JPH01111323A - 電子線露光方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子線露光技術に関し、特に、半導体集積回
路の製造におけるフォトリソグラフィにおいて実施され
る、電子線の直接描画による集積。

回路パターンの転写に適用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、電子線の直接描画による集積回路パターンの
転写に用いられる電子線露光装置における動作の信頼性
などを管理する技術として、特開昭６０−４２０１２号
に開示される技術が知られている。

その概要は、目的の集積回路パターンに基づいて、電子
線を制御する制御信号を発生するパターン信号発生回路
の一部を複数系統で構成し、各系統の出力を比較するこ
とによって誤動作などを確実に検出しようとするもので
ある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記の従来技術では、装置の誤動作の管
理には効果があるものの、装置の誤動作のもとで露光さ
れた半導体集積回路素子を他の正常な露光動作のもとで
露光された半導体集積回路素子から区別し、後の検査工
程などにおける良否判別の便宜を図るという点に配慮さ
れていないという問題がある。

本発明の目的は、異常な露光動作のもとで露光された個
々の単位露光領域の選別を容易かつ確実に行うことが可
能な露光技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、被露光物の個々の単位露光領域における露光
動作に固有の数値情報を計数する計数手段と、所定の基
準値を保持する基準値格納部とを設け、計数手段によっ
て得られた数値情報が基準値格納部に記憶された基準値
と異なる異常な露光動作が行われた露光領域には、異常
を示す識別図形が追加露光されるようにしたものである
。

〔作用〕

上記した手段によれば、露光作業の後の検査工程などに
おいて、異常な露光動作のもとで露光された単位露光領
域が、他の正常な露光処理が行われた単位露光領域から
明瞭に区別されるので、異常な露光動作のもとで露光さ
れた個々の単位露光領域の選別を容易かつ確実に行うこ
とができる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例である電子線露光装置の要
部を示すブロック図であり、第２図は、本実施例に右い
て露光される被露光物の平面図である。

水平面内において移動自在なＸ−Ｙテーブル１の上には
、たとえば、表面に感電子線レジストなどが塗布された
半導体ウェハなどからなる被露光物２が着脱自在に戴置
されている。

被露光物２の表面は、複数の矩形の素子形成領域２ａ（
単位露光領域）に区画されており、その各々に所定の集
積回路パターンなどを転写するフォトリソグラフィを繰
り返すことによって、種類の異なる複数の集積回路素子
Ａ、集積回路素子Ｂ。

集積回路素子Ｃ９集積回路素子りが個別に形成され、後
のグイレンズ工程などにおいて個別に分割されるもので
ある。

このＸ−Ｙテーブル１の上方には、電子銃３が垂直下向
きに設けられ、Ｘ−Ｙテーブル１に戴置された被露光物
２に対して電子線Ｅが放射されるように構成されている
。

電子銃３から被露光物２に対して放射される電子線Ｅの
経路には、所定の図形に電子線Ｅの透過窓が形成された
複数の図示しないアパーチャに対する電子線Ｅの通過経
路を制御することによって、該電子線Ｅの光電子面を所
望の形状および大きさに制御する整形器４と、電子線Ｅ
の被露光物２に対する焦点位置などを制御する電子レン
ズ５と、被露光物２に対する電子線Ｅの到達位置を制御
する副偏向器６および主偏向器７などからなる電子光学
系が設けられている。

また、Ｘ−Ｙテーブル１．電子銃３．電子線Ｅの経路に
設けられた電子光学系などは、内部の真空度が所望の値
に制御可能な図示しない真空容器に収容されている。

図示しない真空容器の外部には、制御計算機８が設けら
れており、Ｘ−Ｙテーブル１は、Ｘ−Ｙテーブル駆動部
１ａを介してこの制御計算機８により制御される。

さらに、制御計算機８には、被露光物２に転写すべき集
積回路パターンなどの情報が格納された外部記憶部９が
接続されており、この外部記憶部９に格納されているデ
ータは、制御計算機８を介して、随時、高速にアクセス
可能なバッファメモリ１０に転送されるように構成され
ている。

