JP2000164488A - 電子線描画装置および電子線描画方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 隣接パターンを描画するための部分一括ＥＢ
ショット間のショット接続を向上させ、及び、寸法精度
を向上させる部分一括電子線描画方法およびその装置を
提供する。 【解決手段】 電子ビームの部分一括ショットを接続す
るショット接続方向の非点を、任意に調整する非点補正
回路を有する。非点補正回路は、パターンデータ（部分
一括マスクのマスク情報と描画位置情報）に基づいてシ
ョット接続方向を判断するパターン分割方向信号処理回
路９と、ショット接続方向情報に基づいて、電子ビーム
の進行方向に垂直な面内のＸ軸方向およびＹ軸方向の非
点補正を制御する非点補正制御装置８を有する。非点補
正コントローラ５は、非点補正制御装置８の制御に基づ
いてＸ軸非点補正コイル４１、Ｙ軸非点補正コイル４２
を駆動して非点補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光しようとする
パターンを複数の部分に分割し、分割された部分パター
ンを一括露光する部分一括露光方法およびその装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年半導体ウェハや半導体基板等の試料
上に微細パターンを形成するために電子線（ＥＢ）描画
方法が用いられている。そしてＥＢ描画のスループット
を高めるために、試料を照射するＥＢのサイズや形状を
任意に変更することができる可変成形電子線を用いた電
子線描画方法が用いられている。

【０００３】この可変成形ＥＢ方式においては、第１の
ビーム成形アパーチャを電子ビームで照射して、第１の
ビーム成形アパーチャの像を第２のビーム成形アパーチ
ャ上に投影し、その第２のビーム成形アパーチャの像を
試料面上に投影して試料面上に所望パターンを描画する
方法である。

【０００４】近年、特に、繰り返しパターンの描画スル
ープットを向上させるために、予めマスクパターンが制
作されたマスクを第２アパーチャとして用いた部分一括
露光法が採用されるようになっている。この方法におい
ては、形成しようとするパターンを複数の部分パターン
に分割し、該部分パターンを描画するためのマスクパタ
ーンを制作し、そのマスクを第２アパーチャとして一括
露光する。

【０００５】図３は、部分一括露光装置の要部を示す斜
視図である。電子銃１から放射された電子ビーム２は第
１アパーチャ３１を通って矩形に成形される。第１のア
パーチャ３１によって成形されたＥＢは、成形偏向器３
２によってその断面積の大きさを変更されながら第２ア
パーチャに入射する。前記したように、第２アパーチャ
３３はマスクパターンが形成された部分一括ＥＢマスク
である。したがって、第２アパーチャ３３（部分一括ア
パーチャ）を通ったＥＢによってウェハ１６上にはマス
クパターンに対応するパターンが描画される。成形偏向
器３２は、矩形電子線の断面積の大きさを任意に変える
電極板で、部分一括露光装置の場合には、第１アパーチ
ャ３１を通過したＥＢが第２アパーチャの部分一括ＥＢ
マスクの開口全面を照射するように、ＥＢの断面積を変
更する働きをする。

【０００６】第２のアパーチャ３３を通った矩形ＥＢ３
４は試料（ウェハ１６）上に入射され、所望のパターン
を描画する。ポジションデフレクター７は電子線の位置
設計情報に基づいて偏向させる。図３では、矩形電子線
は、ポジションデフレクター７によって向かって左側に
偏向されている様子が示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前掲のように、ＥＢ直
描の描画スループットを向上させるために、マスクを用
いた部分一括露光法が不可欠になっている。しかし、使
用する部分一括マスクの作製精度のバラツキによって、
部分一括ＥＢショット接続方向のサイズが設計値からず
れ、接続精度、及び、寸法精度の劣化が生じるという問
題がある。この問題を解決するためには部分一括ＥＢシ
ョット接続方向のゲイン調整が必要になる。

