JP3299632B2 - 電子線描画装置 - Google Patents
電子線描画装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】電子線描画装置に関し、とくに高
速な電子線描画装置に係わる。
速な電子線描画装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子線描画装置で複数のビームを
制御する方法としては、ジャーナルオブバキュウムサイ
エンスアンドテクノロジー、ビー、第６刊第６号（１９
８８年）にてジョウンズ等が明らかにしている。ジョウ
ンズ等は図２のごとくドット状に電極を設けたブランキ
ングアレイを設けている。来れに尋がった電子ビームを
照射し、電子ビームを各開口に透過させる。描画する図
形に応じてブランキング電極に電圧を加えれば、電圧を
加えられた電子ビームは下流にある絞りにより遮断され
試料には到達しない。こうして任意の形状の図形状ビー
ムを形成出来る。即ち、電子ビームを点ビームとして独
立してブランキングする方法であり、画素毎に制御する
方式である。
制御する方法としては、ジャーナルオブバキュウムサイ
エンスアンドテクノロジー、ビー、第６刊第６号（１９
８８年）にてジョウンズ等が明らかにしている。ジョウ
ンズ等は図２のごとくドット状に電極を設けたブランキ
ングアレイを設けている。来れに尋がった電子ビームを
照射し、電子ビームを各開口に透過させる。描画する図
形に応じてブランキング電極に電圧を加えれば、電圧を
加えられた電子ビームは下流にある絞りにより遮断され
試料には到達しない。こうして任意の形状の図形状ビー
ムを形成出来る。即ち、電子ビームを点ビームとして独
立してブランキングする方法であり、画素毎に制御する
方式である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では個々
の電子ビームを独立に制御するのでスループット向上の
ためにブランキングするビームの数を増やすとそれに比
例して制御系が複雑になることが問題となる。本発明の
目的は簡単な構造で電子ビームを制御する方法や装置を
提供することにある。
の電子ビームを独立に制御するのでスループット向上の
ためにブランキングするビームの数を増やすとそれに比
例して制御系が複雑になることが問題となる。本発明の
目的は簡単な構造で電子ビームを制御する方法や装置を
提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は、平行に形成
された電極により線状に電子ビームを偏向するブランキ
ングアレイ及びブランキングアレイをレンズの物面上に
搭載した電子線描画装置により解決される。言い換えれ
ば、列上の複数の画素を同時に制御することによりより
簡単な制御を可能とする。具体的には図３に示すように
開口上に複数の電極を設け、隣り合う２つの電極に加え
る電圧により線状に電子ビームを偏向するブランキング
アレイとそれを搭載した電子線描画装置である。偏向し
た電子ビームは電子鏡体下流に絞りを設けることにより
遮断され描画試料面には到達しない。
された電極により線状に電子ビームを偏向するブランキ
ングアレイ及びブランキングアレイをレンズの物面上に
搭載した電子線描画装置により解決される。言い換えれ
ば、列上の複数の画素を同時に制御することによりより
簡単な制御を可能とする。具体的には図３に示すように
開口上に複数の電極を設け、隣り合う２つの電極に加え
る電圧により線状に電子ビームを偏向するブランキング
アレイとそれを搭載した電子線描画装置である。偏向し
た電子ビームは電子鏡体下流に絞りを設けることにより
遮断され描画試料面には到達しない。
【０００５】更に、本方式で複雑なパターンを形成する
ためには図１のように複数のブランキングアレイを用い
る。図１では上下にブランキングアレイを設けている。
上のブランキングアレイ７の像を下のブランキングアレ
イ１０上に形成すればどちらにもブランキングされない
領域のみ描画されることになる。図１では上下のブラン
キングアレイによりブランキングされた電子は共通の絞
り４７により遮断される。ブランキングアレイ像の方向
は照射されるブランキングアレイと直交させるのが一般
的であるが４５度など斜めにしても構わない。図１は画
素が正方状となり一番基本的な方式である。
ためには図１のように複数のブランキングアレイを用い
る。図１では上下にブランキングアレイを設けている。
上のブランキングアレイ７の像を下のブランキングアレ
イ１０上に形成すればどちらにもブランキングされない
領域のみ描画されることになる。図１では上下のブラン
キングアレイによりブランキングされた電子は共通の絞
り４７により遮断される。ブランキングアレイ像の方向
は照射されるブランキングアレイと直交させるのが一般
的であるが４５度など斜めにしても構わない。図１は画
素が正方状となり一番基本的な方式である。
【０００６】また、図４に示すように一つのアレイ上に
２方向に電極を設ければ実質的に上記の２つのブランキ
ングアレイを用いるのと同様の効果が期待できる。ブラ
ンキングアレイの構造は複雑になるが１つのブランキン
グアレイで任意の矩形ビームを形成することができる。
数は２つに限定されるものではなく、３つ以上の組み合
わせも有効である。また、焦点深度内であれば近づけて
配置しても良い。
２方向に電極を設ければ実質的に上記の２つのブランキ
ングアレイを用いるのと同様の効果が期待できる。ブラ
ンキングアレイの構造は複雑になるが１つのブランキン
グアレイで任意の矩形ビームを形成することができる。
数は２つに限定されるものではなく、３つ以上の組み合
わせも有効である。また、焦点深度内であれば近づけて
