JP3110121B2 - 荷電粒子ビーム露光装置 - Google Patents
荷電粒子ビーム露光装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は荷電粒子ビーム露光装置
に関し、特に、電子ビームやイオンビーム等を使用して
ブロック露光を行う荷電粒子ビーム露光装置に関する。
ブロック露光を行う荷電粒子ビーム露光装置は、マスク
（ブロックマスク）に設けられた複数種の開口パターン
（ブロックパターン）から一種乃至複数種の開口パター
ンを逐一選択して被処理基板表面に投射する、いわゆる
ブロック露光法が適用される荷電粒子ビーム露光装置で
あり、近年、研究および開発が行われている。このよう
な荷電粒子ビーム露光装置において、露光待機期間中の
荷電粒子ビームによるマスクの偏在的な加熱および汚れ
等を解決することが要望されている。
に関し、特に、電子ビームやイオンビーム等を使用して
ブロック露光を行う荷電粒子ビーム露光装置に関する。
ブロック露光を行う荷電粒子ビーム露光装置は、マスク
（ブロックマスク）に設けられた複数種の開口パターン
（ブロックパターン）から一種乃至複数種の開口パター
ンを逐一選択して被処理基板表面に投射する、いわゆる
ブロック露光法が適用される荷電粒子ビーム露光装置で
あり、近年、研究および開発が行われている。このよう
な荷電粒子ビーム露光装置において、露光待機期間中の
荷電粒子ビームによるマスクの偏在的な加熱および汚れ
等を解決することが要望されている。
【０００２】
【従来の技術】現在、高密度集積回路の製造に必要な微
細パターンの形成方法として電子ビーム露光法の開発が
進められており、一部実用化されている。さらに、電子
ビームに比べて、レジスト膜中における散乱や基板によ
る反射が少ないことから、より微細なパターン形成を可
能にする方法として、イオンビーム露光法が検討されて
いる。
細パターンの形成方法として電子ビーム露光法の開発が
進められており、一部実用化されている。さらに、電子
ビームに比べて、レジスト膜中における散乱や基板によ
る反射が少ないことから、より微細なパターン形成を可
能にする方法として、イオンビーム露光法が検討されて
いる。
【０００３】従来から主流となっている電子ビーム露光
法は、例えば、断面形状が矩形の電子ビームを、半導体
ウエハ（被処理基板）上に走査して所望のパターンを描
画するものである。すなわち、矩形の電子ビームの１シ
ョットごとに露光されるパターンを繋いで、所望の形状
のパターンを描画する。そのため、描画しようとするパ
ターンが微細になるほど１ショットの面積を小さくする
必要があり、単位面積当たりのショット数が増加し、露
光工程のスループットが低下することになる。
法は、例えば、断面形状が矩形の電子ビームを、半導体
ウエハ（被処理基板）上に走査して所望のパターンを描
画するものである。すなわち、矩形の電子ビームの１シ
ョットごとに露光されるパターンを繋いで、所望の形状
のパターンを描画する。そのため、描画しようとするパ
ターンが微細になるほど１ショットの面積を小さくする
必要があり、単位面積当たりのショット数が増加し、露
光工程のスループットが低下することになる。
【０００４】そこで、従来、このような問題を解決する
方法として、ブロック露光法が提案されている。（例え
ばH.C. Pfeiffer et al., IEEETrans. on Electron Dev
ices, Vol.ED-26 (1979) 663参照） すなわち、超微細パターンを必要とする半導体集積回路
は、例えば、６４Ｍビット或いは２５６ＭビットＤＲＡ
Ｍのように、露光領域のほとんどにおいて、一種または
複数種の基本パターンの繰り返し配列されたパターンか
ら成るような場合が多い。これらの基本パターンは、形
状は複雑であるが、可変矩形ビームの断面積に入る程度
に微細であり、従って、このような基本パターンを１シ
ョットで描画することができれば、露光工程のスループ
ットを向上することが可能となる。そこで、上記のよう
な繰り返し配列される基本パターンを、マスク上に開口
パターンとして必要な種類だけ形成しておき、その一つ
ないし複数を選択しながら、電子ビームの１ショットで
半導体ウエハ上に逐一転写する方法がブロック露光法で
ある。
方法として、ブロック露光法が提案されている。（例え
ばH.C. Pfeiffer et al., IEEETrans. on Electron Dev
ices, Vol.ED-26 (1979) 663参照） すなわち、超微細パターンを必要とする半導体集積回路
は、例えば、６４Ｍビット或いは２５６ＭビットＤＲＡ
Ｍのように、露光領域のほとんどにおいて、一種または
複数種の基本パターンの繰り返し配列されたパターンか
ら成るような場合が多い。これらの基本パターンは、形
状は複雑であるが、可変矩形ビームの断面積に入る程度
に微細であり、従って、このような基本パターンを１シ
ョットで描画することができれば、露光工程のスループ
ットを向上することが可能となる。そこで、上記のよう
な繰り返し配列される基本パターンを、マスク上に開口
パターンとして必要な種類だけ形成しておき、その一つ
ないし複数を選択しながら、電子ビームの１ショットで
半導体ウエハ上に逐一転写する方法がブロック露光法で
ある。
【０００５】図８は従来の荷電粒子ビーム露光装置の一
例を示す図であり、上述したブロック露光法を実施する
ための装置の一例を示すものである。図８に示されるよ
うに、電子銃３から放射された電子ビームは第１のレン
ズ（コリメートレンズ）４で平行ビームにされて矩形ア
パーチャ６に投射され、これにより所定の形状および寸
法の矩形ビームに整形される。
例を示す図であり、上述したブロック露光法を実施する
ための装置の一例を示すものである。図８に示されるよ
うに、電子銃３から放射された電子ビームは第１のレン
ズ（コリメートレンズ）４で平行ビームにされて矩形ア
パーチャ６に投射され、これにより所定の形状および寸
法の矩形ビームに整形される。
【０００６】さらに、整形された電子ビームは、電子光
学鏡筒内における電子ビームの結像関係を成立させるた
めのレンズ１１を通過した後、パターン選択用のデフレ
クタ（第１の偏向手段）５５ａおよび５５ｂにより偏向
され、マスク（ブロックマスク）５７に形成されている
所望の基本パターン（ブロックパターン）上に照射され
る。図８において、第２のコリメートレンズ５６ａは、
マスク５７に入射する電子ビームを平行ビームにするた
めに設けられたものである。
学鏡筒内における電子ビームの結像関係を成立させるた
めのレンズ１１を通過した後、パターン選択用のデフレ
クタ（第１の偏向手段）５５ａおよび５５ｂにより偏向
され、マスク（ブロックマスク）５７に形成されている
所望の基本パターン（ブロックパターン）上に照射され
る。図８において、第２のコリメートレンズ５６ａは、
マスク５７に入射する電子ビームを平行ビームにするた
めに設けられたものである。
【０００７】図９は荷電粒子ビーム露光装置に使用され
るマスクの一例を示す図であり、同図(a) は平面図を示
し、同図(b) は同図(a) 中のＸ−Ｘ線に沿って切断した
端面図を示している。図９(a) に示されるように、マス
ク５７には、例えば、４種類の基本パターンＡ１，Ａ
２，Ａ３，Ａ４が形成されている。ここで、図９(a) 中
において、点線で囲った領域は、電子ビームの１ショッ
トで照射される領域を示す。このようなマスク５７は、
図９(b) に示されるように、例えば、シリコンや金属等
