JP3146201B2

JP3146201B2 - 電子線描画装置

Info

Publication number: JP3146201B2
Application number: JP16570199A
Authority: JP
Inventors: 慎一加藤; 邦男原田; 勝則小貫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2001-03-12
Anticipated expiration: 2019-06-11
Also published as: JP2000357484A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線描画装置に
係り、特に、電子光学系の電子銃から照射された電子線
を電子線の絞り（本明細書では、絞りと呼ぶ）により任
意の図形の成形ビームに成形し、この成形ビームで、試
料上の所定位置へ照射描画する電子線描画装置における
絞り交換時の予備加熱手段に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子線描画装置は、１９９０３
ｒｄＭｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
のＤｉｇｅｓｔＰａｐｅｒＰ．Ｐ．４８−５１に記
載の如く、電子線の成形および電流値制限を行なう薄板
の絞りを備えている。

【０００３】図４を参照して、従来の電子線描画装置の
構成を説明する。図４は、従来の電子線描画装置の説明
図である。鏡体部２０の内部は、電子銃を有する電子光
学系を備え、真空排気系（図示せず）により、高真空状
態に維持されると共に、上部から電子線６を放射する電
子銃１、絞り１５を載置する載置台２５、ビームブラン
カー２、照射レンズ３、ブランキング絞り７、対物レン
ズ４、対物レンズ４の中にビーム偏向器５が配設されて
おり、一番下端部にはウエハ８を載置し移動する移動ス
テージ９を置かれる構造となっている。

【０００４】また、上記鏡体部２０の側方には前記交換
用の絞り１５を装着したアーム１９が配設され、前記ア
ーム１９が高真空状態に維持された絞り交換室１６を通
過して前記鏡体部２０内の載置台２５迄移動し、前記載
置台２５上に絞り１５を載置するようになっている。前
記鏡体部２０には前記載置台２５の位置決めする移動機
構２４が前記鏡体部２０に付設されている。

【０００５】ここで、前記絞り１５を図５を参照して説
明する。図５は、一般的な絞りの構成図である。図５分
図（ａ）は一般的な絞りの平面図、図５分図（ｂ）は、
分図（ａ）の絞りのＸ−Ｘ′断面図である。図５におい
て、電子線６を任意の図形に成形する絞りＯは、前記電
子線６を任意の図形に成形するための開口部１５ｃを有
する薄板１５ａと、前記薄板１５ａを固定するホルダ１
５ｂにより構成されている。そして、ホルダ１５ｂには
薄板１５ａに設けた開口部１５ｃが連続し、前記開口部
１５ｃは前記薄板１５ａでは角形状であり、前記ホルダ
１５ｂでは前記角形状より大なる径を有する円形状とな
っている。また、前記薄板１５ａにおける開口部１５ｃ
は、描画ショツト形状を決めるよう薄膜等により高精度
の形状を持たせている。

【０００６】上記従来における電子線描画装置におい
て、描画動作と絞りの交換位置決めについて説明する。
制御計算機１４が、描画対象の回路パターンに基づき描
画データを作成し、前記描画データが、前記ブランキン
グ制御回路１０、偏向制御回路１１に送られ、前記ブラ
ンキング制御回路１０を介してビームブランカー２を制
御して、前記成形ビーム６ａをブランキングし、また、
偏向制御回路１１を介してビーム偏向器５を制御して前
記成形ビーム６ａを偏向させる。

【０００７】さらに、前記制御計算機１４が、描画デー
タに基づく描画位置を定め、ステージ制御回路１３を介
して移動ステージ９を制御し、前記絞り１５の開口部１
５ｃを電子線６の照射軸に一致させるように位置決めさ
せる。そして、前記開口部１５ｃで任意の図形に成形さ
れた成形ビーム６ａを試料８上の所定の位置に走査す
る。そして、メモリー等のＬＳＩ回路パターンが正確に
描画形成される。

