JPH0226371B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電子線描画装置に関し、特に、高精度
で描画すべき微細なパターンを部分的に有した被
描画材料を、高速度で描画することができる電子
線描画装置に関する。

［従来技術］ 近年、光通信用のための光ICのパターンを電
子線で描画することが研究されている。このIC
の光回路部は数百オングストロームの微細構造と
なるため、この回路部の描画に際しては、電子線
の照射径を極めて小さくし得る電子光学系を使用
し、更に、偏向収差の影響を少なくするために電
子線の偏向範囲を狭くするようにしている。この
ため、時間を要する被描画材料の機械的な移動の
回数が極めて多くなり、IC回路の全体の描画に
は、著しく長い時間が費される。

［発明の目的］ 本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、
高精度に描画すべき部分を有した被描画材料を高
速度で描画することができる電子線描画装置を提
供することを目的としている。

［発明の構成］ 本発明に基づく電子線描画装置は、被描画材料
に対する距離が夫々異なつて配置され、夫々が単
独で最終段集束レンズとして動作する第１と第２
の電子レンズと、該材料上の電子線照射位置を変
化させるための偏向手段と、該材料上に描画され
る図形に応じて該第１と第２の電子レンズのいず
れかを選択的に動作させるための手段とを備えて
いる。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を添付図面に基づき詳述
する。

第１図において、１は電子銃であり、該電子銃
１から発生した電子線はブランキング用のアパー
チヤ板２を通り、ステージ３上の被描画材料４方
向に照射される。該電子線の光軸に沿つて第１と
第２の電子レンズ５，６が配置されており、該電
子レンズ５，６の下部には第３と第４の電子レン
ズ７，８が配置されている。該第３の電子レンズ
７に接近して第１の静電偏向器９が配置され、該
第４の電子レンズ８の形成するレンズ磁場の中に
は、第２の静電偏向器１０が配置されているが、
該両偏向器は夫々がＸ，Y2方向に電子線を偏向
することができる。該第３と第４の電子レンズ
７，８には、夫々励磁電源１１，１２からスイツ
チ回路１３，１４を介して所望の励磁電流が供給
されているが、該スイツチ回路は、コンピユータ
の如き制御システム１５からの信号によつてON
あるいはOFFされる。即ち、該スイツチ回路１
３，１４は前記第３電子レンズ７と第４電子レン
ズ８の何れかを選択的に動作させる為の手段を構
成している。該第１と第２の静電偏向器９，１０
には、該制御システム１５からの偏向信号がＤ−
Ａ変換器１６，１７を介して供給されている。該
ステージ３は該制御システム１５によつて制御さ
れるステージ駆動機構１８によつて駆動される。
該被描画材料４への電子線の照射に基づいて発生
した、例えば、反射電子は検出器１９によつて検
出され、その検出信号はＡ−Ｄ変換器２０を介し
て制御システム１５に供給される。尚、２１はブ
ランキング用偏向器であり、該偏向器には制御シ
ステム１５からのブランキング信号がＤ−Ａ変換
器２２を介して供給される。

