JPH02134809A - 電子線露光装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は露光装置、特に、半導体基板への電子線露光に
適用して効果のある技術に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体基板への電子線露光については、工業調査会、昭
和５６年１１月１５日発行、「電子材料Ｊ　１９８１年
１１月号別冊、ＰＩＩＯ〜Ｐ１１６に記載されている。

ところで、本発明者は、電子線露光装置について検討し
た。以下は、本発明者によって検討された技術であり、
その概要は次のとおりである。

すなわち、通常の電子線露光装置はその機構の制御のた
めの制御系を計算機に接続した構成となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このような通常の技術では、計算機と制御系
との信号の授受に計算機のＯ８が介在しているため、計
算機と制御系との信号の授受で１回あたりたとえば約１
００　ｍ　ｓ　ｓ半導体ウエノ１の１枚全体で数十秒の
オーバーヘッド時間が発生してしまう。

そのため、電子線露光装置のスループットが低下すると
いう問題が生じることが本発明者によって見い出された
。

本発明の目的は、電子線露光装置のスループントを向上
させることのできる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

描画データを複数個同時に保存する目的で該描画データ
を保持しておくバッファメモリを複数個有しているか、
または１個のバッファメモリを複数領域に区切り使用可
能とされ、前記描画データに演算処理を施し電子線制御
データを発生させる演算部に前記複数のバッファメモリ
の番号または前記複数領域に区切られたバッファメモリ
のアドレスを保持する第１のレジスタが少なくとも１つ
接続され、被露光物の位置制御を行っている試料台制御
１部に試料台移動目標値を保持する第２のレジスタが少
なくとも１つ接続され、前記演算部と試料台制御１部と
が直接接続され、前記演算部は前記試料台制御部からの
信号を用いて前記バッファメモリ内の描画データを前記
第１のレジスタ中のアドレスによって選択および描画起
動が可能であり、前記試料台制御部は前記演算部からの
信号を用いて試料台の移動位置を前記第２のレジスタ中
のデータによって設定および移動起動を可能としたもの
である。

〔作用〕

上記した手段によれば、制御計算機を介することなく、
露光動作や試料台の移動などの起動を行うことが可能と
なるので、制御計算機を介することに起因して生じるオ
ーバーヘッド時間を大巾に削減できる。その結果、電子
線露光装置のスルーブツトを向上させることができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一次の電子線露光装置の構成図、第２
図は電子線露光装置によって露光される半導体ウェハ上
のチップ構成図、第３図（ａ）は上記チップの偏向フィ
ールド構成図、第３図（ｂ）は任意の偏向フィールドの
小領域構成図である。

本実施例の電子線露光装置においては、水辺面内におい
て移動自在なＸ−Ｙステージなどからなる試料台１の上
には、たとえば、表面に感電子線レジストなどが被着さ
れた半導体ウエノ１などの被露光物２が載置されている
。

試料台１の上方には電子線［３が設けられており、試料
台１に載置された被露光物２に向けて電子線４が放射さ
れるように構成されている。

電子線源３と試料台１との間には、成形器５および対物
レンズ６、副偏向器７．主偏向器８などからなる電子光
学系Ｅが設けられている。

電子線＃！３から放射される電子線４は、成形器５を通
過することによって光電子面が所望の形状に成形された
後、対物レンズ６によって被露光物２の表面に焦点を結
ぶと共に、被露光物２０表面における主偏向器８により
電子線４の偏向可能領域内に納まる任意の偏向フィール
ドＦｉを分割して構成される複数の小領域Ｆ　ｌ　＋　
＊　Ｆ　】２　・・・Ｆｉの各々における基準位置ｓｉ
、、ｓｉ２・・・Ｓｉに対する主偏向器８による位置決
めと、副偏向器７による複数の小領域Ｆｉ、、Ｆｉ２・
・・Ｆｉ７の各々の内部における偏向とを組み合わせる
ことにより、任意の偏向フィールドＦ１の内部に所望の
図形が露光されるように構成されている。

成形器５は、成形型制御部９および成形信号発生部１０
を介して演算部１１に接続され、対物レンズ６はレンズ
制御部１２によび位置信号発生部１３を介して前記演算
部１１に接続されている。

また、副偏向器７および主偏向器８は、副偏向制御部１
４および主偏向制御部１５を介して前記位置信号発生部
１３に接続されている。

演算部１１は、高速なアクセスが可能なバッファメモリ
１６を介して制御計算機１７に接続されている。

この制御計算機１７には、たとえばリードディスクなど
からなり、被露光物２に対して露光すべき大量の図形情
報を格納する描画データ格納部１８が接続されており、
制御計算機１７によって適宜選択された所定の図形デー
タが、必要に応じて高速のアクセスが可能なバッファメ
モリ１６を区画して構成される領域Ｂ、　、　　Ｂ２　
の任意の１個へ転送されるように構成されている。