から成る基板１の中央部をエッチングにより１０μｍ程
度に薄くしておき、この部分に前記基本パターンＡ１，
Ａ２，Ａ３，Ａ４を開口パターンとして形成する。この
ためのリソグラフ技術としては、通常の電子ビーム露光
法および反応性イオンエッチング等の技術を用いること
ができる。ここで、上記のような基本パターンから成る
組が、同一マスク５７上に複数組形成される場合もあ
る。また、これらの組の選択は、マスク５７を載置する
Ｘ−Ｙステージの移動によって行なわれる。
るマスクの一例を示す図であり、同図(a) は平面図を示
し、同図(b) は同図(a) 中のＸ−Ｘ線に沿って切断した
端面図を示している。図９(a) に示されるように、マス
ク５７には、例えば、４種類の基本パターンＡ１，Ａ
２，Ａ３，Ａ４が形成されている。ここで、図９(a) 中
において、点線で囲った領域は、電子ビームの１ショッ
トで照射される領域を示す。このようなマスク５７は、
図９(b) に示されるように、例えば、シリコンや金属等
から成る基板１の中央部をエッチングにより１０μｍ程
度に薄くしておき、この部分に前記基本パターンＡ１，
Ａ２，Ａ３，Ａ４を開口パターンとして形成する。この
ためのリソグラフ技術としては、通常の電子ビーム露光
法および反応性イオンエッチング等の技術を用いること
ができる。ここで、上記のような基本パターンから成る
組が、同一マスク５７上に複数組形成される場合もあ
る。また、これらの組の選択は、マスク５７を載置する
Ｘ−Ｙステージの移動によって行なわれる。
【０００８】再び、図８を参照して、マスク５７上の基
本パターンのうちの選択された一つの基本パターンを通
過することにより、その断面が、前記選択された基本パ
ターンの形状に整形された電子ビームの像は、レンズ
（収束レンズ）５６ｂの収束作用およびデフレクタ５５
ｃおよび５５ｄ（第２の偏向手段）の偏向作用により、
光軸上に戻される。さらに、縮小レンズ１４により、そ
の断面が所定倍率に縮小されたのち、レンズ２４ａと２
４ｂとから成る投影レンズにより、半導体ウエハ等の被
処理基板１００表面に結像される。
本パターンのうちの選択された一つの基本パターンを通
過することにより、その断面が、前記選択された基本パ
ターンの形状に整形された電子ビームの像は、レンズ
（収束レンズ）５６ｂの収束作用およびデフレクタ５５
ｃおよび５５ｄ（第２の偏向手段）の偏向作用により、
光軸上に戻される。さらに、縮小レンズ１４により、そ
の断面が所定倍率に縮小されたのち、レンズ２４ａと２
４ｂとから成る投影レンズにより、半導体ウエハ等の被
処理基板１００表面に結像される。
【０００９】ここで、被処理基板１００表面に結像され
る電子ビーム像は、偏向器２１および２３の作用によ
り、被処理基板１００表面上の異なる所定位置に繰り返
して投影される。以上において、デフレクタ５５ａおよ
び５５ｂにより、マスク５７上の異なる基本パターンを
逐一選択し、これを被処理基板１００面上の異なる所定
位置に順次投影することも可能である。
る電子ビーム像は、偏向器２１および２３の作用によ
り、被処理基板１００表面上の異なる所定位置に繰り返
して投影される。以上において、デフレクタ５５ａおよ
び５５ｂにより、マスク５７上の異なる基本パターンを
逐一選択し、これを被処理基板１００面上の異なる所定
位置に順次投影することも可能である。
【００１０】なお、図８において、参照符号３３はブラ
ンキング電極であり、後述するように、収束レンズ５６
ｂを通過した電子ビーム像が、前記各偏向機構の動作の
過渡期間中、或いは、ある定められた露光待ち期間中
に、被処理基板１００面に投影されないように偏向する
ために設けられている。また、参照符号３４は、絞りア
パーチャであって、被処理基板１００面における電子ビ
ーム像の解像度と電流密度とが最適化されるように縮小
レンズ１４を出た電子ビームの光束を調節するために設
けられている。さらに、前記電子光学鏡筒には、一般に
知られているゲートバルブを介したロードロック機構
（いずれも図示省略）が接続されており、このロードロ
ック機構を通じてマスク５７の交換が可能とされてい
る。
ンキング電極であり、後述するように、収束レンズ５６
ｂを通過した電子ビーム像が、前記各偏向機構の動作の
過渡期間中、或いは、ある定められた露光待ち期間中
に、被処理基板１００面に投影されないように偏向する
ために設けられている。また、参照符号３４は、絞りア
パーチャであって、被処理基板１００面における電子ビ
ーム像の解像度と電流密度とが最適化されるように縮小
レンズ１４を出た電子ビームの光束を調節するために設
けられている。さらに、前記電子光学鏡筒には、一般に
知られているゲートバルブを介したロードロック機構
（いずれも図示省略）が接続されており、このロードロ
ック機構を通じてマスク５７の交換が可能とされてい
る。
【００１１】ここで、デフレクタ５５ａ，５５ｂ，５５
ｃ，５５ｄ、偏向器２１，２３およびブランキング電極
３３には、それぞれに対応するＤＡコンバータ（ＤＡ
Ｃ）または増幅器（ＡＭＰ）から成るインターフェース
回路が接続されており、電子光学制御部２００からの指
示に従って所定の偏向電圧または偏向電流が印加される
ようになっている。
ｃ，５５ｄ、偏向器２１，２３およびブランキング電極
３３には、それぞれに対応するＤＡコンバータ（ＤＡ
Ｃ）または増幅器（ＡＭＰ）から成るインターフェース
回路が接続されており、電子光学制御部２００からの指
示に従って所定の偏向電圧または偏向電流が印加される
ようになっている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述したブロック露光
法において、露光装置に対する露光データの入力を待っ
ている期間や、この入力データを転送している期間、或
いは、被処理基板を交換する期間等においては、これら
が終了した後ただちに露光が開始できるように、あらか
じめ設定可能な条件に露光装置を調整しておくようにな
っている。
法において、露光装置に対する露光データの入力を待っ
ている期間や、この入力データを転送している期間、或
いは、被処理基板を交換する期間等においては、これら
が終了した後ただちに露光が開始できるように、あらか
じめ設定可能な条件に露光装置を調整しておくようにな
っている。
【００１３】例えば、マスク５７上の選択すべき一つの
基本パターンが決まっている場合には、矩形アパーチャ
６で電子ビームを整形し、これをマスク５７に照射した
状態にして待機しておく場合がある。ただし、マスク５
７を通過した電子ビームは、投影レンズ２４に入射しな
いように、ブランキング電極３３により偏向され、ビー
ムが絞りアパーチャ３４を通過しない状態にされる。以
上のような理由により生ずる露光待機期間は、例えば、
数１０秒、或いは、数１０分程度と長く、この露光待機
期間の間中、継続して電子ビームがマスク５７の一部を
照射することになる。
基本パターンが決まっている場合には、矩形アパーチャ
６で電子ビームを整形し、これをマスク５７に照射した
状態にして待機しておく場合がある。ただし、マスク５
７を通過した電子ビームは、投影レンズ２４に入射しな
いように、ブランキング電極３３により偏向され、ビー
ムが絞りアパーチャ３４を通過しない状態にされる。以
上のような理由により生ずる露光待機期間は、例えば、
数１０秒、或いは、数１０分程度と長く、この露光待機
期間の間中、継続して電子ビームがマスク５７の一部を
照射することになる。
【００１４】図１０は従来の荷電粒子ビーム露光装置に