配置しても良い。
【０００７】また、ブランキングアレイを形成する開口
を従来の可変成形法の開口と兼用することにより可変成
形方式とブランキングアレイ方式の兼用を容易に行うこ
とができる。可変成形の開口と兼用する場合には大まか
な寸法を上部のアパーチャー像の移動で定め、細かい寸
法の規定はブランキングアレイを用いることにより行う
方法も可能である。
を従来の可変成形法の開口と兼用することにより可変成
形方式とブランキングアレイ方式の兼用を容易に行うこ
とができる。可変成形の開口と兼用する場合には大まか
な寸法を上部のアパーチャー像の移動で定め、細かい寸
法の規定はブランキングアレイを用いることにより行う
方法も可能である。
【０００８】更に図５に示すように直交する２辺を有す
るアパーチャに斜めに形成された複数の電極１９を有
し、隣り合う２つの電極に加える電圧によりやはり線状
に電子ビームを偏向し斜め線の描画を行なうことが出来
る。
るアパーチャに斜めに形成された複数の電極１９を有
し、隣り合う２つの電極に加える電圧によりやはり線状
に電子ビームを偏向し斜め線の描画を行なうことが出来
る。
【０００９】ブランキングアレイは電極のみ単独でも良
いが機械的強度を向上させるために同じく線状の支持体
や電子光学系の分解能より小さなメッシュを有すること
も効果的である。支持体としては電子の吸収体、散乱体
どちらでも可能である。
いが機械的強度を向上させるために同じく線状の支持体
や電子光学系の分解能より小さなメッシュを有すること
も効果的である。支持体としては電子の吸収体、散乱体
どちらでも可能である。
【００１０】これらのブランキングアレイは装置内に同
時に複数並べて搭載することも効果的であり、特にブラ
ンキングアレイを照射する電子ビームを図６に示すよう
にアレイ選択偏向器２９で偏向することによりブランキ
ングアレイを高速に選択することが出来る。複数のブラ
ンキングアレイを搭載するためには電源の供給を対向す
る方向から行なえば４つのアレイを独立に隣接させて制
御することが出来る。
時に複数並べて搭載することも効果的であり、特にブラ
ンキングアレイを照射する電子ビームを図６に示すよう
にアレイ選択偏向器２９で偏向することによりブランキ
ングアレイを高速に選択することが出来る。複数のブラ
ンキングアレイを搭載するためには電源の供給を対向す
る方向から行なえば４つのアレイを独立に隣接させて制
御することが出来る。
【００１１】更に、本方式は任意のパターンを形成する
ことは出来ないが、複数の露光に分割することにより効
果的に使用することができる。
ことは出来ないが、複数の露光に分割することにより効
果的に使用することができる。
【００１２】これらアレイは偏向電圧の副作用を除去す
るために電極と類似の形状の接地線を形成することも有
効である。
るために電極と類似の形状の接地線を形成することも有
効である。
【００１３】ブランキングアレイの電極は非常に細長く
なる。その機械的強度を向上させる為には、電極の幅を
広くする必要がある。しかし、電極の試料面上での間隔
が電子光学系の分解能より大きくなると電極の像が試料
上に形成されてしまう。従ってこの場合は図７に示すよ
うにブランキングアレイの電極により露光出来なかった
領域をブランキングアレイ像をシフトさせて露光する。
図ではアレイの一つの線分の距離だけ２度目の露光でシ
フトさせている。この手法を適用するためにはブランキ
ングアレイの透過部と遮蔽部の幅が実質的に同じでなけ
ればならず、その差が２０％以内であることが望まし
い。
なる。その機械的強度を向上させる為には、電極の幅を
広くする必要がある。しかし、電極の試料面上での間隔
が電子光学系の分解能より大きくなると電極の像が試料
上に形成されてしまう。従ってこの場合は図７に示すよ
うにブランキングアレイの電極により露光出来なかった
領域をブランキングアレイ像をシフトさせて露光する。
図ではアレイの一つの線分の距離だけ２度目の露光でシ
フトさせている。この手法を適用するためにはブランキ
ングアレイの透過部と遮蔽部の幅が実質的に同じでなけ
ればならず、その差が２０％以内であることが望まし
い。
【００１４】更に、一括図形照射法や画素毎に制御する
ブランキングアレイとの兼用も有効である。
ブランキングアレイとの兼用も有効である。
【００１５】ブランキングアレイの材料としては電気伝
導や熱伝導のよい材料が適している。従って、電極を金
や銅のメッキで製作するのが簡便である。また、ブラン
キングアレイを支える。基板も重要であり、やはり電気
伝導性と熱伝導性が求められる。加工性も加味するとシ
リコンやシリコンカーバイトなどの軽元素化合物、ある
いは絶縁性の軽元素化合物に導電性膜を被覆したものが
良い。
導や熱伝導のよい材料が適している。従って、電極を金
や銅のメッキで製作するのが簡便である。また、ブラン
キングアレイを支える。基板も重要であり、やはり電気
伝導性と熱伝導性が求められる。加工性も加味するとシ
リコンやシリコンカーバイトなどの軽元素化合物、ある
いは絶縁性の軽元素化合物に導電性膜を被覆したものが
良い。
【００１６】
【作用】まず、図３及び図１を用いてブランキングアレ
イの原理を説明する。図３では１２本の電極により電子
ビームの照射領域を分割している。各電線に電圧を加え
隣り合う電線間の電位差により電子ビームを偏向する。
図で０はアース電位＋ーはそれぞれ正負の電圧を加える
ことを示している。分割された電子ビームの中で、隣り
合う電極に電位差があれば電子ビームは偏向され後段の
絞り４５により遮断される。その他の電子ビームは試料
面１５に到達し露光に寄与する。電子ビームの照射領域
は１１に分離されている。更にこのアレイを図１のよう
