JP2001267231A - 電子線描画方法およびその装置 - Google Patents
電子線描画方法およびその装置Info
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Landscapes
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 フィールド繋ぎ合わせ方式で生じる線分のず
れや集束点のずれが生じない、極度に細い線分を描画で
きる電子線描画方法とその装置を提供する。 【解決手段】 電子線の集束系および偏向系を含む電子
線集束掃引装置を用いて、試料が静止している状態で電
子線が試料台上の試料表面の特定な個所に常時集束する
ように集束系を制御し、集束系の上記制御状態の下で電
子線が試料の表面上を移動して前記図形パターンを描く
よう試料台を移動させ、その時の試料台の実際の位置を
測定し、前記図形パターンに対応する試料台の目標位置
と前記実際の位置の偏差を求め、上記偏差が常時零とな
るように偏向系を用いて試料表面上の電子線を偏向させ
る工程により、所定の図形パターンを描く。
れや集束点のずれが生じない、極度に細い線分を描画で
きる電子線描画方法とその装置を提供する。 【解決手段】 電子線の集束系および偏向系を含む電子
線集束掃引装置を用いて、試料が静止している状態で電
子線が試料台上の試料表面の特定な個所に常時集束する
ように集束系を制御し、集束系の上記制御状態の下で電
子線が試料の表面上を移動して前記図形パターンを描く
よう試料台を移動させ、その時の試料台の実際の位置を
測定し、前記図形パターンに対応する試料台の目標位置
と前記実際の位置の偏差を求め、上記偏差が常時零とな
るように偏向系を用いて試料表面上の電子線を偏向させ
る工程により、所定の図形パターンを描く。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電子線描画方法、特
に微細な線を広い面積にわたり描画するのに適した電子
線描画方法およびこの方法を実施する装置に関する。
に微細な線を広い面積にわたり描画するのに適した電子
線描画方法およびこの方法を実施する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】多くの電子デバイスは、半導体、音響機
能材料の基板の表面に微細なパターンを作製して形成さ
れる。このパターンの所望位置に金属、絶縁物、不純物
を注入、拡散、被覆等の処理を行う。このような微細加
工技術は近年作製できるパターンが著しく微細になり、
電子の振る舞いが量子効果を呈する量子井戸構造を取り
扱うところまでになっている。このような数十ナノメー
タの領域での微細パターンの作製は電子線描画でしか達
成することができない。
能材料の基板の表面に微細なパターンを作製して形成さ
れる。このパターンの所望位置に金属、絶縁物、不純物
を注入、拡散、被覆等の処理を行う。このような微細加
工技術は近年作製できるパターンが著しく微細になり、
電子の振る舞いが量子効果を呈する量子井戸構造を取り
扱うところまでになっている。このような数十ナノメー
タの領域での微細パターンの作製は電子線描画でしか達
成することができない。
【０００３】周知のように、電子線描画では電子線で非
常に微細なスポットを形成し、これを基板もしくは所定
のレジスト膜に当てる所謂電子線露光を行って必要なマ
スクパターンを形成する。しかし、この微細なビームを
試料面上で広い範囲に掃引して位置的に精密なパターン
を形成する場合、最大掃引範囲に制限がある。特に、電
子線の位置が電子線集束レンズ系や電子線偏向系の光軸
を外れると、所謂軸外収差が発生し、この光軸からの偏
差が大きくなるに従い収差は急激に大きくなる。この収
差は試料面の照射位置に歪みを与えるだけでなく、電子
線の集束点の大きさも歪め、電子線が光軸を外れに従い
集束点が大きくぼけ、作製すべきパターンに使用に耐え
ないぼけも与える。
常に微細なスポットを形成し、これを基板もしくは所定
のレジスト膜に当てる所謂電子線露光を行って必要なマ
スクパターンを形成する。しかし、この微細なビームを
試料面上で広い範囲に掃引して位置的に精密なパターン
