JPH01291427A - 電子線露光方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 本発明は電子線露光に於ける電子線の電流値と形状の測
定に関し、 基板支持台を連続移動させる露光処理で、一つの連続処
理領域内で露光作業を中断させることのない電子線露光
法及びそれに適した装置を提供することを目標とし、 基板支持台のウェハｉ装置領域を囲んで電子線電流測定
手段と電子線形状測定手段を設け、一方向の走査が終わ
ったところで前記測定手段を使用して電子線の電流値と
断面形状を計測するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は電子線露光に於ける電子線の電流値と形状の測
定に関わり、特に連続処理領域の露光作業を中断するこ
とな（所定の頻度で上記の測定を行う処理方法及び装置
に関わる。なお本明細書では、電子線の大さや断面形状
など線束としての属性が意味を持つ場合、電子線を電子
ビーム或いは単にビームと表記することがある。

半導体工業では、集積回路の高密化と微細化が進んだ結
果、微細パターンを形成するりソグラフイとして電子線
リソグラフィの用いられることが多くなっている。電子
線による描画は、図形をビームの断面と同じ方形の画素
に分解し、選択された画素に一定時間電子線を照射する
作業の反復として実行される。

照射する画素を選択するための電子線の偏向は、所要時
間を無視し得るほど短時間に行われるが、電子線の偏向
だけで描画出来るのは極めて限られた範囲であるから、
機構的手段によってステージを移動させ、新しい領域に
電子線を照射させるようにしなければならない。

その場合、電子線の偏向によって描画できる領域を単位
として、ステージをステップ状に移動させ、新しい位置
でステージを静止させて電子線を照射させる方法が従来
−船釣であったが、近年ＩＣパターンが益々微細化され
るに伴ってステップ移動の所要時間を短縮する要求が強
まり、ステージを連続移動させながら電子線露光を行う
方式が採用されるようになっている。

この連続移動方式の露光では、第２図に示されるように
、−回の走査はウェハ１の一端から他端までを包含する
直線として行われ、偏向による電子線掃引範囲に相当す
る幅をこれに付与した領域が、−回の走査で描画される
領域となる。この掃引幅は、現行の電子線露光装置では
２〜５１■程度である。

ステージの移動速度は一定である必要はなく、照射画素
の粗密に合わせて変化させるのが通常である。

一方、電子ビームの電流値や断面形状、偏向角などは十
分に安定とは言えない状況にあり、描画作業中に定期的
にこれをチエツクし、修正することが必要である。

ビーム電流の測定は、例えばビームを直接ステージに照
射して、その電流値を計測する形で行われる。その際、
電子の反射があると正確な電流値が得られないから、ビ
ーム照射位置に孔または溝を掘って、反射のない形状に
しておく。

またビームの断面形状は、ナイフェツジ法と呼ばれる方
法で計測されるのが通常である。該方法は２次電子放出
率の異なる材料を組み合わせたメソシュ状のパターンを
用い、パターン端部で２次電子放出率がステップ状に変
化することを利用してＸ方向及びＹ方向のビーム幅を測
定するものである。

更に該パターンを利用して、電子線偏向装置のゲインと
ローテーションを調整することも出来る。

該パターンを使用するこれ等の測定には、シンチレーシ
ョン検出器がセンサとして用いられる。

〔従来の技術〕

電子ビームの電流値や断面形状などを測定するには、前
述の孔やメツシュパターンのようなビームを受ける専用
手段が必要である。本明細書ではこれ等を包括的して、
仮に受線器と呼ぶことにするが、従来の電子線露光装置
では、受線器はステージ内に一組だけ設けられていた。

ステージをステップ状に移動させ、静止させた状態で電
子線描画を行う処理方式では、所定数の区画の処理が終
わる毎に受線器を利用して電子線をチエツクすることが
行われる。その場合、ステージを受線器位置まで移動さ
せ、チエツクが終われば元の位置に戻すことが行われる
が、全体の処理時間に対し、この処理のための所要時間
増が特に問題になることはなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらステージを連続移動させる方式では、この
ような特異なステージの移動が入り込むことは、作業時
間を大幅に増加させることになる。