このバッファメモリｌＯには、該バッファメモリ１０に
転送された集積回路パターンなどの情報に基づいて、電
子線Ｅの光電子面の形状および面積、当該光電子面の形
状を有する電子線Ｅの照射位置の座標など、個々の素子
形成領域２ａに固有な制御情報を算出する演算部１１が
接続されている。

さらに、演算部１１には、当該演算部１１からの情報に
基づいて、整形器制御部１２ａを介して整形器４を制御
することにより、電子線Ｅの光電子面の形状を操作する
整形信号発生部１２と、電子レンズ制御部１３ａ、副偏
向制御部１３ｂ、主偏向制御部１３ｃを介して、電子レ
ンズ５．副偏向器６．主偏向器７を制御することにより
、電子線Ｅの被露光物２に対する照射位置を制御する照
射位置信号発生部１３とが接続されている。

この場合、前記演算Ｂ１１には、計数部１４が設けられ
ており、たとえば、個々の素子形成領域２ａにおける電
子線Ｅの光電子面の面積、照射回数、照射位置の座標な
どの制御情報の少なくとも一つを累積して得られる当該
素子形成領域２ａに固有な数値情報が制御計算器８に伝
達されるように構成されている。

また、制御計算器８には、基準値格納部１５が設けられ
ており、たとえば、実際の露光動作を伴わないシミュレ
ーションや試験的な露光操作などにおいて予め把握され
た、各素子形成領域２ａにおける標準となる前記数値情
報や、実際の露光作業中において得られた各素子形成領
域２ａにおける前記数値情報などが記憶され、随時、制
御計算器１５から参照されるように構成されている。

以下、本実施例の作用について説明する。

まず、半導体ウェハなどからなる被露光物２に設けられ
た複数の素子形成領域２ａの任意の一つが、電子銃３の
軸の直下に位置決めされるとともに、バッファメモリ１
０には、外部記憶部９に格納されている当該素子形成領
域２ａに転写すべき集積回路パターンのデータが転送さ
れる。

同時に、基準値格納部１５には、たとえば、実際の露光
動作を伴わないシミュレーションや試験的な露光操作な
どにおいて予め把握された、各素子形成領域２ａにおけ
る前記数値情報や、実際の露光作業中にふいて得られた
各素子形成領域２ａにおける前記数値情報などが基準値
としてセットされる。

次に、演算部１１は、バッファメモリ１０から当該素子
形成領域２ａに転写すべき集積回路パターンのデータに
基づいて、所定のアルゴリズムで、電子線Ｅの光電子面
の面積・形状および照射位置などの制御情報を算出し、
この制御情報に基づいて、整形器４．電子レンズ５．副
偏向器６．主偏向器７などからなる電子光学系を適宜制
御することにより、素子形成領域２ａに目的の集積回路
パターンが転写される。

この時、本実施例では、計数部１４は、演算部１１にお
いて発生された電子線Ｅの光電子面の面積、照射回数、
照射位置の座標などを累積し、当該素子形成領域２ａの
露光動作の終了時にこの素子形成領域２ａに固有な数値
情報として制御計算器８に伝達する。

制御計算器８は、計数部１４から得られた当該素子形成
領域２ａにおける前記の数値情報と、基準値格納部１５
に格納された、当該素子形成領域２ａに対応する基準値
とを比較する。

そして、両者が一致しない場合には、たとえば演算部１
１における電子線Ｅの制御情報の算出過程で回路などに
右いてノイズや誤動作などが発生し、異常な露光動作が
行われたものと判定し、予めバッファメモリなどに格納
されている識別図形Ｍを当該素子形成領域の所望の部位
に追加露光する。

この識別図形は、たとえば光学的に検出可能なマーク、
または、集積回路パターンの一部に付加されることによ
って、当該素子形成領域２ａに形成される集積回路素子
の電源線と接地線とを短絡させる図示しないパターンな
どからなり、後の検査工程において実施される集積回路
素子の電気的な検査において、明瞭かつ簡便に不良と判
定されるようにする類のものである。

一方、計数部１４から得られた前記数値情報と前記基準
値とが一致する場合には、露光動作が正常に行われたも
のと判定し、直ちに、他の任意の素子形成領域２ａの露
光動作に移る。