を形成する場合、最大掃引範囲に制限がある。特に、電
子線の位置が電子線集束レンズ系や電子線偏向系の光軸
を外れると、所謂軸外収差が発生し、この光軸からの偏
差が大きくなるに従い収差は急激に大きくなる。この収
差は試料面の照射位置に歪みを与えるだけでなく、電子
線の集束点の大きさも歪め、電子線が光軸を外れに従い
集束点が大きくぼけ、作製すべきパターンに使用に耐え
ないぼけも与える。
【０００４】それ故、電子線描画では比較的広い範囲の
パターンを作製する場合、ラスター走査であれ、ベクト
ル走査であれ、一回の照射範囲（以下フィールドと称す
る）を、例えば特定な広さの正方形とし、このフィール
ドを順繋ぎ合わせて所要な広さのパターンを形成する
（例えば、徳山巍編、「超微細加工技術」（応用物理学
シリーズ），オーム社、平成９年２月２５日発行を参
照）。ここで、一般的に採用されている繋ぎ合わせ方式
によるパターン形成を図１に基づき説明する。
パターンを作製する場合、ラスター走査であれ、ベクト
ル走査であれ、一回の照射範囲（以下フィールドと称す
る）を、例えば特定な広さの正方形とし、このフィール
ドを順繋ぎ合わせて所要な広さのパターンを形成する
（例えば、徳山巍編、「超微細加工技術」（応用物理学
シリーズ），オーム社、平成９年２月２５日発行を参
照）。ここで、一般的に採用されている繋ぎ合わせ方式
によるパターン形成を図１に基づき説明する。
【０００５】図１ａに示すように、試料１０にｎ×ｍ個
のフィールドＡij（i ＝ 1, 2, ..., n ; j ＝ 1, 2,
..., m)を隙間なく配置する。それには、隣接するフィ
ールドが互いに丁度接するように、試料１０を載せた試
料台（図示せず）を逐次移動させる。このような二つの
フィールドの境界αを通過するパターンは、例えば図１
ｂに示すよう、フィールドＡ22，Ａ23の中心Ｃ22とＣ23
を結ぶ線上でフィールドＡ22側の線分軌跡Ｌ20とフィー
ルドＡ23側の線分軌跡Ｌ21は垂直方向（境界線ＢＣの方
向）に生じるずれが極度に少ないか殆どないため、点Ｂ
0 で合体して一本の線として描画できる。しかし、境界
線ＢＣの上部では軸外収差が完全に光軸の中心（Ｃ23，
Ｃ22）に対称でないため、線分Ｌ10とＬ11は点Ｂ1 とＢ
1 ′で示す位置に形成され、垂直方向にずれＢ1 Ｂ1 ′
が生じる。
のフィールドＡij（i ＝ 1, 2, ..., n ; j ＝ 1, 2,
..., m)を隙間なく配置する。それには、隣接するフィ
ールドが互いに丁度接するように、試料１０を載せた試
料台（図示せず）を逐次移動させる。このような二つの
フィールドの境界αを通過するパターンは、例えば図１
ｂに示すよう、フィールドＡ22，Ａ23の中心Ｃ22とＣ23
を結ぶ線上でフィールドＡ22側の線分軌跡Ｌ20とフィー
ルドＡ23側の線分軌跡Ｌ21は垂直方向（境界線ＢＣの方
向）に生じるずれが極度に少ないか殆どないため、点Ｂ
0 で合体して一本の線として描画できる。しかし、境界
線ＢＣの上部では軸外収差が完全に光軸の中心（Ｃ23，
Ｃ22）に対称でないため、線分Ｌ10とＬ11は点Ｂ1 とＢ
1 ′で示す位置に形成され、垂直方向にずれＢ1 Ｂ1 ′
が生じる。
【０００６】現在市販されている最高性能の電子線描画
装置には軸外収差を補償する補助装置が設けてあり、現
在主流になっているサブミクロンの領域でのパターン形
成では、隣接するフィールドの境界上でパターンに目立
つ不一致を与えていない。もっとも、試料台を移動する
場合、照射系や移動台の駆動部の予備調整、例えば識別
マーク位置の計測と位置設定の準備作業には相当な時間
を要する。
装置には軸外収差を補償する補助装置が設けてあり、現
在主流になっているサブミクロンの領域でのパターン形
成では、隣接するフィールドの境界上でパターンに目立
つ不一致を与えていない。もっとも、試料台を移動する
場合、照射系や移動台の駆動部の予備調整、例えば識別
マーク位置の計測と位置設定の準備作業には相当な時間
を要する。
【０００７】これに反して、量子細線のような幅が 10
nm程度の線分を試料面上の広い範囲で描画する場合に
は、上に述べたように、サブミクロン領域の軸外収差の
影響を補償したとしても、ナノメータの範囲のずれを除
去できる程度に補償装置が完成されていない。ずれの影
