JP2721190B2

JP2721190B2 - 電子ビーム露光装置及びその露光方法

Info

Publication number: JP2721190B2
Application number: JP63206164A
Authority: JP
Inventors: 慎司宮城; 樹一坂本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-08-18
Filing date: 1988-08-18
Publication date: 1998-03-04
Anticipated expiration: 2013-03-04
Also published as: JPH0254855A

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕電子ビーム露光装置、特にライン状に整形された電子
ビームを被光対象に照射し、微細パターンを露光する露
光装置に関し、１ショット毎に矩形整形された電子ビームを該被露光
対象に照射する方式に替えて、該電子ビームをライン状
に整形し、かつ１ライン内のビーム照射域に可変する電
極群を設け、微細パターンを１ライン単位毎に露光する
ことを目的とし、電子ビームを出射する電子銃，該電子ビームを整形す
るビーム整形電極，該電子ビームを走査する偏向器及び
試料台を有する鏡筒と，ラインビーム整形制御系と，偏
向制御系と，ステージ駆動制御系と，露光データ処理系
とを具備し、前記試料台に線状に照射される電子ビーム
の一部を遮蔽して、被露光対象にパターン露光をするラ
スタスキャン型の電子ビーム露光装置において、前記ビ
ーム整形電極が、電子ビームを通過させる細長いスリッ
トの長手方向の内面でそれぞれ対向する多数の電極群
と、前記電極群に接続され、かつ制御電圧を印加する外
部端子から成ることを含み構成し、電子ビームを出射する電子銃，該電子ビームを整形す
るビーム整形電極，該電子ビームを走査する偏向器及び
試料台を有する鏡筒と，ラインビーム整形制御系と，偏
向制御系と，ステージ駆動制御系と，露光データ処理系
とを具備し、前記試料台に線状を照射される電子ビーム
の一部を遮蔽して、被露光対象にパターン露光をするラ
スタスキャン型の電子ビーム露光装置において、前記ビ
ーム整形電極が、電子ビームを通過させる細長いスリッ
トの長手方向の内面でそれぞれ対向する多数の電極群
と、該電極群に接続され、所定の電圧（＋Ｖ）を第１の
対向する電極に印加し、該所定の電圧を第２の対向する
電極には印加せず、該所定の電圧とは異なる電圧（＋1/
2V）を該第１と第２の対向する電極の間に位置する第３
の対向する電極に印加する制限電圧印加手段とを有する
ことを含み構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、電子ビーム露光装置及びその露光方法に関
するものであり、更に詳しく言えば、ライン状に整形さ
れた電子ビームを被露光対象に照射し、微細パターンを
露光する露光装置及びその露光方法に関するものであ
る。

近年、電子ビームを直接半導体基板等の被露光対象に
露光し、微細パターンを描画する可変矩形整形電子ビー
ム露光装置が多く使用されている。

しかし、任意の矩形が形成できる可変矩形ビームで
は、電子ビーム露光をより現実的なものとすることがで
きたが、LSIが微細化するにつれて特に0.2〜0.3μｍル
ールのLSIとなると、使用できる矩形ビームの電流密
度の上限，メインデフ，サブデフ，スリットデフレク
タ各アンプの整定に要する待ち時間等の為、膨大なショ
ット数のLSIのパターンを描画するには時間がかかり過
ぎるという問題があり、微細パターンの量産用とは言え
なくなっている。

さらに、0.2μｍビームでは何らポイントビームと
大差なく、矩形ビームのメリットを出していないこと
と、可変矩形ビーム形成時に、0.1〜0.2μｍのビーム
は２つのスリットの重なりで出している為に、相対的に
小ビームでのドーズ量が不安定になるという問題があ
る。