な右、上記の説明では、個々の素子形成領域２ａにおけ
る露光動作が終了する毎に、予め設定された基準値と当
該露光動作において得られた数値情報とを比較すること
によって露光動作の良否を判定しているが、これに限ら
ず、たとえば、個々の素子形成領域２ａの描画動作にお
いて得られた数値情報を個別に基準値格納部１５に格納
しておき、同種の集積回路素子が形成される複数の素子
形成領域２ａにおける露光動作が終了した時点で、基準
値格納部１５に格納された個々の素子形成領域２ａにお
ける数値情報を相互に比較し、多数決法によって、少数
派に属する素子形成領域２ａを不良と判定し、所定の識
別図形Ｍをまとめて追加露光するようにしても良いもの
である。

上記の一連の動作を繰り返すことにより、半導体ウェハ
などの被露光物２に形成されている複数の素子形成領域
２ａ各々に所定の集積回路パターンが転写されるととも
に、異常な露光動作による転写が行われた素子形成領域
２ａは、識別図形Ｍを追加露光されることによって、他
から明瞭に識別可能な状態にされる。

また、上記のような露光動作によって露光された半導体
ウェハなどの被露光物２を、次のステップでさらに露光
する場合には、前回の露光処理において異常な露光動作
によって露光された素子形成領域２ａを、識別図形Ｍに
基づいて判別し、スキップして露光操作を行うことで、
無駄な露光動作を省くことができる。

このように、本実施例においては以下の効果を得ること
ができる。　　　“ （１）１個々の素子形成領域に転写すべき集積回路パタ
ーンなどのデータに基づいて、演算部１１において算出
される電子線Ｅの光電子面の形状や面積。

照射位置の座標、照射回数などの積算値など、個々の素
子形成領域に固有な数値情報を計数する計数部１４と、
所定の基準値を保持する基準値格納部１５とを備え、両
者を比較することによって、当該素子形成領域における
露光勤６作の異常の有無を判定するとともに、異常に露
光動作のもとで露光された素子形成領域２ａには、識別
図形Ｍを追加露光するように構成されているので、後の
検査工程などにおいて、異常な露光動作を経た素子形成
領域２ａに形成された不良または潜在的に不良な集積回
路素子などを正常なものから容易かつ確実に選別するこ
とができる。

（２）、前記（１）の結果、たとえば、出荷前の検査工
程などにおいて不良また潜在的に不良な集積回路素子を
見逃すことがなく、出荷後の製品の動作の信頼性を向上
させることができる。

（３）、前記（１）の結果、電子線露光によるフォトリ
ソグラフィ工程を経て製造される集積回路素子などの検
査工程が簡略化される。

（４）、前記（１）〜（３）の結果、半導体装置の製造
におけるウェハ処理工程での生産性が向上される。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、数値情報としては、前述の電子線Ｅの光電子
面の形状や面積、照射位置の座標、照射回数などの積算
値などに限らず、個々の素子形成領域に固有なものであ
れば、いかなるものであっても良い。

また、電子線露光技術の形式としては、可変整形ビーム
方式に限らず、他のいかなる方式の電子線露光技術であ
ってもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体ウェハの電子
線露光技術に適用した場合につい　４で説明したが、こ
れに限定されるものではなく、一般の電子線描画技術に
広く適用できる。

