JP3163885B2 - 荷電粒子ビーム露光装置及び露光方法 - Google Patents
荷電粒子ビーム露光装置及び露光方法Info
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Description
おいて使用される荷電粒子ビーム露光装置のうち、種々
の透過パターンを形成してなるマスク板(以下、ブロッ
クマスクという)を使用してなる露光(以下、ブロック
露光という)を行うことができるようにされた荷電粒子
ビーム露光装置、及び、このような荷電粒子ビーム露光
装置を使用した露光方法に関する。
わたり、微細パターン加工方法の主流であったフォトリ
ソグラフィに代わり、電子ビーム等の荷電粒子ビームを
使用した荷電粒子ビーム露光装置が開発、研究され、実
用されるに至っている。
変矩形露光技術や、ブロック露光技術などがあるが、可
変矩形露光技術は、フォトマスクの製造や微細素子の試
作に使用されている。
返しの基本となる透過パターンを形成してなるブロック
マスクを使用して露光を行うとするものであることか
ら、例えば、256MビットDRAMのように、微細で
はあるが、露光する殆どの面積は、ある基本パターンの
繰り返しであるものに有効な露光技術とされている。
ようにされた荷電粒子ビーム露光装置として、図5に、
その要部を概略的に示すような電子ビーム露光装置が知
られている。
出された電子ビーム、3〜9は電子レンズであり、特
に、7は縮小レンズ、8、9は投影レンズと称されるも
のである。
形に整形する矩形整形アパーチャ、11は矩形整形アパ
ーチャ10を通過した電子ビーム2を可変的に矩形整形
する場合に使用される可変矩形整形用の偏向器である。
ックマスク12を固定するマスクステージであり、ブロ
ックマスク12は、例えば、図6に示すように構成され
ている。
0mmの大きさを有するシリコン基板、15は電子ビー
ム2の偏向を可能とされる、例えば、5mm×5mmの
大きさを有するデフレクタ・エリアと称される領域であ
る。
1個を拡大して概略的に示しており、16は、例えば、
460μm×460μmの大きさを有するブロックと称
される領域であり、各ブロック16には、1ショットの
電子ビーム2の断面形状を整形するための種々の形状の
ブロックパターンが形成されている。
部に、使用頻度の高いメモリセルアレイ用のブロックパ
ターンが配列され、周辺部に、使用頻度の低いロウデコ
ーダや、コラムデコーダ用のブロックパターンが形成さ
れる。なお、17〜20はキャリブレーション用の透過
パターンである。
大して概略的に示しており、21〜36はコンタクトホ
ールを形成するための透過孔であり、これら16個の透
過孔21〜36が1個のブロックパターンとされてい
る。
偏向器と称される偏向器であり、マスク偏向器37、3
8は電子ビーム2をブロックマスク12上、所望の位置
に偏向するための偏向器、39、40は偏向させた電子
ビーム2を光軸上に戻すための偏向器である。
イル、42は焦点を補正するためのコイル、43は電子
ビーム2の通過を制御するブランキング偏向器、44は
絞りの作用を行う円形アパーチャである。
範囲で偏向する電磁偏向器からなる主偏向器(大偏向
器)、46は電子ビーム2を比較的小さな範囲で偏向す
る静電偏向器からなる副偏向器(小偏向器)、47は露
光対象であるウエハ、48はウエハ47を固定するウエ
ハステージである。
ック露光が行われる場合、電子銃1から射出された電子
ビーム2は、矩形整形アパーチャ10を通過した後、マ
スク偏向器37、38により偏向され、ブロックマスク
12上の所望のブロックパターン部分を通過する。
を整形された電子ビーム2は、マスク偏向器39、40
により光軸に戻され、更に、縮小レンズ7により縮小さ
れ、投影レンズ8、9によりウエハ47上に露光され
る。
は、図7に示すように、ウエハ47がウエハステージ4
8の座標軸、即ち、基準座標軸(座標系)X、Yに対し
て回転ずれΔθaを起こして固定されてしまう場合があ
る。なお、X’、Y’はウエハ47の座標軸を示してい
る。
副偏向器46用の偏向データは、基準座標軸X、Yを基
準として作成されていることから、主偏向器45及び副
偏向器46による偏向がウエハ47の座標軸X’、Y’
を基準に行われるように補正が行われる。
電子ビーム露光装置においては、ウエハ47に転写され
るブロックパターンの転写像の座標軸X”、Y”の方向
を調整するための手段を備えていない。
が基準座標軸X、Yに対して回転ずれΔθaを起こして
固定された場合において、例えば、図8に示すような転
写像49を繰り返して露光する場合には、電子ビーム2
の偏向方向をウエハ47の座標系X’、Y’に合わせた
としても、即ち、転写像の座標系X”、Y”の原点の位
置をウエハ47の座標系X’、Y’に合わせたとして
も、転写像の方向については修正を行うことができず、
図9に示すように、繋ぎ合わせ精度の低い露光を行うこ
とになってしまう。
/100ラジアン(radian)の場合において、転写像の
サイズを5μm×5μmとすれば、ウエハ47の回転ず
れによる繋ぎずれは、0.05μmとなってしまう。
幅(線幅)が0.2μmの場合には、パターン幅の1/
4にもなり、無視し得ない量であり、更に、微細化が進
めば、図10に示すように、転写像を繋ぎ合わせること
ができなくなる場合も生じてしまう。
露光装置では、繋ぎ合わせ精度の点からして、今後予想
される集積回路の高密度化に対応することができないと
いう問題点があった。
ズを変えることなく、転写像の座標軸方向を調整するこ
とができるようにし、露光対象物が所定の基準座標軸に
