JPH0316775B2

JPH0316775B2 -

Info

Publication number: JPH0316775B2
Application number: JP55177322A
Authority: JP
Inventors: Arubaato Boie Robaato
Original assignee: AT&T Technologies Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1979-12-17
Filing date: 1980-12-17
Publication date: 1991-03-06
Also published as: JPS56103423A; US4282437A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は荷電粒子ビームリングラフイ、より具
体的には、精密な高速方式で試料表面を、そのよ
うなビームで走査する技術に係る。

レジスト被覆された試料内に、大規模（LSI）
集積回路の微細構造を規定するため、試料を選択
的に照射するための電子ビームを用いた露光シス
テムについては、かなりの興味がもたれている。
ビームを高精度にかつ高速に制御することによ
り、LSI回路用のマスクを作成したり、あるいは
マスクを用いることなく、そのような回路の構造
を直接規定するため、レジスト被覆された半導体
ウエハに、パターンを形成することができる。

LSIリングラフイのための有利な電子ビーム露
光システム（EBES）については、R.J.Collier及
びD.R.Herriottに承認された米国特許第3900737
号に記述されている。そこに述べられているシス
テムは、高精度微細構造LSIマスクを作り、レジ
スト被覆半導体ウエハ上に、直接パターンを露光
できる実用的な装置である。

EBES露光システムは、放出された電子のビー
ムを、電子に感受性をもつレジスト層上で、ミク
ロン以下の寸法に絞る必要がある。実際に、スポ
ツトの直径はまた、システムのアドレス程度の大
きさである。EBESのある具体的な例において
は、絞られたスポツトが層の補助領域を、ラスタ
方式で走査する。

非常に小さな寸法を持つたデバイスに対し、ま
すます増加する要求に適合させるため、EBESの
各種の修正が可能である。たとえば、もし0.5ミ
クロン（μm）を最小線幅とする構造を、EBES
走査モードを用いて0.125（μm）の分解能で書き
たいならば、0.125μｍの直径の電子ビームスポツ
トを用いることができる。高輝度電子源と感受性
レジストを用いると、そのような微小スポツト
EBESシステムは、LSIデバイスを作製するのに
有利な道具として働く可能性がある。しかし、実
際には、そのような微小スポツトシステムを用い
て、許容できるパターン書き込み速度を達成する
ためには、スポツトを非常に高速で、レジスト層
上で走査させることが必要である。そのような具
体的な一例においては、直接的な走査中の１アド
レス当りの露出時間は、わずか１ナノセカンドで
ある。これは電子スポツトのレジスト層上での動
きを精密に制御するため、EBESシステム中に含
まれる電子回路のある種の部分に、厳しくかつ難
しい条件を明らかに課す。

EBESシステムにおいて、非常に高速で微小な
電子スポツトを、直線的に走査することは可能で
ある。しかし、走査速度が増すにつれ、走査線の
開始及び終端において、スポツトを精密にかつ再
現性良くターンオン及びターンオフ制御するため
の電気回路の性能は、走査の終了端がもはや終始
一貫して正確に規定できないところまで達してい
る。言いかえると、このことは非常に速い走査速
度においては、走査スポツトを用いてパターン形
成される構造の端部が、もはや精密に期定されな
いことを意味する。ある種の高分解能をもつ用途
の場合、走査速度従つてEBESシステムの性能
は、高分解能で走査スポツトをターンオン及びタ
ーンオフするための、その中の回路の性能により
制限される。

EBESシステムにおいて、走査電子スポツトの
ターンオン及びターンオフ速度を、信頼性良く増
すための試みがなされてきた。たとえば、そのよ
うな努力はターンオン及びターンオフ機能を実現
する改善された高速回路の設計に向けられてき
た。そのような努力あるいはそれと等価な何らか
の努力は、もしそれが成功するならば、高分解能
EBESシステムの出力特性を著しく増すであろう
ことが認識された。

