JPH01316933A

JPH01316933A - 電子ビーム露光装置の電子ビーム補正方法

Info

Publication number: JPH01316933A
Application number: JP63148697A
Authority: JP
Inventors: Shinji Miyagi; 宮城　慎司
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1988-06-16
Publication date: 1989-12-21
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JP2605111B2

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］電子ビーム露光装置の電子ビーム補正方法、特に可変矩
形整形型の電子ビーム露光装置の２個のスリットアパー
チャの回転角合わせ方法に関し、該電子ビームを補正す
る被照射物体を任意に選ぶことなく、多数の被照射物体
の中から、既定の許容性能を充足する該物体を自動選出
して、それによりスリットアパーチャのエツジを露光座
標系に一致させることを目的とし、複数設けられた被照射物体上に第１の照射幅の電子ビー
ムを走査して、各々の反射電子を検出し、前記反射電子
の波形データから被照射物体の位置と大きさとを検出し
、前記被照射物体の大きさと、所定の基準値とを比較して
、該被照射物体を選別し、さらに一つの被照射物体を選
択し、前記選択された被照射物体上に前記電子ビームを移動し
、前記選択された被照射物体上に第２の照射幅の電子ビー
ムを走査して、その反射電子を検出し、前記反射電子の
波形データに基づいて、一対のスリットアパーチャの回
転角を調整し、露光座標系にスワンドアパーチャのエツ
ジを合わせる方法であって、前記第１の照射幅が第２の照射幅よりも小さくされ、前記第１．２の照射幅が一対のスリ７）アパーチャの回
転角により可変されるものであ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の電子ビーム補正方法に関
するものであり、更に詳しく言えば可変矩形整形型の電
子ビーム露光装置の２個のスリットアパーチャの回転角
合わせ方法に関するものである。

近年の電子ビーム露光装置においては、微細パターン露
光の高精度化が要求されている。このため、電子ビーム
を矩形状に整形するスリットアパーチャのエツジを被露
光対象の露光座標系と正確に一致させるように該スリッ
トアパーチャの回転角を精度良く求め、８ｆｉＭ子ビー
ムの補正をする必要がある。

〔従来の技術〕

第７図は従来例の電子ビーム露光装置の電子ビーム補正
方法に係る説明図である。

同ＩＤ（ａ）は露光座標系と矩形電子ビームとの関係を
示す図であり、ｌにおいて、１は矩形電子ビーム、Ｘ−
Ｙ軸は被露光対象の露光座標系を示している。なお、矩
形電子ビームの整形方法は、任意に選ばれた被照射物体
上に電子ビームを走査し、その反射電子の波形を処理す
ることにより一対のスリットアパーチャのスリット回転
角を合わせて行われる。また、θ１は露光座標系Ｘ−Ｙ
と、矩形電子ビーム１のエツジ（スリットアパーチャの
エツジ）とのなす角であり、スリットアパーチャのエツ
ジが露光座標系に一致していない状態を表す位置ずれ角
度である。

同図（ｂ）は、矩形電子ビームを被露光対象上に走査し
て直線を描画した状態を示す図である。

破線円内図において、２は未露光部分であり、矩形電子
ビーム１と露光座標系Ｘ−Ｙとの間に位置ずれ角θ１が
生じているために、矩形電子ビームを被露光対象上に走
査した場合、被露光対象が露光されなかった部分を示し
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで従来例によれば、スリットアパーチャのエツジ
と、露光座標系との一致合わせは、任意に摘出された被
照射物体上に電子ビームを走査し、その反射電子を画像
処理して、スリットアパーチャを調整している。

このため、疹照射物体の形状如何によっては、スリット
アパーチャの回転角を精度良く調整したのにも拘らず第
７図（ａ）のように露光座標系ＸＹと矩形電子ビーム１
との間に位置ずれ角θ１を生じ、これにより、矩形電子
ビームを被露光対象上に走査した場合、同図（ｂ）に示
すような未露光部分２を招（、特に微細パターン露光を
する場合、パターン解像性が悪くなるという課題がある
。

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、電子ビームを補正する被照射物体を任意に選ぶこ
となく、多数の被照射物体゛の中から、既定の許容性能
を充足する該物体を自動選出して、それによりスリット
アパーチャのエツジを露光座標系に一致させることを可
能とする電子ビーム露光装置の電子ビーム補正方法。