対して回転ずれを起こして固定されてしまう場合であっ
ても、繋ぎ合わせ精度の高い露光を行うことができるよ
うにした荷電粒子ビーム露光装置及び露光方法を提供す
ることを目的とする。
ーム露光装置は、種々の形状のブロックパターンを形成
してなるブロックマスクを使用し、荷電粒子ビームの断
面形状をブロックパターンの形状に整形して露光を行う
荷電粒子ビーム露光装置を改良するものであり、主に転
写像のサイズを変化させる第1の電子レンズと、主に転
写像の座標軸方向を変化させる第2の電子レンズとを設
けて構成するというものである。
変化させた場合における転写像のサイズの変化分と、第
2の電子レンズの強度を変化させた場合における転写像
のサイズの変化分とが相殺される条件の下で、第1の電
子レンズの強度を変化させた場合における転写像の座標
軸方向の変化分と、第2の電子レンズの強度を変化させ
た場合における転写像の座標軸方向の変化分との加算値
が、基準座標軸に対する露光対象物の座標軸の回転方向
と一致する場合における第1、第2の電子レンズの強度
を求め、これら強度に第1、第2の電子レンズを設定す
ることにより、転写像のサイズを変えることなく、転写
像を回転することができる。
イズを変えることなく、転写像の座標軸方向を調整する
ことができるので、露光対象物が所定の基準座標軸に対
して回転ずれを起こして固定されてしまう場合であって
も、繋ぎ合わせ精度の高い露光を行うことができる。
施例につき、本発明を電子ビーム露光装置に適用した場
合を例にして説明する。なお、図1において、図5に対
応する部分には同一符号を付し、その重複説明は省略す
る。
示す図であり、本実施例は、図5に示す電子レンズ(縮
小レンズ)7の代わりに、ダブレット電子レンズ(二重
電子レンズ)50を設け、その他については、図5に示
す従来の電子ビーム露光装置と同様に構成したものであ
る。
ンズ51、52から構成されており、これら電子レンズ
51、52は、図2に部分断面斜視図を示すように近接
して配置されている。
S極とN極との間の距離L51及び電子ビーム2が通過す
る透過孔54、55の径R51を比較的小さく構成され、
主として転写像のサイズを変化させることができるよう
にされている。なお、56はコイルである。
極とN極との間の距離L52及び電子ビーム2が通過する
透過孔58、59の径R52を比較的大きく構成され、主
として転写像の座標軸方向を変化させることができるよ
うにされている。なお、60はコイルである。
は、実際の露光を行う前に、まず、転写像のサイズ及び
座標軸方向が電子レンズ51の強度変化ΔI51及び電子
レンズ52の強度変化ΔI52に応じてどのように変化す
るかを測定する。
I51、ΔI52に対する転写像のサイズの変化ΔSを示す
数1における定数α、β及び電子レンズ51、52の強
度変化ΔI51、ΔI52に対する転写像の座標軸方向の変
化Δθを示す数2における定数γ、δを測定する。
固定し、基準座標軸X、Y(ウエハステージ48の座標
軸)に対するウエハ47の座標軸X’、Y’の方向、即
ち、基準座標軸X、Yに対するウエハ47の回転角Δθ
aを測定する。
51の強度変化ΔI51に対する転写像のサイズの変化分
α×ΔI51と、電子レンズ52の強度変化ΔI52に対す
る転写像のサイズの変化分β×Δ52とが相殺される条件
の下で、数4に示す条件、即ち、電子レンズ51の強度
変化ΔI51に対する転写像の座標軸方向の変化分γ×Δ
I51と、電子レンズ52の強度変化ΔI52に対する転写
像の座標軸方向の変化分δ×ΔI52との加算値がウエハ
47の回転角Δθaと一致する電子レンズ51、52の
強度変化ΔI51、ΔI52を求める。
1の強度変化ΔI51は数5に示す式で求めることがで
き、電子レンズ52の強度変化ΔI52は数6に示す式で
求めることができる。
す強度変化分ΔI51だけ補正すると共に、電子レンズ5
2の強度を数6に示す強度変化分ΔI52だけ補正する。
すように、ウエハ47が基準座標軸X、Yに対して角度
Δθaだけ回転して固定されている場合において、図8
に示すような転写像を露光する場合においても、図3に
示すように、この転写像の座標軸X”、Y”の方向をウ
エハ47の座標軸X’、Y’の方向と一致させることが
できる。
て、主偏向器45及び副偏向器46による電子ビーム2
の偏向がウエハ47の座標軸X’、Y’を基準に行われ
るような補正を行う。
合わせるような露光を行うと、図4に示すように、繋ぎ
合わせずれのない、繋ぎ合わせ精度の高い露光を行うこ
とができる。
示す縮小レンズ7に代えて、主として転写像の縮小率を
変化させる電子レンズ51と、主として転写像の座標軸
方向を変化させる電子レンズ52とを設けたことによ
り、転写像の座標軸X”、Y”の方向をウエハ47の座
標軸X’、Y’の方向と一致させることができるので、
ウエハ47が基準座標軸X、Yに対して回転ずれを起こ
して固定されてしまう場合であっても、繋ぎ合わせ精度
の高い露光を行うことができ、集積回路の高密度化に対
応することができる。
1、52は、ヨーク間の間隔及び電子ビーム2が通過す
る透過孔の径をそれぞれ異にするように構成したが、こ
れら電子レンズ51、52は同一形状のものであっても
良い。
1を上流側、電子レンズ52を下流側に配置するように
した場合について述べたが、この代わりに、電子レンズ
52を上流側、電子レンズ51を下流側に配置するよう
にしても良い。
1、52を近接して配置するようにした場合について述
べたが、これら電子レンズ51、52は、近接させなく
とも良い。
写像のサイズを変化させる電子レンズと、主に転写像の