おける課題を説明するための図であり、同図(a) はマス
ク５７の『撓み』および『溶け』を示し、同図(b) はマ
スク５７の『汚れ』を示している。図１０(a)に示され
るように、例えば、数１０秒以上に渡る露光待機期間、
電子ビームがマスク５７の一部（例えば、パターン形成
部：薄膜部分）を継続して照射すると、マスク５７の一
部（特に、薄く形成されているパターン形成部）は、長
時間の電子ビーム照射に起因する温度上昇により、撓ん
だり（同図中、参照符号１１で示す）、或いは、溶けた
り（同図中、参照符号１２で示す）して、パターン形状
が変形することにもなる。その結果、描画（露光）の精
度が低下することになっていた。
おける課題を説明するための図であり、同図(a) はマス
ク５７の『撓み』および『溶け』を示し、同図(b) はマ
スク５７の『汚れ』を示している。図１０(a)に示され
るように、例えば、数１０秒以上に渡る露光待機期間、
電子ビームがマスク５７の一部（例えば、パターン形成
部：薄膜部分）を継続して照射すると、マスク５７の一
部（特に、薄く形成されているパターン形成部）は、長
時間の電子ビーム照射に起因する温度上昇により、撓ん
だり（同図中、参照符号１１で示す）、或いは、溶けた
り（同図中、参照符号１２で示す）して、パターン形状
が変形することにもなる。その結果、描画（露光）の精
度が低下することになっていた。
【００１５】さらに、図１０(b) に示されるように、露
光待機期間における電子ビームの継続的な照射は、マス
ク５７上に汚れを生じさせることにもなる。すなわち、
ブロックパターンＡ５が形成された領域（１３）に電子
ビームを照射する場合、および、ブロックパターンが形
成されていない領域（１４）に電子ビームを照射する場
合の両方において、例えば、残留ガス中の有機ガスの重
合物等の堆積により汚れ（汚染）１３，１４が生じるこ
とになる。ここで、マスク５７上に生じる汚れ１３，１
４を構成する汚染物質は、一般的に、絶縁性のものであ
り、電子ビーム照射により帯電するため、開口パターン
を通過する電子ビームを偏向して像を歪ませる等の好ま
しくない影響が生じることになる。
光待機期間における電子ビームの継続的な照射は、マス
ク５７上に汚れを生じさせることにもなる。すなわち、
ブロックパターンＡ５が形成された領域（１３）に電子
ビームを照射する場合、および、ブロックパターンが形
成されていない領域（１４）に電子ビームを照射する場
合の両方において、例えば、残留ガス中の有機ガスの重
合物等の堆積により汚れ（汚染）１３，１４が生じるこ
とになる。ここで、マスク５７上に生じる汚れ１３，１
４を構成する汚染物質は、一般的に、絶縁性のものであ
り、電子ビーム照射により帯電するため、開口パターン
を通過する電子ビームを偏向して像を歪ませる等の好ま
しくない影響が生じることになる。
【００１６】これらを避けるために、電子ビームが基本
パターンに照射されないように、マスク５７を大幅に移
動させたり、或いは、マスク５７より上流側で電子ビー
ムを偏向させたりすることが考えられるが、これらの方
法には次のような問題がある。すなわち、前者では、露
光再開時に改めてマスク５７の位置とビーム位置の調整
が必要となり、そのために要する時間の損失が大きいと
いう問題がある。一方、後者では、マスク５７の熱的状
態が、露光待機時と露光時の定常状態とで大幅に異なる
ために、露光の定常状態に達するまでの過渡期にパター
ン歪が生じるか、または、安定するまでに要する時間の
損失が無視できない等の問題がある。
パターンに照射されないように、マスク５７を大幅に移
動させたり、或いは、マスク５７より上流側で電子ビー
ムを偏向させたりすることが考えられるが、これらの方
法には次のような問題がある。すなわち、前者では、露
光再開時に改めてマスク５７の位置とビーム位置の調整
が必要となり、そのために要する時間の損失が大きいと
いう問題がある。一方、後者では、マスク５７の熱的状
態が、露光待機時と露光時の定常状態とで大幅に異なる
ために、露光の定常状態に達するまでの過渡期にパター
ン歪が生じるか、または、安定するまでに要する時間の
損失が無視できない等の問題がある。
【００１７】本発明は、上述した従来の荷電粒子ビーム
露光装置が有する課題に鑑み、露光待機期間中における
ブロックマスクの局所的な温度上昇および汚れをなく
し、露光の精度を向上させることを目的とする。
露光装置が有する課題に鑑み、露光待機期間中における
ブロックマスクの局所的な温度上昇および汚れをなく
し、露光の精度を向上させることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、マスク
５７に設けられた複数種の開口パターンから一種乃至複
数種の開口パターンを逐一選択し、該選択された開口パ
ターンにより断面形状が整形された荷電粒子ビームを被
処理基板１００表面における所定位置に投射する荷電粒
子光学鏡筒を有する荷電粒子ビーム露光装置であって、
前記荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生源３
と、該荷電粒子ビーム発生源３と前記マスク５７との間
に設けられ、前記荷電粒子ビーム発生源３から発生され
た荷電粒子ビームを制御して該マスク５７上に照射する
第１のビーム制御手段４，６，１１，５５ａ，５５ｂ，
５６ａと、前記マスク５７と前記被処理基板１００との
間に設けられ、前記マスク５７により断面形状が整形さ
れた荷電粒子ビームを制御して該被処理基板１００上に
照射する第２のビーム制御手段５６ｂ，５５ｃ，３３，
５５ｄ，１４，３４，２４ａ，２４ｂ，２１，３４と、
前記荷電粒子ビーム発生源３と前記マスク５７との間に
設けられ、露光待機期間中において、前記荷電粒子ビー
ムを制御して該マスク５７上に該荷電粒子ビームを均一
に照射する第３のビーム制御手段１０；５５ａ，５５ｂ
とを具備することを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置
が提供される。
５７に設けられた複数種の開口パターンから一種乃至複
数種の開口パターンを逐一選択し、該選択された開口パ
ターンにより断面形状が整形された荷電粒子ビームを被
処理基板１００表面における所定位置に投射する荷電粒
子光学鏡筒を有する荷電粒子ビーム露光装置であって、
前記荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生源３
と、該荷電粒子ビーム発生源３と前記マスク５７との間
に設けられ、前記荷電粒子ビーム発生源３から発生され
た荷電粒子ビームを制御して該マスク５７上に照射する
第１のビーム制御手段４，６，１１，５５ａ，５５ｂ，
５６ａと、前記マスク５７と前記被処理基板１００との
間に設けられ、前記マスク５７により断面形状が整形さ
れた荷電粒子ビームを制御して該被処理基板１００上に
照射する第２のビーム制御手段５６ｂ，５５ｃ，３３，
５５ｄ，１４，３４，２４ａ，２４ｂ，２１，３４と、
前記荷電粒子ビーム発生源３と前記マスク５７との間に
設けられ、露光待機期間中において、前記荷電粒子ビー
ムを制御して該マスク５７上に該荷電粒子ビームを均一
に照射する第３のビーム制御手段１０；５５ａ，５５ｂ
とを具備することを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置
が提供される。
【００１９】
【作用】本発明の荷電粒子ビーム露光装置によれば、荷