第２図は一辺が５mmのICチツプＴの概念図で
あり、該チツプＴの隅部にはマークＭが予め設け
られており、該チツプＴの中心部分は数百オング
ストローム程度の高精度で描画すべき光回路部の
如き回路部分が配置され、周辺部分は中心部分
程、精度を要求されない周辺回路部が配置され
る。このようなチツプＴを描画する場合を例にし
て、第１図の装置の動作を説明する。該チツプの
中心部分は仮想的に一辺が0.1mmの25〜100個のフ
イールドF₁に分割され、該チツプの周辺部は一
辺が２mmの４個のフイールドF₂に分割される。
該チツプの中心部分を描画するに際して、第１図
の装置では、制御回路１５からスイツチ回路１
３，１４に信号が供給され、該スイツチ回路１３
はOFF、該スイツチ回路１４はONとされる。そ
の結果、電子レンズ８には、励磁電源１２から励
磁電流が供給されて、該電子レンズ８は最終段電
子レンズとして働き、該電子レンズ７には、該励
磁電源１１からの励磁電流が供給されないため、
該第３の電子レンズは電子線の集束作用には寄与
しないことになる。該電子線は該第４の電子レン
ズによつて集束されるが、該電子レンズ８は被描
画材料４との間の距離が極めて短くされているた
めに、該材料上の電子線の径を例えば、0.01μｍ
程度と極めて小さくすることができる。この時、
該第２の静電偏向器１０には、制御システム１５
からＤ−Ａ変換器１７を介して描画すべきパター
ンに応じた偏向信号が供給されるが、該偏向信号
による電子線の偏向範囲は極めて狭くされ、該フ
イールドF₁は高精度で描画される。該特定のフ
イールドF₁が描画された後、高精度に描画すべ
き隣のフイールドF₁を描画するに際しては、該
制御システムからステージ駆動機構１８に駆動信
号が供給され、該ステージ３はフイールドの一辺
の長さだけ移動させられ、この移動の後、該フイ
ールドの描画が高精度で行なわれる。尚、図示は
していないが、このステージの移動は、この分野
では周知のレーザ干渉計を使つたシステムによつ
て制御されており、該移動は高精度に監視され、
その移動に伴なう誤差は直ちに補正されている。
高精度で描画すべき各フイールドF₁の所定の描
画が終了した後、周辺部分のフイールドF₂の描
画が行われるが、この時、該ステージは特定のフ
イールドF₂の中心と電子線光軸が略一致するよ
うに移動させられる。該周辺部分のフイールド
F₂の描画に当つては、該制御システムから各ス
イツチ回路１３，１４に信号が供給され、該スイ
ツチ回路１４はOFFに、又、該スイツチ回路１
３はONとされる。この結果、該電子レンズ８は
その動作が休止させられ、該電子レンズ７が最終
段電子レンズとして働くことになる。この状態で
は、該電子レンズと被描画材料４との間の距離が
比較的長いため、該被描画材料上の電子線の径は
0.2μｍ程度となる。更に、この状態で、該制御シ
ステム１５から静電偏向器９に描画すべきパター
ンに応じた偏向信号が供給され、該フイールドは
描画されることになる。該特定のフイールドの描
画が終了した後、該ステージは駆動機構１８によ
つて該フイールドF₂の一辺の長さだけ移動させ
られ、隣のフイールドの描画が行われる。この周
辺部分の描画に際しては、比較的材料４から離れ
た偏向器によつて電子線を偏向しており、偏向収
差の少ない小さな偏向角度であつても、材料上の
比較的広い範囲の描画を行うことができる。

このように、上述した構成では、チツプ内の比
較的高精度で描画すべき部分は材料との距離が短
い電子レンズを用いて電子線を極めて細く絞るよ
うにすると共に、電子線の偏向範囲を狭くし、チ
ツプ内の比較的高い精度が要求されない部分につ
いては、材料との距離が長い電子レンズを用いて
比較的径の大きな電子線によつて材料上の描画を
行うと共に、偏向による該電子線の材料上の移動
範囲を大きくし、もつてステージの移動に費す時
間を減少させるようにしているため、必要な高精
度の描画を行つているにも拘わらず、早い速度で
材料全体の描画を行うことができる。

