JPH01276719A - 電子ビーム露光装置 - 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】 〔概要〕 電子ビーム露光装置の改良に関し、 露光面積に対応して電子ビームの電流密度を制御し、常
に最適の電流密度をもって露光することによって露光精
度を高め、しかもスループットの高い電子ビーム露光装
置を提供することを目的とし、 電子銃と、該電子銃が射出する電子ビームを集束・加速
する電子レンズ系と、該収束・加速された電子ビニムの
特定の一部のみの通過を許す電子ビーム断面積制限手段
と、被露光体を載置し、該披露光体を移動する被露光体
支持移動手段とを有する電子ビーム露光装置において、
前記電子レンズ系と前記電子ビーム断面積制限手段との
間に、電子ビームを発散させ、その発散角を調節する発
散手段と、露光面積に対応して前記電子ビーム断面積制
限手段を通過する電子ビームの電流密度を制御する電流
密度制御手段とを具備するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電子ビーム露光装置の改良、特に、露光面積
に対応して、電子ビームの電流密度を制御する電子ビー
ム露光装置に関する。

〔従来の技術〕

集積回路の集積度が増大するにつれ、集積回路を構成す
るパターンはますまず微細化しているが、パターンの中
にはバンドのように比較的大きなパターンも含まれ、大
きいパターンの面積が小さいパターンの１０４倍にも達
する例がある。

Ｘ線露光用に使用されるマスクには、Ｘ線の透過を良く
するため、数ｎＮのシリコンカーバイト等のＦＭ膜が使
用され、また、薄膜上に塗布されたレジストの露光には
、解像度を高めるため電子ビーム露光が一般に使用され
ている。ところで、微細なパターンが密に配面される領
域を露光する場合には、熱容量の少い薄膜よりなる被露
光体が、電子ビームによって許容温度以上に加熱される
のを防ぐため、０．２ｕ程度の微小なビーム径の電子ビ
ームを低速度で走査し露光しなければならない。

電子ビームをもって走査露光するには、同一の露光モー
ド（ビーム径、走査速度）をもってすべてのパターンを
露光しなければならないので、パッドのような大きなパ
ターンを露光する時にも、微小なビーム径の電子ビーム
を低速度で走査し露光することとなり、露光時間が長く
なり、スルーブツトが低くなる。そこで、スルーブツト
を高めるため、可変短形ビームを用いた電子露光方式が
用いられるようになった。

可変短形ビーム露光方式について、図を参照して説明す
る。

第２図参照 電子銃ｌから射出された電子は、電子レンズ系２によっ
て収束・加速されて平行ビームとなり、可変スリットか
らなる電子ビーム断面積制限手段５によって、パターン
の大きさに対応した所望の短形形状の電子ビームとなり
、被露光体支持移動手段３上に載置された被露光体を露
光する。この露光工程をすべてのパターンについてステ
ップ式に繰り返すことにより、被露光体全体の露光を完
了する。

（発明が解決しようとする課題） ところで、可変短形ビーム露光方式を用いて露光する場
合、大きなパターンを露光する時には、−時に多（の電
子が照射されるので、被露光体のレジストの温度上昇が
高（なり、熱の影響によって所望のパターンより広い範
囲のレジストが反応し、所望通りのパターンが形成され
ない。一方、大きなパターンの露光に最適となるように
電流密度を選定すると、小さなパターンを露光する時に
、逆にレジストの温度上昇が低くなり、所望のパターン
より狭い範囲のレジストしか反応しないこととなり、所
望のパターンが形成されない。

本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、露光
面積に対応して電子ビームの電流密度を制御し、常に最
適の電流密度をもって露光することによって露光精度を
高め、しかもスループットの高い電子ビーム露光装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、下記のいずれの装置によっても達成され
る。

第１の装置は、電子銃（１）と、該電子銃（１）が射出
する電子ビームを集束・加速する電子レンズ系（２）と
、該収束・加速された電子ビームの特定の一部のみの通
過を許す電子ビーム断面積制限手段（５）と、被露光体
を載置し、該被露光体を移動する被露光体支持移動手段
（３）とを有する電子ビーム露光装置において、前記電
子レンズ系（２）と前記電子ビーム断面積制限手段（５
）との間に、電子ビームを発散させ、その発散角を調節
する発散手段（４）と、露光面積に対応して前記電子ビ
ーム断面積制限手段（５）を通過する電子ビームの電流
密度を制御する電流密度制御手段（６）とを設けた電子
ビーム露光装置である。

第２の装置は、前記第１の装置において発散手段（４）
を電子ビーム断面積制限手段（５）と被露光体支持移動
手段（３）と間に設けた電子ビーム露光装置である。

［作用］ 第１の装置においては、電子レンズ系２によって作られ
た平行電子ビームは発散手段４によって四方に発散し、
その一部が可変スリットよりなる電子ビーム断面積制限
手段５を通って、所望の大きさの短形ビームとされ、被
露光体を露光するので、発散手段４をもって電子ビーム
の発散角を調節すれば、電子ビーム断面積制限手段５を
通過する電子ビームの電流密度を所望の値とすることが
できる。

第２の装置においては、断面積制限手段５によって、ま
ず形成される短形電子ビームの電流値が（電流値）＝（
パターンの大きさ）×（電流密度）となるよう制限され
、次にこの電子ビームが発散手段４をもって所望のパタ
ーンの大きさまで発散されることによって、電流密度が
パターンの大きさに対応した所望の値となる。