電粒子ビーム発生源３とマスク５７との間に設けられた
第１のビーム制御手段４，６，１１，５５ａ，５５ｂ，
５６ａにより、荷電粒子ビーム発生源３から発生された
荷電粒子ビームを制御してマスク５７上に照射し、ま
た、マスク５７と被処理基板１００との間に設けられた
第２のビーム制御手段５６ｂ，５５ｃ，３３，５５ｄ，
１４，３４，２４ａ，２４ｂ，２１，３４により、マス
ク５７により断面形状が整形された荷電粒子ビームを制
御して被処理基板１００上に照射するようになってい
る。そらに、荷電粒子ビーム発生源３とマスク５７との
間に設けられた第３のビーム制御手段１０；５５ａ，５
５ｂにより、露光待機期間中において、荷電粒子ビーム
を制御し該マスク５７上に該荷電粒子ビームを均一に照
射するようになっている。
電粒子ビーム発生源３とマスク５７との間に設けられた
第１のビーム制御手段４，６，１１，５５ａ，５５ｂ，
５６ａにより、荷電粒子ビーム発生源３から発生された
荷電粒子ビームを制御してマスク５７上に照射し、ま
た、マスク５７と被処理基板１００との間に設けられた
第２のビーム制御手段５６ｂ，５５ｃ，３３，５５ｄ，
１４，３４，２４ａ，２４ｂ，２１，３４により、マス
ク５７により断面形状が整形された荷電粒子ビームを制
御して被処理基板１００上に照射するようになってい
る。そらに、荷電粒子ビーム発生源３とマスク５７との
間に設けられた第３のビーム制御手段１０；５５ａ，５
５ｂにより、露光待機期間中において、荷電粒子ビーム
を制御し該マスク５７上に該荷電粒子ビームを均一に照
射するようになっている。
【００２０】これにより、ブロック露光法において、露
光装置に対する露光データの入力待ち期間、入力データ
転送期間、或いは、被処理基板の交換期間等の露光待機
期間において、マスクに照射する電子ビームをマスク５
７全体に対して均一に照射することができる。すなわ
ち、第３のビーム制御手段として、補助レンズ１０およ
び制御電源３００を設け、該制御電源３００により補助
レンズ１０を、露光時には作動させず、且つ、露光待機
期間中には荷電粒子ビームを拡げるマスク５７全体の領
域を照射するように作動させる。或いは、第３のビーム
制御手段として、偏向手段５５ａ，５５ｂを設け、該偏
向手段５５ａ，５５ｂにより露光待機期間中において、
荷電粒子ビームがマスク５７全体の領域を走査するよう
に構成する。
光装置に対する露光データの入力待ち期間、入力データ
転送期間、或いは、被処理基板の交換期間等の露光待機
期間において、マスクに照射する電子ビームをマスク５
７全体に対して均一に照射することができる。すなわ
ち、第３のビーム制御手段として、補助レンズ１０およ
び制御電源３００を設け、該制御電源３００により補助
レンズ１０を、露光時には作動させず、且つ、露光待機
期間中には荷電粒子ビームを拡げるマスク５７全体の領
域を照射するように作動させる。或いは、第３のビーム
制御手段として、偏向手段５５ａ，５５ｂを設け、該偏
向手段５５ａ，５５ｂにより露光待機期間中において、
荷電粒子ビームがマスク５７全体の領域を走査するよう
に構成する。
【００２１】このように、本発明の荷電粒子ビーム露光
装置によれば、露光待機期間中におけるマスクの局所的
な温度上昇を防止し、マスクの汚染や開口パターンの熱
的歪に起因する露光パターン精度の低下を防止すること
がきる。さらに、マスクの熱的安定化のための時間損失
を生じることなく、高精度パターンを高スループットで
露光可能となる。
装置によれば、露光待機期間中におけるマスクの局所的
な温度上昇を防止し、マスクの汚染や開口パターンの熱
的歪に起因する露光パターン精度の低下を防止すること
がきる。さらに、マスクの熱的安定化のための時間損失
を生じることなく、高精度パターンを高スループットで
露光可能となる。
【００２２】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明に係る荷電粒
子ビーム露光装置の実施例を説明する。図１および図２
は本発明に係る荷電粒子ビーム露光装置の一実施例を示
し、図１は補助レンズが非作動の場合、図２は補助レン
ズが作動している場合を示す。すなわち、図１は補助レ
ンズ１０が励磁されていない（作動していない）状態を
示し、図２は補助レンズ１０が励磁されている（作動し
ている）状態を示している。
子ビーム露光装置の実施例を説明する。図１および図２
は本発明に係る荷電粒子ビーム露光装置の一実施例を示
し、図１は補助レンズが非作動の場合、図２は補助レン
ズが作動している場合を示す。すなわち、図１は補助レ
ンズ１０が励磁されていない（作動していない）状態を
示し、図２は補助レンズ１０が励磁されている（作動し
ている）状態を示している。
【００２３】図１および図２に示す実施例は、図８に示
す従来の荷電粒子ビーム露光装置において、矩形アパー
チャ６とレンズ１１との間に、補助レンズ１０が設けら
れている。すなわち、図１および図２に示されるよう
に、まず、電子銃３から放射された電子ビームは第１の
レンズ（コリメートレンズ）４で平行ビームにされて矩
形アパーチャ６に投射され、これにより所定の形状およ
び寸法の矩形ビームに整形される。
す従来の荷電粒子ビーム露光装置において、矩形アパー
チャ６とレンズ１１との間に、補助レンズ１０が設けら
れている。すなわち、図１および図２に示されるよう
に、まず、電子銃３から放射された電子ビームは第１の
レンズ（コリメートレンズ）４で平行ビームにされて矩
形アパーチャ６に投射され、これにより所定の形状およ
び寸法の矩形ビームに整形される。
【００２４】さらに、整形された電子ビームは、補助レ
ンズ１０を通った後、電子光学鏡筒内における電子ビー
ムの結像関係を成立させるためのレンズ１１を通過す
る。そして、レンズ１１を通過した電子ビームは、パタ
ーン選択用のデフレクタ（第１の偏向手段）５５ａおよ
び５５ｂにより偏向され、マスク（ブロックマスク）５
７に形成されている所望の基本パターン（ブロックパタ
ーン）上に照射される。ここで、第２のコリメートレン
ズ５６ａは、マスク５７に入射する電子ビームを平行ビ
ームにするために設けられたものである。また、補助レ
ンズ１０の動作に関しては、後に詳述する。
ンズ１０を通った後、電子光学鏡筒内における電子ビー
ムの結像関係を成立させるためのレンズ１１を通過す
る。そして、レンズ１１を通過した電子ビームは、パタ
ーン選択用のデフレクタ（第１の偏向手段）５５ａおよ
び５５ｂにより偏向され、マスク（ブロックマスク）５
７に形成されている所望の基本パターン（ブロックパタ
ーン）上に照射される。ここで、第２のコリメートレン
ズ５６ａは、マスク５７に入射する電子ビームを平行ビ
ームにするために設けられたものである。また、補助レ
ンズ１０の動作に関しては、後に詳述する。
【００２５】マスク５７は、図９(a) および(b) を参照
して、従来の荷電粒子ビーム露光装置において説明した
のと同様の構成であり、例えば、４種類の基本パターン
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４が形成されている。ここで、図
９(a) 中において、点線で囲った領域は、電子ビームの
１ショットで照射される領域を示し、そして、マスク５
７は、図９(b) に示されるように、例えば、シリコンや
金属等から成る基板１の中央部をエッチングにより１０
μｍ程度に薄くしておき、この部分に前記基本パターン
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を開口パターンとして形成す
