JPH0135494B2 - - Google Patents

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JPH0135494B2
JPH0135494B2 JP55117412A JP11741280A JPH0135494B2 JP H0135494 B2 JPH0135494 B2 JP H0135494B2 JP 55117412 A JP55117412 A JP 55117412A JP 11741280 A JP11741280 A JP 11741280A JP H0135494 B2 JPH0135494 B2 JP H0135494B2
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JP
Japan
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aperture
electron beam
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sample
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JP55117412A
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Juji Akazawa
Toshihiko Osada
Takaharu Shima
Juji Tanaka
Masayuki Hatsutori
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/304Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子ビーム露光方法に関し、特に整形
ビーム方式電子ビーム露光装置における第1絞り
の投影像の位置の変動を自動的に検出・補正して
描画する電子ビーム露光方法に関する。
電子ビーム露光による描画時間を短縮するため
整形ビーム方式電子ビーム露光装置が既に提唱さ
れている。
第1図aは整形ビーム方式の露光装置の一例を
示す概略図、同図bは対応部分での電子ビームの
断面形状を示している。同図aにおいて、1,
2,3はそれぞれ電子銃を構成するカソード、グ
リツド、アノード、4は不要期間に電子ビームを
ブランキングするためのブランキング用偏向器
(デフレクタ)、5は多角形(図では四角形で示し
た)孔を有する第1絞り、6は電子レンズ、7は
電子レンズ6によつて多角形(四角形)孔を有す
る第2絞り8上に結像される第1絞り5の透過ビ
ームの結像位置制御用偏向装置(デフレクタ)、
9は縮小レンズ、10は収束レンズ、11はレジ
ストの塗布された試料12例えば半導体ウエーハ
上に結像される整形ビームの位置ぎめ用偏向装置
(デフレクタ)である。
第1絞り5の矩形孔を透過して四角形パターン
13に整形された電子ビームは電子レンズ6によ
り第2絞り8上に第1絞りの四角形像14として
結像される。四角形像14はデフレクタ7により
結像位置が制御され、第2絞り8の四角形孔15
を一部透過して断面形状が所定の大きさの矩形1
6なる電子ビームが得られる。この電子ビームは
更に縮小レンズ9、収束レンズ10、位置ぎめデ
フレクタ11により大きさ、位置が制御され、試
料12の所定位置に所望のパターン17の電子ビ
ームとして照射される。
上記過程において試料12面上に投影されるパ
ターン17の大きさを厳密に制御するには、第2
絞り8上に結像される第1絞り5の四角形像14
の第2絞り8の四角形孔15に対する位置を高精
度で制御せねばならない。そのため第1絞り5及
び第2絞り8の位置は予め厳密に調整されてい
る。ところが電子ビーム露光時に装置内部で発生
する熱などの影響により上記第1及び第2絞りの
位置に経時変化を生じ、パターン17の精度即ち
描画精度が低下する。
本発明の目的は、自動的に第2絞りの多角形孔
に対する第1絞りの多角形像の位置の変動量を検
出し補正量(オフセツト量)を定め、上記変動を
補正して描画する電子ビーム露光方法を提供する
ことにある。
本発明の電子ビーム露光方法の特徴は、電子ビ
ームの断面形状を所定の多角形に整形する第1絞
りと、整形された電子ビームを部分的に遮蔽可能
に配置された第2絞りと、第1絞りの透過ビーム
を第2絞り上の所定位置に偏向する偏向装置とを
少なくとも具備する電子ビーム露光装置を用いて
試料面上に所望のパターンを描画する電子ビーム
露光方法において、該第1絞りの透過ビームを該
第2絞り上で走査し、第1絞りの透過ビームが第
2絞りを透過して検出される境界点を基準として
第1絞りの投影像の第2絞り上におけるオフセツ
ト量を決定し、前記第1絞り透過ビームの偏向制
御を行なうに際しその偏向量を前記オフセツト量
で補正することにある。
以下本発明を実施例により詳細に説明する。
