荷電ビーム露光方法。 - 【請求項７】 前記複合像荷電ビーム電流の測定および
電流密度補正データと露光時間補正データの作成を、試
料露光の開始に先立って、それぞれの複合像を順次選択
してすべての複合像について行うことを特徴とする請求
項５記載の荷電ビーム露光方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08074086A JP3082662B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 荷電ビーム露光装置および露光方法 |
| US08/827,088 US5932884A (en) | 1996-03-28 | 1997-03-27 | Charged-beam exposure system and charged-beam exposure method |
| GB9706458A GB2311650B (en) | 1996-03-28 | 1997-03-27 | Charged-beam exposure system and charged-beam exposure method |
| KR1019970012138A KR100237098B1 (ko) | 1996-03-28 | 1997-03-28 | 하전빔 노광 시스템 및 하전빔 노광방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08074086A JP3082662B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 荷電ビーム露光装置および露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09266152A JPH09266152A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3082662B2 true JP3082662B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=13537020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08074086A Expired - Fee Related JP3082662B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 荷電ビーム露光装置および露光方法 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP3082662B2 (ja) |
| KR (1) | KR100237098B1 (ja) |
| GB (1) | GB2311650B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006032613A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子ビーム電流計測方法、電子ビーム描画方法および装置 |
| US7425714B2 (en) | 2004-09-09 | 2008-09-16 | Hitachi High-Technologies Corporation | Measurement method of electron beam current, electron beam writing system and electron beam detector |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10284385A (ja) * | 1997-04-10 | 1998-10-23 | Nec Corp | 電子線描画方法 |
| JP3478058B2 (ja) * | 1997-05-30 | 2003-12-10 | 株式会社日立製作所 | 荷電粒子線描画装置 |
| JPH11186150A (ja) * | 1997-12-16 | 1999-07-09 | Nikon Corp | 荷電粒子線露光装置並びにそのマスクアライメント方法及び装置較正方法 |
| US6200709B1 (en) * | 1999-01-15 | 2001-03-13 | Custom One Design, Inc. | Photolithographic mask and apparatus and method of use thereof |
| US6538255B1 (en) * | 1999-02-22 | 2003-03-25 | Nikon Corporation | Electron gun and electron-beam optical systems and methods including detecting and adjusting transverse beam-intensity profile, and device manufacturing methods including same |
| US6414313B1 (en) * | 1999-06-01 | 2002-07-02 | Nikon Corporation | Multiple numerical aperture electron beam projection lithography system |
| US6483117B1 (en) * | 1999-06-16 | 2002-11-19 | Nikon Corporation | Symmetric blanking for high stability in electron beam exposure systems |
| JP3414337B2 (ja) | 1999-11-12 | 2003-06-09 | 日新電機株式会社 | 電磁界レンズの制御方法およびイオン注入装置 |
| JP2001237161A (ja) * | 2000-02-23 | 2001-08-31 | Nikon Corp | 荷電粒子線光学系及び電子光学系 |
| DE10147133A1 (de) * | 2000-10-03 | 2002-06-13 | Advantest Corp | Elektronenstrahl-Belichtungsvorrichtung |
| US6822248B2 (en) * | 2001-03-15 | 2004-11-23 | International Business Machines Corporation | Spatial phase locking with shaped electron beam lithography |
| JP4558240B2 (ja) * | 2001-06-18 | 2010-10-06 | 株式会社アドバンテスト | 電子ビーム露光装置 |
| US6940080B2 (en) * | 2002-03-28 | 2005-09-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Charged particle beam lithography system, lithography method using charged particle beam, method of controlling charged particle beam, and method of manufacturing semiconductor device |
| JP2007043078A (ja) * | 2005-07-04 | 2007-02-15 | Nuflare Technology Inc | 描画装置及び描画方法 |
| JP2008176984A (ja) * | 2007-01-17 | 2008-07-31 | Hitachi High-Technologies Corp | イオンビーム加工装置 |
| US8294125B2 (en) * | 2009-11-18 | 2012-10-23 | Kla-Tencor Corporation | High-sensitivity and high-throughput electron beam inspection column enabled by adjustable beam-limiting aperture |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52119185A (en) * | 1976-03-31 | 1977-10-06 | Fujitsu Ltd | Electron beam exposure equipment |
| JPS62277724A (ja) * | 1986-05-27 | 1987-12-02 | Fujitsu Ltd | 電子ビ−ム露光装置 |
| JPS63119530A (ja) * | 1986-11-07 | 1988-05-24 | Jeol Ltd | 荷電ビ−ム描画方法 |
| JPH0314219A (ja) * | 1989-06-13 | 1991-01-22 | Toshiba Corp | 電子ビーム描画装置 |
| JPH04137520A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-12 | Hitachi Ltd | 電子線描画装置および描画方法 |
| US5811823A (en) * | 1996-02-16 | 1998-09-22 | Eaton Corporation | Control mechanisms for dosimetry control in ion implantation systems |
-
1996
- 1996-03-28 JP JP08074086A patent/JP3082662B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-03-27 US US08/827,088 patent/US5932884A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-03-27 GB GB9706458A patent/GB2311650B/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-03-28 KR KR1019970012138A patent/KR100237098B1/ko not_active IP Right Cessation
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| JP2006032613A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子ビーム電流計測方法、電子ビーム描画方法および装置 |
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|---|---|
| GB9706458D0 (en) | 1997-05-14 |
| GB2311650B (en) | 2000-10-18 |
| JPH09266152A (ja) | 1997-10-07 |
| GB2311650A (en) | 1997-10-01 |
| US5932884A (en) | 1999-08-03 |
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