に２つ設ける。そして、第１アレイ像１１を第２アレイ
上１０に形成し、することにより両者でブランキングさ
れなかった電子ビームのみが露光に寄与することにな
る。これにより１１＊１１＝１２１のドットビームを制
御することができる。即ち、１２１個の画素を１２個の
画素からなる画素列ごとに制御することになる。これを
従来のブランキングアレイで個々に制御すると１２１個
の制御が必要であることに対して、本発明では２４の電
線を制御すれば良い。ブランキングアレイで個々のビー
ムを制御する方式に対して一度に描画できるパターンに
制限が生じるが、制御やアレイ製作が著しく簡単にな
る。この差はスループットを向上させるために電子ビー
ムの照射面積を大きくすればするほど顕著になる。画素
を正方状に並べれば任意の矩形の描画が可能である。３
つ以上のブランキングアレイを用いればより複雑な制御
が可能となる。更に焦点深度以内であればブランキング
アレイを近接して設けることが可能であり、多くのブラ
ンキングアレイをレンズを多く用いずに使用することが
できる。
イの原理を説明する。図３では１２本の電極により電子
ビームの照射領域を分割している。各電線に電圧を加え
隣り合う電線間の電位差により電子ビームを偏向する。
図で０はアース電位＋ーはそれぞれ正負の電圧を加える
ことを示している。分割された電子ビームの中で、隣り
合う電極に電位差があれば電子ビームは偏向され後段の
絞り４５により遮断される。その他の電子ビームは試料
面１５に到達し露光に寄与する。電子ビームの照射領域
は１１に分離されている。更にこのアレイを図１のよう
に２つ設ける。そして、第１アレイ像１１を第２アレイ
上１０に形成し、することにより両者でブランキングさ
れなかった電子ビームのみが露光に寄与することにな
る。これにより１１＊１１＝１２１のドットビームを制
御することができる。即ち、１２１個の画素を１２個の
画素からなる画素列ごとに制御することになる。これを
従来のブランキングアレイで個々に制御すると１２１個
の制御が必要であることに対して、本発明では２４の電
線を制御すれば良い。ブランキングアレイで個々のビー
ムを制御する方式に対して一度に描画できるパターンに
制限が生じるが、制御やアレイ製作が著しく簡単にな
る。この差はスループットを向上させるために電子ビー
ムの照射面積を大きくすればするほど顕著になる。画素
を正方状に並べれば任意の矩形の描画が可能である。３
つ以上のブランキングアレイを用いればより複雑な制御
が可能となる。更に焦点深度以内であればブランキング
アレイを近接して設けることが可能であり、多くのブラ
ンキングアレイをレンズを多く用いずに使用することが
できる。
【００１７】また、図８に従来の可変成形描画機の構成
を示すが、従来では第１アパーチャー像２７と第２アパ
ーチャー２６の重ね合わせのための成形偏向器２８の調
整が必要となる。これらは、微細パターンを描画する際
のショット接続や寸法精度の劣化要因となっている。し
かし、本発明により電子ビーム形状はブランキングする
画素により決まるためにごさ要因が少なく精度の向上が
図れる。なお、図１の方式では２方向に制御が出来るた
めに種々の大きさの矩形ビームを形成することが出来
る。また、ブランキングアレイ像の方向を照射されるブ
ランキングアレイと４５度など斜めにすると種々の大き
さの３角形ビームを形成出来る。
を示すが、従来では第１アパーチャー像２７と第２アパ
ーチャー２６の重ね合わせのための成形偏向器２８の調
整が必要となる。これらは、微細パターンを描画する際
のショット接続や寸法精度の劣化要因となっている。し
かし、本発明により電子ビーム形状はブランキングする
画素により決まるためにごさ要因が少なく精度の向上が
図れる。なお、図１の方式では２方向に制御が出来るた
めに種々の大きさの矩形ビームを形成することが出来
る。また、ブランキングアレイ像の方向を照射されるブ
ランキングアレイと４５度など斜めにすると種々の大き
さの３角形ビームを形成出来る。
【００１８】更に、ブランキングアレイを形成する開口
を従来の可変成形法の開口と兼用することにより、ブラ
ンキングを全てオフの状態にしておけば矩形開口と可変
成形偏向器の組み合わせにより通常の可変成形法が可能
である。これにより両方式を容易に切り替えることが出
来る。
を従来の可変成形法の開口と兼用することにより、ブラ
ンキングを全てオフの状態にしておけば矩形開口と可変
成形偏向器の組み合わせにより通常の可変成形法が可能
である。これにより両方式を容易に切り替えることが出
来る。
【００１９】ブランキングアレイと類似した形状の支持
体や電子光学系の分解能より小さなメッシュを有するこ
とはブランキングアレイの機械的強度を増加させること
に有効である。支持体として電子の散乱体を用いても散
乱電子をブランキング絞りにより遮断することによりマ
スクとしての効果も期待出来る。
体や電子光学系の分解能より小さなメッシュを有するこ
とはブランキングアレイの機械的強度を増加させること
に有効である。支持体として電子の散乱体を用いても散
乱電子をブランキング絞りにより遮断することによりマ
スクとしての効果も期待出来る。
【００２０】複数のブランキングアレイを偏向器により
選択すれば様々な方向のブランキングが可能となり様々
なパターンを描画出来る。例えば、様々な方向のブラン
キングアレイやピッチの異なるブランキングアレイ等の
配置が考えられる。偏向器は静電でも電磁でも良いが高
速描画のためには応答の速い静電偏向器が適している。
選択すれば様々な方向のブランキングが可能となり様々
なパターンを描画出来る。例えば、様々な方向のブラン
キングアレイやピッチの異なるブランキングアレイ等の
配置が考えられる。偏向器は静電でも電磁でも良いが高
