JPH02181909A - 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、縮小転写用マスクによる縮小転写電子線と、
一対の整形アパーチャによる可変整形電子線とを選択的
に用いて描画を行なう電子線描画装置に関する。

（従来の技術） 従来のこの種の装置は、特公昭５４−３８０３５号公報
の第１図、第４図に示すような構成であった。すなわち
、電子銃からの電子線は、電子線整形部材の正方形アパ
ーチャ（整形アパーチャ）を通すことにより矩形のスポ
ットに整形される。

正方形アパーチャを通った電子線は、コンデンサレンズ
によって、文字アパーチャ＜ｍ小転写用マスク）の面に
焦点合わせされ、他方、上記コンデンサレンズは、電子
銃のクロスオーバを、文字アパーチャに関し正方形アパ
ーチャの焦点合わせされた像を選択的に横方向に移動す
る偏向手段の偏向中心と一致させている。従って、文字
アパーチャに種々の形状のアパーチャ、及び正方形アパ
ーチャを形成しておけば、偏向手段によって、種々の形
杖の電子線が得られることになる。このようにして、文
字アパーチャを通った電子線は、縮小レンズ、偏向器を
通って、ターゲット上の所定領域内の任意の位置に縮小
パターンの電子線像を形成する。

また、半導体メモリは、一つのメモリセルを平行移動す
るのみで全メモリセルが表現できる場合のみでなく、一
つのメモリセルとその鏡像のパターンとで形成される場
合もある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の装置では、電子銃側の
正方形アパーチャからターゲットまでの距離がコンデン
サレンズ分だけ長くなり、空間電荷効果による電子線の
ボケが大きくなるという問題点があった。

また、このような従来の装置では、文字アパーチャ（縮
小転写用マスク）の大きさには製造上または熱耐力から
限界があるので、線幅の小さいパターンを描画するには
文字アパーチャからターゲットへの縮小率（電子線寸法
÷アパーチャ寸法）を小さくする必要があり、また電子
線の寸法を変化させる場合、可変整形ビーム用の第２ア
パーチヤは文字アパーチャと同位置なので、ここからタ
ーゲットへの縮小率は前記文字アパーチャの縮小率と同
一であるから小さくなる。即ち、第２アパーチヤの寸法
は大きいため、電子線寸法を変えるには第１アパーチヤ
からの電子線を大きく偏向させる必要があり、そのため
に大きい電圧あるいは電流を必要とするため、立上り速
度の速い電圧を印加して高速で電子線寸法を変えること
は困難であった。

そこで本発明は、空間電荷効果による電子線のボケを小
さくできると共に、比較的高速でビーム寸法を変えるこ
とのできる電子線露光装置を得ることを目的とする。

他の一つの目的は、２種類の互いに鏡像関係にあるメモ
リセルからなる半導体メモリを比較的高速で描画できる
電子線露光装置を得ることにある。

（問題点を解決する為の手段） 上記問題点の解決の為に本発明では、文字アパーチャ（
縮小転写用マスク）による縮小転写電子線と、一対の整
形アパーチャによる可変整形電子線とを選択的に用いて
描画を行なう電子線描画装置において、前記一対の整形
アパーチャのうち電子銃側のアパーチャを、電子光学系
の軸に直交する面内で前記文字アパーチャに並置すると
共に、前記一対の整形アパーチャのうちターゲット側の
アパーチャを、偏向器のみを挟んで、前記並置した文字
アパーチャと整形アパーチャとに近接させて設けたこと
を特徴とする電子線露光装置である（請求項（１））。

また、本発明では、上記構成において前記文字アパーチ
ャとして互いに鏡像の関係にある２種類のアパーチャを
設けたことを特徴とする電子線露光装置である（請求項
（２））。

（作　用） 一対の整形アパーチャの間に偏向器のみを挟んで、両ア
パーチャを電子光学系の軸方向に近接させて設けたので
、従来、一対の整形アパーチャの間に設けたコンデンサ
レンズの分だけ、電子銃側の整形アパーチャからターゲ
ットまでの距離を短くすることができる。

その結果、空間電荷効果による電子線のボケを小さくす
ることができる。

また、一対の整形アパーチャのうち電子銃側のアパーチ
ャと文字アパーチャとを並置したので、文字アパーチャ
からターゲットまでの縮小率を小さくした状態で、第２
アパーチヤからターゲットへの縮小率を大きくでき、小
さい第２アパーチヤを用いることができるので、電子線
寸法を変化させる場合、第１アパーチヤからの電子線を
第２アパーチヤ上で少し位置変化を与えるのみでよいた
め、電子線の寸法を変化させる場合、比較的小さい電圧
あるいは電流で済み、高速で電子線寸法を変えることが
できるようになる。