る。さらに、上記のような基本パターンから成る組を同
一マスク５７上に複数組形成することもでき、これらの
組の選択は、マスク５７を載置するＸ−Ｙステージの移
動によって行なうことになる。
して、従来の荷電粒子ビーム露光装置において説明した
のと同様の構成であり、例えば、４種類の基本パターン
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４が形成されている。ここで、図
９(a) 中において、点線で囲った領域は、電子ビームの
１ショットで照射される領域を示し、そして、マスク５
７は、図９(b) に示されるように、例えば、シリコンや
金属等から成る基板１の中央部をエッチングにより１０
μｍ程度に薄くしておき、この部分に前記基本パターン
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を開口パターンとして形成す
る。さらに、上記のような基本パターンから成る組を同
一マスク５７上に複数組形成することもでき、これらの
組の選択は、マスク５７を載置するＸ−Ｙステージの移
動によって行なうことになる。
【００２６】図１に示されるように、通常の露光時に
は、マスク５７上の基本パターンのうちの選択された一
つの基本パターンを通過することにより、その断面が、
前記選択された基本パターンの形状に整形された電子ビ
ームの像は、レンズ（収束レンズ）５６ｂの収束作用お
よびデフレクタ５５ｃおよび５５ｄ（第２の偏向手段）
の偏向作用により、光軸上に戻される。さらに、縮小レ
ンズ１４により、その断面が所定倍率に縮小されたの
ち、レンズ２４ａと２４ｂとから成る投影レンズによ
り、半導体ウエハ等の被処理基板１００表面に結像され
る。
は、マスク５７上の基本パターンのうちの選択された一
つの基本パターンを通過することにより、その断面が、
前記選択された基本パターンの形状に整形された電子ビ
ームの像は、レンズ（収束レンズ）５６ｂの収束作用お
よびデフレクタ５５ｃおよび５５ｄ（第２の偏向手段）
の偏向作用により、光軸上に戻される。さらに、縮小レ
ンズ１４により、その断面が所定倍率に縮小されたの
ち、レンズ２４ａと２４ｂとから成る投影レンズによ
り、半導体ウエハ等の被処理基板１００表面に結像され
る。
【００２７】ここで、被処理基板１００表面に結像され
る電子ビーム像は、偏向器２１および２３の作用によ
り、被処理基板１００表面上の異なる所定位置に繰り返
して投影される。以上において、デフレクタ５５ａおよ
び５５ｂにより、マスク５７上の異なる基本パターンを
逐一選択し、これを被処理基板１００面上の異なる所定
位置に順次投影することも可能である。
る電子ビーム像は、偏向器２１および２３の作用によ
り、被処理基板１００表面上の異なる所定位置に繰り返
して投影される。以上において、デフレクタ５５ａおよ
び５５ｂにより、マスク５７上の異なる基本パターンを
逐一選択し、これを被処理基板１００面上の異なる所定
位置に順次投影することも可能である。
【００２８】なお、図１および図２において、参照符号
３３はブランキング電極であり、収束レンズ５６ｂを通
過した電子ビーム像が、前記各偏向機構の動作の過渡期
間中、或いは、ある定められた露光待ち期間中に、被処
理基板１００面に投影されないように偏向するために設
けられている。また、参照符号３４は、絞りアパーチャ
であって、被処理基板１００面における電子ビーム像の
解像度と電流密度とが最適化されるように縮小レンズ１
４を出た電子ビームの光束を調節するために設けられて
いる。さらに、前記電子光学鏡筒には、一般に知られて
いるゲートバルブを介したロードロック機構（いずれも
図示省略）が接続されており、このロードロック機構を
通じてマスク５７の交換が可能とされている。
３３はブランキング電極であり、収束レンズ５６ｂを通
過した電子ビーム像が、前記各偏向機構の動作の過渡期
間中、或いは、ある定められた露光待ち期間中に、被処
理基板１００面に投影されないように偏向するために設
けられている。また、参照符号３４は、絞りアパーチャ
であって、被処理基板１００面における電子ビーム像の
解像度と電流密度とが最適化されるように縮小レンズ１
４を出た電子ビームの光束を調節するために設けられて
いる。さらに、前記電子光学鏡筒には、一般に知られて
いるゲートバルブを介したロードロック機構（いずれも
図示省略）が接続されており、このロードロック機構を
通じてマスク５７の交換が可能とされている。
【００２９】ここで、デフレクタ５５ａ，５５ｂ，５５
ｃ，５５ｄ、偏向器２１，２３およびブランキング電極
３３には、それぞれに対応するＤＡコンバータ（ＤＡ
Ｃ）または増幅器（ＡＭＰ）から成るインターフェース
回路が接続されており、電子光学制御部（２００）から
の指示に従って所定の偏向電圧または偏向電流が印加さ
れるようになっている。
ｃ，５５ｄ、偏向器２１，２３およびブランキング電極
３３には、それぞれに対応するＤＡコンバータ（ＤＡ
Ｃ）または増幅器（ＡＭＰ）から成るインターフェース
回路が接続されており、電子光学制御部（２００）から
の指示に従って所定の偏向電圧または偏向電流が印加さ
れるようになっている。
【００３０】このように、図１に示す補助レンズが非作
動の場合は、図８を参照して説明した、従来の荷電粒子
ビーム露光装置と同様である。これに対して、図２に示
す補助レンズが作動の場合、すなわち、前記のような露
光装置に対する露光データの入力待ち期間、入力データ
転送期間、被処理基板の交換期間等の待機期間において
は、補助レンズ１０に対して制御電源３００から励磁電
流が供給され、補助レンズ１０が作動状態となる。この
補助レンズ１０の作用により、レンズ１１に入射する電
子ビームは平行ビームではない。従って、電子ビームは
前記電子光学鏡筒１内における所定位置に結像せず、マ
スク５７上の広い範囲、例えば、複数のブロックパター
ンが形成されている領域全体に照射されることになる。
その結果、マスク５７は、露光時よりも低密度の電子ビ
ームにより、かつ、選択されたブロックパターンを含む
広い領域が均一に照射されるため局所的な温度上昇が小
さくなり、従来のような汚染や開口パターンの熱的歪が
生じないことになる。
動の場合は、図８を参照して説明した、従来の荷電粒子
ビーム露光装置と同様である。これに対して、図２に示
す補助レンズが作動の場合、すなわち、前記のような露
光装置に対する露光データの入力待ち期間、入力データ
転送期間、被処理基板の交換期間等の待機期間において
は、補助レンズ１０に対して制御電源３００から励磁電
流が供給され、補助レンズ１０が作動状態となる。この
補助レンズ１０の作用により、レンズ１１に入射する電
子ビームは平行ビームではない。従って、電子ビームは
前記電子光学鏡筒１内における所定位置に結像せず、マ
スク５７上の広い範囲、例えば、複数のブロックパター
ンが形成されている領域全体に照射されることになる。
その結果、マスク５７は、露光時よりも低密度の電子ビ
ームにより、かつ、選択されたブロックパターンを含む
広い領域が均一に照射されるため局所的な温度上昇が小
さくなり、従来のような汚染や開口パターンの熱的歪が
生じないことになる。
【００３１】ここで、補助レンズ１０が作動している期
間においても、その他のレンズ４，１１，５６ａ，５６
ｂ，１４，２４ａ，２４ｂおよびデフレクタ５５ａ，５
５ｂ，５５ｃ，５５ｄ等は、露光時の条件に設定されて
いる。従って、前記待ち期間が終了し、補助レンズ１０