そこで、ライン状の電子ビームを被露光対象に制限性
良く照射させて、微細パターン露光をする装置の要求が
ある。

〔従来の技術〕

第7,8図は、従来例に係る説明図である。

第７図は、従来例に係る電子ビーム露光装置を説明す
る図であり、矩形整形型の電子ビーム露光装置の構成図
を示している。

図において、１は電子銃,2は鏡筒,3はスリットアパー
チャ,3a,3bはスリットデフ3cからなる矩形整形電極系,4
は被露光対象,5はステージ制御部5a,モーター5b及び試
料台5cから成るステージ駆動系,6は偏向制御部6a,6b,主
偏向コイル6c及び副偏向電極6dから成る偏向制御系,7は
ビーム整形制御系,8はインターフェイス8a,データメモ
リ8b,ショット分解部8c,パターン補正部8dから成る露光
データ制御系,9はCPU（中央演算処理装置）,10は磁気デ
ィスク10a及び磁気テープ等から成る露光データ供給系
である。

これ等により、従来例に係る電子ビーム露光装置を構
成する。なお、矩形整形電極系３は、２枚の矩形穴の開
いたアパーチャまたＬ字型のナイフエッジ等のスリット
3a,3bとスリットデフ3cによって、電子銃から発射され
た電子ビーム1aを矩形状に可変整形をする機能を有して
いる。また、矩形整形された電子ビームは露光データ制
御系８やそのデータに基づいた偏向制御系６の偏向を受
けて、被露光対象４に微細パターンの露光をする。

第８図（ａ）〜（ｃ）は、従来例に係る電子ビーム露
光方法を説明する図であり、同図（ａ）は被露光対象４
のメインフィールド，同図（ｂ）はそのサブフィール
ド，同図（ｃ）はパターン描画を示している。

なお、S1は偏向制御系６の主偏向コイル6cによる主偏
向走査であり、サブフィールド間の矩形整形電子ビーム
の偏向を示している。S2は偏向制御系６の副偏向電極6d
による副偏向走査であり、サブフィールド内の矩形整形
電子ビームの偏向を示している。S3はパターン描画領域
内の矩形整形ビームのショット部分を示している。これ
は、矩形整形された電子ビーム1aを、例えば４ショット
連続して、線状に描画したものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで従来例によれば、半導体装置の設計パターン
密度等により矩形整形制御系７を介して任意に電子ビー
ム1aを矩形整形し、露光データ制御系8,偏向制御系６及
びステージ駆動系５を介して、被露光対象４に矩形整形
ビームを照射し、微細パターンを露光している。

このため、次のような問題を生ずることがある。

LSIが微細化するにつれて特に0.2〜0.3μｍルールのL
SIとなると、使用できる矩形ビームの電流密度の上限，
メインデフ，サブデフ，スリットデフレクタ各アンプの
整定に要する待ち時間等のため、膨大なショット数のLS
Iのパターンを描画する処理時間を多く費やすようにな
る。これにより微細パターンの露光処理効率が悪くな
る。

さらに、0.2μｍビームでは何らポイントビームと大
差なく、矩形ビームのメリットを出していないことと、
可変矩形ビーム形成時に、0.1〜0.2μｍの電子ビームは
２つのスリットの重なりにより出射している為に、相対
的に小ビームでの電子のドーズ量が不安定になるという
欠点がある。