さらに、請求項（２）記載の本発明によれば、文字アパ
ーチャとして互いに鏡像の関係にある２種類のアパーチ
ャを設けたので、半導体メモリが２　ｆ！ｌのメモリセ
ルから構成されている場合でも高速で縮小転写すること
ができる。

（実施例） 図は、本発明の電子線露光装置（ハイブリッド型電子線
露光装置）の実施例の電子光学系である。

電子銃ｌから放出された電子線は、コンデンサレンズ２
．３により適切な照射面積になるよう調整され、各種文
字パターンの文字アパーチャを形成された縮小転写用マ
スク４あるいは第１整形アパーチヤを形成された第１整
形アパーチヤ板１０を照射する０図に示したように、縮
小転写用マスク４は電子光学系の軸上にあり、第１整形
アバーチ十板１０は電子光学系の軸から離れた位置で縮
小転写用マスク４に並設されている。この際、縮小転写
用マスク４と第１整形アパーチヤ板１０とは同一基板と
して形成されていても良いし、別基板であっても良い、
従って、電子線は、コンデンサレンズ３の位置に配設さ
れた偏向器２０ａ、２０ｂによって、電子光学系の軸に
直交するＸ−Ｙ方向へ偏向され、縮小転写用マスク４と
第１整形アパーチヤｌＯのいずれかを選択的に照射する
。

縮小転写用マスク４あるいは第１整形アパーチヤ坂】０
のアパーチャを通った電子線は、偏向器２１ａ、２１ｂ
のみを挟んでマスク４あるいはアパーチャ板１０に近接
させて設けた第２整形アパーチヤ仮５のアパーチャを通
り、縮小レンズ６０手前でクロスオーバを形成する（コ
ンデンサレンズ２．３による）、当然のことではあるが
、第２整形アパーチヤ板５のアパーチャの大きさは縮小
転写用マスク４からの電子線を必要十分な量だけ透過さ
せる大きさを持っている。そして、縮小転写用マスク４
または第１整形アパーチヤ板ＩＯのアパーチャからの電
子線は、偏向器２１ａ、２１ｂによって、第２整形アパ
ーチヤ板５上にて自由に移動され、必要な形状が選択も
しくは形成される。

なお、偏向器２１ａ、２１ｂに同心的に第１整形アパー
チヤ板１０のアパーチャを通った電子線を第２整形アパ
ーチヤ板５のアパーチャに入射させるように偏向させる
偏向器２２ａ、２２ｂが設けられている。

縮小レンズ６の手前のクロスオーバは、縮小レンズ６に
より、縮小レンズ７の手前で再びクロスオーバが形成さ
れ、縮小レンズ７により対物レンズ８の瞳の位置にクロ
スオーバが形成される。Ｗｉ小レンズ６．７と対物レン
ズ８とにより、縮小転写用マスク４もしくは第１整形ア
パーチヤ板ＩＯはターゲツト面９と共役になっている。

第２整形アパーチヤ板５は、縮小転写用マスク４もしく
は第１整形アパーチヤ［１０に偏向器のみを挟んで近接
させているので、縮小レンズ６．７と対物レンズ８とに
よる焦点深度内（同じビームエツジ分解能）にあるよう
に構成できる。そのためには、第２整形アパーチヤ板５
からターゲツト面９までの縮小率をあまり大きくせず、
かつアパーチャ板１０とマスク４、及びマスク５の間隔
を小さく抑えればよい。

従って、第１整形アパーチヤ板１０と第２整形アパーチ
ヤ板５とを含む光学系は可変整形光学系（その光路を一
部破線１３で示した）であり、縮小転写用マスク４と第
２整形アパーチヤ板５とを含む光学系は縮小転写光学系
（その光路を実線で示した）となる。

図に破線で示したように、可変整形光学系を形成するに
は、コンデンサレンズ２の励磁を弱くし、クロスオーバ
１１を下へ移動させてクロスオーバ１１’　とし、アパ
ーチャ５の直交する２辺で電子線を遮断することにより
、任意の矩形形状断面の電子線を得る。