本発明の目的は、荷電粒子ビームリングラフイ
システムのための、改善された走査技術にある。

より具体的には、本発明の目的は、各可変長走
査線の開始端及び終了端が照射される層の表面か
ら、機械的にはブランキングされる高速ビーム走
査技術にある。

簡単に言うと、本発明のこれら及び他の目的
は、レジスト被覆した試料の指定された領域の、
高速ラスタ走査のために設計された具体的な荷電
粒子ビーム露光システムにおいて、実現される。
そのようなシステムは、そのビーム柱内に、幅の
寸法とともに高さが変る開口をもつたプレートを
含む。幅の寸法とともに特定の位置にビームの位
置をあわせた後、システムは高さの方向に沿つ
て、開口を横切つてビームを走査する。そのよう
な走査の大きさは、故意に特定の走査位置におけ
る高さを越えるようにする。このようにして、各
走査線の比較的不正確な端部又はオンーオフ位置
は、開口プレートにより、機械的に効果的にブラ
ンキングされる。それにより、照射すべき表面上
の精密に規定された線要素に沿つて、スポツトの
高速で均一な走査が実現される。そのようなシス
テムはパターン形成される優れた端部規定ととも
に、表面の高速露光を特徴とする。

より具体的には、本発明の原理に従い作成され
た具体的な装置は、高分解能構造を精密に規定す
べきレジスト被覆試料の表面上で、電子ビームを
高速走査するのに適している。電子を形成する源
を含んだ装置は、ビーム路の中間に置かれた開口
プレートを含み、プレート中の開口はある軸に垂
直又は垂直でない位置合わせ軸に沿つた異なる位
置における開口の、その軸に並行に測定したと
き、異なる開口の大きさを有する。加えて、開口
はビームをプレート上に結像させるために、源及
びプレートの間に置かれたレンズを含む。更に、
装置はやはり源とプレートの間に置かれた偏向ユ
ニツトをを含む。これは開口の位置合わせ軸に沿
つた特定の位置に、ビームを当てるため及び長さ
方向に沿つたある軸に平行に、ビームを走査し、
特定の位置において開口の寸法を越えるようにす
るためのものである。それにより、走査ビームの
開口端が規定する線要素部分は、開口プレートを
通して伝達される。さらに、装置は伝達される線
要素部分の伝達路中に置かれたレンズを含む。こ
れは要素を試料表面上に投影するためのものであ
る。さらに線要素部分の伝達路中におかれたユニ
ツトを含み、これは試料表面上に要素を偏向さ
せ、その中に特定のパターンを照射するためのも
のである。

第１図は基板１２上に支持された電子感受レジ
スト層１０の最上表面上の任意の指定された位置
に、電子スポツトを制御よく移動させるための、
具体的なリングラフイ装置を示す。一方、基板１
２は通常のＸーＹ可動テーブル１４上にマウント
されている。

層１０として用いるのに適した各種のポジ及び
ネガレジスト材料は、当業者には周知である。レ
ジスト層１０の表面上に、電子スポツトを高精度
でしかも高速で、選択的に走査することにより、
極めて微小でかつ精密な低価格集積回路を作製す
るための、集積回路マスクを作成するか又はレジ
スト被覆ウエハ上に、直接書き込むことが可能で
ある。

第１図の装置は主要な二つの要素から成ると考
えてよい。一つは以下で詳細に述べる電子ビーム
柱で、高精度高速度偏向特性を特微とする。柱の
中に含まれる偏向ユニツト及びレンズは、当業者
に周知の標準的な要素である。しかし、それに加
え、本発明の原理に従い、上に述べた柱は独特の
開口プレートを含む可変線長走査性能を、更に特
徴とする。この最後に述べた特定の性能は、以下
で詳細に述べる。

第１図の装置のもう一つの主要な要素は、制御
装置１６から成る。たとえば、装置１６は先に述
べたコリアーエリオツトの特許に述べられている
型のものである。各制御、論理及びメモリユニツ
トが標準的なものである装置１６は、レジスト層
１０の表面上の電子ビームの動きを、系統的に制
御するため、上に述べた柱に電気信号を供給す
る。さらに、装置１６は電子ビーム走査動作中、
試料表面を機械的に移動させるため、ＸーＹテー
ブル１４に制御信号を供給する。テーブル１４の
そのような動きは、コリアーエリオツトの特許に
述べられているように、走査中連続的にもでき、
通常のステツプー繰り返し方式にさせることもで
きる。これ以後以下で述べる具体的な走査もド例
では、連続的なテーブルの動きを仮定する。

第１図の具体的な電子柱の例は、主縦軸２０に
沿つた電子ビームを放出するように、設計されて
いる。たとえば、源１８はタングステンフイラメ
ント、標準的なランタンヘキサボライド電子放出
器から成ればよく、あるいは特に高輝度電子スポ
ツトを得るために、当業者には今や周知である電
界放射電子源を用いると有利である。