【０００８】このメモリーのような繰り返しパターンの
多いデバイスの製造プロセスでは、回路パターンの描画
時間を短縮するため、上記繰り返しパターンと同形状の
図形開口部を有する絞りを使用するため、品種あるいは
工程毎に絞り交換が行なわれることになる。また、長期
間にわたる電子線照射により前記開口部のエッジにコン
タミネーションが付着し、該開口部の形状が変化し使用
できなくなった場合、また、絞りの寿命がつきた場合に
も絞り交換が行なわれていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】絞り１５は、通常クリ
ーンルーム内等に保管されており、絞り１５自体の温度
はクリーンルームの室温（通常、クリーンルーム内では
約２３℃）とほぼ同じ温度となっている。したがって、
この室温状態の絞り１５を鏡体部２０内の載置台２５に
装着直後も室内保管温度とほぼ同じ温度である。

【００１０】この温度の絞り１５が載置台２５に載置さ
れ、電子線６で照射されると、その照射エネルギーによ
り加熱され、絞り１５が熱膨張して変形し、前記の如
く、制御計算機１４で電子線６の照射軸上に位置決めさ
れた開口部１５ｃの位置ずれが生ずる。このため、絞り
１５により電子線を任意の図形の成形ビーム６ａの照射
位置が変化し、解像度および重ね合せ精度等の描画精度
が劣化するという欠点が生じていた。

【００１１】このため、上記絞り１５の熱膨張による変
形を少なくし、描画精度の劣化を防止し、高精度化を図
るためには、前記載置台２５，絞り１５が熱的飽和によ
つて一定温度になるまで待ち、そののち、前記制御計算
機１４が上記の如く、上記開口部１５ｃの位置決めが行
なっていた。その時まで、成形ビームの照射して試料８
上への回路パターン描画することを待たなければなら
ず、スループットおよび稼動率ならびに絞りの寿命が低
下するという欠点があった。

【００１２】そこで、これらの欠点を改善するため、特
開平４−２８６８４３号公報記載の技術がある。この技
術は、走査顕微鏡等において用いられており、絞りを絞
り交換室で予め加熱した後、真空雰囲気内を移動させて
載置台に載置していた。

【００１３】上記記載の技術は、交換される絞りが絞り
交換室で加熱されて到達する温度と、絞りが使用される
載置台が既に到達している飽和温度とは同一もしくはほ
ぼ同一ではなかった。したがった、絞りが載置台に載置
されたときの載置台との温度差における熱膨張差による
変形を低減する検討がなされてなく、前記熱膨張差を最
小に対する配慮が不十分であるという問題点があった。

【００１４】本発明は、かかる上記問題点を解決するた
めになされたもので、絞りを絞り交換室内で鏡体内の載
置台上で使用される時とほぼ同一温度に予熱し、前記絞
りが鏡体内の載置台上で電子線照射による描画時の絞り
の熱膨張量を低減し、解像度および重ね合せ精度等の描
画精度の向上を図ると共に、描画前の待機時間を短縮さ
せスループットおよび稼動率向上を図つた電子線描画装
置を提供することをその目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る電子線描画装置の構成は、電子線照射
エネルギー量を変更可能な電子光学系を有する鏡体部
と、前記電子光学系の交換用絞りが配設される前記鏡体
部に付設された絞り交換室と、前記絞り交換室内の絞り
の温度を検出する温度検出手段と、前記絞り交換室内の
絞りを予熱する加熱手段と、前記絞りを前記絞り交換室
から前記鏡体部内へ移動させる移動手段と、前記移動さ
せた絞りを載置させる前記鏡体部内に配設した載置台
と、前記絞り交換室および前記鏡体部を真空にする排気
手段と、前記電子光学系を制御する電子光学系制御手段
とを少なくとも具備し、電子線照射エネルギーと、前記
電子線のビーム径と、前記絞りおよび載置台の熱伝導率
とから定まる前記載置台上の絞りの飽和温度測定手段
と、前記交換室内の絞りが前記飽和温度となるよう前記
加熱手段を制御する加熱制御手段とを設けたことを特徴
とするものである。前項記載の電子線描画装置におい
て、前記飽和温度測定手段は、前記載置台上の絞り近傍
の飽和温度を測定する温度検出部を備え、前記加熱制御
手段は、予め前記電子線照射エネルギー量に応じて測定
された前記飽和温度を記憶する記憶部と、前記記憶部に
記憶させた前記電子線照射エネルギー量に応じた飽和温
度を呼出し、前記交換室内の絞りが前記飽和温度となる
よう前記加熱手段を制御する制御部とを具備したことを
特徴とするものである。