そして、演算部１１においては、バッファメモリ１６に
転送された図形情報に基づいて、電子線４の光電子面の
形状や偏向量に関する制御信号が算出され、成形信号発
生部１０および成形型制御部９を介しての成形器５の制
御、さらには位置信号発生部１３およびレンズ制御部１
２．副偏向制御部１４．主偏向制御部１５を介しての対
物レンズ６、副偏向器７．主偏向器８の制御が行われる
ものである。

また、Ｘ−Ｙステージなどからなる試料台１は、試料台
制御部１９を介して制御計算機１７に接続されており、
半導体ウェハなどの被露光物２を矩形に分割して構成す
る素子形成領域の任意の１個Ｃｉを構成する偏向フィー
ルドの任意の１つを順次電子線源３と電子光学系Ｅの軸
上に位置決めする操作などが行われるように構成されて
いる。

一方、被露光物２は、たとえば第２図に示されるように
ＣＩ　、Ｃ２・・・ＣＩ、の符号が付された素子形成領
域に区画され、各々の素子形成領域にはＡ。

Ｂ、Ｃの符号にて示される半導体素子が形成されるよう
に構成されている。

素子形成領域の任意の１つＣｉに露光すべき図形データ
は、たとえば第３図（ａ）に示されるように、主偏向器
８により電子線４の偏向可能領域に納まる偏向フィール
ドＦ、　、　　Ｆ、・・・Ｆ７　に分割されて構成され
、さらに、第３図（ｂ）に示されるように、任意の偏向
フィールドＦｉは複数の小領域ｆｉｆ】２・・・ｆｌｌ
ｌ　に分割されて構成されており、前記の試料台制御部
１９により制御される試料台１の位置には前記偏向フィ
ールドＦｉが対応しているために、前記バッファメモリ
１６は複数の領域Ｂ、　、　Ｂ、に分割され複数の描画
データを保持可能なように構成されている。

この場合、演算部１１にはバッファメモリ１６の中の偏
向フィールド単位の図形データが格納されているアドレ
スを保持する第１のレジスタ２０が少なくとも１個接続
されており、試料台制御部１９には試料台１の移動目標
位置を保持する第２のレジスタ２１が少なくとも１個接
続されており、演算部１１と試料台制御部１９とが相互
に接続されている。

以下、本実施例の作用について説明する。

まず、試料台１を適宜移動させることにより、試料台１
に載置された半導体ウェハなどの被露光物の所望素子形
成領域を構成している偏向フィールドＦｉが電子線源３
および電子光学系Ｅの軸上に位置決めされると共に、バ
ッファメモリ１６上の任意の領域Ｂ、に、当該偏向フィ
ールドに露光すべき図形データが描画データ格納部１８
から制御計算機１７を介して転送される。制御計算機１
７は任意の偏向フィールドＦｉに露光すべき図形データ
をバッファメモリ１６の領域Ｂ、　　に転送し終えると
、偏向フィールドＦ１゜１に露光すべき図形データのバ
ッファメモリ１６の領域Ｂ２　への転送を続けて行う。

次に、演算部１１においては、前記の偏向フィールドＦ
１　の電子線源３および電子光学系Ｅの軸上への位置決
めと当該偏向フィールドＦ＋　　に露光すべき図形デー
タのバッファメモリ１６の領域Ｂへの転送との両者が行
われた状態において、バッファメモリ１６の領域Ｂ１　
　に保持されている描画データに基づいて、偏向フィー
ルドＦｉを分割して構成される複数の小領域ｆｉ、、ｆ
ｉ２・・・ｆｌ、、の各々における描画動作を実施する
ための電子線４の主偏向器８による前記小領域ｆｉ、、
ｆ１２・・・「１．、の各々の基準位置ｓｉ、、ｓｉ２
・・・Ｓ１１に対する偏向量や、電子線４の光電子面の
形状および副偏向器７による描画動作の制御信号が算出
される。

いま、小領域ｒ】１　から小領域ｆ１２へと順次描画操
作を実施していく場合を考えると、まず主偏向器８によ
って小領域ｆ１１　の基準位置Ｓ１に電子線４の位置決
めを行うと同時に、対物レンズ６による小領域ｆｌｌへ
の電子線４の焦点合わせが行われる。続いて、成形器５
による電子線４の光電子面の形状制御と、副偏向器７に
よる小領域ｆ１１　の電子線４の偏向操作が行われ、小
領域ｆｌｌ　には電子線４によって所定の図形が露光さ
れ、半導体ウェハなどの被露光物２の表面に塗布されて
いる感電子線レジストなどに所定の図形が露光される。