たとえば、第１図の電子柱は通常のビーム制限
開口プレート２２を含み、それはたとえば中心に
置かれたそれを貫く環状開口を有する。さらに、
柱は標準のコイル２４を含み、それにより源１８
から放出されプレート２２を貫いて伝播される電
子の軌道は、縦軸２０に対し正確に中心が合わさ
れる。その後電子ビームは、標準的な電磁レンズ
２６及び二対の空間的に分離されたプレートを含
む標準的な高速ＸーＹ静電偏向ユニツト２８の、
各中心を貫く。

本発明の具体的な一実施例においては、第１図
の柱中を伝播する電子ビーム又はスポツトは、先
に述べたレンズ２６により、プレート３２上に拡
大し結像される。源１８中の電界放出要素から放
出されるスポツトの径が約0.05μmである一実施
例においては、レンズ２６は第１図中で参照番号
３０により表されているＸーＹプレート上に、拡
大して結像させるように設計される。この例によ
ると、示されたプレート上に結像したスポツト
は、約2.5μmの直径をもつ。

本発明に従うと、平板開口プレート３２が第１
図の電子柱内で、縦軸２０に垂直にマウントされ
る。さらに、開口プレート３２の中心は、軸２０
及びＸーＹ平面３０の交点と一致するように置か
れると有利である。

本発明の一視点に従うと、第１図の柱の中のプ
レート３２はそれを貫く独特の形状の開口を含
む。プレート３２中に含まれる開口の３つの具体
的な形の例が、第２図ないし第４図にそれぞれ示
されている。各例において、開口の高さ又はＹ方
向の長さは、開口の幅又はＸ方向の長さに沿つて
変る。さらに、各開口の幅又はＸ方向の長さは、
その高さ又はＹ方向の長さに沿つて変る。第２図
及び第３図に示された開口は、連続的なそのよう
な変化を特徴とし、一方第４図の開口は、実効的
にそれぞれが異なる高さ（又は幅）を有する一定
数の特殊なＹ方向（又はＸ方向）開口をもつ。

開口プレート３２及びここで示したシステムの
全体的な動作モードについて更に述べる前に、第
１図の電子柱中に含まれる他の要素について説明
する。これらの要素は、それぞれ標準的でよく知
られたユニツトであるが、３個の電磁レンズ３
４，３６及び（３８）と、偏向アセンブリ４０か
ら成る。

例を示すという目的のためにのみ、第１図の開
口プレート３２がマウントされ、レンズ３４とと
もに集積ユニツトを形成しているように示されて
いる。第１図の柱にレンズ３４を含むことは、必
ずしも必要ではない。そして、含まれる場合で
も、必要ならばレンズ３４はプレート３２から分
離され、別にされる。含まれるとしたとき、レン
ズ３４は電子ビームの断面形状を、プレート３２
の下流側で拡大又は縮小するように、常に設計さ
れる訳ではない。しかし、次のレンズ３６と組合
せて、いわゆる電界レンズ３４は先に示した柱に
沿つて電子の伝達を最大にし、軸２０上の連続し
たビーム交差点の位置を、選択的に制御する働き
をする。

本発明の具体的な一実施例において、開口プレ
ート３２中の開口を通りぬける電子ビームは、直
径約2.5μmの丸いスポツトを構成する。高速ユニ
ツト２８の制御下で、以下で詳細に述べるよう
に、電子スポツトは指定された位置におけるプレ
ート３２中の開口を横切つて走査される。その
後、レンズ３６及び３８を通る結果、伝播スポツ
トは縮小され、レジスト層１０の表面上に結像さ
れる。一具体例において、ここで述べた装置によ
り層１０上に投影された電子ビームは、約
0.125μmの直径を有する書き込みスポツトを構成
する。

具体的な一実施例において、第１図の構成４０
は、多数の偏向ユニツトを含む。具体例による
と、装置４０は標準的な電磁偏向ユニツト４２と
３個の標準的な高速静電偏向ユニツト４４，４６
及び４８を含む。これら４個の偏向ユニツトの各
機能は、以下の具体的な説明で、明らかになるで
あろう。