【００１６】本発明に係る他の電子線描画装置の構成
は、電子線照射エネルギー量を変更可能な電子光学系を
有する鏡体部と、前記電子光学系の交換用絞りが配設さ
れる前記鏡体部に付設された絞り交換室と、前記絞り交
換室内の絞りを予熱する加熱手段と、前記絞りを前記絞
り交換室から前記鏡体部内へ移動させる移動手段と、前
記移動させた絞りを載置させる前記鏡体部内に配設した
載置台と、前記載置台の位置決め手段と、記電子光学系
を制御する電子光学系制御手段とを少なくとも具備し、
電子線照射エネルギーによる前記載置台上の絞りの熱膨
張に基づく試料上の電子ビームの照射位置の変化量が最
小となるよう前記絞りの加熱温度を定める評価手段と、
前記交換室内の絞りが前記評価温度となるよう加熱手段
を制御する加熱制御手段とを設けたことを特徴とするも
のである。前項記載の電子線描画装置において、前記評
価手段は、前記絞り交換室の絞り近傍の温度測定手段
と、交換室の絞りの加熱温度を変えて、試料上のマーク
位置に電子ビームを走査し、前記載置台上の絞りの熱膨
張によるマーク位置の変位が最小となるような加熱温度
を評価する評価部とを備え、前記加熱制御手段は、予め
前記電子線照射エネルギー量に応じ、前記評価された加
熱温度を記憶する記憶手段と、前記記憶させた評価温度
を呼出し、前記交換室内の絞りが前記評価温度となるよ
う前記加熱手段を制御する制御部とを具備したことを特
徴とするものである。

【００１７】前項記載のいずれかの電子線描画装置にお
いて、前記加熱手段は、前記絞り交換室に設けた透過窓
を介して前記絞りを間接的に加熱するよう前記透過窓の
近傍に設けられた熱源を有することを特徴とするもので
ある。前項記載の電子線描画装置において、上記熱源
は、ハロゲンランプもしくはセラミックヒータ、カーボ
ンヒータ、シースヒータのいずれかで構成したことを特
徴とするものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１ないし図３参照して、本発明
に係る一実施形態の電子線描画装置を説明する。図１
は、本発明に係る一実施形態の電子線描画装置の説明
図、図２は、図１の電子線描画装置の要部説明図、図３
は、図１の電子線描画装置の動作フロシートである。

【００１９】本発明に係る一実施形態の電子線描画装置
の原理を説明する。電子光学系の電子銃から照射された
電子線６を、絞り１５により任意の図形のビームに成形
し、試料上の所定位置に照射描画する電子線描画装置
で、絞り１５を絞り交換室１６内で加熱できるよう絞り
加熱用熱源２１（セラミックヒータもしくはハロゲンラ
ンプ）と、前記絞り１５の温度をそれぞれ所定の位置で
測定するセンサ２６ａ，２６ｂを設けたものである。そ
して、絞り交換室１６内で、絞り加熱制御部２２により
絞り１５の予熱温度が電子線６の照射時における載置台
２５上の絞り１５の飽和温度と同一もしくはほぼ同じ温
度になるよう制御するものである。

【００２０】一般に、ある部材についての飽和温度は、
その部材が吸収する熱量と放散する熱量とが均衡してい
る状態の温度をいい、上記の場合は、下記式（１）に示
される。