【０００８】通常、部分一括ＥＢ露光法においては、予
めパターンが作製（開口）された電子線露光用マスクを
用いるので、試料面上におけるマスクパターンの像を歪
ませないためには、ショット接続方向のゲイン調整は縮
小レンズによる倍率調整で対応しなければならなかっ
た。しかし、倍率調整によるゲイン調整は接続方向だけ
でなく、パターン全体のゲイン（大きさ）を変えてしま
い、得られるレジストパターン寸法が設計から大きく外
れてしまうという結果になる。このような理由で、簡易
な接続調整方法が求められている。

【０００９】本発明の目的は、隣接パターンを描画する
ための部分一括ＥＢショット間のショット接続を向上さ
せ、及び、寸法精度を向上させる部分一括電子線描画方
法およびその装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の電子線の描画装置および電子線の描画方
法においては、部分一括マスクを用いた電子線露光を行
う際に、電子ビームの部分一括ショットを接続するショ
ット接続方向の非点を、任意に調整する。すなわち、シ
ョット接続方向の非点を任意にぼかして、入射電子線の
ビームプロファイルの幅を広げ、ショット接続境界近傍
における電子線強度分布を均一にする。

【００１１】上記の非点の調整は、部分一括マスクのマ
スク情報と描画位置情報とを含むパターンデータに基づ
いてショット接続方向を判断し、電子ビームの進行方向
に垂直な面内のＸ軸方向およびＹ軸方向の非点補正を制
御することによって行われる。また、非点の調整は、接
続させるパターンの寸法、または、部分一括マスクの開
口面積に依存して行われる。

【００１２】このようにして、部分一括ＥＢショット間
の接続、及び、寸法精度を向上させることができるの
で、その結果、得られるレジストパターンの接続、及
び、寸法精度を向上させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は本発明の電子線描画方法を実
施するための電子線描画装置の一実施形態のブロック図
である。

【００１４】本実施形態の電子線描画装置は、図３の装
置と同様に、部分一括電子線描画装置である。電子銃１
から放射されたＥＢ（電子ビーム）２は、第１アパーチ
ャ３１を通って矩形に成形される。第１アパーチャ３１
によって成形されたＥＢは、成形偏向器３２によってそ
の断面積の大きさを変更されながら第２アパーチャに入
射する。成形ビーム制御装置１０は、後述のパターン分
割装置１３から入力したパターン分割情報に基づき、第
１アパーチャ３１を通過したＥＢが第２アパーチャの部
分一括ＥＢマスクの開口全面を照射するように、成形偏
向器３２の電界を制御する。成形偏向器３２は、成形ビ
ーム制御装置１０の制御に応答して第１アパーチャを通
過したＥＢの断面積の大きさを変更する。

【００１５】パターンデータ転送装置１３は、ＥＢ装置
本体にある設計データを格納するデータメモリから露光
時に必要な処理（矩形分割やポジションデフレクターの
位置決め）を行う装置にＥＢパターンデータを転送す
る。ＥＢパターンデータは、従来の可変成形露光法の場
合には矩形パターンの大きさと描画位置情報であり、部
分一括露光法の場合には、使用するマスク情報と描画位
置情報である。

【００１６】パターン分割装置１２は、可変成形ＥＢ露
光の場合には、１ショットで露光できる矩形電子線の大
きさは有限であるので、このこの有限の大きさ以下に所
望パターンを分割する装置である。パターン分割装置１
２は、繰り返しパターンを部分一括露光の場合には、所
望のパターンを、繰り返される単位パターンに分割す
る。

【００１７】パターン分割方向信号処理手段９は、転送
されてくるパターンデータの位置情報（現露光パターン
情報と次露光パターン情報）からショット接続情報を判
断する。