加えて、偏向ユニツト２８を制御し、電子スポ
ツトを対電子不透明プレート３２の非開口部分上
に当てることにより、示した柱の中で通常のビー
ムのブランキングをすることができる。あるい
は、偏向器とそれに付髄したビームのブランキン
グプレートを含む別の標準的なビームのブランキ
ング装置を、当業者に周知のごとく、柱の中に含
めてもよい。

本発明の原理に従うと、第１図の開口プレート
３２中の開口は、多数の変形の中の任意の一つか
ら成ればよい。開口の一つの軸に沿つた開口寸法
が、他の一つの軸に沿つた位置の関数として変化
するような任意の幾何学上の形状を本発明の実施
例において使用することができる。そのような形
状の３種の適当なものが、第２図ないし第４図に
それぞれ示されている。説明のため、以下の記述
においては、第２図に表された型のダイアモンド
型開口を有する開口プレート３２を用いたシステ
ム及び走査技術に主な重点をおく。

第５図は第２図の拡大図である。具体例による
と、第５図に示された開口４９の最大Ｘ方向寸法
又は幅ｗは48μm、開口の最大Ｙ方向寸法又は高
さｈは、48μmと仮定する。第５図において、一
点鎖線５０及び５２は２本の可能な垂直軸を示
し、それに沿つて先に述べた2.5μm径の電子スポ
ツトの、Ｙ方向高速走査が行われるよう制御され
る。示された各例において、走査は開口４９の対
応する高さを越えたＹ方向の長さに沿つて行われ
るよう設計される。たとえば、線５０における開
口４９の高さが40μmならば、Ｙ方向の電子スポ
ツトの走査は、開口４９に対しほぼ対称に配置さ
れた46μｍ長の走査線に沿つて行われるように、
制御される。同様に、線５２における開口４９の
高さが20μmならば、たとえば走査は開口４９に
対しほぼ対称に配置された26μm長の走査線に沿
つて行われるよう制御される。

より一般的には、第５図の軸５０及び５２に沿
つた各走査線の長さは、開口４９の低部及び上端
部の両方で、十分な量だけ開口４９の対応する高
さを越えるよう、意図的に設計される。それによ
つて、各走査線の不均一なターンオン及びターン
オフ（又はターンラウンド）領域が、プレート３
２により第１図の電子柱の下流に現れるのを、実
効的に消去される。具体的な各システムにおい
て、各走査線の全寸法は、スポツトの移動速度及
び選択された速度で直線状に行なわれるスポツト
走査を開始及び終了させるための、システム中の
スイツチング回路の性能の関数として表わされ
る。開口４９を介して伝達される直線状の走査線
の中心部分を走査長さとして使用することによ
り、柱の中を伝播する可変長走査線は、特性が著
しく均一になる。言いかえると、伝播された走査
線の開始及び終了点は、精密に規定され、さらに
伝達された走査線に沿つたアドレス当りの露出時
間は、どこでもほぼ同じである。

第１図中に示されたシステムの具体的な一動作
方式の例においては、先に詳細に述べた電子スポ
ツトは、プレート３２上に当るように、開口４９
の外側に静かに向けられる。従つて、スポツトは
プレート３２の下流へ、柱に沿つて伝達されな
い。この静止位置は第５図中の参照数字５４によ
り示されている。特定のＹ方向参照軸に沿つた走
査のための、適当な位置へのスポツトの移動は、
電気信号を制御装置１６から偏向ユニツト２８へ
印加することにより、実現される。従つて、たと
えば第５図の参照軸５０に沿つた走査のために
は、電子スポツトは位置合わせ軸５５に沿つて、
位置５６まで偏向される。その後ユニツト２８の
Ｙ偏向部分へ電気信号を印加するのに応答して、
スポツトは参照軸５０に沿つて垂直に偏向され
る。同様に、第５図の参照軸５２に沿つた走査の
ためには、電子スポツトは位置５８に偏向され、
次にユニツト２８により、垂直に偏向される。