速描画のためには応答の速い静電偏向器が適している。
【００２１】本方式は任意のパターンを形成できないが
複雑な図形も比較的少ないショット数で描画できる。例
えば図９の様に形成される。図９では最初に（ａ）を描
画し、２度目に（ｂ）を描画すればより複雑な（ｃ）パ
ターンを２度の露光で描画できる。このパターンを可変
成形で描画するためには１００ショット必要となり１／
５０のショット数の低減を図ることが出来る。
複雑な図形も比較的少ないショット数で描画できる。例
えば図９の様に形成される。図９では最初に（ａ）を描
画し、２度目に（ｂ）を描画すればより複雑な（ｃ）パ
ターンを２度の露光で描画できる。このパターンを可変
成形で描画するためには１００ショット必要となり１／
５０のショット数の低減を図ることが出来る。
【００２２】更に、これらアレイと類似の形状の接地線
を形成することは偏向電圧によりブランキングを行う領
域以外の電子ビームの軌道が変化することを防止するこ
とに有効である。
を形成することは偏向電圧によりブランキングを行う領
域以外の電子ビームの軌道が変化することを防止するこ
とに有効である。
【００２３】電極の幅の広いブランキングアレイは電極
の幅と開口の間隔を実質的に等しくすることにより、半
ピッチずらした２つのブランキングアレイにより相補的
に使用することが出来る。ショット数は幅の狭いブラン
キングアレイと比較して増加するが、アレイの作製は容
易になる。また、電極の幅と開口の間隔を実質的に等し
くするためにはその差は２０％以内であることが望まし
い。
の幅と開口の間隔を実質的に等しくすることにより、半
ピッチずらした２つのブランキングアレイにより相補的
に使用することが出来る。ショット数は幅の狭いブラン
キングアレイと比較して増加するが、アレイの作製は容
易になる。また、電極の幅と開口の間隔を実質的に等し
くするためにはその差は２０％以内であることが望まし
い。
【００２４】画素毎に制御するブランキングアレイと兼
用すれば、小さく複雑な図形は画素ごとに制御するブラ
ンキングアレイで描画し、長い配線などは本発明による
ブランキングアレイを用いることができる。画素毎に制
御するブランキングアレイは多くの画素を必要とする大
面積は不得手であり本発明によるブランキングアレイと
の兼用が効果的となる。逆に一括図形照射法との併用す
れば、原理的に本発明のブランキングアレイでは一回の
露光で描画不可能な図形を、一括図形照射法を用いて一
回の露光で描画することにより高速化を図ることができ
る。
用すれば、小さく複雑な図形は画素ごとに制御するブラ
ンキングアレイで描画し、長い配線などは本発明による
ブランキングアレイを用いることができる。画素毎に制
御するブランキングアレイは多くの画素を必要とする大
面積は不得手であり本発明によるブランキングアレイと
の兼用が効果的となる。逆に一括図形照射法との併用す
れば、原理的に本発明のブランキングアレイでは一回の
露光で描画不可能な図形を、一括図形照射法を用いて一
回の露光で描画することにより高速化を図ることができ
る。
【００２５】
実施例１ 図１０に実施例１におけるブランキングアレイの構造を
示す。電極３０は１０１本のラインを構成するように並
べられている。各電線の間は１．６μｍ、高さは４μ
ｍ、長さ２００μｍである。これらの電線に１０Ｖの電
圧を加え電子を偏向する。図１１に電子光学系を示す。
この電子光学系は従来の可変成型法の電子光学系とほと
んど同じである。ブランキングアレイを上下に配置して
おり上部のブランキングアレイの像と下部のブランキン
グアレイの方向を直交させた。ブランキングアレイを通
過した電子は縮小レンズにより１／４０に縮小され最終
的にはウエハ上に結像される。電線の幅は０．４μｍで
ありウエハ上では０．０１μｍ以下となる。電子光学系
の分解能を０．１μｍ程度にすれば、電線は解像せずク
オーターミクロンは精度良く描画できる。電極間の距離
は０．０５μｍとなりこの単位で描画図形を制御でき
る。ブランキングアレイによって偏向された電子は対物
絞りにより遮断されウエハには到達しない。従って、ど
ちらのブランキングアレイの偏向も受けない電子のみウ
エハに到達することになる。これにより５μｍ角を０．
０５μｍ角の画素を単位として描画出来る。
示す。電極３０は１０１本のラインを構成するように並
べられている。各電線の間は１．６μｍ、高さは４μ
ｍ、長さ２００μｍである。これらの電線に１０Ｖの電
圧を加え電子を偏向する。図１１に電子光学系を示す。
この電子光学系は従来の可変成型法の電子光学系とほと
んど同じである。ブランキングアレイを上下に配置して
おり上部のブランキングアレイの像と下部のブランキン
グアレイの方向を直交させた。ブランキングアレイを通
過した電子は縮小レンズにより１／４０に縮小され最終
的にはウエハ上に結像される。電線の幅は０．４μｍで
ありウエハ上では０．０１μｍ以下となる。電子光学系
の分解能を０．１μｍ程度にすれば、電線は解像せずク
オーターミクロンは精度良く描画できる。電極間の距離
は０．０５μｍとなりこの単位で描画図形を制御でき
る。ブランキングアレイによって偏向された電子は対物
絞りにより遮断されウエハには到達しない。従って、ど
ちらのブランキングアレイの偏向も受けない電子のみウ
エハに到達することになる。これにより５μｍ角を０．
０５μｍ角の画素を単位として描画出来る。
【００２６】図１２にブランキングアレイによって描画
したパタ−ンの例を示す。図の点線で区切られた領域内
の描画図形が一回の露光で描画する領域である。ある程
度のパターンであればこのように一回で複数の図形を描
画することができる。
したパタ−ンの例を示す。図の点線で区切られた領域内