【数１】上式において、Ｑは、電子線照射エネルギーであり、図
１に示される電子源１の電源１ａの印加電圧と、前記電
子源１の引出し電極（図示せず）の引出し電圧（ファラ
デーカップ１ｃで検出される電子線量を用いても差し支
えない）との積から得られる。この印加電圧は制御計算
機１４で制御されており、その設定値を変更しない限り
一定であり、また、引出し電圧も同様に一定であり、電
子線量が変化しない。したがって、電子線照射エネルギ
ーは一定である。また、上式で、ｄは、円形電子ビーム
の径であり、図１に示される制限絞り１ｂの径と、その
放射角および電子源１と載置台２５上の絞り１５迄の距
離ｌとが変化しないかぎり一定である。さらに、上記
（１）式においてＫは、その部材の熱伝導率である。い
ま、これを載置台２５の熱伝導率とすれば、載置台の構
造と材質とで定まり一定である。したがつて、式（１）
に示される飽和温度を演算することが可能であり、前記
載置台２５における電子線照射エネルギーで到達する飽
和温度として差し支えない。

【００２１】前記載置台上の絞りの変形を考えると、前
記絞りの熱変形と当該載置台の熱変形とを加えたもので
あり、絞りと載置台がほぼ同一温度である場合には、構
造上載置台の熱変形に支配される。前記載置台が電子ビ
ームの照射により飽和温度に到達していると、ほぼ同一
温度の絞りを載置した際、載置台の熱容量が大であるた
め、絞りの飽和温度は絞りおよび載置台を合わせた部材
組の飽和温度とほぼ同一であり、さらに載置台の飽和温
度とほぼ同一で変化しない。従って、絞り交換室内で加
熱される絞りの加熱温度を前記載置台の飽和温度と同一
にすると、前記載置台上の絞りは熱変形が極端に少なく
なることになる。従って、載置台上の絞りの飽和温度と
して前記載置台の飽和温度を用いても実用的には差し支
えない。

【００２２】前記飽和温度は、電子線描画装置毎に電子
線照射エネルギが定まれば一定であるが、プロセス条件
により加速電圧と電子線量、すなわち照射エネルギーを
変更することが必要であり、変更した場合は、絞りの予
熱する飽和温度を変更しなければならなくなる。変更し
た飽和温度で絞りを加熱することにより、絞りを通過し
た電子ビームの照射位置の変化を少なくすることができ
る。

【００２３】次ぎに、本発明に係る他の一実施形態の電
子線描画装置の変形例を説明する。前記電子ビーム照射
エネルギーによる前記載置台と該載置台上の絞りの熱膨
張に基づく試料上の電子ビームの照射位置の変化量が最
小となるような評価温度を求め、この評価温度で絞りを
加熱制御することを説明する。電子線描画装置による使
用中は、電子線照射エネルギーを一定とすると、絞りの
温度は前記の如く一定の飽和温度である。

【００２４】まず、試料上のシャープエッジを持つマー
クを絞りにより成形された電子線ビームにより走査し、
マークから発生する反射電子によりマークの位置を計測
する。絞り交換室内において予熱されて温度測定された
絞りと、載置台上の絞りとの交換を実施し、再びマーク
の位置を計測する。これを繰返し、マーク位置の変位が
最小となる加熱条件を見つけるものであり、上記の飽和
温度を用いて制御する場合よりさらに正確な描画精度が
得られるものである。

【００２５】上記原理に基づく、本発明に係る一実施形
態の電子線描画装置の構成を説明する。図１において、
鏡体部２０の内部は、真空排気系（図示せず）により、
高真空状態に維持されている。前記鏡体部２０内には、
上部に電子線６を放射する電子銃１と、前記電子銃１の
下方には前記電子線６の照射方向へ前記電子線６を成形
ビーム６ａに成形する絞り１５を載置する載置台２５
と、前記載置台２５に設けられた前記電子線６の照射で
昇温する前記絞り１５の温度を測定する温度センサ２６
ｂと、成形ビーム６ａを描画データに従いブランキング
絞り７に当てるように偏向させ、前記成形ビーム６ａを
カットするビームブランカー２と、前記成形ビーム６ａ
を照射する照射レンズ３と、前記成形ビーム６ａを絞り
ブランキング時にカットするブランキング絞り７と、照
射ビームを偏向するビーム偏向器５と、前記ビーム偏向
器５の取り囲むように設けられている対物レンズ４とが
配設され、前記鏡体部２０に続く試料部３０には、ウエ
ハ８を載置する移動ステージ９が内設されている。