本発明は、かかる従来例の課題に鑑み創作されたもの
であり、１ショット毎に矩形整形された電子ビームを被
露光対象に照射する方式に替えて、該電子ビームをライ
ン状に整形し、かつ１ライン内のビーム照射域を可変す
る電極群を設け、微細パターンを１ライン単位毎に露光
することを可能とする電子ビーム露光装置及びその露光
方法の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の電子ビーム露光装置及びその露光方法は、そ
の原理図を第１図に、その一実施例を第２〜６図に示す
ように、電子ブーム12aを出射する電子銃12,該電子ビー
ム12aを整形するビーム整形電極13,該電子ビーム12aを
走査する偏向器14及び試料台15を有する鏡筒11と、ライ
ンビーム整形制御系16と、偏向制御系17と、ステージ駆
動制御系18と、露光データ処理系19とを具備し、前記試
料台15に線状に照射される電子ビーム12bの一部を遮蔽
して、被露光対象23にパターン露光をするラスタスキャ
ン型の電子ビーム露光装置において、前記ビーム整形電
極13のブランキングアパーチャ40は、電子ビーム12aを
通過させる細長いスリット38が設けられた半導体基板31
と、該半導体基板の絶縁膜33上の導電膜をパターニング
することにより形成され、前記スリット38の長手方向の
内面でそれぞれ対向する電極群34a,34bと、前記電極群3
4a,34b上に形成され、該電極群34a,34bの各々を絶縁分
離する絶縁物35と、前記絶縁物35を開口した形成され、
前記電極群34a,34bを外部に引き出すコンタクトホール3
71b〜374bとを有することを特徴とし、電子ビーム12aを出射する電子銃12,該電子ビーム12a
を整形するビーム整形電極13,該電子ビーム12aを走査す
る偏向器14及び試料台15を有する鏡筒11と、ラインビー
ム整形制御系16と、偏向制御系17と、ステージ駆動制御
系18と、露光データ処理系19とを具備し、前記試料台15
に線状に照射される電子ビーム12bの一部を遮蔽して、
被露光対象23にパターンを露光するラスタスキャン型の
電子ビーム露光装置において、前記ビーム整形電極13
が、電子ビーム12aを通過させる細長いスリット38の長
手方向の内面でそれぞれ対向する多数の電極群34a,34b
と、該電極群34a,34bに接続され、所定の電圧（＋Ｖ）
の第１の互に対向する一対の電極に印加し、該所定の電
圧を第２の対向する電極には印加せず、該所定の電圧と
は異なる電圧（＋1/2V）を該第１と第２の対向する電極
の間に位置する第３の対向する電極に印加する制限電圧
印加手段16a,16bとを有することを特徴とし、その露光方法を被露光対象の露光データを処理して、
１ライン毎にビーム整形データを作成し、前記ビーム整
形データに基づいて、１ライン内にビーム照射域を決定
し、前記ビーム照射域に基づいて、ビーム整形電極の電
極群に電圧を印加し、前記ビーム整形電極に電子ビーム
を通過させ、被露光対象上に、ライン状に照射される電
子ビームの一部を遮蔽し、該被露光対象にパターン露光
するラスタスキャン型の電子ビーム露光方法において、
前記ビーム整形電極の電極群の内、相互に隣接する所定
の電極に、異なった電圧を印加し、前記特定の電極の制
御電圧がビームを遮蔽することにより得られるビーム照
射域をパターン露光の最小単位とすることを特徴とし、前記特定の電極に異なった電圧を印加する方法が、該
特定の電極の内で、両端に位置する電極に印加する電圧
を他の電極に印加する電圧よりも低くすることを特徴と
し、上記目的を達成する。

〔作用〕

本発明の露光装置によれば、電子ビーム12aをライン
状に整形し、かつビーム照射域を可変するビーム整形電
極13を設けている。

このため、電子銃12から発射された電子ビーム12aが
ビーム整形電極13を介して、ライン状に整形され、かつ
１ライン内において、該電子ビーム12aがビーム照射域
において、例えば、電極群34a,34bに異なった電圧を印
加して得られるビーム遮蔽効果により可変整形され、被
露光対象23上に可変整形されたライン状の電子ビームを
偏向制御系17やステージ駆動系18を介して走査すること
ができる。

これにより、従来のような１ショット毎に矩形整形し
た電子ビームを被露光対象に照射する方式に替えて、１
ライン毎に被露光対象の露光処理をすることが可能とな
る。

また、このビーム整形電極のブランキングアパーチャ
は半導体基板を基にして形成している。すなわち、ブラ
ンキングアパーチャの電極群は、半導体基板の絶縁膜上
に導電膜を形成した後、半導体装置の製造方法を用いて
該導電膜をパターニングすることにより形成しているの
で、微細な電極パターンの形成が可能である。これによ
り、多数のブランカ電極が一つのスリットの両側に形成
できるので、スリットを通過する電子ビームを該ブラン
カ電極によって細密に制御することができる。

また、本発明の露光方法によれば、ビーム整形電極の
電極群に印加する電圧が被露光対象の露光データを処理
した１ライン毎のビーム整形データに基づいて印加され
ている。

このため、相互に隣接する特定の電極に異なった電圧
を印加することにり例えば被露光対象上に到達する電子
ビームや、被露光対象上に到達しない電子ビームを画定
するビーム照射域が１ライン内に分割され、すなわち、
特定の電極の制御電圧が、電子ビームを遮蔽することに
より得られるビームの照射域をパターン露光の最小単位
とするように整形された電子ビームを被露光対象上に走
査することができる。