の描画図形が一回の露光で描画する領域である。ある程
度のパターンであればこのように一回で複数の図形を描
画することができる。
【００２７】図１３にメモリセルパターンを描画した例
を示す。複雑なパターンは一回の露光では不可能である
が図に示すように図形を白抜きの部分と黒の部分に２種
類に分割すれば、同時に数図形を描画することが可能で
あり、比較的少ない回数の露光で描画ができる。このよ
うにブランキングアレイを用いることによりショット数
を大幅に低減することができる。２５６ＭＤＲＡＭでは
ショット数を６Ｘ１０１０から３Ｘ１０９へと低減でき
た。これにより時間当たり６インチウエハで１０枚のス
ループットを得た。
を示す。複雑なパターンは一回の露光では不可能である
が図に示すように図形を白抜きの部分と黒の部分に２種
類に分割すれば、同時に数図形を描画することが可能で
あり、比較的少ない回数の露光で描画ができる。このよ
うにブランキングアレイを用いることによりショット数
を大幅に低減することができる。２５６ＭＤＲＡＭでは
ショット数を６Ｘ１０１０から３Ｘ１０９へと低減でき
た。これにより時間当たり６インチウエハで１０枚のス
ループットを得た。
【００２８】また、可変成型のように第１アパーチャー
と第２アパーチャー（可変成型ではブランキングアレイ
を配置する場所に第１アパーチャーと同様の矩形開口を
設ける。）の重なり具合の調整やその変動によるビーム
サイズの変動がない。このため従来０．０５μｍ程度に
留まっていた描画図形の寸法精度を０．０２μｍにまで
低減することができた。
と第２アパーチャー（可変成型ではブランキングアレイ
を配置する場所に第１アパーチャーと同様の矩形開口を
設ける。）の重なり具合の調整やその変動によるビーム
サイズの変動がない。このため従来０．０５μｍ程度に
留まっていた描画図形の寸法精度を０．０２μｍにまで
低減することができた。
【００２９】なお制御すべき電線数は２０２であり、従
来これだけのビームを制御するためには１００００の電
極を制御しなければならないために，大幅な制御の簡素
化を図ることができた。
来これだけのビームを制御するためには１００００の電
極を制御しなければならないために，大幅な制御の簡素
化を図ることができた。
【００３０】本実施例ではブランキングアレイの電極を
取り除けば通常の可変成形用の矩形開口である。従っ
て、ブランキングアレイを動作させなければ通常の可変
成形の描画装置としても使用することが出来る。更に図
に示す様に可変成形法により大まかな寸法を定めブラン
キングアレイを動作させて最終的な寸法を規定する方法
も可能である。この方法を用いれば可変成形法に少しの
システムを追加するだけで高精度な描画が可能となる。
取り除けば通常の可変成形用の矩形開口である。従っ
て、ブランキングアレイを動作させなければ通常の可変
成形の描画装置としても使用することが出来る。更に図
に示す様に可変成形法により大まかな寸法を定めブラン
キングアレイを動作させて最終的な寸法を規定する方法
も可能である。この方法を用いれば可変成形法に少しの
システムを追加するだけで高精度な描画が可能となる。
【００３１】実施例２ 図１４に実施例２におけるブランキングアレイの構造を
示す。電線３０は５０Ｘ５０のメッシュを構成するよう
に２方向に並べられている。各電線には電子に電場を加
える為の電極が付けられている。各電極の間は１．７μ
ｍ、高さは４μｍ、長さは２５０μｍである。これらの
電極に１０Ｖの電圧を加え電子を偏向する。図１５に本
実施例の電子光学系を示す。従来の可変成形の第１転写
レンズのクロスオーバー像の位置に電子源６を設置す
る。これにより電子源より下方は従来の光学系を使用す
ることが出来る。これにより実施例１よりもレンズが１
つ少なくなる。縮小率を１／５０とし最小描画単位を
０．０４μｍとした。これにより２５６ＭＤＲＡＭでは
ショット数を６Ｘ１０１０から１Ｘ１０９へと低減でき
た。時間当たり６インチウエハで１５枚のスループット
である。
示す。電線３０は５０Ｘ５０のメッシュを構成するよう
に２方向に並べられている。各電線には電子に電場を加
える為の電極が付けられている。各電極の間は１．７μ
ｍ、高さは４μｍ、長さは２５０μｍである。これらの
電極に１０Ｖの電圧を加え電子を偏向する。図１５に本
実施例の電子光学系を示す。従来の可変成形の第１転写
レンズのクロスオーバー像の位置に電子源６を設置す
る。これにより電子源より下方は従来の光学系を使用す
ることが出来る。これにより実施例１よりもレンズが１
つ少なくなる。縮小率を１／５０とし最小描画単位を
０．０４μｍとした。これにより２５６ＭＤＲＡＭでは
ショット数を６Ｘ１０１０から１Ｘ１０９へと低減でき
た。時間当たり６インチウエハで１５枚のスループット
である。
【００３２】実施例３ 図１６に可変成形とブランキングアレイを併用した実施
例の電子光学系を示す。図１６では可変成型用の下の矩
形開口の上にブランキングアレイを形成する。従って、
ブランキングアレイを完全に無動作状態にすれば通常の
可変成形ビームを形成することが出来る。更に両者を組
み合わせることにより以下の使い方が出来る。図１７に
ように可変成形で大まかな寸法を定めブランキングアレ
イにより最終的な寸法を定める。図１７ではブランキン
グアレイの左下の縦７横３の２１のみが描画されること
になる。電子ビームの寸法はブランキングアレイの構造
のみで決まるために精度の良い描画が可能である。これ
により第１アパーチャーで照射されない領域のブランキ
ングアレイを動作させることなく精度の良い描画が出来
る。本実施例ではブランキングアレイを矩形形成用に用
いたためスループットは従来と変わらず、寸法精度が
０．０１μｍと改善された。