響を無視できる程度にするには少なくとも 1 nm 程度の
ずれまで低減させる必要がある。その外、集束点の形状
も通常円形でなく、流星状とか不規則な形状になる。こ
のような電子線の集束点の「ぼけ」も境界線の近くで充
分に修正できない。
nm程度の線分を試料面上の広い範囲で描画する場合に
は、上に述べたように、サブミクロン領域の軸外収差の
影響を補償したとしても、ナノメータの範囲のずれを除
去できる程度に補償装置が完成されていない。ずれの影
響を無視できる程度にするには少なくとも 1 nm 程度の
ずれまで低減させる必要がある。その外、集束点の形状
も通常円形でなく、流星状とか不規則な形状になる。こ
のような電子線の集束点の「ぼけ」も境界線の近くで充
分に修正できない。
【０００８】細線構造内の電子の一次元的な振る舞いを
知るために作製されるパターンの典型的な例を図２ａに
示す。試料表面に電極Ｅ1,Ｅ2,Ｅ3 を設け、電極Ｅ1 と
Ｅ2またはＥ3 の間に幅が 10 nm程度の直線状の細線Ｌ
1 とＬ2 を形成する。更に、類似の細線構造は図２ｂに
示すような電極Ｇ1,Ｇ2,Ｇ3 の間で曲線Ｌ3 を呈するも
のや、細線Ｌ4,Ｌ5,Ｌ6 の間に結合点（ノード）Ｋを含
むものも考えられる。電極自体は大体 500μm × 500μ
m 程度の大きさであるが、細線の長さは数 mmから十数
mm にする。使用するフィールドは通常の電子線描画装
置の場合 10 μm × 10 μm 〜 1000 μm × 1000 μm
であるから、上記の長さの細線を作製するため前記の繋
ぎ合わせ方式を採用すると、数十回または 100回程度フ
ィールドを繋ぎ合わせる必要がある。しかし、上で詳し
く説明したように、一回の繋ぎ合わせ時に既にフィール
ドの境界で大きなずれ（横ずれ）やぼけ（電子線の集束
点の拡がり）が生じるので、このような多数回の繋ぎ合
わせを行うと使用に耐えないパターンとなる。
知るために作製されるパターンの典型的な例を図２ａに
示す。試料表面に電極Ｅ1,Ｅ2,Ｅ3 を設け、電極Ｅ1 と
Ｅ2またはＥ3 の間に幅が 10 nm程度の直線状の細線Ｌ
1 とＬ2 を形成する。更に、類似の細線構造は図２ｂに
示すような電極Ｇ1,Ｇ2,Ｇ3 の間で曲線Ｌ3 を呈するも
のや、細線Ｌ4,Ｌ5,Ｌ6 の間に結合点（ノード）Ｋを含
むものも考えられる。電極自体は大体 500μm × 500μ
m 程度の大きさであるが、細線の長さは数 mmから十数
mm にする。使用するフィールドは通常の電子線描画装
置の場合 10 μm × 10 μm 〜 1000 μm × 1000 μm
であるから、上記の長さの細線を作製するため前記の繋
ぎ合わせ方式を採用すると、数十回または 100回程度フ
ィールドを繋ぎ合わせる必要がある。しかし、上で詳し
く説明したように、一回の繋ぎ合わせ時に既にフィール
ドの境界で大きなずれ（横ずれ）やぼけ（電子線の集束
点の拡がり）が生じるので、このような多数回の繋ぎ合
わせを行うと使用に耐えないパターンとなる。
【０００９】なお、電子線とレジストの電子露光反応は
常時一定に維持する必要がある。描画時に細線上を移動
する電子線の速度は比較的遅い。例えば、レジスト材と
して日本ゼオン製のＺＥＰ 520を 0.15 μm の厚さで塗
布した基板の場合、電子線の加速電圧が 20 kVで、ビー
ム電流が 10 pAであると、レジストを電子露光するのに
適した電子線の速度は試料面上で 1.5 mm/s である。そ
のような一定速度をどのような図形の場合でも、つまり
図形のパターンが直線の場合でも曲線の場合でも常時維
持できる必要がある。
常時一定に維持する必要がある。描画時に細線上を移動
する電子線の速度は比較的遅い。例えば、レジスト材と
して日本ゼオン製のＺＥＰ 520を 0.15 μm の厚さで塗
布した基板の場合、電子線の加速電圧が 20 kVで、ビー
ム電流が 10 pAであると、レジストを電子露光するのに
適した電子線の速度は試料面上で 1.5 mm/s である。そ
のような一定速度をどのような図形の場合でも、つまり
図形のパターンが直線の場合でも曲線の場合でも常時維
持できる必要がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、フ