上述した如く、第１図に示した実施例において
は、単一のチツプ内の描画を行う過程において、
２組用意された電子線の集束偏向系のいずれかを
切換えて使用していることから、該２組の集束偏
向系の光軸が一致していないと、フイールド間の
パターンの接続を精度良く行うことができないた
め、該両光軸を精確に一致させる必要がある。該
第１図の実施例においては、そのため、各フイー
ルドの描画を行うに先立つて、チツプＴの隅部の
２本の直線状のマーク要素よりなるマークＭの部
分に光軸が位置するようにステージが移動させら
れる。この状態において、まず、第３の電子レン
ズ７のみを励磁し、第１の静電偏向器９に該２本
のマーク要素を横切つて電子線を走査するような
偏向手段が印加される。該電子線の走査に応じて
発生した反射電子は検出器１７によつて検出さ
れ、その検出信号は制御システムに供給される。
該制御システム１５は該検出信号に基づいて、既
知のマーク要素間隔と該マーク要素間隔に対応す
る偏向信号量とから、所定の偏向信号によつて所
定量電子線が移動されるように該第１の偏向器に
供給される偏向信号の増幅系の調整を行う。この
時、電子線の走査開始点から第１のマーク要素位
置までの距離D₁が測定され、記憶される。次に、
該第３の電子レンズ７の励磁を休止させ、第４の
電子レンズ８を励磁した状態で、第２の静電偏向
器に該２本のマーク要素を横切つて電子線を走査
するような偏向信号が供給される。該電子線の走
査に応じて発生した反射電子は検出器１９によつ
て検出され、その検出信号は制御システムに供給
される。該制御システム１５は該検出信号に基づ
いて、既知のマーク要素間隔と該マーク要素間隔
に対応する偏向信号量とから、所定の偏向信号に
よつて所定量電子線が移動されるように該第２の
偏向器に供給される偏向信号の増幅系の調整を行
う。この時、電子線の走査開始点から第１のマー
ク要素位置までの距離D₂が測定され、記憶され
る。該制御システム１５は、該測定された距離
D₁とD₂との差ΔDを求めるが、この差ΔDは、該
２組の集束偏向系の光軸のずれ量である。従つ
て、例えば、チツプＴの中央部分のフイールド
F₁を第４の電子レンズ８と第２の偏向器１０よ
り成る集束偏向系を使用して高精度で描画した
後、該チツプＴの周辺部のフイールドF₂内のパ
ターンを第３の電子レンズと第１の偏向器とより
成る集束偏向系を使用して描画するに際しては、
該フイールドF₂内のパターンの位置信号を前記
光軸のずれ量ΔDだけ修正して行われる。その結
果、中央部分の微細パターンと周辺部のパターン
とを高精度につなぎ合せてチツプ全体を高速度で
描画することができる。尚、上記ずれ量ΔDは１
方向の光軸のずれを表しているが、実際には、他
のマーク部を使つて該方向とは垂直な方向のずれ
量も求められている。

上述した実施例では、描画すべきフイールドに
応じて、第１と第２の偏向器９，１０を切換えて
使用するように構成したが、第４の電子レンズ８
を励磁して高精度の描画を行う場合に、第１と第
２の偏向器を２段偏向系として用いるようにして
も良い。又、第２偏向器１０は第４の電子レンズ
８の磁場内に配置されたが、この磁場の外側であ
つても良い。更に、偏向器は単一であつても良
い。更に又、中央部に微細構造を有し、この部分
を高精度で描画するチツプを例に本発明を説明し
たが、高精度で描画する部分が周辺部に存在する
ようなチツプを描画する場合にも本発明を適用す
ることができる。

［効果］ 以上詳述した如く、本発明は被描画材料との距
離が夫々異つた２種の電子レンズを設け、描画す
べきパターンの精度に応じて該電子レンズを切換
えて使用するように構成したため、高精度で描画
すべき部分を有した材料であつても、短時間で全
体の描画を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である電子線描画装
置を示す図、第２図は第１図に示した装置によつ
て描画されるチツプの一例を示す図である。 １……電子銃、３……ステージ、４……被描画
材料、７，８……電子レンズ、９，１０……静電
偏向器、１１，１２……励磁電源、１３，１４…
…スイツチ回路、１５……制御システム、１６，
１７……Ｄ−Ａ変換器、１６……ステージ駆動機
構、１７……反射電子検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被描画材料に対する距離が夫々異なつて配置
   され、夫々が単独で最終段集束レンズとして動作
   する第１と第２の電子レンズと、該材料上の電子
   線照射位置を変化させるための偏向手段と、該材
   料上に描画される図形に応じて該第１と第２の電
   子レンズのいずれかを選択的に動作させるための
   手段とを備えた電子線描画装置。 ２ 該偏向手段は第１と第２の偏向手段より成
   り、該第１と第２の電子レンズの選択に応じてそ
   のいずれかが使用される特許請求の範囲第１項記
   載の電子線描画装置。 ３ 該偏向手段は第１と第２の偏向手段より成
   り、該材料から離れた第１の電子レンズが動作さ
   せられている時、該第１の偏向手段のみが使用さ
   れ、該材料により接近して配置された該第２の電
   子レンズが動作させられている時、該第１と第２
   の偏向手段によつて２段偏向系が構成される特許
   請求の範囲第１項記載の電子線描画装置。