第2図は本発明の一実施例に用いた電子ビーム
露光装置の要部を示すシステム構成図であつて、
第1図と同一部分は同一符号で示してある。
同図において5は第1絞り、7は偏向器、8は
第2絞り、12は試料、21は試料ホルダ、22
は試料12または試料ホルダ21に流れる試料電
流を検出する検流計、23は電子計機の中央処理
装置、24はその記憶装置、25はインタフエー
ス、26は露光装置の制御部である。そして該制
御部26内には第1絞り5を透過した電子ビーム
の偏向制御回路27、そのデイジタル出力をアナ
ログ信号に変換するデイジタル・アナログ変換器
(DAC)28、該DAC28のアナログ出力を増
幅して偏向器7に送出する増幅器29等から構成
されている。本実施例ではこの制御部26内にオ
フセツト量を記憶するレジスタ30、その出力を
アナログ量に変換するDAC31、該DAC31の
出力と上記DAC28の出力とを加算する加算器
32とを付設した。
次にこの露光装置を用いて第1絞り5の投影像
の位置変動を検出・補正する方法を第2図を参照
しながら第3図、第4図により説明する。
第3図において、14,14′は第1絞り5の
四角形孔の第2絞り8上における実際の投影像と
その指定位置、15は第2絞り8の四角形孔であ
る。
同図に示すごとく、第2絞り8の四角形孔15
の例えば図の左上の角を座標の原点とし、該四角
形孔15の上側の左及び左側の辺の延長線を夫々
X軸、Y軸とする。そしてこのX軸及びY軸の
夫々について、第1絞り5の投影像14′の位置
を一方の軸に関して第2絞り8の四角形孔15と
同一に指定し、他方の軸に沿つて移動させ、試料
電流即ち第2絞り8の四角形孔15を透過して試
料面に到達する電子ビームを検知し、試料電流が
流れ始める位置または流れなくなる位置を検出す
る。
それには第3図aに示すように先ず第1絞り像
14′の位置座標をY軸に関しては四角形孔15
と同一座標を指定する。そしてX軸に関しては第
1絞り像14の右下の角の点Aの座標を、第1絞
り投影像14が四角形孔15と重なり合わない位
置、例えば図示の如くX軸の負の方向の位置を指
定する。その原点からの距離は、補正可能量即ち
オフセツト量の最大値とするのが実用的である。
この状態では第1絞り投影像14四角形孔15
と重なり合わないので、試料電流は流れず、検流
計22の出力は零である。そこで点Aの座標を図
の矢印の方向に所定ピツチ△Xづつ移動させ、こ
の操作を試料電流が流れ始めるまで続ける。試料
電流が検出されたら、点Aの座標を前記△Xより
小さなピツチ△X′で今迄とは逆の方向に移動さ
せ、今度は試料電流が流れなくなる時の点Aの位
置座標X0を求める。この時第1絞り投影像14
の右端は丁度X=0即ちY軸の所に位置する。
次に同様の操作を第3図bに示す如くY軸方向
について行ない、第1絞り投影像14の下端がX
軸の位置に来る点Aの座標Y0を求める。
上記操作はいずれも自動的に行なうことが出来
る。つまり試料電流が流れ始めたこと及び流れな
くなつたことを示す検流計22の出力をインタフ
エース25を介してCPU23が検知して、この
時の座標即ちX0、Y0を記憶する。CPU23はこ
うして求めたX0、Y0を基準として下記の演算を
施こす。
周知のごとく、X軸方向及びY軸方向に関する
第1絞り投影像の指定位置と実際位置との差△x
及び△yは、指定位置をX及びYとすると、 △x=AX+BY △y=DX+CY で表わされる。A、B、C、Dはいずれもデイジ
タル定数で予め実験的に求められ計算機に記憶さ
れている。A及びCはX方向及びY方向の拡大誤
差を示し、B及びDはX方向及びY方向の回転誤
差を示す。
今上式のX、Yを夫々上述のX0、Y0とすると、 △x=AX0+BY0 △y=DX0+CY0 となる。この△x及び△yが第1絞り投影像14
を指定位置に正しく結像させるためのオフセツト
量である。
従つてCPU23は先ずX0が求まると上式の
AX0とDX0を計算して記憶し、次にY0が求まる
とBY0とCY0を計算して記憶し、それぞれのX方
向成分及びY方向成分同志を加え合せて△x及び
△yを求める。
第4図はこれらの関係を示すベクトル図であつ
て、△x及び△yはオフセツト量OFのX方向成
分及びY方向成分であることを示す。
上述のようにして求めたオフセツト量△x,△
yはインタフエース25を介してレジスタ30に
送られ記憶される。なお第2図には制御部26を
1個のみ示したが、実際にはX軸及びY軸に関し
て各1個設けられている。従つて△x,△yはそ
れぞれのレジスタに記憶される。
上述のごとくしてオフセツト量が定まつたので
引き続いて抽画を行なう。それには試料ホルダ2
1を載置したステージ(図示せず)を動かして試
料12を所定の位置に移動させる。そして描画す
べきパターンに応じて試料12面に到達する電子
ビームの断面形状を所望の大きさの矩形とするた
め、CPU23からの指定により第1絞り投影像
14の位置を指定するデータX,Yが送出され偏
向制御回路27はこのX,Yに対応するデイジタ