これにより、高解像度の微細パターンの露光処理をす
ること、及び露光処理時間が短縮され、電子ビーム露光
装置のスループットを向上させることが可能となる。

〔実施例〕

次に図を参照しながら、本発明の実施例について説明
をする。

第２〜６図は、本発明の実施例に係る電子ビーム露光
装置及びその露光方法を説明する図であり、第２図は、
本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置の構成図を示
している。

図において、11は鏡筒であり、電子銃12,ブランキン
グアレイアパーチャ40や偏向器14等の電子部品や光学機
器を格納する容器である。なお、12は電子銃であり、電
子ビーム12aを出射するものである。また40はブランキ
ングアレイアパーチャであり、ビーム照射域を可変する
ビーム整形電極13の構成部品である。なおブランキング
アレイアパーチャ40は、電子ビーム12aを入射して、ラ
イン状に整形された電子ビーム12bを出射するものであ
る。なお、ブランキングアレイアパーチャ40について
は、第４図において詳述する。

14は偏向器であり、電子ビーム12bの主偏向をする主
偏向コイル14aやその副偏向をする副偏向電極14bから構
成されている。15は被露光対象23を載置する試料台（ス
テージ）であり、ｘ−ｙ方向に移動する機能を有してい
る。

また、16はラインビーム整形制御系であり、ブランキ
ングアレイアパーチャ40の複数の電極群に電圧も印加す
るブランキング発生回路群（制御電圧印加手段）16a
と、それ等を制御するブランキング制御回路（制御電圧
印加手段）16bから構成されている。

17は偏向制御系であり、偏向制御回路17a,D/A変換器1
7b及び偏向増幅器19cから成り、ライン状に整形された
電子ビーム12bを走査する偏向信号等を偏向器14に供給
する機能を有している。

18はステージ駆動制御系であり、ステージ駆動制御回
路18aと、モータ18bから構成されている。

19は露光データ処理系であり、インターフェイス19b
と、露光データを格納するデータメモリ19bと、１ライ
ン内にビーム照射域を発生する複数のビットマップ発生
回路19cから成り、被露光対象23の露光データを入力し
て、１ライン毎にビーム整形データを作成し、該データ
に基づいて、ライン状に整形された電子ビーム12bの最
大幅、例えば本発明の実施例では、１ライン＝4.8〔μ
ｍ〕の照射幅を最小単位＝0.1〔μｍ〕に分割するビー
ム照射域を発生し、電子ビーム12aのブランキング制御
データを出力する機能を有している。なお、露光データ
は被露光対象23の設計データを格納した磁気ディスク22
aや磁気テープ22b等の露光データ供給系22及び中央演算
処理系（CPU）21を介して、インターフェイス19aに入力
される。

また、20はシーケンスコントローラ（統括制御系）で
あり、ビットマップ発生回路19c,ブランキング制御回路
16b,偏向制御回路17a及びステージ駆動制御系18a等を制
御する機能を有している。

これ等により、本発明の実施例に係る電子ビーム露光
装置を構成する。

第３図（a1）〜（a4）は、本発明の実施例に係るビー
ム整形電極の構造図であり、同図（a4）はビーム整形電
極の斜視図，同図（a1）はそのブランキングアレイアパ
ーチャ40の上面図，同図（a2）は、同図（a1）のX₁−Y₁
矢視断面図，同図（a3）は、同図（a1）のX₂−Y₂矢視断
面図を示している。

同図（a4）において、41は絶縁基板であり、40はスリ
ット38を有するブランキングアレイアパーチャ,42a,42b
はブランキングアレイアパーチャ40と、外部端子43a,43
bとを接続する導線である。なお、43a,43bは外部端子で
ある。

同図（a1）において、371a〜374aや371b〜374bは電極
群から延在され、かつ複数設けられたコンタクトホール
（電極接続窓）である。なお38は、電子ビーム12aが通
過するスリットであり、本発明の実施例では長さ480
〔μｍ〕，幅10〔μｍ〕程度である。