即ち、一つの走査領域の処理を中断してステージを受線
器位置まで移動させ、測定後天の位置に戻して描画をｗ
ＩＶｔシようとしても、描画処理はステージが所定の速
度で移動していることを前提としているので、所定速度
に達するまでの加速距離を計算に入れてステージを戻し
てやることが必要であり、ステージ制御が複雑になる。

従って連続移動方式では、−本の走査領域と次の走査領
域の処理の間に電子ビームのチエツクを行うことになる
が、それでも受線器位置までのステージの移動時間は必
要であり、連続移動方式では処理時間の短縮は特に重要
な課題であるから、これを無視することは出来ない。

本発明の目的は、連続移動方式に適し、処理時間が短縮
された電子ビームの電流値、断面形状の測定方法或いは
装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の電子線露光方法或い
は装置では 被処理体である基板を載置した基板支持台を一方向に連
続的に移動させて前記基板の帯状領域を電子線で走査し
、該電、子線を偏向させて所定領域に電子線を照射する
と共に、 前記基板支持台に、電子線電流測定手段と電子線形状測
定手段とを前記一方向に直交する方向に列状に配置し、 一つの前記帯状領域の走査が終了した時点から、前記支
持台の移動方向を反転させ、隣接する次の帯状領域の走
査領域を開始する時点までの間に、前記列状に配置した
電子線電流測定手段と電子線形状測定手段を使用して、
前記走査用電子線の電流値と断面形状を計測することが
行われる。

また、上記電子線露光に適した装置は 前記基板支持台の表面領域であって且つ前記被処理体基
板若しくは該基板ホルダーが載置される領域の外に、少
なくも一方向に前記載置領域を挟んで、前記電子線電流
測定手段と電子線形状測定手段とが夫々複数列配置され
ている前記基板支持台を包含して構成される。

〔作　用〕

本発明の電子線露光では一本の走査領域の処理が終わっ
た後、次の走査領域の処理に入る前に電子ビームをチエ
ツクするので、走査領域内で描画を中断した場合のよう
な煩瑣な処理を必要としない。また、受線器が一組だけ
でなく多数であり、走査の折り返し点のすぐ近くのもの
が使用出来るので、ビームのチエツクのためのステージ
移動距離が大幅に短縮され、それだけ全体の処理時間も
短縮されることになる。

〔実施例〕

第１図に本発明の電子線露光に用いられる基板支持台の
構造が示されている。同図＋ａｌは第１の実施例であり
、同図（ｔ＋１は第２の実施例である。以下、該図面を
参照しながら本発明を説明する。

ｆａ１図の第１の実施例では、半導体ウェハｌが載置さ
れる領域を囲んで、ビーム電流測定用の溝３が方形に掘
られていると共に、ビーム断面形状測定用のメツシュパ
ターン５が同じく方形に配置されている。メツシュパタ
ーン５の配置間隔はステージ連続移動による走査領域の
繰り返し幅と同じであることが望ましい。

メツシュパターン５は、偏向角度測定用にも使用される
ので、採用される可能性のある最大偏向幅に合わせたサ
イズのものを設けておけば、それより狭い幅の偏向角の
測定は可能である。このような寸法上の制約は、ステー
ジ連続移動による走査領域の繰り返し幅と同ピツチで配
置することを妨げることがあるが、これは本発明を実施
する上で大きな障害となるものではない。この点は後に
説明する。

ｔｂ１図の第２の実施例に於いては、第１の実施例では
溝である電流値測定用の窪みが、方形の列を構成する孔
４となっている。電流測定の補助手段としての効果は溝
であっても孔であっても同じであり、孔の場合はステー
ジ連続移動による走査領域の繰り返し幅と同ピツチで配
置される点はメツシュパターンの配置と同様である。