例の電子光学系を示す。図１６では可変成型用の下の矩
形開口の上にブランキングアレイを形成する。従って、
ブランキングアレイを完全に無動作状態にすれば通常の
可変成形ビームを形成することが出来る。更に両者を組
み合わせることにより以下の使い方が出来る。図１７に
ように可変成形で大まかな寸法を定めブランキングアレ
イにより最終的な寸法を定める。図１７ではブランキン
グアレイの左下の縦７横３の２１のみが描画されること
になる。電子ビームの寸法はブランキングアレイの構造
のみで決まるために精度の良い描画が可能である。これ
により第１アパーチャーで照射されない領域のブランキ
ングアレイを動作させることなく精度の良い描画が出来
る。本実施例ではブランキングアレイを矩形形成用に用
いたためスループットは従来と変わらず、寸法精度が
０．０１μｍと改善された。
【００３３】実施例４ 図１８にブランキングアレイの構造を示す。中央に矩形
図形作成用４５のブランキングアレイを配置し四方に斜
の電線を有するブランキングアレイ４６を配置した。斜
のブランキングアレイを用いることにより三角形を一度
の露光で描画できることになる。また、様々な方向の三
角形はブランキングアレイを光学的に選択することによ
り達成できる。図１９に電子光学系を示す。矩形開口を
ブランキングアレイ上に結像することは実施例１と変わ
りがないが、本実施例ではさらにブランキングアレイ選
択偏向器２９を設けている。これにより、ブランキング
アレイの高速な選択が可能となり、様々な方向の三角形
や矩形をそれぞれのブランキングアレイを用いて露光で
きる。これらのブランキングアレイを機械的に選択する
ことも可能であるが、高速性の観点で電気的な選択に劣
ることになる。
図形作成用４５のブランキングアレイを配置し四方に斜
の電線を有するブランキングアレイ４６を配置した。斜
のブランキングアレイを用いることにより三角形を一度
の露光で描画できることになる。また、様々な方向の三
角形はブランキングアレイを光学的に選択することによ
り達成できる。図１９に電子光学系を示す。矩形開口を
ブランキングアレイ上に結像することは実施例１と変わ
りがないが、本実施例ではさらにブランキングアレイ選
択偏向器２９を設けている。これにより、ブランキング
アレイの高速な選択が可能となり、様々な方向の三角形
や矩形をそれぞれのブランキングアレイを用いて露光で
きる。これらのブランキングアレイを機械的に選択する
ことも可能であるが、高速性の観点で電気的な選択に劣
ることになる。
【００３４】なお、ブランキングアレイの選択は上記の
ような斜線に限らず、最小描画単位や最大描画面積の異
なるブランキングアレイを配置し描画パターンに応じて
選択するなどの応用も可能である。
ような斜線に限らず、最小描画単位や最大描画面積の異
なるブランキングアレイを配置し描画パターンに応じて
選択するなどの応用も可能である。
【００３５】又、単なる矩形開口や図形状開口を同時に
配置すれば可変成形や一括図形照射法とブランキングア
レイを同一チップ上で用いることも可能となる。これに
より可変成形や一括図形照射法の容易な制御性とブラン
キングアレイの柔軟性を描画パターンにより選択するこ
とが出来る。
配置すれば可変成形や一括図形照射法とブランキングア
レイを同一チップ上で用いることも可能となる。これに
より可変成形や一括図形照射法の容易な制御性とブラン
キングアレイの柔軟性を描画パターンにより選択するこ
とが出来る。
【００３６】実施例５ 図２０に本実施例で用いたブランキングアレイの構造を
示す。電線は２１本のラインを構成するように並べられ
ている。各電線のピッチは４μｍ、高さは４μｍ、長さ
は４００μｍである。電極線４２は２μｍの幅を持ち、
これらの電線に１０Ｖの電圧を加え電子を偏向する。光
学系の縮小率は１／４０のためブランキングを動作させ
ない状態では０．０５μｍのラインアンドスペースが形
成されることになる。従って、例えば１０μｍ角を描画
する際には０．０５μｍシフトさせて２回露光すること
になる。しかし、電極の幅を厚くしたことから機械的強
度に優れ、ウエハ上１０μｍ角の大面積ショットをブラ
ンキングアレイで実現することが出来た。結果として２
５６ＭＤＲＡＭのショット数は可変成形に比べて１／２
０となり、スループットの向上を図ることが出来た。
示す。電線は２１本のラインを構成するように並べられ
ている。各電線のピッチは４μｍ、高さは４μｍ、長さ
は４００μｍである。電極線４２は２μｍの幅を持ち、
これらの電線に１０Ｖの電圧を加え電子を偏向する。光
学系の縮小率は１／４０のためブランキングを動作させ
ない状態では０．０５μｍのラインアンドスペースが形
成されることになる。従って、例えば１０μｍ角を描画
する際には０．０５μｍシフトさせて２回露光すること
になる。しかし、電極の幅を厚くしたことから機械的強
度に優れ、ウエハ上１０μｍ角の大面積ショットをブラ
ンキングアレイで実現することが出来た。結果として２
５６ＭＤＲＡＭのショット数は可変成形に比べて１／２
０となり、スループットの向上を図ることが出来た。
【００３７】実施例６ 図２１に本実施例でのブランキングアレイの構造を示
す。実施例１と２では電線は電子に対して覆われていな
かった。このため、電線に電子が衝突し、汚染などによ
りのブランキングアレイの性能を長期的に劣化させる危
険性がある。本実施例ではブランキングアレイの電極上
下にアース電極４４を設け電子と電線との直接の接触を
避けた。この結果ブランキングアレイの寿命を１年とす
ることができた。また、このことによりブランキング電
場の上下空間への漏洩を防止することが出来る。
す。実施例１と２では電線は電子に対して覆われていな
かった。このため、電線に電子が衝突し、汚染などによ