【００１８】ポジション制御装置１１は、設計情報に基
づいてポジションデフレクター７を制御してＥＢの位置
を偏向させる。

【００１９】非点補正コイル４は、Ｘ軸非点補正コイル
４１、Ｙ軸非点補正コイル４２を備え、それぞれＸ軸非
点補正コントローラ５１、Ｙ軸非点補正コントローラ５
２による駆動に従ってＥＢのＸ軸方向、Ｙ軸方向の非点
補正を行う。ここで、非点補正とは、接続方向にＥＢを
発散させる処理で、図２を参照して後述するように、接
続部近傍において重ね合わされたビーム強度分布（接続
部におけるビーム強度分布の和）が接続部近傍以外の平
坦なビーム強度分布と同じ（または所望の）ビーム強度
を得ることができるようにＥＢを発散させる。非点補正
制御装置８は、パターン分割方向信号処理手段９から入
力したショット接続情報に基づいて非点補正方向と非点
補正量を演算して、必要な非点補正をするためのＸ軸非
点補正量、Ｙ軸非点補正量をＸ軸非点補正コントローラ
５１およびＹ軸非点補正コントローラ５２のそれぞれに
指令する。

【００２０】第２のアパーチャ３３を通った矩形ＥＢ３
４は、非点補正コイル４によって非点補正されたのち、
対物レンズ６によって収束される。次に、ＥＢは、ポジ
ションディフレクター７によってビーム位置調整された
のち、試料（ウェハ１６）上に入射され、所望のパター
ンを描画する。ポジションデフレクター７はポジション
制御装置１１の制御にしたがって、設計情報に基づいて
電子線の位置を偏向させる。

【００２１】このように、本実施形態の電子線描画装置
は、部分一括ＥＢショット接続方向信号処理手段をＥＢ
描画装置装置内に持たせ、実際の露光時に接続方向の非
点を任意に変えて部分一括ＥＢショットを行う。また、
この際の非点調整量は予め、部分一括用電子線露光用マ
スクを作製した際の寸法や開口面積を用いて決定され
る。

【００２２】所望設計パターン描画時には、図１に示さ
れている部分一括ＥＢショット接続方向信号処理手段に
よって、可変成形ＥＢによる露光か部分一括ＥＢによる
露光かを判断し、部分一括ＥＢによる露光の場合には、
接続方向の非点を所望値に調整し、ＥＢ露光を行う。ま
た、従来の可変成形ＥＢを用いた露光の場合は、非点の
調整は行わない。

【００２３】図２は本発明の実施例を説明する図で、
（Ａ）は部分一括ＥＢマスクの一例を示す図で、この部
分一括ＥＢマスクが第２アパーチャとして用いられ、第
１アパーチャから照射された電子ビームが部分一括アパ
ーチャの全面を照射する様子を示す上面図である。

【００２４】図２（Ｂ）は、非点補正が施されない場合
の入射ビームプロファイル（ＥＢ強度分布曲線）と、そ
のＥＢによって描画されたレジストパターンを示してい
る。同図に示されているように、使用する部分一括マス
クの作製精度のバラツキにより、部分一括ＥＢショット
接続方向（図では上下方向）のサイズが設計値からず
れ、接続精度、及び、寸法精度の劣化が生じ（図では入
射ビームプロファイルにＥＢ強度分布曲線の途切れがで
きている）ている。この問題を解決するためには部分一
括ＥＢショット接続方向のゲイン調整が必要になる。

【００２５】図２（Ｃ）は本発明の電子線描画方法の一
実施例の入射ビームプロファイルと、該プロファイルを
もつ入射ビームによって作成されたレジストパターンを
示す図である。図（Ｃ）の入射ビームプロファイルの立
ち上がり部分および立ち下がり部分の傾斜が、図（Ｂ）
のそれらに比較して緩やかになって重なっているのは、
非点補正の結果である。このようにして、入射ビーム強
度分布の和が、接続点の近傍で一様になるので、途切れ
のないレジストパターンが得られている。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、電子ビームの部分
一括ショットを接続するショット接続方向の非点を、そ
の接続部近傍において一様な電子線強度分布が得られる
ように調整するすることによって、部分一括ＥＢショッ
ト間のショット接続の向上、及び、寸法精度の向上が達
成され、接続精度を０．０２μｍ以下に抑えることが出
来る。その結果、得られるレジストパターンの接続、及
び、寸法精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子線描画方法を実施するための電子
線描画装置の一実施形態のブロック図である。