同図（a2）において、31はSi基板であり、32はＶ溝で
ある。なおＶ溝32はライン状に整形した電子ビーム12b
を走査したとき、Si基板31のエッジに当たらないように
Ｖカットされるものである。

34a,34bは電極群であり、スリット38の内面に対向し
て設けられている。なお33,35は電極群34a,34bを絶縁す
る絶縁物である。また、コンタクトホール37a,37bは、
電極群34a,34bを延在した部分を露出した開口窓（371a
〜374a,371b〜374b）である。

同図（a3）において、36は電子ビーム12aを遮蔽する
遮蔽膜であり、高融点金属膜等が用いられている。ま
た、341b〜344bは複数設けられた電極群34bであり、本
発明の実施例では１辺が９〔μｍ〕の電極が横方向に１
〔μｍ〕の絶縁物35を介在させて計48個、並べられてい
る。

また、本発明の実施例では、第６図（ｂ）に示すよう
に、３個の電極を以って１最小単位0.3〔μｍ〕のビー
ム照射域に可変整形する電極に引き当てている。従って
３組の電極×16に電圧を印加することによって、ビーム
照射域を分割し、かつライン状に整形される電子ビーム
12bを得ることができる。

これ等により本発明に係るビーム整形電極を構成す
る。

このようにして、ブランキングアレイアパーチャ40が
ライン状に電子ビーム12aを通過させるスリット38の内
面に対向させた複数の電極群34a,34bを設けている。

このため、電極群34a,34bの別個に電圧を制御するこ
とによって、電子銃12から発射された電子ビーム12a
を、電圧の印加されていない電極を通過した場合は、被
露光対象上に到達し、電圧を印加した電極を通過した場
合は、該ビーム12bが曲げられて被露光対象上に照射さ
れないようにすることができる。

これにより、スリット38に入射する電子ビーム12aを
被露光対象23上に該電子ビーム12aが到達する部分と、
到達しない部分とを分割したビーム照射域を有するライ
ン状の電子ビーム12bに可変整形することが可能とな
る。

第４図（a1），（a2），（a3）〜（f1），（f2），
（f3）は、本発明の実施例に係るビーム整形電極の形成
工程図である。

なお、同図（a1）〜（e1）はブランキングアレイアパ
ーチャの上面に係る形成工程図であり、同図（a2）〜
（e2）はそのX₁−Y₁矢視断面図に係る形成工程図であ
り、同図（a3）〜（e3）はそのX₂−Y₂矢視断面に係る形
成工程図を示している。

また、同図（f1）はビーム整形電極の上面図であり、
同図（f2）はそのX₃−Y₃矢視断面図，同図（f3）はその
X₄−Y₄矢視断面図をそれぞれ示している。

図において、まずSi基板32の電子ビームを通過させる
領域をＶカットしてＶ溝32を形成し、その後Si基板32上
にSiO₂膜等の絶縁物33を形成する（同図（a1），（a
2），（a3））。

次いで、ポリSi膜や金属膜等をパターニングして、ス
リット形成領域から外周附近に延在する電極群341a〜34
4a,341b〜344bを形成する。なお、電極群341a〜344a,34
1b〜344bは本発明の実施例では、スリットの長さ480
〔μｍ〕×幅10〔μｍ〕に対して、電極の幅＝９〔μ
ｍ〕，電極341a,342a間に１〔μｍ〕の隙間を置いてい
る（同図（b1），（b2），（b3））。

次いで、CVDSiO₂膜やSi₃N₄膜を電極群341a〜344a,341
b〜344b上に形成して、電極群341a〜344a,341b〜344bを
絶縁する。その後、電子ビーム12aを遮蔽（シールド）
する遮蔽膜36を形成する。なお、遮蔽膜36はＷやMo等の
高融点金属膜を用いる（同図（c1），（c2），（c
3））。

次に、外周附近の遮蔽膜36と、絶縁物35とを不図示の
レジストをマスクにして、RIE法の異方性エッチングに
より除去し、外周附近に延在した電極群341a〜344a,341
b〜344bとを露出するコンタクトホール371a〜374a,371b
〜374bを形成する（同図（d1），（d2），（d3））。