ィールド繋ぎ合わせ方式で生じる線分のずれや集束点の
ずれが生じない、極度に細い線分を描画できる電子線描
画方法およびこの方法を実施できる装置を提供すること
にある。
ィールド繋ぎ合わせ方式で生じる線分のずれや集束点の
ずれが生じない、極度に細い線分を描画できる電子線描
画方法およびこの方法を実施できる装置を提供すること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、電子線の集束系および偏向系を含む電子線集束
掃引装置を用いて試料の表面に電子線を当てて所定の図
形パターンを描く電子線描画方法にあって、以下の過
程、 ・試料が静止している状態で電子線が試料台上の試料表
面の特定な個所に常時集束するように集束系を制御し、 ・集束系の上記制御状態の下で電子線が試料の表面上を
移動して前記図形パターンを描くよう試料台を移動さ
せ、 ・その時の試料台の実際の位置を測定し、 ・前記図形パターンに対応する試料台の目標位置と前記
実際の位置の偏差を求め、 ・上記偏差が常時零となるように偏向系を用いて試料表
面上の電子線を偏向させる、を実施することにより解決
されている。
により、電子線の集束系および偏向系を含む電子線集束
掃引装置を用いて試料の表面に電子線を当てて所定の図
形パターンを描く電子線描画方法にあって、以下の過
程、 ・試料が静止している状態で電子線が試料台上の試料表
面の特定な個所に常時集束するように集束系を制御し、 ・集束系の上記制御状態の下で電子線が試料の表面上を
移動して前記図形パターンを描くよう試料台を移動さ
せ、 ・その時の試料台の実際の位置を測定し、 ・前記図形パターンに対応する試料台の目標位置と前記
実際の位置の偏差を求め、 ・上記偏差が常時零となるように偏向系を用いて試料表
面上の電子線を偏向させる、を実施することにより解決
されている。
【００１２】更に、上記の課題は、この発明により、電
子線の集束系および偏向系を含む電子線集束掃引装置を
用いて試料の表面に電子線を当てて所定の図形パターン
を描く電子線描画装置にあって、 ・試料１０を試料表面内で互いに直交する二つの方向
Ｘ，Ｙに移動させる送り装置ＭX,ＭY を試料台２０と、 ・試料台２０の位置を測定する位置検出器ＳX,ＳY と、 ・請求項１または２の方法を実施するため電子線および
試料台２０を制御する制御プログラムを保管する記憶器
３２と、 ・前記プログラムに従って電子線描画処理を実行する演
算処理部３０と、を備えていることにより解決されてい
る。
子線の集束系および偏向系を含む電子線集束掃引装置を
用いて試料の表面に電子線を当てて所定の図形パターン
を描く電子線描画装置にあって、 ・試料１０を試料表面内で互いに直交する二つの方向
Ｘ，Ｙに移動させる送り装置ＭX,ＭY を試料台２０と、 ・試料台２０の位置を測定する位置検出器ＳX,ＳY と、 ・請求項１または２の方法を実施するため電子線および
試料台２０を制御する制御プログラムを保管する記憶器
３２と、 ・前記プログラムに従って電子線描画処理を実行する演
算処理部３０と、を備えていることにより解決されてい
る。
【００１３】この発明による他の有利な構成は特許請求
の範囲の従属請求項に記載されている。
の範囲の従属請求項に記載されている。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づきこの発明によ
る電子線描画方法とその装置を詳しく説明する。
る電子線描画方法とその装置を詳しく説明する。
【００１５】図３にこの発明による装置の主要機能要素
の配置を示す。例えば電子線レジストを塗布した基板の
試料１０は試料移動台２０の上に固定されている。この
試料移動台２０には基台（図示せず）に対して試料移動
台２０を互いに直交する二つの方向Ｘ，Ｙにそれぞれ相
対移動させる二つの送り装置ＭX,ＭY と、その時の相対
移動量を計測するための二つの位置検出器ＳX,ＳY とが
装備されている。
の配置を示す。例えば電子線レジストを塗布した基板の
試料１０は試料移動台２０の上に固定されている。この
試料移動台２０には基台（図示せず）に対して試料移動
台２０を互いに直交する二つの方向Ｘ，Ｙにそれぞれ相
対移動させる二つの送り装置ＭX,ＭY と、その時の相対