【００２６】さらに、載置台２５と囲壁を介する外側位
置には、前記載置台２５をＸ，Ｙ，Θ方向に位置決めで
きる機構を有する絞り移動機構２４が設けられている。
前記鏡体部２０の側方から交換用の絞り１５を装着した
アーム１９が前記絞り交換室１６を通過して前記鏡体部
２０内の載置台２５迄移動するようになっており、絞り
の開口部１５ｃを電子線６の照射軸上に位置決めさせる
ことができるようになっている。

【００２７】絞り交換室１６の外側で、且つアーム１９
上の交換用の絞り１５の上部には、透過窓２３が設けら
れている。交換用の絞り１５を前記透過窓２３を介して
加熱するハロゲンランプもしくはセラミックヒータ、カ
ーボンヒータ、シースヒータ等で構成される熱源２１が
配設されている。さらに、この熱源２１を制御する熱源
制御装置２２が設けられている。交換用の絞り１５の下
方で、且つアーム１９の所定の部位には、前記交換用の
絞り１５の温度を検出する温度センサ２６ａが配設され
ている。そして、上記の各部が所定の位置となり、その
機能が出せるように制御する制御計算機１４が設けられ
ている。

【００２８】制御計算機１４が、描画対象の回路パター
ンに基づき描画データを作成する。この描画データに基
づき適宜に選定された絞り１５により、電子銃１から放
出された電子線６が任意の図形に成形され、成形ビーム
６ａを形成するようになっている。また、制御計算機１
４は、描画データに基づき、ブランキング制御回路１０
を介してビームブランカー２、偏向制御回路１１を介し
てビーム偏向器５等をそれぞれ制御する。

【００２９】さらに、制御計算機１４は、描画データに
基づく描画位置情報をステージ制御回路１３に送り、試
料８が載置されている移動ステージ９を移動させ、前記
絞り１５により任意の図形に成形された成形ビーム６ａ
で前記試料８上を走査させ、メモリー等のＬＳＩ回路パ
ターンを描画・形成するようになっている。

【００３０】さらに、熱源制御装置２２は記憶部と制御
部とを有し、記憶部は、前記載置台上近傍の温度センサ
２６ｂで測定した各電子線照射エネルギー、電子ビーム
径、熱伝導率等に対応する飽和温度を制御パラメータと
して記憶する。実際には、電子ビーム径、熱伝導率等
は、電子線描画装置が決まれば一定であるので、熱源制
御装置２２内に設定機構（図示せず）が設けられてい
る。制御パラメータの変数としては電子線照射エネルギ
ーだけとなる。勿論、上記式（１）を用いて演算した値
を用いても差し支えない。制御部は、電子描画装置の常
数、すなわち、電子線照射エネルギー、電子ビーム径等
に対応して記憶部に記憶されている飽和温度を呼出し、
温度設定値として絞り１５の加熱温度を制御する。温度
センサ２６ａは、絞り交換室１６の絞り１５の加熱温度
の検出端である。

【００３１】また、絞りを加熱する電子線ビームの電子
線速度を定める電源１ａの印加電圧と、前記電子線ビー
ムの電子線量を定める電子銃１の下部に設けられた引出
し電極（図示せず）の引出し電圧と、電子ビームの径を
定める制限絞り１ｂの定数、すなわちその放射角および
電子源１と載置台２５上の絞り１５迄の距離ｌとの値が
入力されると、入力値に対応する飽和温度を呼出し、前
記飽和温度になるよう絞り１５の加熱温度を自動的に制
御することができる。なお、引出し電極（図示せず）の
引出し電圧の代わりに、直接的に電子線量を測定するフ
ァラデーカップ１ｃの値を用いることが好ましい。な
お、制御計算機１４と熱源制御装置２２とは別体となっ
ているが、制御計算機１４で全ての制御を行なわさせて
も差し支えない。