ｆａ１図、ｆｂ１図いずれの場合も、ステージの連続移
動による電子線の走査は第２図に示されるように行われ
る。折り返しの位置に上記のような受線器が配置されて
いれば、ビームチエツクのためのステージ移動を省略す
ることが出来るから、ステージ移動の待ち時間のために
露光処理時間が長くなることは避けられる。

上に述べたように、走査領域の折り返しピッチと受線器
配置のピンチが異なっている場合でも、ステージを僅か
に移動させるだけで、ビームを受線器位置に合わせるこ
とが出来るから、露光処理時間はそれだけ短縮されるこ
とになる。

第３図は連続移動露光に用いられる電子線露光装置の構
成を示す図であり、基板支持台２が上記実施例のもので
あれば、本発明の電子線露光装置を示すことになる。モ
ータ６はＤＣモータであり、供給される駆動電流によっ
て回転量すなわちステージの移動距離が制御される。７
はレーザ測長器であり、これによる測定結果がフィード
バックされ、ステージ制御部８から適正な駆動電流がモ
ータに供給される。モータとレーザ測長器の組み合わせ
はＸ方向およびＹ方向に設けられている。１は基板、９
はホスト計算機である。

ビームのチエツクは必ずしも折り返し毎に実施する必要
はなく、適当な回数毎に行っても良いし、或いは所定時
間経過後の最初の折り返しで行うようにしてもよい。

付言すると、ステージの連続移動は等速であることは必
要でなく、電子線を照射すべき画素の密度が高い部分で
は低速に落とし、密度が低い部分では高速に上げれば、
処理時間が短縮される。従って、−本の走査の所要時間
は一定でないのが通常である。

本実施例では測定用治具はステージ移動方向と直角に一
列に配置されているが、直角であることや一列であるこ
とは本発明の構成要件ではなく、他の形状に配置されて
いても構わない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明ではステージ移動の折り返
しに合わせて電子ビームの電流値や断面形状が測定され
るので、電子線をチエツクするためのステージの移動時
間が大幅に短縮され、電子線露光処理のスループットが
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基板支持台を示す模式図、第２図は連
続移動方式に於ける走査の折り返しを示す図、 第３図は電子線露光装置の構成を示す模式図であって、 図に於いて ｌは基板、 ２は支持台、 ３は電流測定溝、 ４は電流測定孔、 ５はメソシュパターン、 ６はＤＣモータ、 ７はレーザ測長器、 ８はステージ制御部、 ９はホスト計算機 である。 （α〕　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）本発明
の基板支持台を示す模式図 第１図 連続移動方式に於ける走査の折り返しを示す図第２図 電子線露光装置の構成を−・示す模式図第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被処理体である基板を載置した基板支持台を一方
   向に連続的に移動させて前記基板の帯状領域を電子線で
   走査し、該電子線を偏向させて前記帯状領域内の選択さ
   れた画素領域に電子線を照射する電子線露光に於いて、 　前記基板支持台に、電子線電流測定手段或いは電子線
   形状測定手段或いはその両方を前記一方向上に前記基板
   載置領域を挟んで複数配置し、一つの前記帯状領域の走
   査が終了した時点から、前記支持台の移動方向を反転さ
   せ、隣接する次の帯状領域の走査領域を開始する時点ま
   での間に、前記列状に配置した電子線電流測定手段と電
   子線形状測定手段を使用して、前記走査用電子線の電流
   値と断面形状を計測することを特徴とする電子線露光方
   法。
2. （２）請求項（１）の電子線露光に使用する電子線露光
   装置であって、 前記基板支持台の表面領域であって且つ前記被処理体基
   板若しくは該基板のホルダーが載置される領域の外に、
   少なくも一方向に前記載置領域を挟んで、前記電子線電
   流測定手段或いは電子線形状測定手段或いはその両方が
   夫々複数列配置されている前記基板支持台を包含して構
   成されることを特徴とする電子線露光装置。