りのブランキングアレイの性能を長期的に劣化させる危
険性がある。本実施例ではブランキングアレイの電極上
下にアース電極４４を設け電子と電線との直接の接触を
避けた。この結果ブランキングアレイの寿命を１年とす
ることができた。また、このことによりブランキング電
場の上下空間への漏洩を防止することが出来る。
【００３８】実施例７ 図２２に本実施例での電子光学系を示す。上部に矩形開
口を設け、矩形像をブランキングアレイ及び一括図形開
口上に形成する。ブランキングアレイ４９、５０は垂直
方向に２つ配置されその距離は４ｍｍである。ブランキ
ングアレイ上での焦点深度は深いため４ｍｍでのビーム
ボケはウエハ上ではほとんど無視出来る。これにより簡
便に複数のブランキングアレイを使用することが可能に
なる。また、周辺に一括図形照射法のための複雑な図形
の開口が形成されている。
口を設け、矩形像をブランキングアレイ及び一括図形開
口上に形成する。ブランキングアレイ４９、５０は垂直
方向に２つ配置されその距離は４ｍｍである。ブランキ
ングアレイ上での焦点深度は深いため４ｍｍでのビーム
ボケはウエハ上ではほとんど無視出来る。これにより簡
便に複数のブランキングアレイを使用することが可能に
なる。また、周辺に一括図形照射法のための複雑な図形
の開口が形成されている。
【００３９】本発明は上記実施例に限らず、３方向以上
の平行電線から構成するブランキングアレイも可能であ
る。電線の方向を増せば、制御は複雑となるがより複雑
な図形（矩形と斜線の同時露光など）の一回での露光が
可能となる。又、本実施例ではブランキングアレイの基
本的な構造を示したが、電子ビームの通過する開口を電
線だけでなくメッシュ状の支持で行ない機械的強度を補
強する等の構造上の工夫も考えられる。
の平行電線から構成するブランキングアレイも可能であ
る。電線の方向を増せば、制御は複雑となるがより複雑
な図形（矩形と斜線の同時露光など）の一回での露光が
可能となる。又、本実施例ではブランキングアレイの基
本的な構造を示したが、電子ビームの通過する開口を電
線だけでなくメッシュ状の支持で行ない機械的強度を補
強する等の構造上の工夫も考えられる。
【００４０】
【発明の効果】上記の様に本発明によれば簡単な構造で
電子ビームを分割制御することができる。これにより、
従来の可変成形法の欠点であった上下のアパーチャーの
回転や位置の調整不良による精度低下や、膨大なショッ
ト数によるスループットの低下を比較的容易に解決でき
る。
電子ビームを分割制御することができる。これにより、
従来の可変成形法の欠点であった上下のアパーチャーの
回転や位置の調整不良による精度低下や、膨大なショッ
ト数によるスループットの低下を比較的容易に解決でき
る。
【図１】本発明のブランキングアレイを搭載した電子光
学系の図。
学系の図。
【図２】従来のブランキングアレイの構造図。
【図３】本発明のブランキングアレイの動作原理図。
【図４】２次元ブランキングアレイの概念図。
【図５】斜線ブランキングアレイの概念図。
【図６】複数のブランキングアレイの選択が可能な電子
光学系の図。
光学系の図。
【図７】電極線の幅の有るブランキングアレイの構造
図。
図。
【図８】可変成形描画機の電子光学系の図。
【図９】複雑な描画パターンの図。
【図１０】実施例１のブランキングアレイの構造図。
【図１１】実施例１の電子光学系の図。
【図１２】実施例１の描画パターンの図。
【図１３】実施例１のメモリパターンの構造図。
【図１４】実施例２のブランキングアレイの構造図。
【図１５】実施例２の電子光学系の図。
【図１６】実施例３の電子光学系の図。
【図１７】実施例３の描画方式の説明図。
【図１８】実施例４のブランキングアレイの構造図。
【図１９】実施例４の電子光学系の図。
【図２０】実施例５のブランキングアレイの構造図。
【図２１】実施例６のブランキングアレイの構造図。
【図２２】実施例７のブランキングアレイの電子光学
系。
系。
１…ブランキング電線、２…開口部、３…開口あるいは
電子ビーム照射部、４…ブランキング電極、５…試料面
に到達する電子ビームの領域、６…電子源、７…第１ブ
ランキングアレイ、８…第１転写レンズ、９…第２転写
レンズ、１０…第２ブランキングアレイ、１１…第１ブ
ランキングアレイ像、１２…縮小レンズ、１３…対物レ
ンズ、１４…対物偏向器、１５…ウエハ、１６…電極
線、１７…ブランキング電極Ｘ、１８…ブランキング電
極Ｙ、１９…ブランキング電極、２０…直交する２辺を
有する開口部もしくは電子ビ…ム照射部、２１…第２ブ
ランキングアレイ、２２…二回目の露光、２３…一回目
の露光、２４…ブランキングアレイ領域、２５…第１ア
パーチャー、２６…第２アパーチャー、２７…第１アパ
ーチャー像、２８…可変成形偏向器、２９…アレイ選択
偏向器、３０…ブランキング電極、３１…転写レンズ、
３２…ブランキングアレイ、３３…矩形開口、３４…成
型偏向器、３５…ブランキングアレイ及び矩形開口、３
６…矩形像、３７…ブランキングする列、３８…ブラン
キングアレイ及び矩形開口、３９…ブランキングする
行、４０…矩形開口像、４１…ブランキングプレート、
４２…ブランキング電極、４３…ブランキング電極、４
４…アース電極、４５…矩形ブランキングアレイ、４６
…３角形ブランキングアレイ、４７…絞り、４９…ブラ
ンキングアレイ、５０…ブランキングアレイ。
電子ビーム照射部、４…ブランキング電極、５…試料面
に到達する電子ビームの領域、６…電子源、７…第１ブ
ランキングアレイ、８…第１転写レンズ、９…第２転写
レンズ、１０…第２ブランキングアレイ、１１…第１ブ
ランキングアレイ像、１２…縮小レンズ、１３…対物レ
ンズ、１４…対物偏向器、１５…ウエハ、１６…電極