【００３２】図２、３を参照して上記構成の電子線描画
装置における所定温度に予備加熱された絞りの交換につ
いて説明する。ステップＳ₁において、絞り交換室１６
は、エアロック構造で構成したバルブ１７および１８に
より、鏡体部２０側および大気側と遮断されている。絞
り１５は、前記絞り交換室１６をバルブ１８を開けて大
気開放後、大気側より絞り交換室１６内に手動あるいは
自動にて挿入され、アーム１９に装着される。

【００３３】ステップＳ₂において、バルブ１８を閉
じ、絞り交換室１６内を絞り交換室用真空排気系（図示
せず）により真空排気する。ステップＳ₃において、真
空排気中あるいは交換室内がある真空度に達した後、絞
り交換室１６の外側（大気側）に取り付けられたハロゲ
ンランプ２１で加熱する。

【００３４】加熱制御部２２でハロゲンランプ２１が点
灯され、前記ハロゲンランプ２１の照射光は透過窓２３
を通り、前記アーム１９に装着された絞り１５に照射さ
れる。このようにして、前記ハロゲンランプ２１の光照
射エネルギーにより絞り１５が加熱される。

【００３５】ステップＳ₄において、点灯されたハロゲ
ンランプ２１の光照射エネルギーによる絞り１５の加熱
温度Ｔｂは、電子線６の照射による絞り１５の熱膨張を
低減するため、電子線６の加速電圧および電子線６によ
る絞り１５への照射エネルギー量と、絞り１５，絞り載
置台２５，鏡体部２０等の使用材の熱伝導率とから定ま
る前記絞り１５の熱的に飽和した温度Ｔ０と同一または
ほぼ同じ温度にする必要がある。

【００３６】ステップＳ₅において、絞り加熱制御部２
２は、温度センサ２６ａにより測定された絞りの温度
（Ｔ）を取り込み、設定温度、すなわち制御パラメータ
であるＴ０飽和温度との差に応じてハロゲンランプ２１
の照射時間ｔあるいはランプ光量ｐを制御して、前記温
度センサ２６ａの測定温度（Ｔ）を上記制御パラメータ
であるＴ０と同一あるいはほぼ同じ温度にする。

【００３７】すなわち、（Ｔ）＝（Ｔ０）であれば、ス
テップＳ₆にすすむ。そうでない場合は、ステップＳ₄に
戻り、前記点灯されたハロゲンランプ２１の光照射エネ
ルギーにより前記絞り１５の加熱温度Ｔｂが熱的に飽和
した温度（Ｔ０）と同一またはほぼ同じ温度になるよう
加熱を継続する。

【００３８】ステップＳ₆において、（Ｔ）＝（Ｔ０）
になったところで、絞り加熱制御部２２は、ハロゲンラ
ンプを消灯し、加熱処理を終了し、バルブ１７を開け
る。ステップＳ₇において、絞り１５をアーム１９に装
着し、前記アーム１９により鏡体部２０内の絞り載置台
２５迄搬送し、取り付ける。そして、電子銃から照射さ
れた電子線を、取り付けた絞りにより任意の図形のビー
ムに成形し、試料上の所定位置に照射描画することがで
きる。

【００３９】次ぎに、本発明に係る電子線描画装置の変
形例において、評価温度を求め、絞り交換室内の絞り加
熱用の設定温度とする場合を説明する。前記飽和温度を
用いる実施形態の場合と共通する事項は簡単にし、特徴
点を詳細に説明する。加熱温度Ｔｂは、電子線６の加速
電圧およびその電流量によつて定まる絞り１５への照射
エネルギー量と、載置台２５に固定されている絞り１
５，絞り載置台２５の使用材による伝熱により電子描画
装置に一定の値となる。