このようにして第１の偏向フィールド中の小領域ｒ１１
　中の全図形の露光が終了すると、主偏向器８によって
小領域ｆ１２の基準位置Ｓ】２に電子線４の位置決めを
行うと同時に、対物レンズ６による小領域ｆ１２への電
子線４の焦点合わせが行われる。続いて、成形器５によ
る電子線４の光電子面の形状制御部と、副偏向器７によ
る小領域ｆｌ２内の電子線４の偏向操作が行われ、小領
域ｆ１２には電子線４によって所定の図形が露光される
。

同様の動作を繰り返して、任意の偏向フィールドＦ１を
構成する全ての小領域ｆｉ、、ｆｉ□・・・ｆｌ、に対
する露光動作が終了すると、別の任意の偏向フィールド
Ｆｉ。１を、試料台１を動かすことにより、電子線源３
および電子光学系Ｅの軸上に設定し、バッファメモリ１
６の領域Ｂ２　に、既に前記任意の偏向フィールドＦ１
への露光と並列して転送されている当該任意の偏向フィ
ールドＦ１．１に対する図形データを用いて前記の偏向
フィールドＦ１と同様な露光動作が行われる。そしてバ
ッファメモリ１６の任意の領域Ｂ１　　には別の任意の
偏向フィールドに露光すべき図形データの制御計算機１
７を介して描画データ格納部１８よりの転送が開始され
る。

上記の示される露光動作を半導体ウェハなどの被露光物
２に構成されている主偏向フィールドに実施することに
より、半導体ウェハなどの被露光物２への所望のパター
ンの露光が行われる。

ところが、従来のように、試料台制御部１９から試料台
１の移動終了信号を制御計算［１７に与え、この信号に
同期して制御計算機１７が演算部１１から１偏向フイー
ルドに対する露光動作終了信号を制御ｋｌ計算機１７に
与え、この信号に同期して制御計算機１７が試料台制御
部１９に次の偏向フィールド位置へ試料台１を移動させ
るように起動をかけるなど、露光動作および試料台１へ
の移動動作を毎回制御計算機１７を介して制御すると各
々の動作毎に制御計算機１７上で動作しているオペレー
ティングシステムを介することによって、各々の動作に
１００ｍｓ程度のオーバーヘッド時間が生じ、数１００
の偏向フィールドを有する半導体ウェハ等の被露光物２
の露光に当たっては数十秒のオーバーヘッド時間を要し
、露光スルーブツトを低下させているという問題を生じ
る。

そこで、本実施例では、第１図に示されるように、演算
部１１にバッファメモリ１６中の図形データ格納領域Ｂ
、　、　　Ｂ２　のアドレスを格納する第１のレジスタ
２０を設け、試料台制御部１９に試斜台１の移動位置を
格納する第２のレジスタ２１を設け、演算部１１と試料
台制御部１９とを相互に接続しており、任意の偏向フィ
ールドの露光動作中に、次に露光すべき偏向フィールド
の図形データをバッファメモリ１６中の領域Ｂ、　　　
Ｂ２　の内空している領域に格納すると共に、当該領域
のアドレスを第１のレジスタ２０に格納する。さらに、
次に露光すべき偏向フィールドに対応した試料台１の移
動目標値を第２のレジスタ２１に格納する。

こうすることによって、任意の偏向フィールドに対する
露光動作が終わった時点には、演算部１１より試料台制
御部１９に移動起動信号を与えることにより、試料台制
御部１９は第２のレジスタ２１に格納されている試料台
移動目標値を用いて試料台ｌの次の偏向フィールド位置
への移動が可能となる。

また、試料台１の任意の偏向フィールド位置への移動が
終了した時点には、試料台制御部１９より演算部１１に
露光起動信号を与えることにより、演算部１１は第１の
レジスタ２０に格納されているアドレスによって示され
るバッファメモリ１６中の領域に格納されている露光デ
ータを用いての露光動作開始が可能となる。

このため、任意の偏向フィールドＦｉに対する露光動作
の起動、および任意の偏向フィールドに対応した位置へ
の試料台１の移動の起動に関して、制御計算機１７を介
さずに制御可能となり、前記起動に関して制御計算機１
７を介することによって生じるオーバーヘッド時間を大
きく減することが可能となり、露光スルーブツトを向上
させることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

以上の説明では主として本発明者によってなされ−た発
明をその利用分野である半導体ウェハへの集積回路の電
子線露光に適用した場合について説明したが、これに限
定されるものではなく、たとえば半導体ウェハ以外の被
露光物への電子線露光にも適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。