〔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の電子ビーム補正方法は、
その原理図を第１図に、その一実施例を第２〜６図に示
すように複数設けられた被照射物体上に第１の照射幅の
電子ビームを走査して、各々の反射電子を検出し、前記反射電子の波形データから被照射物体の位置と大き
さとを検出し、前記被照射物体の大きさと、所定の基準値とを比較して
、該被照射物体を選別し、さらに一つの被照射物体を選
択し、前記選択された被照射物体上に前記電子ビームを移動し
、前記選択された被照射物体上に第２の照射幅の電子ビー
ムを走査して、その反射電子を検出し、前記反射電子の
波形データに基づいて、一対のスリットアパーチャの回
転角を調整し、露光座標系にスリットアパーチャの工ン
ジを合わせる方法であって、前記第１の照射幅が第２の照射幅よりも小さくされ、前記第１．２の照射幅が一対のスリットアパーチャの回
転角により可変されるものであることを特徴とし、上記
目的を達成する。

〔作用］本発明によれば、被照射物体の大きさと、所定基準値と
を比較選別し、その反射強度及び精度の両者を満足する
一つの被照射物体を自動選出している。

このため、従来のような任意に摘出された被照射物体に
比較して、自動選出された被照射物体に電子ビームを走
査することによって、スリットアパーチャの工ンジと露
光座標系との位置ずれを無くすことが可能となる。

これにより従来のような未露光部分を無くすことができ
精度良い微細パターン露光をすることが可能となる。

〔実施例］次に回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
置の電子ビーム補正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、３は電子ビーム露光装置の鏡筒。

４は反射電子を検出する検出器、５は試料２１をセット
したステージを移動するステージ駆動系。

６ａ〜６ｂは各信号を増幅する増幅器、７ａ。

７ｂはＤ／Ａ変換器、８は電子ビーム８ａを出射する電
子銃、９ａ、９ｂは電子ビーム８ａを矩形状に整形した
り、矩形状に整形された電子ビーム８ａを被露光対象の
露光座標系に位置合わせをする第１．２のスリットアパ
ーチャである。なお１０ａ〜１０ｂは静電系や電磁系の
偏向系であり、電子ビーム８ａを走査する機能を有して
いる。

また、１１はＡ／Ｄデジタルストレージメモリであり、
増幅された反射電子の信号波形をＡ／Ｄ変換して、その
データを記憶する機能を有している。１２は被照射物体
検出処理手段であり、被照射物体の大きさと位置とを検
出する機能を有している。１３は被照射物体解析処理手
段であり、信号波形を微分波形に加工したりすることに
より、ある基準値より大きい被照射物体やその小さい物
体を取捨選別し、一つの被照射物体を選出する機能を存
している。１４は、被照射物体位置決定処理手段であり
、選出する被照射体の位置の決定処理をする機能を有し
ている。１５はＸＹスイープジェネレータであり、電子
ビーム８ａを選出した被照射物体上に移動させる機能を
有している。

なお、１６はビームエツジ検出処理手段であり、選出さ
れた被照射物体上を電子ビームを走査した場合、その反
射電子の信号波形の時間的位置ずれ量を検出する機能を
有している。また１７は工ンジ回転角求値処理手段であ
り、時間的位置ずれ量からスリットの回転角を求める機
能を有している。

また１８はエツジ回転角補正処理手段であり、第２のス
リットアパーチャを調整する補正信号を出力する機能を
有している。なお、１９はスリットサイズ制御部であり
、電子ビーム８ａの照射幅を可変する機能を有している
。２０は中央処理装置であり、ＣＰＵ等の演算機能を有
している。

これ等により、電子ビーム露光装置を構成する。

第３図は、本発明の実施例に係る被照射物体を説明する
図である。

図において、２１ａはＳｉ基板、２２は電子ビームの補
正に必要な被照射物体である。なお被照射物体２２はＳ
ｉ基板２１ａ上に１０Ｃμｍ）程度の間隔を置いてパタ
ーン形成される直径０．１〜０．２φ〔μｍ］程度のＴ
ａ（タンタル）Ｒ少塊である。また、被照射物体２２は
、同一低原子量の例えばＳｉ基板に原子量の裔い、すな
わち反射電子の放出量の多い微少片であれば良い。