［発明の効果］ 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。

すなわち、被露光物の個々の単位露光領域における露光
動作に固有の数値情報を計数する計数手段と、所定の基
準値を保持する基準値格納部とを備え、前記計数手段に
よって得られた前記数値情報が前記基準値格納部に記憶
された前記基準値と異なる異常な露光動作が行われた前
記露光領域には、異常を示す識別図形が追加露光される
ので、露光作業の後の検査工程などにおいて、異常な露
光動作のもとで露光された単位露光領域を、他の正常な
露光処理が行われた単位露光領域から明瞭に区別でき、
異常な露光動作のもとで露光された個々の単位露光領域
の選別を容易かつ確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である電子線露光装置の要部
を示すブロック図、 第２図は被露光物の一例を示す平面図である。 １・・・ｘ−ｙテーブル、１ａ・・・ｘ−ｙテーブル駆
動部、２・・・被露光物、２ａ・・・素子形成領域、３
・・・電子銃、４・・・整形器、５・・・電子レンズ、
６・・・副偏向器、７・・・主偏向器、８・・・制御計
算機、９・・・外部記憶部、１０・・・パフファメモ’
Ｊ、１１・・・演算部、１２・・・整形信号発生部、１
２ａ・・・整形器制御部、１３・・・照射位置信号発生
部、１３ａ・・・電子レンズ制御部、１３ｂ・・・副偏
向器制御部、１３Ｃ・・・副偏向器制御部、Ｅ・・・電
子線、Ａ−Ｄ・・・集積回路素子、Ｍ・・・識別図形。 代理人　弁理士　小　川　勝　男 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被露光物の個々の単位露光領域における露光動作に
   固有の数値情報を計数し、計数された前記数値情報が所
   定の基準値と異なる異常な露光動作が行われた前記露光
   領域には、異常を示す識別図形を追加露光することを特
   徴とする電子線露光方法。 ２、可変整形ビーム方式の電子線露光方法であり、前記
   数値情報が、個々の前記単位露光領域における電子線の
   照射回数、一回の照射における照射面積、照射位置の座
   標の少なくとも一つの積算値であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の電子線露光方法。 ３、同一の図形データに基づいて露光される複数の前記
   単位露光領域の各々において得られた前記数値情報を相
   互に比較し、多数決法によって個々の前記単位露光領域
   における露光動作の異常を判定することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の電子線露光方法。 ４、前記数値情報を、シミュレーションまたは試験的な
   露光動作によって予め把握された基準値と比較すること
   によって、個々の前記単位露光領域における露光動作の
   異常を判定することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の電子線露光方法。 ５、異常と判定された前記単位露光領域に追加露光され
   る前記識別図形が、光学的に検出可能であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の電子線露光方法。 ６、半導体集積回路の製造におけるフォトリソグラフィ
   での回路パターンの転写に用いられ、異常と判定された
   前記単位露光領域に追加露光される前記識別図形が、前
   記集積回路の電源線を切断する図形または電源線と切線
   とを短絡させる図形などからなり、後の前記集積回路の
   電気的な検査において当該集積回路の異常が容易に検出
   可能にすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の電子線露光方法。 ７、被露光物の個々の単位露光領域における露光動作に
   固有の数値情報を計数する計数手段と、所定の基準値を
   保持する基準値格納部とを備え、前記計数手段によって
   得られた前記数値情報が前記基準値格納部に記憶された
   前記基準値と異なる異常な露光動作が行われた前記露光
   領域には、異常を示す識別図形が追加露光されることを
   特徴とする電子線露光装置。 ８、可変整形ビーム方式の電子線露光装置であり、前記
   数値情報が、電子線の照射回数、一回の照射における照
   射面積、照射位置の座標の少なくとも一つの積算値であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の電子線
   露光装置。 ９、同一の図形データに基づいて露光される複数の前記
   単位露光領域の各々において得られた前記数値情報を前
   記基準値格納部に個別に格納し、個々の単位露光領域の
   数値情報を相互に比較することにより、多数決法によっ
   て個々の前記単位露光領域における露光動作の異常を判
   定することを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の電
   子線露光装置。 １０、前記数値情報を、シミュレーションまたは試験的
   な露光動作によって予め把握された基準値と比較するこ
   とによって、個々の前記単位露光領域における露光動作
   の異常を判定することを特徴とする特許請求の範囲第７
   項記載の電子線露光装置。 １１、異常と判定された前記単位露光領域に追加露光さ
   れる前記識別図形が、光学的に検出可能であることを特
   徴とする特許請求の範囲第７項記載の電子線露光装置。 １２、半導体集積回路の製造におけるフォトリソグラフ
   ィでの回路パターンの転写に用いられ、異常と判定され
   た前記単位露光領域に追加露光される前記識別図形が、
   前記集積回路の電源線を切断する図形または電源線と切
   線とを短絡させる図形などからなり、後の前記集積回路
   の電気的な検査において当該集積回路の異常を容易１検
   出可能にすることを特徴とする特許請求の範囲第７項記
   載の電子線露光装置。