すなわち、所定の描画データに基づいて電子線を制御す
ることによって被露光物に所定の図形を露光する電子線
露光装置であって、前記描画データを複数個同時に保存
する目的で該描画データを保持しておくバッファメモリ
を複数個有しているか、または１個のバッファメモリを
複数領域に区切り使用可能とされ、前記描画データに演
算処理を施し電子線制御データを発生させる演算部に前
記複数のバッファメモリの番号または前記複数領域に区
切られたバッファメモリのアドレスを保持する第１のレ
ジスタが少なくとも１つ接続され、前記被露光物の位置
制御を行っている試料台制御部に試料台移動目標値を保
持する第２のレジスタが少なくとも１つ接続され、前記
演算部と試料台制御部とが直接接続され、前記演算部は
前記試料台制御１ｍからの信号を用いて前記バッファメ
モリ内の描画データを前記第１のレジスタ中のアドレス
によって選択および描画起動が可能であり、前記試料台
制御部は前記演算部からの信号を用いて試料台の移動位
置を前記第２のレジスタ中のデータによって設定および
移動起動を可能としたことにより、露光動作の起動や、
試料台の移動の起動を行う際に、制御計算機のＯ５を介
することなく制御できるので、制御計算機のＯ８を介す
ることに起因するオーバーヘッド時間を大幅に削減でき
、電子線露光のスループットを向上させることが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一次の電子線露光装置の構成図、 第２図は電子線露光装置によって露光される半導体ウェ
ハ上のチップ構成図、 第３図（ａ）は上記チップの偏向フィールドの構成図、 第３図わ）は任意の偏向フィールドの小領域の構成図で
ある。 １・・・試料台、２・・・被露光物、３・・・電子線源
、４・・・電子線、５・・・成形器、６・・・対物レン
ズ、７・・・副偏向器、８・・・主偏向器、９・・・成
形器制御部、１０・・・成形信号発生部、１１・・・演
算部、１２・・・レンズ制御部、１３・・・位置信号発
生部、１４・・・副偏向制御部、１５・・・主偏向制御
部、１６・・・バッファメモリ、１７・・・制御計算機
、１８・・・描画データ格納部、１９・・・試料台制御
部、２０・・・第１のレジスタ、２１・・・第２のレジ
スタ、Ｂ、、Ｂ２　・・・バッファメモリの小領域、Ｅ
・・・電子光学系、Ｃ，、Ｃ２・・ｃｏ　　・・・平導
体素子形成領域、Ａ、Ｂ、Ｃ・・・半導体素子、Ｃｉ・
・・任意の半導体素子形成領域、Ｆ、　、　　Ｆ、・・
・Ｆｏ　　・・・偏向フィールド、Ｆｉ　・・・任意の
偏向フィールド、ｆｉ、、ｆｉ・・・ｆｉｈ　・・・小
領域、ｓｉ、、ｓｉ２°−ｓｉ・小領域の基準位置。 Ｃ２ 第 図 （ａ） ｔ１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の描画データに基づいて電子線を制御すること
   によって被露光物に所定の図形を露光する電子線露光装
   置であって、前記描画データを複数個同時に保存する目
   的で該描画データを保持しておくバッファメモリを複数
   個有しているか、または１個のバッファメモリを複数領
   域に区切り使用可能とされ、前記描画データに演算処理
   を施し電子線制御データを発生させる演算部に前記複数
   のバッファメモリの番号または前記複数領域に区切られ
   たバッファメモリのアドレスを保持する第１のレジスタ
   が少なくとも１つ接続され、前記被露光物の位置制御を
   行っている試料台制御部に試料台移動目標値を保持する
   第２のレジスタが少なくとも１つ接続され、前記演算部
   と試料台制御部とが直接接続され、前記演算部は前記試
   料台制御部からの信号を用いて前記バッファメモリ内の
   描画データを前記第１のレジスタ中のアドレスによって
   選択および描画起動が可能であり、前記試料台制御部は
   前記演算部からの信号を用いて試料台の移動位置を前記
   第２のレジスタ中のデータによって設定および移動起動
   を可能としたことを特徴とする電子線露光装置。 ２、任意の偏向フィールドに対する露光動作が終了した
   時には、前記演算部から前記試料台制御部に移動起動信
   号を与え、前記試料台は、前記第２のレジスタに格納さ
   れている試料台移動目標値を用いて前記試料台の次の偏
   向フィールド位置への移動を可能とし、また前記試料台
   の任意の偏向フィールド位置への移動が終了した時には
   、前記試料台制御部から前記演算部に露光起動信号を与
   え、前記演算部は、前記第１のレジスタに格納されてい
   るアドレスによって示されるバッファメモリ中の領域に
   格納されている露光データを用いて露光動作開始が可能
   となるよう構成したことを特徴とする請求項１記載の電
   子線露光装置。