移動量を計測するための二つの位置検出器ＳX,ＳY とが
装備されている。
【００１６】距離信号発生回路５０は位置検出器ＳX,Ｓ
Y の検出信号からその時の相対移動量を算出して、数値
演算機能を持つ中央演算部３０に受け渡す。この中央演
算部３０にはパターン図形を予めプログラムして保管す
る記憶部３２が内蔵されている。更に、中央演算部３０
にはパターン軌道の数値、制御信号等を入力でき、結果
を印字もしくはディスプレーに表示できる入出力・表示
ユニットが接続している。記憶部３２に保管されている
目標軌道に従い中央演算部３０は送り装置ＭX,ＭY 用の
駆動回路ＤＲX,ＤＲY へ駆動信号を送り、送り装置ＭX,
ＭY の動作に応じて移動台２０を指定された位置へ移動
させる。その場合、位置検出器ＳX,ＳYおよび距離信号
発生回路５０により求まった実際軌道と目標軌道を一致
させるような帰還回路が中央演算部３０により形成され
ている。
Y の検出信号からその時の相対移動量を算出して、数値
演算機能を持つ中央演算部３０に受け渡す。この中央演
算部３０にはパターン図形を予めプログラムして保管す
る記憶部３２が内蔵されている。更に、中央演算部３０
にはパターン軌道の数値、制御信号等を入力でき、結果
を印字もしくはディスプレーに表示できる入出力・表示
ユニットが接続している。記憶部３２に保管されている
目標軌道に従い中央演算部３０は送り装置ＭX,ＭY 用の
駆動回路ＤＲX,ＤＲY へ駆動信号を送り、送り装置ＭX,
ＭY の動作に応じて移動台２０を指定された位置へ移動
させる。その場合、位置検出器ＳX,ＳYおよび距離信号
発生回路５０により求まった実際軌道と目標軌道を一致
させるような帰還回路が中央演算部３０により形成され
ている。
【００１７】更に、中央演算部３０には電子線を発生さ
せて掃引するため、走査電子顕微鏡の機能を有する電子
線掃引装置８０が付属している。この装置自体の説明は
省くが、この発明で重要となる偏向コイルＳＣとブラン
キングユニットＢＬＫのみを模式的に示す。中央演算部
３０中の記憶部３２に保管されている描画すべき目標軌
跡の図形プログラムに従い、中央演算部３０は偏向駆動
回路６０を介して電子線を偏向させる駆動信号を偏向コ
イルＳＣへ送り、ブランキング駆動回路７０を介して電
子線を試料に照射させるかさせないかを決めるブランキ
ング駆動信号をブランキングユニットＢＬＫへ送る。
せて掃引するため、走査電子顕微鏡の機能を有する電子
線掃引装置８０が付属している。この装置自体の説明は
省くが、この発明で重要となる偏向コイルＳＣとブラン
キングユニットＢＬＫのみを模式的に示す。中央演算部
３０中の記憶部３２に保管されている描画すべき目標軌
跡の図形プログラムに従い、中央演算部３０は偏向駆動
回路６０を介して電子線を偏向させる駆動信号を偏向コ
イルＳＣへ送り、ブランキング駆動回路７０を介して電
子線を試料に照射させるかさせないかを決めるブランキ
ング駆動信号をブランキングユニットＢＬＫへ送る。
【００１８】この発明では、図形パターンが比較的単純
であって、走査領域が比較的広い場合、先に詳しく説明
したフィールド繰り返し方式の難点を避けるため、図４
ａに示すように電子線を対物レンズＬＮで絞り込み試料
１０の表面の位置ＰB に定在させたまま、試料１０の載
っている試料台２０を例えば矢印ＡＡの所要方向に移動
させる。この時の状況を図４ｂに従って説明する。送り
装置ＭX,ＭY を用いて中央演算部３０で指定された目標
軌跡ＴＲ0 に沿って試料１０を矢印ＡＡの方向に移動さ
せると、電子線照射により試料１０の表面にハッチング
を付けたパターンＬa が生じる。今照射している時点を
ｔ0 とすると、右にあるパターンＬa はこの時点ｔ0 以
前の例えば時点ｔ1 （ｔ1 ＞ｔ0 ）に照射されたもので
ある。
であって、走査領域が比較的広い場合、先に詳しく説明
したフィールド繰り返し方式の難点を避けるため、図４
ａに示すように電子線を対物レンズＬＮで絞り込み試料
１０の表面の位置ＰB に定在させたまま、試料１０の載
っている試料台２０を例えば矢印ＡＡの所要方向に移動
させる。この時の状況を図４ｂに従って説明する。送り
装置ＭX,ＭY を用いて中央演算部３０で指定された目標