ル信号をDAC28に送る。これと同時に上記レ
ジスタ30はCPU23からの指令によりオフセ
ツト量△x,△yに対応するデイジタル信号を
DAC31に送出する。DAC28及び31は受け
取つたデイジタル信号を対応するアナログ信号に
変換して送出し、この両者は加算器32で加算さ
れ、増幅器29で増幅されて偏向器7に加えられ
る。
このようにして第1絞り5を透過した電子ビー
ムはオフセツト量を加味して偏向されるので、第
2絞り8上の指定位置に正確に投影される。従つ
て試料12面上に到達する電子ビームの断面形状
は所望の大きさに正しく制御されるので、高精度
でパターンを描画できる。
本実施例によれば上述のオフセツト量を定める
操作はすべて自動的に行なうことができ、しかも
短時間ですむ。従つて各試料毎に上記操作を行な
うことが可能となり、露光能率を何ら低下させる
ことなく、描画精度が向上する。
以上説明したごとく本発明によれば、整形ビー
ム方式の電子ビーム露光方法において、装置内部
で発生する熱等による整形ビームの断面形状の経
時変化誤差を自動的に補正することが可能となり
従つて精度よくパターンを描画できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は整形ビーム方式電子ビーム露光装置を
示す概略図、第2図は本発明の一実施例に用いた
電子ビーム露光装置の要部を示すブロツク図、第
3図は第1絞りの投影像の位置変動を検出する方
法を示す図、第4図は上記一実施例により得られ
たオフセツト量を説明するためのベクトル図であ
る。 図において、5は第1絞り、7は偏向器、8は
第2絞り、12は試料、13は第1絞りを透過し
た多角形ビーム、14は第1絞り投影像、14′
は第1絞り投影像の指定位置、15は第2絞りの
多角形孔、21は試料ホルダ、22は検流計、2
3はCPU、24は記憶装置、27は偏向制御回
路、28,31はDAC、29は増幅器、30は
レジスタ、OFはオフセツト量、△x,△yはオ
フセツト量OFのそれぞれX方向成分及びY方向
成分である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電子ビームの断面形状を所定の多角形に整形
    する第1絞りと、開孔を有し、該第1絞りにより
    整形された電子ビームを部分的に遮断可能に配置
    された第2絞りと、第1絞りの透過ビームを第2
    絞り上の所定位置に偏向する偏向装置とを備え、
    該偏向装置により該透過ビームと第2絞りの開孔
    との重なりを制御して所望の照射領域を得る電子
    ビーム露光方法において、該第2絞りを透過した
    電子ビームによる電流を検出しながら該透過ビー
    ムと第2絞りの開孔とがちようど外接して該電流
    が零となるように電子ビームを偏向制御せしめ、
    該電流が零となつた時の偏向制御情報から電子ビ
    ームのオフセツト量を決定し、該第1絞り透過ビ
    ームの偏向制御を行うに際し、偏向量を該オフセ
    ツト量で補正することを特徴とする電子ビーム露
    光方法。
JP55117412A 1980-08-26 1980-08-26 Exposing method of electron beam Granted JPS5740927A (en)

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JP55117412A JPS5740927A (en) 1980-08-26 1980-08-26 Exposing method of electron beam
EP81303792A EP0047104B1 (en) 1980-08-26 1981-08-20 An electron beam exposure method
DE8181303792T DE3170405D1 (en) 1980-08-26 1981-08-20 An electron beam exposure method
US06/295,584 US4413187A (en) 1980-08-26 1981-08-24 Method for exposing an electron beam
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JPH0135494B2 true JPH0135494B2 (ja) 1989-07-25

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EP (1) EP0047104B1 (ja)
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IE811949L (en) 1982-02-26
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