が非作動になれば、ただちにブランキング電極３３によ
る偏向の解除とともに露光開始可能となる。ただし、後
述するように、補助レンズ１０を非作動にするための消
磁には有限の時間が必要である。
間においても、その他のレンズ４，１１，５６ａ，５６
ｂ，１４，２４ａ，２４ｂおよびデフレクタ５５ａ，５
５ｂ，５５ｃ，５５ｄ等は、露光時の条件に設定されて
いる。従って、前記待ち期間が終了し、補助レンズ１０
が非作動になれば、ただちにブランキング電極３３によ
る偏向の解除とともに露光開始可能となる。ただし、後
述するように、補助レンズ１０を非作動にするための消
磁には有限の時間が必要である。
【００３２】図３は、上記補助レンズ１０を非作動にす
る消磁方法の一例である。すなわち、補助レンズ１０の
ような電磁レンズは、露光時の励磁電流（Ｉ0 ）を切っ
ても残留磁化が生じている。このために、本発明の露光
装置には、補助レンズ１０に対し、前記非作動に切り換
わると同時に、時間とともに振幅が減衰する交流電流を
供給する制御電源３００が設けられている。これによ
り、露光時における補助レンズ１０の残留磁化をなくし
て、従来の露光装置と全く同様のブロック露光が実施で
きる。この方法による消磁に要する時間は、通常、数ms
ec程度である。なお、上記残留磁化は必ずしも０にする
必要はなく、例えばレンズ１１による補正が可能な範囲
の結像点のずれを生じる残留磁化程度は許容できる。ま
た、上記制御電源による補助レンズ１０の励磁および非
励磁の切り換え制御は、従来と同様に電子光学系制御部
２００によって行なわれる。
る消磁方法の一例である。すなわち、補助レンズ１０の
ような電磁レンズは、露光時の励磁電流（Ｉ0 ）を切っ
ても残留磁化が生じている。このために、本発明の露光
装置には、補助レンズ１０に対し、前記非作動に切り換
わると同時に、時間とともに振幅が減衰する交流電流を
供給する制御電源３００が設けられている。これによ
り、露光時における補助レンズ１０の残留磁化をなくし
て、従来の露光装置と全く同様のブロック露光が実施で
きる。この方法による消磁に要する時間は、通常、数ms
ec程度である。なお、上記残留磁化は必ずしも０にする
必要はなく、例えばレンズ１１による補正が可能な範囲
の結像点のずれを生じる残留磁化程度は許容できる。ま
た、上記制御電源による補助レンズ１０の励磁および非
励磁の切り換え制御は、従来と同様に電子光学系制御部
２００によって行なわれる。
【００３３】図４は本発明の荷電粒子ビーム露光装置の
一実施例における処理の一例を示すフローチャートであ
る。図４に示されるように、まず、ステップ７１におい
て、露光開始可能かどうかが判別され、ステップ７１で
露光可能と判別されると、ステップ７２に進んで露光信
号を発生し、さらに、ステップ７３に進んで露光動作を
実行し、処理を終了する。
一実施例における処理の一例を示すフローチャートであ
る。図４に示されるように、まず、ステップ７１におい
て、露光開始可能かどうかが判別され、ステップ７１で
露光可能と判別されると、ステップ７２に進んで露光信
号を発生し、さらに、ステップ７３に進んで露光動作を
実行し、処理を終了する。
【００３４】一方、ステップ７１で露光可能ではないと
判別されると、ステップ７４に進んで一定時間以上の露
光待ち状態にあるかどうかが判別される。ステップ７４
において、一定時間以上の露光待ち状態にはないと判別
されると、ステップ７１に戻り、また、ステップ７４に
おいて、一定時間以上の露光待ち状態にあると判別され
ると、ステップ７５に進んで電子ビームを拡げてマスク
５７全体を照射し、その後、ステップ７１に戻る。すな
わち、ステップ７５においては、補助レンズ１０に対し
て制御電源３００から励磁電流が供給され、補助レンズ
１０が作動状態とされ、これによって、マスク５７に照
射される電子ビームが拡げられるようになっている。
判別されると、ステップ７４に進んで一定時間以上の露
光待ち状態にあるかどうかが判別される。ステップ７４
において、一定時間以上の露光待ち状態にはないと判別
されると、ステップ７１に戻り、また、ステップ７４に
おいて、一定時間以上の露光待ち状態にあると判別され
ると、ステップ７５に進んで電子ビームを拡げてマスク
５７全体を照射し、その後、ステップ７１に戻る。すな
わち、ステップ７５においては、補助レンズ１０に対し
て制御電源３００から励磁電流が供給され、補助レンズ
１０が作動状態とされ、これによって、マスク５７に照
射される電子ビームが拡げられるようになっている。
【００３５】図５は本発明の荷電粒子ビーム露光装置に
おける１ショットで露光されるパターンの一例を示す図
である。同図に示されるように、例えば、２５６Ｍビッ
トのＤＲＡＭは、１ショットで露光する範囲ＡＡが、９
つのセルを同時に露光できるような基本パターン（ブロ
ックパターン）を使用し、繰り返し露光することによっ
て形成される。この場合、１つの２５６ＭビットＤＲＡ
Ｍチップは、((256 ×106) ÷ 9) 〔ショット／チッ
プ〕だけ必要とし、１枚のウエハに５０のチップを形成
できるとすると、１枚のウエハに要するショット数は、
(256× 106×50)÷９≒ 1.4×109 〔ショット／ウエ
ハ〕となる。
おける１ショットで露光されるパターンの一例を示す図
である。同図に示されるように、例えば、２５６Ｍビッ
トのＤＲＡＭは、１ショットで露光する範囲ＡＡが、９
つのセルを同時に露光できるような基本パターン（ブロ
ックパターン）を使用し、繰り返し露光することによっ
て形成される。この場合、１つの２５６ＭビットＤＲＡ
Ｍチップは、((256 ×106) ÷ 9) 〔ショット／チッ
プ〕だけ必要とし、１枚のウエハに５０のチップを形成
できるとすると、１枚のウエハに要するショット数は、
(256× 106×50)÷９≒ 1.4×109 〔ショット／ウエ
ハ〕となる。
【００３６】従って、例えば、１ショットに要する時間
を 200ナノ秒とすると、１枚のウエハに要する１回の露
光処理時間は、1.4 × 109〔ショット／ウエハ〕× 200
〔ナノ秒／ショット〕＝ 280〔秒／ウエハ〕となる。さ
らに、ウエハの交換等に要する時間を８０〔秒／ウエ
ハ〕とすると、１時間に約１０枚のウエハを処理するこ
とができる。
を 200ナノ秒とすると、１枚のウエハに要する１回の露
光処理時間は、1.4 × 109〔ショット／ウエハ〕× 200
〔ナノ秒／ショット〕＝ 280〔秒／ウエハ〕となる。さ
らに、ウエハの交換等に要する時間を８０〔秒／ウエ
ハ〕とすると、１時間に約１０枚のウエハを処理するこ
とができる。
【００３７】図６は本発明に係る荷電粒子ビーム露光装
置の他の実施例を示す図である。同図に示す実施例にお
いては、補助レンズ１０および制御電源３００は設けら
れておらず、代わりに、露光装置に対する露光データの
入力待ち期間、入力データ転送期間、および、被処理基
板の交換期間等の待機期間においては、デフレクタ５５
ａおよび５５ｂにより、電子ビームを走査してマスク５
７の全体が均一に照射されるようになっている。すなわ
ち、電子ビームは、マスク５７上の広い範囲、すなわ
ち、図２を参照して説明した複数のブロックパターンが
形成されている領域全体に対して、順次走査され、その
結果、マスク５７における局所的な温度上昇が小さくな
り、従来のような汚染や開口パターンの熱的歪が生じな
いことになる。
置の他の実施例を示す図である。同図に示す実施例にお
いては、補助レンズ１０および制御電源３００は設けら
れておらず、代わりに、露光装置に対する露光データの