軌跡ＴＲ0 に沿って試料１０を矢印ＡＡの方向に移動さ
せると、電子線照射により試料１０の表面にハッチング
を付けたパターンＬa が生じる。今照射している時点を
ｔ0 とすると、右にあるパターンＬa はこの時点ｔ0 以
前の例えば時点ｔ1 （ｔ1 ＞ｔ0 ）に照射されたもので
ある。
【００１９】実際には、中央演算部３０が送り装置ＭX,
ＭY を目標軌跡プログラム通りに駆動しても、種々の事
情により実際の移動位置と指定位置の間に偏差δが生じ
る。実際の位置ＴＲ1 は位置検出器ＳX,ＳY で検知さ
れ、検出信号に基づき距離信号発生回路５０で系の基準
位置（例えば集束レンズ系の光軸）に対する絶対位置と
して算出される。中央演算部３０は目標位置ＴＲ0 と実
際の位置ＴＲ1 の偏差δを算出して、掃引中この偏差δ
を常時零とするように偏向コイルＳＣに偏向駆動信号を
送って電子線の照射位置を補正する。電子線偏向系と位
置検出系の応答速度は送り装置ＭX,ＭY の応答速度より
早いので、上に述べた帰還制御により実用上常時偏差δ
＝０とする軌跡を描画することができる。なお、説明の
都合上偏差δは目標軌跡ＴＲ0 の接線方向に垂直な成分
のみで説明したが、実際には接線方向の成分も含む。
ＭY を目標軌跡プログラム通りに駆動しても、種々の事
情により実際の移動位置と指定位置の間に偏差δが生じ
る。実際の位置ＴＲ1 は位置検出器ＳX,ＳY で検知さ
れ、検出信号に基づき距離信号発生回路５０で系の基準
位置（例えば集束レンズ系の光軸）に対する絶対位置と
して算出される。中央演算部３０は目標位置ＴＲ0 と実
際の位置ＴＲ1 の偏差δを算出して、掃引中この偏差δ
を常時零とするように偏向コイルＳＣに偏向駆動信号を
送って電子線の照射位置を補正する。電子線偏向系と位
置検出系の応答速度は送り装置ＭX,ＭY の応答速度より
早いので、上に述べた帰還制御により実用上常時偏差δ
＝０とする軌跡を描画することができる。なお、説明の
都合上偏差δは目標軌跡ＴＲ0 の接線方向に垂直な成分
のみで説明したが、実際には接線方向の成分も含む。
【００２０】送り装置ＭX,ＭY は機械的な動きを電気的
に微調整できる電動機、例えば汎用されているステッピ
ングモータ、あるいは機械的な共振を使用する共振型超
音波モータ（例えば特開平１１−１５５３０号公報）あ
るいは圧電素子で電気的な応力を発生させて移動量に変
換する非共振型超音波モータ（例えば特公平３−８１１
１９号公報）を使用して実現できる。
に微調整できる電動機、例えば汎用されているステッピ
ングモータ、あるいは機械的な共振を使用する共振型超
音波モータ（例えば特開平１１−１５５３０号公報）あ
るいは圧電素子で電気的な応力を発生させて移動量に変
換する非共振型超音波モータ（例えば特公平３−８１１
１９号公報）を使用して実現できる。
【００２１】位置検出器ＳX,ＳY は必要とするパターン
の微細さに依存し、10 nm の範囲のパターンを描画する
場合には、少なくとも 1 nm の位置分解能を保証するレ
ーザー干渉計を使用すべきである。また、サブミクロン
の範囲の描画であれば、光電増分式リニヤエンコーダ等
も使用できる。
の微細さに依存し、10 nm の範囲のパターンを描画する
場合には、少なくとも 1 nm の位置分解能を保証するレ
ーザー干渉計を使用すべきである。また、サブミクロン
の範囲の描画であれば、光電増分式リニヤエンコーダ等
も使用できる。
【００２２】この発明の方法は、走査顕微鏡の機能を犠
牲にしないように、通常の描画処理を行う電子線描画装
置に付加する装置として導入すれば、電子線を目標軌道
に追従させる演算処理のプログラム処理により大幅な改
造もしくは変更なしに実現できる。何れにしても、ナノ
メータ領域の描画に加えて、通常のパターンをフィール
ド繋ぎ合わせ方式を利用する描画処理も必要な時に実行
できるからである。
牲にしないように、通常の描画処理を行う電子線描画装
置に付加する装置として導入すれば、電子線を目標軌道
に追従させる演算処理のプログラム処理により大幅な改
造もしくは変更なしに実現できる。何れにしても、ナノ
メータ領域の描画に加えて、通常のパターンをフィール
ド繋ぎ合わせ方式を利用する描画処理も必要な時に実行
できるからである。