さらに、遮蔽膜36と、絶縁物35とをRIE等によりエッ
チングして、Ｖ溝32に延在するスリット38を開口する。
これによりブランキングアレイアパーチャ40を形成する
（同図（e1），（e2），（e3））。

その後、外部端子431a〜434a,431b〜434bを設けた絶
縁基板41にブランキングアレイアパーチャ40を載置し
て、ブランキングアレイアパーチャ40のコンタクトホー
ル371a〜374a,371b〜374bと、外部端子431a〜434a,431b
〜434bとを導線421a〜424a,421b〜424bを介して接続す
る（同図（f1），（f2），（f3））。

これ等の工程によりビーム整形電極13を形成する。

このようにして、電子ビーム12aをライン状に整形
し、かつビーム照射域を可変するビーム整形電極13を設
けている。

このため、電子銃12から発射された電子ビーム12aが
ビーム整形電極13を介して、ライン状に整形され、かつ
１ライン内において、該電子ビーム12aがビーム照射域
において、例えば電極群34a,34bに異なった電圧を印加
して得られるビームの遮蔽効果により可変整形され、被
露光対象23上に可変整形されたライン状の電子ビーム12
bを偏向制御系17やステージ駆動系18を介して走査する
ことができる。

第５図は、本発明の実施例に係る電子ビーム露光方法
のフローチャートである。

図において、まずP₁で被露光対象23の設計データ等の
露光データを処理して、１ライン毎のビーム整形データ
を作成する。なお１ラインとは、ブランキングアレイア
パーチャ38のスリットの幅を縮小した長さであり、本発
明の実施例では、スリットの幅が480〔μｍ〕であり、
それを1/100に縮小した4.8〔μｍ〕が１ラインとなる。

次にP₂でビーム整形データに基づいて、１ライン内に
ビーム照射域を決定する。なおビーム照射域とは、本発
明の実施例では、１ライン（4.8〔μｍ〕）を16等分
し、その１最小単位＝0.3〔μｍ〕とする電子ビーム12b
が被露光対象23に照射される領域（第６図（ｂ）参照）
をいう。また、ビーム照射域は、被露光対象上に到達す
る電子ビームや被露光対象上に到達しない電子ビームを
画定するものである。

次いで、P₃でビーム照射域に基づいて、ビーム整形電
極13の電極群34aにブランキング発生回路16aやブランキ
ング制御回路16bを介して、電圧を印加する。

次いで、P₄でビーム整形電極13のスリットに電子ビー
ム12aを通過させ、電子ビーム12aをビーム照射域に分割
し、かつライン状に可変整形する。

次にP₅で、ライン状に整形した電子ビーム12を被露光
対象23上に偏向制御系17,偏向器14及びステージ駆動制
御系18を介して走査し、被露光対象23のパターン露光処
理をする。

第６図（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例の電子ビー
ム露光方法に係る説明図であり、同図（ａ）はライン状
に整形された電子ビームの縮小方法を説明する図を示し
ている。

図において、12aは電子銃12から発射された電子ビー
ムであり、断面楕円形状に整形された電子ビームであっ
ても良い。なお、141a,141bは電子ビーム12aが電極群34
a,34bを介して、ライン状に整形された電子ビーム12bを
縮小する光学的縮小対物レンズ構成する縮小対物電磁レ
ンズである。また142はその一構成部品のアパーチャで
ある。

これにより、例えばスリット38（480〔μｍ〕×10
〔μｍ〕）の長さ方向を1/100に縮小し、幅方向を1/20
に縮小するライン状の電子ビーム12b（4.8〔μｍ〕×0.
1〔μｍ〕）を被露光対象23に照射することができる。