先に仮定した具体例においては、第５図の開口
の端部により区切られた走査線５０の長さは、
40μmで、線５２の対応する長さは20μmである。
第１図のプレート３２及びレジスト層１０の間
で、20：１の縮小が行われる仮定された場合にお
いては、これらの40μm及び20μmの走査長は、層
１０上では2μm及び1μmの走査長となる。言いか
えると、もし偏向ユニツト２８により第５図の参
照線５０に沿つて、2.5μm径のスポツトが垂直に
走査されるとすると、0.125μm径の一連のスポツ
トが層１０上に投影され、2μmの高さの線成分が
形成される。同様にして、参照線５２に沿つて同
じスポツトを走査することにより、層１０上に
1μmの高さの線成分が形成できる。加えて、テー
ブル１４の移動と、レジスト層１０の指定された
部分を走査するための偏向装置４０の使用を組合
わせることにより、以下で詳細に述べるように、
先に詳細に述べた線成分は、層１０中にパターン
形成するために用いることができる。

第５図中に示された特殊なダイアモンド型開口
４９を用いると、水平に延びる均一な線走査成分
もまた、層１０上に形成される。従つて、たとえ
ば電子スポツトをその静止位置５４から位置６０
又は位置６２まで移動させ、次に参照線６４又は
参照線６６に沿つて、スポツトを水平にそれぞれ
走査することにより、層１０上に正確な長さの水
平な線成分が規定される。第５図において、開口
４９の端部により区切られた線６４の部分は、た
とえば、40μmの長さと仮定し、そのように区切
られた線６６の部分は、20μmの長さと仮定する。

第６図は本発明の原理を実施したリングライシ
ステムにより、選択的に照射されるべき連続的に
移動するレジスト被覆マスク又はウエハ部分の表
面部分を示す。議論及び概念の把握を容易にする
ために、示された部分の限定された領域又はフイ
ールドは、第６図において水平及び垂直線（もち
ろん、レジスト層１０の表面上には実際に存在し
ない）に対し、印がつけられている。例を示す目
的のため、512μm×512μmのフイールドが示され
ている。示されたフイールドの64個の64μm×
64μmのサブフイールドの指定された任意の一つ
へ、書き込み電子スポツト７０を移動させること
は、装置４０（第１図）に含まれる先に述べた電
磁偏向ユニツト４２により、実現される。具体例
によると、第６図中の矢印７２は制御装置１６が
電子スポツトを、たとえばサブフイールド７５へ
移動させる信号を印加したことを示す。

サブフイールド７５の拡大図が、第７図に示さ
れている。さらに、サブフイールド内で照射すべ
き特定の部分もまた、第７図中に示されている。
その部分は1μm×6μmの部分と2μm×5μmの部分
から成ると考える。

動作の有利な一走査モードにおいては、電磁偏
向ユニツト４２によりサブフイールド７５（第７
図）に移動させられる電子スポツトは、装置４０
中の静電ユニツト４４により、第７図中に示され
た先の1μm×6μm部分の左端へ偏向される。その
後、プレート３２中の開口４９を横切つて走査さ
れたスポツトの、縮小されかつ焦点の絞られた部
分は、第７図のＹ方向に走査され、1μm×6μm部
分の最左端において、1μm線要素を形成する。上
に詳細に述べたように、そのような1μm線要素
は、伝搬する電子スポツトを、参照線５２（第５
図）に沿つて開口４９を走査するように、選択的
に位置合せすることにより、形成される。

装置４０（第１図）中の静電偏向ユニツト４６
は、本発明の独特の方式に従い、以下の事実を補
償するための信号を印加するために用いられる。
すなわち、電子スポツトは偏向ユニツト２８によ
り、第５図の軸５５に沿つて、異なる位置まで移
動させられる。そのような信号の各々は、電子ビ
ームを静止位置５４（第５図）から位置５６又は
位置５８あるいは他の任意の指定された位置まで
移動させるのに用いられる信号を、実効的に正確
に補償する。その結果、偏向ユニツト４４が電子
スポツトをレジスト層１０上の指定された位置へ
移動させる信号を印加した時、指定された位置は
開口４９中のスポツトの位置によらず、実際に探
し当てられる。

動作の具体的な一方式において、テーブル１４
（第１図）と、従つて層１０はＹ方向（又はＸ方
向）スポツト走査中、連続的に動いている。この
方式でのゆがんだ走査を避けるため、先に引用し
たコリアーエリオツトの特許に詳細に述べられて
いるように、Ｙ方向（又はＸ方向）に並行な線に
沿つた位置へ、順次書き込むため、電子ビームを
制御する補正信号が発生される。ここで考えてい
るシステムにおいて、そのような補正信号は装置
４０中の静電偏向ユニツトにより、供給される。
従つて、第７図に示された1μm×6μm部分を照射
するために用いられる1μm長の各走査要素は、示
されたＹ軸に対し、正確に平行に生じる。