【００２３】10 nm の領域の電子線描画を目指せば、試
料のレジストの材質、厚さ、レジストを塗布する下地
（基板）の材料に関する選定や電子の加速電圧、照射電
流密度、電子銃の輝度等にも充分な配慮が必要である。
この発明によれば、電子線を 10 nmまたはそれ以下に絞
って試料面に照射する必要がある。それには、試料面上
の電子線の集束位置が対物レンズＬＮの光軸上となるよ
うに照射位置を選定し、作動距離（working distance)
をできる限り短くして電子線を照射する。このような集
束偏向条件では、フィールドＡの許容範囲は必然的に狭
くなる。それ故、仮に従来のフィールド繋ぎ合わせ方式
を踏襲すれば、繋ぎ合わせ回数が著しく増加し、処理時
間が増大する。しかし、この発明ではフィールドの繋ぎ
合わせを採用していないので、作動距離、言い換えれば
対物レンズＬＮと試料表面の間の距離を充分短くするこ
とができる。このような処置は、対物レンズＬＮと試料
面の間での電子線の外部電磁場による影響を少なめ、同
時に対物レンズＬＮの漏れ磁場によるシールド作用によ
り電子線の振れ（実質上電子線の集束点のぼけとなる）
を著しく低減するという利点もある。
料のレジストの材質、厚さ、レジストを塗布する下地
（基板）の材料に関する選定や電子の加速電圧、照射電
流密度、電子銃の輝度等にも充分な配慮が必要である。
この発明によれば、電子線を 10 nmまたはそれ以下に絞
って試料面に照射する必要がある。それには、試料面上
の電子線の集束位置が対物レンズＬＮの光軸上となるよ
うに照射位置を選定し、作動距離（working distance)
をできる限り短くして電子線を照射する。このような集
束偏向条件では、フィールドＡの許容範囲は必然的に狭
くなる。それ故、仮に従来のフィールド繋ぎ合わせ方式
を踏襲すれば、繋ぎ合わせ回数が著しく増加し、処理時
間が増大する。しかし、この発明ではフィールドの繋ぎ
合わせを採用していないので、作動距離、言い換えれば
対物レンズＬＮと試料表面の間の距離を充分短くするこ
とができる。このような処置は、対物レンズＬＮと試料
面の間での電子線の外部電磁場による影響を少なめ、同
時に対物レンズＬＮの漏れ磁場によるシールド作用によ
り電子線の振れ（実質上電子線の集束点のぼけとなる）
を著しく低減するという利点もある。
【００２４】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明の電子
線描画方法およびその装置により、フィールド繋ぎ合わ
せ方式で生じる線分のずれや集束点のずれが生じない、
極度に細い線分を描画できる。特に、送り装置と位置検
出装置が既に装備されている電子線描画装置では中央演
算処理部のプログラム対応にこの発明を簡単に実現でき
る。
線描画方法およびその装置により、フィールド繋ぎ合わ
せ方式で生じる線分のずれや集束点のずれが生じない、
極度に細い線分を描画できる。特に、送り装置と位置検
出装置が既に装備されている電子線描画装置では中央演
算処理部のプログラム対応にこの発明を簡単に実現でき
る。
【図１】 フィールド継ぎ合わせ方式による電子線描画
を説明する模式図、（ａ）全体配置を示す図面、（ｂ）
境界を拡大した図面、
を説明する模式図、（ａ）全体配置を示す図面、（ｂ）
境界を拡大した図面、
【図２】 電子線描画における代表的な二つの図形を示
す図面、
す図面、
【図３】 電子線描画装置の主要機能構成を示すブロッ
ク図、
ク図、
【図４】 電子線を照射する配置を示す模式図（ａ）と
掃引軌跡の修正を説明する模式図（ｂ）である。
掃引軌跡の修正を説明する模式図（ｂ）である。
１０ 試料 ２０ 試料台 ３０ 中央演算部 ３２ 記憶部 ８０ 電子線掃引装置 Ａ フィールド Ｂ 接続点 Ｃ フィールドの中心 Ｌ 描画軌跡 Ｅ，Ｇ 電極 ＳX,ＳY 位置検出器 ＭX,ＭY 送り装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｊ 37/305 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｊ Ｆターム(参考） 2H097 AB05 BB03 CA16 KA03 KA13 KA18 LA10 5C001 AA03 CC06 5C033 GG03 5C034 BB02 BB04 BB07 5F056 AA20 CB05 CB15 CB22 CC09