第４図は、本発明の実施例に係る被照射物体の強度と精
度とを選別する方法を説明する回である。

同図（ａ）は、被照射物体２２上に電子ビーム８ａを走
査方向Ａに沿って走査している状態を示している。なお
、電子ビームの幅ｗ１は本発明の実施例では０．２　〔
μｍ］とし、これは被照射物体２２の中から０．２　〔
μｍ］以下を選出するためである。

同図（ｂ）は、被照射物体から得られる反射電子の信号
波形やその微分波形を示す図である。

なお、微分波形においてＷは被照射物体の幅であり、微
分波形の正のピークから負のピークまでの幅から求める
ことができる。また、微分波形の波高値から被照射物体
の立ち上がり形状の鋭さを検出することができる。

第５［Ｄは、本発明の実施例に係る電子ビームの形状と
露光座標系との関係を説明する図である。

図において、ＸＹは露光座標系、８ａは電子ビームであ
り、被照射物体２２に比べて、約６〜８倍程度にスリン
ト制御部を介して拡大して、偏向座標系ｘｙに従って電
子ビーム８ａを走査する。

これにより、信号波形は被照射物体２２のエツジを基準
にすると、時間的にずれた状態により観測される。この
位相のずれから被照射物体のエツジと、電子ビームのエ
ツジ、すなわちスリットアパーチャのエツジとの間の角
度、スリットの回転角θを求値する。

第６図は、本発明の実施例に係るスリ７）アパーチャの
調整方法を説明する図である。

同図（ａ）は、露光座標系ＸＹに矩形状の電子ビームを
整形する方法を示している。図において、電子ビーム８
ａは第１，２のスワンドアパーチャにそれぞれ設けられ
た回転調整器２３ａ、２３ｂを調整することにより矩形
状かつそのエツジが露光座標系に一敗させることができ
る。

同図（ｂ）は、第５図により得られたスリットの回転角
θから露光座標系ＸＹに座標回転する状態を示している
。

これ等の関係から本発明の電子ビーム露光装置の電子ビ
ームの補正方法を第１図の原理図に基づいて説明する。

まず、Ｐ、でステージ駆動系５を駆動してＳｉ基板２１
ａ上に多数設けられたＴａ微少塊２２上にスリットサイ
ズ制御部１９を介して、第１の照射幅Ｗ、の電子ビーム
８ａを偏向系１０ａ〜１０ｂにより走査し、検出器４．
増幅器６ｃを介して、反射電子８ｂを検出する。

次に、Ｐ２で増幅された反射電子８ｂの信号波形をＡ／
Ｄデジタルストレージメモリ１１に入力し、Ｔａ微少塊
２２の位置と大きさとを検出し、その波形データを記憶
する。

次いで、Ｐ３で被照射物体検出処理手段１２゜被照射物
体解析処理手段１３．被照射物体位置決定処理手段１４
を介して、Ｔａ微少塊２２の大きさと、例えば電子ビー
ム８ａの照射幅ｗ、を基準値として、それとを比較し、
選別する。なお、ＸＹ方向共に照射幅Ｗ、を検出するこ
とにより、反射強度、Ｔａ微少塊の立ち上がりの鋭く、
精度の良いものを一つ選出する。

次に、Ｐ４でＸＹスイープジェネレータ１５゜Ｄ／Ａ変
換器７ｂ、増幅器６ｂ及び偏向系１０ｃにより電子ビー
ム８ａ選出したＴａ微少塊２２上に移動する。

さらに、Ｐ、でスラントサイズ制御部１９．Ｄ／Ａ変換
器７ａ、増幅器６ａ及び偏向系１０ａにより、第２の照
射幅ｗ２の電子ビーム８ａを形成し、選出したＴａ微少
塊２２上に偏向系１０ｂにより電子ビーム８ａを走査し
、その反射電子８ｂを検出器４．増幅器６ｃにより検出
して、それを信号波形とし、さらにＡ／Ｄデジタルスト
レージメモリ１１に波形データとして入力し、それを記
憶する。