入力待ち期間、入力データ転送期間、および、被処理基
板の交換期間等の待機期間においては、デフレクタ５５
ａおよび５５ｂにより、電子ビームを走査してマスク５
７の全体が均一に照射されるようになっている。すなわ
ち、電子ビームは、マスク５７上の広い範囲、すなわ
ち、図２を参照して説明した複数のブロックパターンが
形成されている領域全体に対して、順次走査され、その
結果、マスク５７における局所的な温度上昇が小さくな
り、従来のような汚染や開口パターンの熱的歪が生じな
いことになる。
【００３８】ここで、待機時間等において、電子ビーム
をマスク５７の全体に走査するデフレクタは、電子銃３
とマスク５７との間に専用に設けてもようが、前述した
レンズ１１を通過した電子ビームを偏向するためのパタ
ーン選択用のデフレクタ（第１の偏向手段）５５ａおよ
び５５ｂと兼用することができ、兼用した方が構成上か
らも好ましい。
をマスク５７の全体に走査するデフレクタは、電子銃３
とマスク５７との間に専用に設けてもようが、前述した
レンズ１１を通過した電子ビームを偏向するためのパタ
ーン選択用のデフレクタ（第１の偏向手段）５５ａおよ
び５５ｂと兼用することができ、兼用した方が構成上か
らも好ましい。
【００３９】図７は本発明の荷電粒子ビーム露光装置の
他の実施例における処理の一例を示すフローチャートで
ある。図７に示すフローチャートは、図４のフローチャ
ートにおけるステップ７５をステップ７６としたもの
で、他のステップは同様のものである。すなわち、図７
のフローチャートにおいて、ステップ７１で露光開始可
能かどうかが判別され、ステップ７１で露光可能と判別
されると、ステップ７２に進んで露光信号を発生し、さ
らに、ステップ７３に進んで露光動作を実行して処理を
終了する。
他の実施例における処理の一例を示すフローチャートで
ある。図７に示すフローチャートは、図４のフローチャ
ートにおけるステップ７５をステップ７６としたもの
で、他のステップは同様のものである。すなわち、図７
のフローチャートにおいて、ステップ７１で露光開始可
能かどうかが判別され、ステップ７１で露光可能と判別
されると、ステップ７２に進んで露光信号を発生し、さ
らに、ステップ７３に進んで露光動作を実行して処理を
終了する。
【００４０】一方、ステップ７１で露光可能ではないと
判別されると、ステップ７４に進んで一定時間以上の露
光待ち状態にあるかどうかが判別される。ステップ７４
において、一定時間以上の露光待ち状態にはないと判別
されると、ステップ７１に戻り、また、ステップ７４に
おいて、一定時間以上の露光待ち状態にあると判別され
ると、ステップ７６に進む。そして、ステップ７６にお
いて、電子ビームを走査してマスク５７全体を照射し
て、その後、ステップ７１に戻る。すなわち、ステップ
７６においては、デフレクタ５５ａおよび５５ｂによ
り、電子ビームがマスク５７の全体を走査するように制
御される。これにより、露光待機期間中におけるブロッ
クマスクの局所的な温度上昇および汚れをなくし、露光
の精度を向上させることができる。
判別されると、ステップ７４に進んで一定時間以上の露
光待ち状態にあるかどうかが判別される。ステップ７４
において、一定時間以上の露光待ち状態にはないと判別
されると、ステップ７１に戻り、また、ステップ７４に
おいて、一定時間以上の露光待ち状態にあると判別され
ると、ステップ７６に進む。そして、ステップ７６にお
いて、電子ビームを走査してマスク５７全体を照射し
て、その後、ステップ７１に戻る。すなわち、ステップ
７６においては、デフレクタ５５ａおよび５５ｂによ
り、電子ビームがマスク５７の全体を走査するように制
御される。これにより、露光待機期間中におけるブロッ
クマスクの局所的な温度上昇および汚れをなくし、露光
の精度を向上させることができる。
【００４１】なお、上記各実施例においては、本発明を
電子ビーム露光法に適用する場合を示したが、本発明
は、イオンビームを用いてブロック露光を行う露光装置
にも適用できることは言うまでもない。
電子ビーム露光法に適用する場合を示したが、本発明
は、イオンビームを用いてブロック露光を行う露光装置
にも適用できることは言うまでもない。
【００４２】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれ
ば、荷電粒子ビーム発生源とマスクとの間にビーム制御
手段を設け、露光待機期間中において、荷電粒子ビーム
を制御してマスク上に荷電粒子ビームを均一に照射する
ことによって、荷電粒子ビームによるブロックマスクの
局所的温度上昇を防止して、高精度の高密度集積回路パ
ターンを均一にかつ高スループットで形成することがで
きる。
ば、荷電粒子ビーム発生源とマスクとの間にビーム制御
手段を設け、露光待機期間中において、荷電粒子ビーム
を制御してマスク上に荷電粒子ビームを均一に照射する
ことによって、荷電粒子ビームによるブロックマスクの
局所的温度上昇を防止して、高精度の高密度集積回路パ
ターンを均一にかつ高スループットで形成することがで
きる。
【図１】本発明に係る荷電粒子ビーム露光装置の一実施
例を示す図であり、補助レンズが非作動の場合を示す。
例を示す図であり、補助レンズが非作動の場合を示す。
【図２】本発明に係る荷電粒子ビーム露光装置の一実施
例を示す図であり、補助レンズが作動している場合を示
す。
例を示す図であり、補助レンズが作動している場合を示
す。
【図３】本発明の荷電粒子ビーム露光装置における補助
レンズの消磁方法の一例を説明するための図である。
レンズの消磁方法の一例を説明するための図である。
【図４】本発明の荷電粒子ビーム露光装置の一実施例に
おける処理の一例を示すフローチャートである。
おける処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の荷電粒子ビーム露光装置における１シ
ョットで露光されるパターンの一例を示す図である。
ョットで露光されるパターンの一例を示す図である。
【図６】本発明に係る荷電粒子ビーム露光装置の他の実
施例を示す図である。
施例を示す図である。
【図７】本発明の荷電粒子ビーム露光装置の他の実施例
における処理の一例を示すフローチャートである。
における処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】従来の荷電粒子ビーム露光装置の一例を示す図
である。
である。
【図９】荷電粒子ビーム露光装置に使用されるマスクの
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図１０】従来の荷電粒子ビーム露光装置における課題
を説明するための図である。
を説明するための図である。
６…矩形アパーチャ １０…補助レンズ １１…レンズ ３３…ブランキング手段 ５５ａ，５５ｂ…第１の偏向手段 ５５ｃ，５５ｄ…第２の偏向手段 ５７…ブロックマスク ２００…電子光学制御部 ３００…制御電源
Claims (6)
- 【請求項１】 マスク（５７）に設けられた複数種の開
口パターンから一種乃至複数種の開口パターンを逐一選
択し、該選択された開口パターンにより断面形状が整形
された荷電粒子ビームを被処理基板（１００）表面にお
ける所定位置に投射する荷電粒子光学鏡筒を有する荷電
粒子ビーム露光装置であって、 前記荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生源