参照軸５２に沿つたプレート３２（第５図）中
の開口４９を横切つて走査されるスポツトは、＋
Ｙ及びーＹへと直ちに一様な走査要素を順次形成
するように、制御できる。あるいは、もし必要な
らば、スポツトを単一方向の走査線の、指定され
た出発点へ戻すために用いられる高速フライバツ
ク間〓を伴い、そのような要素を一方向にのみ生
ずるように、スポツトを制御することができる。
後者の場合、フライバツク間〓中レジストが露出
されるのを防ぐため、柱の内部に追加された通常
のビーム消去ユニツトを含めると有利である。

いずれの場合も、次々と1μ長の走査要素が生
ずるにつれ、第７図中に示された1μm×6μm部分
は、線から線へという方式で照射される。各線要
素走査の後、偏向ユニツト４４はスポツトを
0.125μmだけ急速に移動させる。48回のそのよう
な線走査により、1μm×6μm部分全体が照射され
る。

続いて、第７図に示された2μm×5μm部分を精
密に照射するための基本として偏向ユニツト２８
（第１図）は伝搬する電子スポツトを、位置６０
（第５図）へ移動させ、次にスポツトを参照軸６
４に沿つて順次走査を進める。同時に、偏向ユニ
ツト４４は最初2μm長の線要素を移動させ、それ
により層１０上のサブフイールド７５中の指定さ
れた2μm×5μmの最低部分ができる。本発明の原
理の一点に従うと、40個のそのような線要素が順
次ユニツト４４により偏向され、高精度にサブフ
イールドを完全に照射する働きをする。

次に、テーブル１４（第１図）は動き続ける
が、ユニツト４２は照射すべきパターン図形を含
む12μm×512μmの視野（第６図）中の他の任意
のサブフイールドへ、電子スポツトを動かす。そ
のような他の任意のサブフイールドにおける層１
０上に投影された可変長要素の位置合わせ及び動
きは、上に述べたように偏向ユニツト４４，４６
及び４８により制御される。そして、テーブル１
４が動くにつれ、層１０上の次のフイールドが、
装置４０の偏向可能範囲内に入れられる。

従つて、本発明の原理に従うと、独特の可変長
走査方式が、EBESシステムにおいて実現され
る。そのようなシステムは均一な高速走査特性を
示し、高精度でかつ再現性よく、照射形状端を規
定する能力がある。

最後に、上に述べた具体的な装置及び技術は、
本発明の原理の例を示すためだけの目的であるこ
とを理解すべきである。それらの原理に従うと、
本発明の精神及び視野から離れることなく、当業
者には多くの修正及び変形が考案されうる。従つ
て、たとえば、ここでの重点は基本的に、レジス
ト層表面で電子ビームを走査することに置かれた
が、本発明の原理はイオンビームをイオン感受性
レジスト層に走査するように、選択的に制御する
ことにも適用できる。ここで、“荷電粒子”とい
う用語は、電子及びイオンの両方を含むものであ
る。

更に、上に述べた重点は試料中にパターンを作
成するプロセスにおいて、基本的な工程として、
レジスト層を露光することに置いたが、本発明の
原理は、たとえば微細調整あるいは半導体メモリ
の特性を、選択的に変更するのに適したシステム
においても実現できる。

さらに、他の有利な可変長走査モードも、本発
明の原理に含まれる。たとえば、先に述べたユニ
ツト４４による層１０上の電子ビームの偏向は、
本質的に連続的な制御をしてもよい。そのような
場合、プレート３２中の開口を横切るビームの連
続的な走査は、そのような偏向ビームの移動速度
に比べ、高速で行われるように制御すると有利で
ある。プレート３２中の開口を横切る走査方向に
対し、一般に垂直に行われるそのような動きは、
実効的に層１０上の掃引すべき指定された形状を
“塗る”ため、精密に規定された可変長線要素を
生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理に従い作られた電子ビー
ム露出システムの例をダイアグラムで示す図、第
２図から第４図までは第１図のシステム中に含ま
れる開口プレートの各種形状の例を示す図、第５
図は本発明の走査方式を説明するのに有用な第２
図の開口付プレートとその上のマークを示す図。
第６図は第１図のシステムにより照射されるレジ
スト被覆試料の表面の限定された部分を示す図、
第７図は第６図の一部分を拡大したもので、本発
明の走査技術により規定すべき具体的なパターン
を示す図である。主要部分の符号の説明、試料……１２，１０、
プレート……３２、ビームをプレート上に結像さ
せる手段……２６、線要素を試料の表面上に結像
させる手段……３６，３８、特定のパターンを照
射する手段……４０。