【００４０】そこで、予め、絞り交換室１６内の前記絞
り１５に接して設置された温度センサ２６ａにより計測
された絞りの加熱温度とこの温度における前記絞り１５
が載置台２５上での熱膨張による試料８上への成形ビー
ム６ａの照射位置の変化量を評価手段に評価する。評価
方法については上記原理の項にて説明の通りである。

【００４１】前記電子線ビームの試料上の変化量が最小
となる温度（Ｔ０’）を測定しておき、加熱制御部２２
に制御パラメータとして入力させておくようにする。そ
して、この温度（Ｔ０’）が電子描画装置の状態に応じ
て変化する場合、特に、電子ビーム照射エネルギーの変
更に対応して各パラメータを入力させておくようにす
る。

【００４２】絞り加熱制御部２２により、絞り交換室１
６内の絞り１５の近傍の温度（Ｔ）を温度センサ２６ａ
により測定させる。図３の動作フロシートにおいて、ス
テップＳ₁からステップＳ₄までは、飽和温度を絞り加熱
制御部２２に設定温度として用いる場合と同一であるの
で再度の説明を省略し、ステップＳ₅から説明する。ス
テップＳ₅において、絞り加熱制御部２２は、絞り交換
室１６の温度センサ２６ａにより測定された絞りの温度
Ｔを取り込み、ハロゲンランプの熱源２１の照射時間ｔ
あるいはランプ光量ｐを制御して、前記温度センサ２６
ａの測定温度（Ｔ）を上記入力させて制御パラメータで
ある（Ｔ０’）と同一あるいはほぼ同じ温度にする。

【００４３】すなわち、（Ｔ）＝（Ｔ０’）であれば、
ステップＳ₆にすすむ。そうでない場合は、ステップＳ₄
に戻り、前記点灯されたハロゲンランプ２１の光照射エ
ネルギーにより前記絞り１５の加熱温度Ｔｂが（Ｔ
０’）と同一またはほぼ同じ温度になるよう加熱を継続
する。

【００４４】ステップＳ₆において、（Ｔ）＝（Ｔ
０’）になったところで、絞り加熱制御部２２は、ハロ
ゲンランプを消灯し、加熱処理を終了し、バルブ１７を
開ける。ステップＳ₇において、絞り１５をアーム１９
に装着し、前記アーム１９により鏡体部２０内の絞り載
置台２５迄、搬送し取り付ける。そして、電子銃から照
射された電子線を、前記取り付けた絞りにより任意の図
形のビームに成形し、試料上の所定位置に照射し描画す
ることができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明の構成によれば、絞り交換後にお
ける電子線の照射による絞りの熱膨張量が低減し、絞り
移動機構により電子線の軸上に位置決めされた開口部の
位置ずれが低減されることにより、絞りにより任意の図
形に成形された電子ビームの試料上における照射位置ず
れ量が低減され、解像度および重ね合せ精度等の描画精
度が向上し、且つ描画前の待機時間を短縮させスループ
ットおよび稼動率向上を図り、高精度、高スループット
および稼動率の高い電子線描画装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態の電子線描画装置の説
明図である。

【図２】図１の電子線描画装置の要部説明図である。

【図３】図１の電子線描画装置の動作フロシートであ
る。

【図４】従来の電子線描画装置の説明図である。

【図５】一般的な絞りの構成図である。

【符号の説明】

１…電子源、２…ビームブランカー、３…照射レンズ、
４…対物レンズ５…ビーム偏向器、６…電子線、７…ブランキング絞
り、８…ウェハ、９…移動ステージ、１０…ブランキン
グ制御回路、１１…偏向制御回路、１３…ステージ制御
回路、１４…制御計算機、１５…絞り、１５ａ…薄板、
１５ｂ…薄板固定ホルダ、１５ｃ…開口部、１６…絞り
交換室、１７…バルブ、１８…バルブ、１９…アーム、
２０…鏡体部、２１…加熱源、２２…絞り加熱制御部、
２３…透過窓、２４…絞り移動機構、２５…絞り載置
台、２６ａ…温度センサ、２６ｂ…温度センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−272529（ＪＰ，Ａ) 特開平２−74026（ＪＰ，Ａ) 特開平４−286843（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 37/305 G03F 7/20 H01J 37/09 H01L 21/027