座標軸方向を変化させる電子レンズとを設けるという構
成を採用したことにより、露光対象物が所定の基準座標
軸に対して回転ずれを起こして固定されてしまう場合で
あっても、繋ぎ合わせ精度の高い露光を行うことができ
る。
る。
レンズを示す部分断面斜視図である。
る。
るための図である。
的に示す図である。
す図である。
問題点を説明するための図である。
る問題点を説明するための図である。
Claims (5)
- 【請求項1】種々の形状の透過パターンを形成してなる
マスク板を使用し、荷電粒子ビームの断面形状を前記マ
スク板に形成されている透過パターンの形状に整形して
露光を行う荷電粒子ビーム露光装置であって、独立にレンズ強度を変化可能とされ、 主に転写像のサイ
ズを変化させる第1の電子レンズと、独立にレンズ強度を変化可能とされ、 主に転写像の座標
軸方向を変化させる第2の電子レンズとを設け、前記第1の電子レンズの強度を変化させた場合における
転写像のサイズの変化分と、前記第2の電子レンズの強
度を変化させた場合における転写像のサイズの変化分と
が相殺される条件の下で、前記第1の電子レンズの強度
を変化させた場合における転写像の座標軸方向の変化分
と、前記第2の電子レンズの強度を変化させた場合にお
ける転写像の座標軸方向の変化分との加算値が、所定の
基準座標軸に対する露光対象物の座標軸の回転方向と一
致するように、前記第1、第2の電子レンズの強度を設
定することができるように構成されている 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2の電子レンズは、ヨークのS極と
N極との間の距離を前記第1の電子レンズよりも大きく
形成されていることを特徴とする請求項1記載の荷電粒
子ビーム露光装置。 - 【請求項3】前記第2の電子レンズは、荷電粒子ビーム
が通過するヨークの透過孔の径を前記第1の電子レンズ
よりも大きく形成されていることを特徴とする請求項1
又は2記載の荷電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項4】前記第1、第2の電子レンズは、近接して
配置されていることを特徴とする請求項1、2又は3記
載の荷電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項5】種々の形状の透過パターンを形成してなる
マスク板を使用し、荷電粒子ビームの断面形状を前記マ
スク板に形成されている透過パターンの形状に整形して
露光を行う荷電粒子ビーム露光装置において、独立にレンズ強度を変化可能とされ、 主に転写像のサイ
ズを変化させる第1の電子レンズと、独立にレンズ強度
を変化可能とされ、主に転写像の座標軸方向を変化させ
る第2の電子レンズとを設け、 前記第1の電子レンズの強度を変化させた場合における
転写像のサイズの変化分と、前記第2の電子レンズの強
度を変化させた場合における転写像のサイズの変化分と
が相殺される条件の下で、前記第1の電子レンズの強度
を変化させた場合における転写像の座標軸方向の変化分
と、前記第2の電子レンズの強度を変化させた場合にお
ける転写像の座標軸方向の変化分との加算値が、所定の
基準座標軸に対する露光対象物の座標軸の回転方向と一
致するように、前記第1、第2の電子レンズの強度を設
定し、露光を行うことを特徴とする荷電粒子ビーム露光
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2413694A JP3163885B2 (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 荷電粒子ビーム露光装置及び露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2413694A JP3163885B2 (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 荷電粒子ビーム露光装置及び露光方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07235469A JPH07235469A (ja) | 1995-09-05 |
JP3163885B2 true JP3163885B2 (ja) | 2001-05-08 |
Family
ID=12129909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2413694A Expired - Fee Related JP3163885B2 (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 荷電粒子ビーム露光装置及び露光方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3163885B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1154412A (ja) * | 1997-07-30 | 1999-02-26 | Nikon Corp | 電子線縮小転写装置 |
-
1994
- 1994-02-22 JP JP2413694A patent/JP3163885B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH07235469A (ja) | 1995-09-05 |
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