同図（ｂ）は電極群34a,34bに印加する電圧の関係
と、被露光対象23上に照射されるライン状の整形ビーム
との関係を示す図である。

図において、Ａは、スリット38の内面に形成された電
極群34a,34b（48個）の内、隣接する３個の電極対34a,3
4bに、一方に制御電圧印加手段16a,16bを介してそれぞ
れ＋V/2,＋V,＋V/2の電圧を印加し、他方を接地（GND）
した場合に形成される電位分布を示している。なお、他
の電極群34a,34bの印加電圧は０〔Ｖ〕とする。このよ
うな電圧条件でスリット38に電子ビーム12aを紙面から
垂直に通過させると、被露光対象上にライン状の電子ビ
ーム12bが得られ、そのビーム照射域Ｂは３個の電極対3
4a,34bに電圧を印加した部分の電子ビーム12aが電位分
布Ａにより他へ偏向されて、被露光対象上に到達されず
に、斜線に示すような未到達部分Ｃを除いた領域とな
る。

このため、１ライン（4.8〔μｍ〕）の内に、ビーム
照射以Ｂ＝4.2〔μｍ〕と、未到達部分Ｃ＝0.3〔μｍ〕
とを含有させることができる。

これにより、従来例のような１ショット毎に矩形整形
された電子ビームを被露光対象23上に照射する方法に比
べて、本発明の実施例のスリット（480〔μｍ〕×10
〔μｍ〕）内面の電極群34a,34b毎に電子ビーム12aを可
変整形して、電子ビーム12bを被露光対象23上に照射す
る方法によれば、１回の照射で4.8〔μｍ〕×0.1〔μ
ｍ〕のパターン露光ができるので、露光処理時間を数十
倍も早くすることが可能となる。

このようにして、ビーム整形電極13の電極群34aに印
加する電圧が、被露光対象23の露光データを処理した１
ライン毎にビーム整形データに基づいて印加されてい
る。

このため、相互に隣接する特定の電極に異なった電圧
を印加することにより例えば被露光対象23上に到達する
電子ビームや、被露光対象上に到達しない電子ビームを
画定するビーム照射域が１ライン内に分割され、すなわ
ち、特定の電極制御電圧が、電子ビームを遮蔽すること
により得られるビーム照射域をパターン露光の最小単位
とするように整形された電子ビーム12bを被露光対象上
に走査することができる。

これにより、高解像度の微細パターンの露光処理する
こと、及び露光処理時間が短縮され、電子ビーム露光装
置のスループットを向上させることが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、１回のライン状
に可変整形した電子ビームの照射により、被露光対象を
露光する領域と、未露光領域とを分割するパターン露光
を一度にすることができる。

このため、従来の露光方式に比べて、露光処理時間を
数十倍も早くすることができ、これにより電子ビーム露
光装置の稼働効率を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置の
原理構成図、第２図は、本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置の
構成図、第３図（a1）〜（a4）は、本発明の実施例に係るビーム
整形電極の構造図、第４図（a1），（a2），（a3）〜（f1），（f2），（f
3）は、本発明の実施例に係るビーム整形電極の形成工
程図第５図は、本発明の実施例に係る電子ビーム露光方法の
フローチャート、第６図（ａ），（ｂ）は、本発明の実施例の電子ビーム
露光方法に係る説明図、第７図は、従来例に係る電子ビーム露光装置を説明する
図、第８図は、従来例に係る電子ビーム露光方法を説明する
図である。（符号の説明） 2,11……鏡筒、 1,12……電子銃、 13……ビーム整形電極、 14……偏向器、 5c,15……試料台、 16……ラインビーム整形制御系、 6a,6b,17……偏向制御系（偏向制御部）、 18,18a……ステージ駆動制御系（ステージ駆動制御回
路）、 10,19……露光データ処理系、 20……統括制御系（シーケンスコントローラ）、 9,21……中央演算処理装置（CPU）、 22……露光データ供給系、 1a,12a……電子ビーム、 12b……ライン状に整形された電子ビーム、 4,23……被露光対象、 31……半導体基板、 32……Ｖ溝、 34a,34b,341a〜344a,341b〜344b……電極群、 33,35……絶縁物、 36……遮蔽膜、 37a,37b,371a〜374a,371b〜374b……コンタクトホール
（電極接続窓）、 38……スリット、 40……ブランキングアレイアパーチャ、 41……絶縁基板、 42a,42b,421a〜424a,421b〜424b……導線、 43a,43b,431a〜434a,431b〜434b……外部端子、 6c,14a……主偏向コイル、 6d,14b……副偏向電極、 16a……ブランキング発生回路群（制御電圧印加手
段）、 16b……ブランキング制御回路（制御電圧印加手段）、 17a……偏向制御回路、 17b……D/A変換器、 17c……偏向増幅器、 5b,18b……モーター、 8a,19a……インターフェイス、 8b,19b……データメモリ、 19c……ビットマップ発生回路、 10a,22a……磁気ディスク、 10b,22b……磁気テープ、 8c……ショット分解部、 8d……パターン発生部、８……露光データ制御系、 3a,3b……スリットアパーチャ、３……矩形整形電極系、 5a……ステージ制御部、５……ステージ駆動系、７……ビーム整形制御系、Ａ……電位分布、Ｂ……ビーム照射域、Ｃ……未到達部分、 S1……主偏向走査、 S2……副偏向走査、 S3……ショット部分。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０３