Claims

【特許請求の範囲】１荷電粒子ビームを形成するビーム形成手段を
含み、試料の表面を移動するスポツト電荷粒子ビ
ームで照射する装置において、前記ビーム路中に置かれたプレートであつて、
該プレートは上側表面と面積を有す開口とを含
み、該開口の寸法は前記上側表面における想像上
の第１及び第２の軸に関して規定することがで
き、該軸は相互に横切つており、前記開口は、前
記第２の軸と平行な方向に測定されたとき前記第
１の軸に沿う異なつた場所において少なくとも２
つの異なつた寸法を有するものであるプレート、前記ビーム形成手段と前記プレート間に置か
れ、前記ビームを前記プレート上に前記開口の面
積よりも小さい断面積を有すスポツトとして結像
させる第１結像手段、該ビーム形成手段と該プレートとの間に置か
れ、前記第１の軸に沿つた所望の場所に前記スポ
ツトを位置させると共に前記第２の軸に平行な方
向に前記開口の対応する寸法を越える長さだけ前
記開口を横切つて前記スポツトを走査させ、前記
開口の対応する寸法によつてその両端部において
規定される長さを有す、走査されたスポツトの要
素を伝達する位置合わせ及び走査手段、及び前記伝達されたビームの要素の通路中に置か
れ、前記試料の表面上に前記伝達されたビームの
要素を結像させる第２結像手段とを備えたことを
特徴とする荷電粒子ビーム走査装置。２荷電粒子ビームを形成するビーム形成手段を
含み、試料の表面を移動するスポツト電荷粒子ビ
ームで照射する装置において、前記ビーム路中に置かれたプレートであつて、
該プレートは上側表面と面積を有す開口とを含
み、該開口の寸法は前記上側表面における想像上
の第１及び第２の軸に関して規定することがで
き、該軸は相互に横切つており、前記開口は、前
記第２の軸と平行な方向に測定されたとき前記第
１の軸に沿う異なつた場所において少なくとも２
つの異なつた寸法を有するものであるプレート、前記ビーム形成手段と前記プレート間に置か
れ、前記ビームを前記プレート上に前記開口の面
積よりも小さい断面積を有すスポツトとして結像
させる第１結像手段、該ビーム形成手段と該プレートとの間に置か
れ、前記第１の軸に沿つた所望の場所に前記スポ
ツトを位置させると共に前記第２の軸に平行な方
向に前記開口の対応する寸法を越える長さだけ前
記開口を横切つて前記スポツトを走査させ、前記
開口の対応する寸法によつてその両端部において
規定される長さを有す、走査されたスポツトの要
素を伝達する位置合わせ及び走査手段、前記伝達されたビームの要素の通路中に置か
れ、前記試料の表面上に前記伝達されたビームの
要素を結像させる第２結像手段、及び前記伝達されたビームの要素の通路中に置か
れ、前記伝達されたビームの要素を前記試料の表
面にわたつて偏向させるための偏向手段を備えた
ことを特徴とする荷電粒子ビーム走査装置。３特許請求の範囲第１項に記載された装置にお
いて、前記荷電粒子ビームは電子ビームであるこ
とを特徴とする荷電粒子ビーム走査装置。４特許請求の範囲第１項に記載された装置にお
いて、前記第１及び第２結像装置の各々は、電磁
レンズを含むことを特徴とする荷電粒子ビーム走
査装置。５特許請求の範囲第１項に記載された装置にお
いて、前記位置合わせ及び走査手段は、静電偏向
ユニツトを含むことを特徴とする荷電粒子ビーム
走査装置。６特許請求の範囲第３項に記載された装置にお
いて、前記ビーム形成手段は、電界放出電子源を
含むことを特徴とする荷電粒子ビーム走査装置。７特許請求の範囲第１項に記載された装置にお
いて、前記第１結像手段は、前記ビーム形成手段
によつて放出されて伝達されてくるビームの拡大
された像を前記プレート上に投影することを特徴
とする荷電粒子ビーム走査装置。８特許請求の範囲第１項に記載された装置にお
いて、前記第２結像手段は、前記開口付プレート
を通つて伝達されたビームの縮小された像を投影