Claims (7)
- 【請求項１】 電子線の集束系および偏向系を含む電子
線集束掃引装置を用いて試料の表面に電子線を当てて所
定の図形パターンを描く電子線描画方法において、以下
の過程、 ・試料が静止している状態で電子線が試料台上の試料表
面の特定な個所に常時集束するように集束系を制御し、 ・集束系の上記制御状態の下で電子線が試料の表面上を
移動して前記図形パターンを描くよう試料台を移動さ
せ、 ・その時の試料台の実際の位置を測定し、 ・前記図形パターンに対応する試料台の目標位置と前記
実際の位置の偏差を求め、 ・上記偏差が常時零となるように偏向系を用いて試料表
面上の電子線を偏向させる、を実施することを特徴とす
る電子線描画方法。 - 【請求項２】 電子線の集束位置を対物レンズの光軸上
に選び、試料台ができる限り短い作動距離となる位置で
電子線描画を行うすることを特徴とする請求項１に記載
の電子線描画方法。 - 【請求項３】 電子線の集束系および偏向系を含む電子
線集束掃引装置を用いて試料の表面に電子線を当てて所
定の図形パターンを描く電子線描画装置において、 ・試料（１０）を試料表面内で互いに直交する二つの方
向Ｘ，Ｙに移動させる送り装置（ＭX,ＭY ）を試料台
（２０）と、 ・試料台（２０）の位置を測定する位置検出器（ＳX,Ｓ
Y ）と、 ・請求項１または２の方法を実施するため電子線および
試料台を制御する制御プログラムを保管する記憶器（３
２）と、 ・前記プログラムに従って電子線描画処理を実行する演
算処理部（３０）と、を備えていることを特徴とする電
子線描画装置。 - 【請求項４】 送り装置（ＭX,ＭY ）はステッピングモ
ータことを特徴とする請求項３に記載の電子線描画装
置。 - 【請求項５】 送り装置（ＭX,ＭY ）は共振型超音波モ
ータあるいは非共振型超音波モータであることを特徴と
する請求項３に記載の電子線描画装置。 - 【請求項６】 送り装置（ＭX,ＭY ）は非共振型超音波
モータであることを特徴とする請求項３に記載の電子線
描画装置。 - 【請求項７】 位置検出器（ＳX,ＳY ）はレーザー干渉
計であることを特徴とする請求項３〜６の何れか１項に
記載の電子線描画装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000078574A JP3597440B2 (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | 電子線描画方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000078574A JP3597440B2 (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | 電子線描画方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001267231A true JP2001267231A (ja) | 2001-09-28 |
| JP3597440B2 JP3597440B2 (ja) | 2004-12-08 |
Family
ID=18595965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000078574A Expired - Fee Related JP3597440B2 (ja) | 2000-03-21 | 2000-03-21 | 電子線描画方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3597440B2 (ja) |
-
2000
- 2000-03-21 JP JP2000078574A patent/JP3597440B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3597440B2 (ja) | 2004-12-08 |
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