線、１７…ブランキング電極Ｘ、１８…ブランキング電
極Ｙ、１９…ブランキング電極、２０…直交する２辺を
有する開口部もしくは電子ビ…ム照射部、２１…第２ブ
ランキングアレイ、２２…二回目の露光、２３…一回目
の露光、２４…ブランキングアレイ領域、２５…第１ア
パーチャー、２６…第２アパーチャー、２７…第１アパ
ーチャー像、２８…可変成形偏向器、２９…アレイ選択
偏向器、３０…ブランキング電極、３１…転写レンズ、
３２…ブランキングアレイ、３３…矩形開口、３４…成
型偏向器、３５…ブランキングアレイ及び矩形開口、３
６…矩形像、３７…ブランキングする列、３８…ブラン
キングアレイ及び矩形開口、３９…ブランキングする
行、４０…矩形開口像、４１…ブランキングプレート、
４２…ブランキング電極、４３…ブランキング電極、４
４…アース電極、４５…矩形ブランキングアレイ、４６
…３角形ブランキングアレイ、４７…絞り、４９…ブラ
ンキングアレイ、５０…ブランキングアレイ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｊ 37/305 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｑ ５４１Ｂ (72)発明者 佐藤 秀寿 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 中山 義則 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 斉藤 徳郎 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭52−141180（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−35863（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (3)
- 【請求項１】 電子源と、前記電子源から電子ビームを矩
形ビームに形成するための第１アパチャーと、前記第１
アパチャーより下に配置された直交する２辺を有する開
口部を具備した第２アパチャーと、前記第２アパチャー
を通過した像を縮小する縮小レンズと、前記第１アパチ
ャーと前記縮小レンズとの間に有って、矩形ビームの焦
点深度内で前記開口部の直交する２辺に対し斜めに配置
されたブランキングアレと、前記縮小レンズを通過した
像を試料台上の基板に露光するための対物レンズ手段を
備えたことを特徴する電子線描画装置。 - 【請求項２】 前記ブランキングアレの上下にアース電極
を配置したことを特徴とする請求項１記載の電子線描画
装置。 - 【請求項３】 電子源からの電子ビームを矩形ビームに形
成するための第１アパチャーに照射する工程と、電子線
を第１のアパチャーに照射する工程と、前記第１アパチ
ャーより下に配置された直交する２辺を有する開口部を
具備した第２アパチャーと矩形ビームの焦点深度内で前
記開口部の直交する２辺に対し斜め配置されたブランキ
ングアレに前記第１のアパチャーを通過した第１のアパ
チャー像を照射する工程と、前記第２アパチャートと前
記ブンランキングアレーとにより形成された斜めに分割
されたビームを縮小レンズを通して縮小する工程と、縮
小された像を試料台上の基板に露光する工程と、を有す
ることを特徴する電子線描画方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14286094A JP3299632B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 電子線描画装置 |
| US08/470,592 US5650631A (en) | 1994-06-24 | 1995-06-07 | Electron beam writing system |
| DE19522362A DE19522362C2 (de) | 1994-06-24 | 1995-06-20 | Elektronenstrahl-Schreibvorrichtung und -Verfahren |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14286094A JP3299632B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 電子線描画装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0817698A JPH0817698A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3299632B2 true JP3299632B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=15325301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14286094A Expired - Lifetime JP3299632B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 電子線描画装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5650631A (ja) |
| JP (1) | JP3299632B2 (ja) |
| DE (1) | DE19522362C2 (ja) |
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