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電子ブーム（12a）を出射する電子銃（1
2），該電子ビーム（12a）を整形するビーム整形電極
（13），該電子ビーム（12a）を走査する偏向器（14）
及び試料台（15）を有する鏡筒（11）と、ラインビーム
整形制御系（16）と、偏向制御系（17）と、ステージ駆
動制御系（18）と、露光データ処理系（19）とを具備
し、前記試料台（15）に線状に照射される電子ビーム（12
b）の一部を遮蔽して、被露光対象（23）にパターン露
光をするラスタスキャン型の電子ビーム露光装置におい
て、前記ビーム整形電極（13）のブランキングアパーチャ
（40）は、電子ビーム（12a）を通過させる細長いスリット（38）
が設けられた半導体基板（31）と、該半導体基板の絶縁膜（33）上の導電膜をパターニング
することにより形成され、前記スリット（38）の長手方
向の内面でそれぞれ対向する電極群（34a,34b）と、前記電極群（34a,34b）上に形成され、該電極群（34a,3
4b）の各々を絶縁分離する絶縁物（35）と、前記絶縁物（35）を開口して形成され、前記電極群（34
a,34b）を外部に引き出すコンタクトホール（371b〜374
b）とを有することを特徴とする電子ビーム露光装置。
【請求項２】電子ビーム（12a）を出射する電子銃（1
2），該電子ビーム（12a）を整形するビーム整形電極
（13），該電子ビーム（12a）を走査する偏向器（14）
及び試料台（15）を有する鏡筒（11）と、ラインビーム
整形制御系（16）と、偏向制御系（17）と、ステージ駆
動制御系（18）と、露光データ処理系（19）とを具備
し、前記ビーム整形電極（13）が、電子ビーム（12a）を通
過させる細長いスリット（38）の長手方向の内面でそれ
ぞれ対向する多数の電極群（34a,34b）と、前記電極群（34a,34b）に接続され、所定の電圧（＋
Ｖ）を第１の対向する電極に印加し、該所定の電圧を第
２の対向する電極には印加せず、該所定の電圧とは異な
る電圧（＋1/2V）を該第１と第２の対向する電極の間に
位置する第３の対向する電極に印加する制限電圧印加手
段（16a,16b）とを有することを特徴とする電子ビーム
露光装置。
【請求項３】被露光対象の露光データを処理して、１ラ
イン毎にビーム整形データを作成し、前記ビーム整形データに基づいて、１ライン内にビーム
照射域を決定し、前記ビーム照射域に基づいて、ビーム整形電極の電極群
に電圧を印加し、前記ビーム整形電極に電子ビームを通過させ、被露光対象上に、ライン状に照射される電子ビームの一
部を遮蔽し、該被露光対象にパターン露光するラスタス
キャン型の電子ビーム露光方法において、前記ビーム整形電極の電極群の内、相互に隣接する所定
の電極に、異なった電圧を印加し、前記特定の電極の制御電圧が遮蔽することにより得られ
るビーム照射域をパターン露光の最小単位とすることを
特徴とする電子ビーム露光方法。
【請求項４】前記特定の電極に異なった電圧を印加する
方法が、該特定の電極の内で、両端に位置する電極に印
加する電圧を他の電極に印加する電圧よりも低くするこ
とを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム露光方法。