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電子線照射エネルギー量を変更可能な電
子光学系を有する鏡体部と、前記電子光学系の交換用絞
りが配設される前記鏡体部に付設された絞り交換室と、
前記絞り交換室内の絞りの温度を検出する温度検出手段
と、前記絞り交換室内の絞りを予熱する加熱手段と、前
記絞りを前記絞り交換室から前記鏡体部内へ移動させる
移動手段と、前記移動させた絞りを載置させる前記鏡体
部内に配設した載置台と、前記絞り交換室および前記鏡
体部を真空にする排気手段と、前記電子光学系を制御す
る電子光学系制御手段とを少なくとも具備し、電子線照
射エネルギーと、前記電子線のビーム径と、前記絞りお
よび載置台の熱伝導率とから定まる前記載置台上の絞り
の飽和温度測定手段と、前記交換室内の絞りが前記飽和
温度となるよう前記加熱手段を制御する加熱制御手段と
を設けたことを特徴とする電子線描画装置。
【請求項２】請求項１記載の電子線描画装置において、前記飽和温度測定手段は、前記載置台上の絞り近傍の飽
和温度を測定する温度検出部を備え、前記加熱制御手段
は、予め前記電子線照射エネルギー量に応じて測定され
た前記飽和温度を記憶する記憶部と、前記電子線照射エ
ネルギー量に応じて前記記憶部に記憶させた飽和温度を
呼出し、前記交換室内の絞りが前記飽和温度となるよう
前記加熱手段を制御する制御部とを具備したことを特徴
とする電子線描画装置。
【請求項３】電子線照射エネルギー量を変更可能な電
子光学系を有する鏡体部と、前記電子光学系の交換用絞
りが配設される前記鏡体部に付設された絞り交換室と、
前記絞り交換室内の絞りを予熱する加熱手段と、前記絞
りを前記絞り交換室から前記鏡体部内へ移動させる移動
手段と、前記移動させた絞りを載置させる前記鏡体部内
に配設した載置台と、前記載置台の位置決め手段と、前
記電子光学系を制御する電子光学系制御手段とを少なく
とも具備し、電子線照射エネルギーによる前記載置台上
の絞りの熱膨張に基づく試料上の電子ビームの照射位置
の変化量が最小となるような前記絞りの加熱温度を定め
る評価手段と、前記交換室内の絞りが前記評価温度とな
るよう加熱手段を制御する加熱制御手段とを設けたこと
を特徴とする電子線描画装置。
【請求項４】請求項３記載の電子線描画装置におい
て、前記評価手段は、前記絞り交換室の絞り近傍の温度測定
手段と、前記交換室の絞りの加熱温度を変えて、試料上
のマーク位置に電子ビームを走査し、前記載置台上の絞
りの熱膨張によるマーク位置の変位が最小となるような
加熱温度を評価する評価部とを備え、前記加熱制御手段
は、予め前記電子線照射エネルギー量に応じた前記評価
された加熱温度を記憶する記憶手段と、前記記憶させた
評価温度を呼出し、前記交換室内の絞りが前記評価温度
となるよう前記加熱手段を制御する制御部とを具備した
ことを特徴とする電子線描画装置。
【請求項５】請求項１ないし４記載のいずれかの電子
線描画装置において、前記加熱手段は、前記絞り交換室
に設けた透過窓を介して前記絞りを間接的に加熱するよ
う前記透過窓の近傍に設けられた熱源を有することを特
徴とする電子線描画装置。
【請求項６】請求項５記載の電子線描画装置におい
て、上記熱源は、ハロゲンランプもしくはセラミックヒー
タ、カーボンヒータ、シースヒータのいずれかで構成し
たことを特徴とする電子線描画装置。