このような構成であるから、文字パターン等の縮小形状
パターンをターゲット９上に形成する場合には、基本的
には図の実線に沿って電子線が通るように、コンデンサ
レンズ２．３、縮小レンズ６．７、対物レンズ８を調節
し、かつ偏向器２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂを調節
する。そして、偏向器２１ａ、２１ｂを制御することに
より、第２整形アパーチヤ５のアパーチャにより縮小形
状パターンの選択を行う、また、縮小転写用マスク４の
広い領域に縮小形状パターンが形成されているときは、
偏向器２０ａ、２０ｂにより、電子線を縮小転写用マス
ク４上にて移動させればよい。

また、可変整形パターンをターゲット９上に形成する場
合には、図の破線１３にて示したように、コンデンサレ
ンズ２を制御してクロスオーバ１１を位置１１’　に移
動させると共に、コンデンサレンズ３を制御してクロス
オーバ１１’　を再び実線のクロスオーバ位置（縮小レ
ンズ６の手前）と同じ位置に形成させる。

他方、偏向ｎ２０ａ、２Ｑｂによって電子線を大きく偏
向させ、第１整形アパーチヤを通し、再び偏向器２２ａ
、２２ｂによって第２整形アパーチヤに導かれて、実線
と同じ位置にクロスオーバを形成する。偏向器２１ａ、
２１ｂを制御することにより、電子線を第２整形アパー
チヤ板５上にて移動させてアパーチャに入る電子線の断
面領域を制限し、それにより整形された電子線をターゲ
ット９に形成する。

また、縮小転写用マスク４に、第２図に示したように、
互いに鏡像の関係にある２種類のアパーチャ５００．６
００を形成すれば、互いに鏡像の関係にあるメモリセル
部１００、ｚｏｏ１２図の５００，６００はメモリセル
部１００，２００の一部に対応する）で構成された半導
体メモリ４００も、高速で描画できる。なお、第２図に
おいて、３００はセンスアンプ部である。

以上の如き本実施例によれば、 （１）　　メモリデバイスの様に、繰り返しパターンと
非繰り返しパターンが混在するパターンの描画を高スル
ーブツトで可能にする、 （２）くり返し部を描画する場合の文字アパーチャで描
画する場合は低密度の電子線でマスクを照射し、非繰り
返し部をｆｆｉ画する場合の可変整形ビームの場合は高
密度の電子線でアパーチャを照明するよう切換動作がで
きる、 （３）縮小転写マスクの倍率を８０倍以上にできるため
、０．２μｍのパターンを１１画する場合でも１６μｍ
の線幅でよいため、転写マスクの製作が容易で且つ、マ
スクが受けるビーム電流密度が小さいため、マスク溶融
が生じない、（４）可変整形電子線用の第１整形アパー
チヤからターゲット塩の距離を短くできるため、空間電
荷効果による電子線のボケを小さくできた、（５）第２
整形アパーチヤからターゲット塩の縮小整形アパーチャ
位置で電子線を大きく振る必要がないため、高速で電子
線寸法を変えられる。

（発明の効果） 以上述べた本発明によれば、整形アパーチャからターゲ
ットまでの距離を短くできると共に、縮小転写用マスク
からターゲットまでの距離を長くできるので、空間電荷
効果による電子線のボケを小さくできると共に、電子線
の寸法を変化させる場合、大きい電圧あるいは電流が不
必要となるため（従来比）、比較的高速でビーム寸法を
変えることができる電子線露光装置を得ることができる
。

また、２１１Ｍの（互に鏡像の関係にある）メモリセル
で構成された半導体メモリも高速でｔｉ画できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子線露光装置の電子光学系の実施例
を示す図、第２図は縮小転写用マスクの一例及び半導体
メモリとの関係を示す図である。 （主要部分の符号の説明） ４・・・・・・縮小転写用マスク、 ５・・・・・・第２整形アパーチヤ板、１０・・・・・
・第１整形アパーチヤ板。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）文字アパーチャによる縮小転写電子線と、一対の
   整形アパーチャによる可変整形電子線とを選択的に用い
   て描画を行なう電子線描画装置において、 前記一対の整形アパーチャのうち電子銃側のアパーチャ
   を、電子光学系の軸に直交する面内で前記文字アパーチ
   ャに並置すると共に、前記一対の整形アパーチャのうち
   ターゲット側のアパーチャを、偏向器を挟んで前記並置
   した文字アパーチャと整形アパーチャとに近接させて設
   けたことを特徴とする電子線露光装置。
2. （２）請求項（１）記載の電子線描画装置において、 前記文字アパーチャとしてその一部が互いに鏡像の関係
   にある少くとも２種類のアパーチャを設けたことを特徴
   とする電子線露光装置。