【図２】本発明の実施例を説明する図で、（Ａ）は部分
一括ＥＢマスクの一例を示す図、（Ｂ）は、非点補正が
施されない場合の入射ビームプロファイルとその電子ビ
ームによって描画されたレジストパターンを示し、
（Ｃ）は、非点補正が施された場合の入射ビームプロフ
ァイルと、その電子ビームによって描画されたレジスト
パターンを示す図である。

【図３】従来の部分一括露光装置の要部を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１ 電子銃 ２ 電子ビーム ３ 成形レンズ ４ 非点補正コイル ５ 非点補正コントローラ ６ 対物レンズ ７ ポジションデフレクター ８ 非点補正制御装置 ９ パターン分割方向信号処理手段 １０ 成型ビーム制御装置 １１ ポジション制御装置 １２ パターン分割装置 １３ パターンデータ転送装置 １４ つなぎ部 １５ レジスト １６ ウェハ １７ 所望パターン ３１ 第１アパーチャ ３２ 成形偏向器 ３３ 第２アパーチャ ４１ Ｘ軸非点補正コイル ４２ Ｙ軸非点補正コイル ５１ Ｘ軸非点補正コントローラ ５２ Ｙ軸非点補正コントローラ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部分一括マスクを用いた電子線露光によ
   って試料表面に描画を行う電子線描画装置において、電
   子ビームの部分一括ショットを接続するショット接続方
   向の非点を、任意に調整する非点補正手段を有すること
   を特徴とする電子線描画装置。
2. 【請求項２】 前記非点補正手段は、前記部分一括マス
   クのマスク情報と描画位置情報とを含むパターンデータ
   に基づいてショット接続方向を判断し、電子ビームの進
   行方向に垂直な平面内のＸ軸方向およびＹ軸方向の非点
   補正を制御するショット接続制御手段を有する、請求項
   １に記載の装置。
3. 【請求項３】 ショット接続制御手段はパターン分割方
   向信号処理手段と非点補正制御装置と非点補正コントロ
   ーラとを有し、パターン分割方向信号処理手段はパター
   ンデータを入力して該パターンデータに基づいてショッ
   ト接続方向を判断し、非点補正制御装置は、前記ショッ
   ト接続方向を入力して前記Ｘ軸方向およびＹ軸方向の非
   点補正量を演算してそれぞれＸ軸非点補正指令、Ｙ軸非
   点補正指令として出力し、非点補正コントローラは、Ｘ
   軸非点補正コントローラおよびＹ軸非点補正コントロー
   ラを有し、Ｘ軸非点補正コントローラおよびＹ軸非点補
   正コントローラはそれぞれＸ軸非点補正指令、Ｙ軸非点
   補正指令に対応するＸ軸補正電流およびＹ軸補正電流を
   出力する、請求項２に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記非点補正手段は、さらに、非点補正
   コイル手段を有し、該非点補正コイル手段はＸ軸非点補
   正コイルおよびＹ軸非点補正コイルを有し、Ｘ軸非点補
   正コイルおよびＹ軸非点補正コイルはそれぞれＸ軸補正
   電流およびＹ軸補正電流によって駆動されて電子ビーム
   をＸ軸方向、Ｙ軸方向に偏倚する、請求項３に記載の装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の電子線描画装置を用い
   た高集積電子回路製造装置。
6. 【請求項６】 部分一括マスクを用いた電子線露光によ
   って試料表面に描画をを行う電子線描画方法において、
   電子ビームの部分一括ショットを接続するショット接続
   方向における非点を、任意に調整することを特徴とする
   電子線描画方法。
7. 【請求項７】 前記非点の調整は、接続させるパターン
   の寸法、または、部分一括マスクの開口面積に依存して
   行う、請求項６に記載の方法。