することを特徴とする荷電粒子ビーム走査装置。９特許請求の範囲第１項に記載された装置にお
いて、前記試料は可動テーブル上にマウントされ
ることを特徴とする荷電粒子ビーム走査装置。１０特許請求の範囲第９項に記載された装置に
おいて、前記試料の照射中、該テーブルを連続的
に動かす手段を有すことを特徴とする荷電粒子ビ
ーム走査手段。１１特許請求の範囲第２項に記載された装置に
おいて、前記偏向手段は、前記試料の表面のある
フイールドにわたつて伝達される前記ビームの要
素を、そのフイールド内の複数のサブフイールド
のいずれかに移動させる第１の偏向ユニツトを含
むことを特徴とする荷電粒子ビーム走査装置。１２特許請求の範囲第１１項に記載された装置
において、前記偏向手段は、伝達された前記ビー
ムの要素を、特定のサブフイールド内で走査する
ための第２の偏向ユニツトを更に含むことを特徴
とする荷電粒子ビーム走査装置。１３特許請求の範囲第１２項に記載された装置
において、前記偏向装置はさらに、テーブルの移動を補償し、それによりゆがんだ
走査を避けるため、走査中、前記伝達されたビー
ムの要素を位置決めするための手段と、該ビームが前記開口の中の異なる位置に置かれ
るということを補償するため、走査中、前記伝達
されたビームの要素を位置決めするための手段と
を含むことを特徴とする荷電粒子ビーム走査装
置。１４荷電粒子ビームを形成する工程；前記荷電粒子ビームを、少なくとも試料の部分
上に衝突させる工程；及び前記試料からマスクの製造を完了するために前
記試料を処理する工程を含むマスクの製造方法に
おいて、前記衝突させる工程が；前記ビームの通路中に置かれたプレート上に前
記ビームを衝突させる工程であつて、前記プレー
トは上側表面と面積を有す開口とを備え、前記開
口の寸法は前記上側表面における想像上の第１及
び第２の軸に関して規定することができ、該軸は
相互に横切つており、前記開口は、前記第２の軸
と平行な方向に測定されたとき少なくとも２つの
異なつた寸法を有し、そして前記開口の面積は前
記プレート上に結像されたビームの断面積より大
きくなされているような工程；前記ビームを前記第１の軸に沿つた所望の場所
に位置決めする工程；前記第２の軸に平行な方向に前記開口の対応す
る寸法を超える長さだけ前記開口を横切つて前記
ビームを走査させ、これにより走査されたビーム
の要素はプレートを介して伝達され、該要素は前
記開口の対応する寸法によつて規定される長さを
有すような工程；及び少なくとも試料の部分上に、前記プレートによ
り伝達された走査ビームの前記要素を結像させる
工程とを含むことを特徴とするマスクの製造方
法。１５荷電粒子ビームを形成する工程；前記荷電粒子ビームを、少なくとも試料の部分
上に衝突させる工程；及び前記試料からデバイスの製造を完了するために
前記試料を処理する工程を含むデバイスの製造方
法において、該衝突させる工程が；前記ビームの通路中に置かれたプレート上に前
記ビームを衝突させる工程であつて、前記プレー
トは上側表面と面積を有す開口とを備え、前記開
口の寸法は前記上側表面における想像上の第１及
び第２の軸に関して規定することができ、該軸は
相互に横切つており前記開口は前記第２の軸と平
行な方向に測定されたとき少なくとも２つの異な
つた寸法を有し、そして前記開口の面積は前記プ
レート上に結像されたビームの断面積より大きく
なされているような工程；前記ビームを前記第１の軸に沿つた所望の場所
に位置決めする工程；前記第２の軸に平行な方向に前記開口の対応す
る寸法を越える長さだけ前記開口を横切つて前記
ビームを走査させ、これにより走査されたビーム
の要素はプレートを介して伝達され、該要素は前
記開口の対応する寸法によつて規定される長さを
有すような工程；及び少なくとも試料の部分上に前記プレートにより
伝達された走査ビームの前記要素を結像させる工
程とを含むことを特徴とするデバイスの製造方
法。