（３）と、 該荷電粒子ビーム発生源（３）と前記マスク（５７）と
の間に設けられ、前記荷電粒子ビーム発生源（３）から
発生された荷電粒子ビームを制御して該マスク（５７）
上に照射する第１のビーム制御手段（４，６，１１，５
５ａ，５５ｂ，５６ａ）と、 前記マスク（５７）と前記被処理基板（１００）との間
に設けられ、前記マスク（５７）により断面形状が整形
された荷電粒子ビームを制御して該被処理基板（１０
０）上に照射する第２のビーム制御手段（５６ｂ，５５
ｃ，３３，５５ｄ，１４，３４，２４ａ，２４ｂ，２
１，３４）と、 前記荷電粒子ビーム発生源（３）と前記マスク（５７）
との間に設けられ、露光待機期間中において、前記荷電
粒子ビームを制御して該マスク（５７）上に該荷電粒子
ビームを均一に照射する第３のビーム制御手段（１０；
５５ａ，５５ｂ）とを具備することを特徴とする荷電粒
子ビーム露光装置。 - 【請求項２】 前記第３のビーム制御手段は、前記マス
ク（５７）と前記被処理基板（１００）との間に設けら
れた補助レンズ（１０）と、該補助レンズ（１０）を、
露光時には作動させず、且つ、露光待機期間中には前記
荷電粒子ビームを拡げる前記マスク（５７）全体の領域
を照射するように作動させる制御電源（３００）とを備
えたことを特徴とする請求項１の荷電粒子ビーム露光装
置。 - 【請求項３】 前記補助レンズ（１０）は電磁レンズで
あって、前記制御電源（３００）は該電磁レンズに対し
て、露光時には電流を供給せず、且つ、前記露光待機期
間終了から露光開始までの期間において振幅が時間と共
に減衰する交流電流を供給することを特徴とする請求項
２記載の荷電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項４】 前記第３のビーム制御手段は、前記マス
ク（５７）と前記被処理基板（１００）との間に設けら
れた偏向手段（５５ａ，５５ｂ）を具備し、露光待機期
間中において、前記荷電粒子ビームが前記マスク（５
７）全体の領域を走査するようにしたことを特徴とする
請求項１の荷電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項５】 マスク（５７）に設けられた複数種の開
口パターンから一種乃至複数種の開口パターンを逐一選
択し、該選択された開口パターンにより断面形状が整形
された荷電粒子ビームを被処理基板（１００）表面にお
ける所定位置に投射する荷電粒子光学鏡筒を有する荷電
粒子ビーム露光装置であって、 荷電粒子ビーム発生源（３）から射出された荷電粒子ビ
ームの断面形状を整形するアパーチャ（６）と、 前記整形された荷電粒子ビームを、前記選択された開口
パターンの一つを選択的に通過するように偏向する第１
の偏向手段（５５ａ，５５ｂ）と、 前記荷電粒子光学鏡筒における荷電粒子ビームの結像関
係を成立させるために前記アパーチャ（６）と前記第１
の偏向手段（５５ａ，５５ｂ）との間に設けられたレン
ズ（１１）と、 前記選択された開口パターンの一つを通過した荷電粒子
ビームを前記荷電粒子光学鏡筒の光軸に戻す第２の偏向
手段（５５ｃ，５５ｄ）と、 前記選択された開口パターンの一つを通過した荷電粒子
ビームを、非露光時に前記被処理基板（１００）表面に
投射されないように、前記荷電粒子光学鏡筒の光軸から
ずらすブランキング手段（３３）と、 前記アパーチャ（６）と前記レンズ（１１）との間に設
けられた補助レンズ（１０）と、 該補助レンズ（１０）を、露光時には作動させず、且
つ、前記ブランキング手段（３３）の作動による露光待
機期間中には前記荷電粒子ビームが前記選択された開口
パターンを含む前記複数種の開口パターンが形成された
領域を照射するように作動させる制御電源（３００）と
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項６】 マスク（５７）に設けられた複数種の開
口パターンから一種乃至複数種の開口パターンを逐一選
択し、該選択された開口パターンにより断面形状が整形
された荷電粒子ビームを被処理基板（１００）表面にお
ける所定位置に投射する荷電粒子光学鏡筒を有する荷電
粒子ビーム露光装置であって、 荷電粒子ビーム発生源（３）から射出された荷電粒子ビ
ームの断面形状を整形するアパーチャ（６）と、 露光時には、前記整形された荷電粒子ビームを前記選択
された開口パターンの一つを選択的に通過するように偏
向し、且つ、露光待機期間中には、前記荷電粒子ビーム
が前記マスク（５７）全体の領域を走査するように偏向
する第１の偏向手段（５５ａ，５５ｂ）と、 前記荷電粒子光学鏡筒における荷電粒子ビームの結像関
係を成立させるために前記アパーチャ（６）と前記第１
の偏向手段（５５ａ，５５ｂ）との間に設けられたレン
ズ（１１）と、 前記選択された開口パターンの一つを通過した荷電粒子
ビームを前記荷電粒子光学鏡筒の光軸に戻す第２の偏向
手段（５５ｃ，５５ｄ）と、 前記選択された開口パターンの一つを通過した荷電粒子
ビームを、非露光時に前記被処理基板（１００）表面に
投射されないように、前記荷電粒子光学鏡筒の光軸から
ずらすブランキング手段（３３）とを備えたことを特徴
とする荷電粒子ビーム露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04002101A JP3110121B2 (ja) | 1991-01-11 | 1992-01-09 | 荷電粒子ビーム露光装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP180491 | 1991-01-11 | ||
| JP3-1804 | 1991-01-11 | ||
| JP04002101A JP3110121B2 (ja) | 1991-01-11 | 1992-01-09 | 荷電粒子ビーム露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05144719A JPH05144719A (ja) | 1993-06-11 |
| JP3110121B2 true JP3110121B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=26335088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04002101A Expired - Fee Related JP3110121B2 (ja) | 1991-01-11 | 1992-01-09 | 荷電粒子ビーム露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3110121B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5905209B2 (ja) * | 2011-05-18 | 2016-04-20 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム描画装置および荷電粒子ビーム描画方法 |
-
1992
- 1992-01-09 JP JP04002101A patent/JP3110121B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05144719A (ja) | 1993-06-11 |
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