上記いずれの装置においても、パターンの大きさに対応
して電子ビームの電流密度が調節されるので、各パター
ンの大きさに対応する最適な露光条件をもって露光する
ことが可能となる。また、微小ビーム径の電子ビームを
もって被露光体全領域を走査して露光する方法と異なり
、各パターンの大きさに合わせた短形ビームをもってス
テップ式に露光を繰り返すので、スループットは高くな
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつ−、本発明の２つの実施例につい
て説明する。

員土桝 第１ａ図参照 １は電子を射出する電子銃であり、２は射出された電子
を収束・加速して平行電子流を形成する電子レンズ系で
あり、４は平行電子流を発散させる発散手段であり、５
は発散された電子流の一部を所望の短形状の電子流とす
る可変スリットよりなる電子ビーム断面積制限手段であ
り、３は被露光体を載置する被露光体支持移動手段であ
り、６は、電流密度制御手段である。

第１ｂ図参照 電流密度制御手段６において、最初に露光するパターン
を読み取り、電子ビーム断面積制限手段５に出力し、電
子ビーム所望の断面積Ｓとなるよう制御する。電子ビー
ムが断面積Ｓに対応する電流密度ＤｏをＤｏ＝ｆ　（Ｓ
）の関係から算出し、さらに、電子ビームを発散させる
発散角ＤｖをＤｖ＝ｆ　（Ｄｏ）の関係から算出して、
発散手段４に出力し、電子ビームを発散させる。被露光
体が載置された被露光体支持移動手段３を最初の露光位
置に移動し、電子銃１と収束・加速レンズ系２とを使用
して被露光体を露光する。上記の露光工程を最終パター
ンの露光が終了するまで順次繰り返し、すべてのパター
ンの露光を完了する。この結果、パターンの大きさに対
応した最適な電流密度をもってすべてのパターンの露光
がなされるので、露光の精度が向上する。また、全面走
査露光方式と異なり、パターンの大きさに対応した短形
電子ビームをもってステップ式に露光を繰り返すので、
露光時間が短くてすみ、スループットが向上する。

凪ｌ炭 第１Ｃ図参照 第１例において、発散手段４を電子ビーム断面積制限手
段５と被露光体支持移動手段３との間に設け、先づ電子
ビーム断面積制限手段５をもって、電流値を制限し、電
流値の制限された電子ビームを発散手段４をもって所望
のパターン面積まで発散し露光するもので、第１例と同
様に、パターンの大きさに対応して電／ｌ！を密度が制
御され、露光精度が向上する。なお、図において、１は
電子銃であり、２は電子を収束・加速するレンズ系であ
り、６は電流密度制御手段である。

〔発明の効果］ 電子銃と、電子を収束・加速する電子レンズ系と、可変
短形電子ビームを形成する電子ビーム断面積制限手段と
、被露光体を支持移動する支持移動手段とを有する電子
ビーム露光装置において、電子レンズ系と電子ビーム断
面積制限手段との間に平行電子流を発散させる発散手段
を設けて電子流を発散させることによって、電子ビーム
断面積制限手段を通過する短形電子ビームの電流密度を
所望の値とすることができる。また、電子ビーム断面積
制限手段と支持移動手段との間に発散手段を設け、まず
電子ビーム断面積制限手段を通過する電流値を（電流（
直）＝（パターンの大きさ）×（電流密度）となるよう
に制限し、これを発散手段を用いて所望のパターン大き
さまで発散させることによって、電流密度を所望の値と
することができる。この結果、各パターンは、それぞれ
、その大きさに対応した最適電流密度の短形電子ビーム
をもって露光されることとなり、パターンの露光精度が
著しく向上する。また、微小径の電子ビームをもって全
パターンを走査露光する方式と異なり、短形状の電子ビ
ームを使用して、ステップ式に順次露光するので、露光
時間が短縮され、スループットが向上する。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、本発明の第１実施例に係る電子ビーム露光
装置の構成図である。 第１ｂ図は、本発明の第１実施例に係る電子ビーム露光
装置の露光フローチャートである。 第１ｃ図は、本発明の第２実施例に係る電子ビーム露光
装置の構成図である。 第２図は、従来技術に係る電子ビーム露光装置の構成図
である。 １・・・電子銃、 ２・・・電子レンズ系、 ３・・・被露光体支持移動手段、 ４・・・発散手段、 ５・・・電子ビーム断面積制限手段、 ６・・・電流密度制御手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］電子銃（１）と、 該電子銃（１）が射出する電子ビームを集束・加速する
   電子レンズ系（２）と、 該収束・加速された電子ビームの特定の一部のみの通過
   を許す電子ビーム断面積制限手段（５）と、 被露光体を載置し、該被露光体を移動する被露光体支持
   移動手段（３）と を有する電子ビーム露光装置において、 前記電子レンズ系（２）と前記電子ビーム断面積制限手
   段（５）との間に、電子ビームを発散させ、その発散角
   を調節する発散手段（４）と、露光面積に対応して前記
   電子ビーム断面積制限手段（５）を通過する電子ビーム
   の電流密度を制御する電流密度制御手段（６）とを具備
   してなることを特徴とする電子ビーム露光装置。 ［２］請求項１記載の電子ビーム露光装置において、発
   散手段（４）が電子ビーム断面積制限手段（５）と被露
   光体支持移動手段（３）との間に設けられてなる ことを特徴とする電子ビーム露光装置。