次いで、Ｐ６で反射電子８ｂの波形データに基づいてビ
ームエツジ検出処理手段１６．工、ジ回転角求値処理手
段１７及びエツジ回転角補正処理手段１８を介して、ス
リットの回転角θを演算し、その回転角θのデータに基
づいて、第１．２スリ７）アパーチャ９ａ、９ｂを回転
調整器２３ａ。

２３ｂにより調整し、該スリ、ドアパーチャのエツジを
露光座標系ＸＹに合わせる。

これにより電子ビーム８ａを矩形状に整形することと、
その矩形状のエツジを露光座標系ＸＹに精度良く位置合
わせをすることができる。

このようにして、Ｔａ微少塊２２の大きさと、電子ビー
ム８ａの照射幅Ｗ、を基準値として、それを比較選別し
、その反射強度及び精度の両者を満足する一つのＴａ微
少塊２２を自動選出している。

このため、従来のような任意に摘出された被照射物体に
比較して、自動選出されたＴａ微少塊２２に第２の照射
幅ｗ２の電子ビーム８ａを走査することによって、第１
．２のスワンドアパーチャ９ａ、９ｂのエツジと露光座
標系ＸＹとの位置ずれを無くすことが可能となる。

これにより、従来のような未露光部分を無くすことがで
き、精度良い微細パターン露光をす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、電子ビームを矩形
状に整形すること、及びその矩形状のエツジを露光座標
系に精度良く自動的位置合わせをすることができる。

このため、精度良い微細パターン露光することができ、
これにより高密度、高集積度及び高信頬度の半導体装置
を製造することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電子ビーム露光装置の電子ビーム補
正方法に係る原理図、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３１１Ｆは、本発明の実施例に係る被照射物体を説明
する図、第４図（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例に係る被照射
物体の強度と精度とを選別する方法を説明する図、第５図は、本発明の実施例に係る電子ビームの形状と露
光座標系との関係を説明する図、第６１１（ａ）、（ｂ
）は、本発明の実施例に係るスリットアパーチャの調整
方法を説明する図、第７図（ａ）、　　（ｂ）は、従来
例の電子ビーム露光装置の電子ビーム補正方法に係る説
明図である。（符号の説明）１．８ａ・・・矩形電子ビーム又は電子ビーム、８ｂ・
・・反射電子、２・・・未露光部分、３・・・鏡筒、４・・・検出器、５・・・ステージ駆動系、６ａ〜６Ｃ・・・増幅器、７　ａ、７　ｂ・Ｄ／Ａ変換器、９ａ、９ｂ・・・第１．２のスリットアパーチャ、１０
ａ〜１０．ｃ・・・偏向系、１１・・・Ａ／Ｄデジタルストレージメモリ、１２・・
・被照射物体検出処理手段、１３・・・被照射物体解析処理手段、１４・・・被照射物体位置決定処理手段、１５・・・Ｘ
Ｙスィーブジェネレータ、１６・・・ビームエツジ検出
処理手段、１７・・・工ンジ回転角求値処理手段、１８
・・・エツジ回転角補正処理手段、１９・・・スリット
サイズ制御部、２０・・・中央処理装置、２１ａ・・・Ｓｉ基板、２２・・・被照射物体（Ｔａ微少塊）、２３ａ、２３ｂ
・・・回転調整器、ＸＹ・・・露光座標系、ｘｙ・・・偏向座標系。

Claims

【特許請求の範囲】　複数設けられた被照射物体上に第１の照射幅の電子ビ
ームを走査して、各々の反射電子を検出し、前記反射電
子の波形データから被照射物体の位置と大きさとを検出
し、前記被照射物体の大きさと、所定の基準値とを比較して
、該被照射物体を選別し、さらに一つの被照射物体を選
択し、前記選択された被照射物体上に前記電子ビームを移動し
、前記選択された被照射物体上に第２の照射幅の電子ビー
ムを走査して、その反射電子を検出し、前記反射電子の
波形データに基づいて、一対のスリットアパーチャの回
転角を調整し、露光座標系にスリットアパーチャのエッ
ジを合わせる方法であって、前記第１の照射幅が第２の照射幅よりも小さくされ、前記第１、２の照射幅が一対のスリットアパーチャの回
転角により可変されるものであることを特徴とする電子
ビーム露光装置の電子ビーム補正方法。