JPH0254855A - 電子ビーム露光装置及びその露光方法 - 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】 〔概要〕 電子ビーム露光装置、特にライン状に整形された電子ビ
ームを波光対象に照射し、微細パターンを露光する露光
装置に関し、 １シヨツト毎に矩形整形された電子ビームを該被露光対
象に照射する方式に替えて、該電子ビームをライン状に
整形し、かつｌライン内のビーム照射域を可変する電極
群を設け、微細パターンを１ライン単位毎＜露光するこ
とを目的とし、電子ビームを出射する電子銃、該電子ビ
ームを整形するビーム整形電極、該電子ビームを走査す
る偏向器及び試料台を有する鏡筒と、ラインビーム整形
側’＋’Ｂ系と、偏向制御系と、ステージ駆動制御系と
、７Ｅ光データ処理系とを具備し、前記試料台に線状に
照射される電子ビームの一部を遮蔽して、被露光対象に
パターン露光をするラスタスキャン型の電子ビーム露光
装置において、前記ビーム整形電極が、電子ビームを】
ｍ遇させる細長いスリットの長手方向の内面でそれぞれ
対向する多数の電極群と、前記電極群に接続され、かつ
制′４′ｎ電圧を印加する外部端子から成ることを含み
構成し、電子ビームを出射する電子銃、該電子ビームを
整形するビーム整形電極、該電子ビームを走査する偏向
器及び試料台を有する鏡筒と、ラインビーム整形制御系
と、偏向制御系と、ステージ駆動制御系と、露光データ
処理系とを具備し、前記試料台に線状に照射される電子
ビームの一部を遮蔽して、被露光対象にパターン露光を
するラスタスキャン型の電子ビーム露光装置において、
前記ビーム整形電極が、電子ビームを通過させる細長い
スリットの長手方向の内面でそれぞれ対向する多数の電
極群と、該電極群に接続され、所定の電圧（＋■）を第
１の対向する電極に印加し、該所定の電圧を第２の対向
する電極には印加せず、該所定の電圧とは異なる電圧（
＋　１／２Ｖ）を該第１と第２の対向する電極の間に位
置する第３の対向するＴ！、極に印加する制限電圧印加
手段とを有す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及びその露光方法に関す
るものであり、更に詳しく言えば、ライン状に整形され
た電子ビームを被露光対象に照射し、微細パターンを露
光する露光装置及びその露光方法に関するものである。

近年、電子ビームを直接半導体基板等の被露光対象に露
光し、微細パターンを描画する可変矩形整形電子ビーム
露光装置が多く使用されている。

しかし、任意の矩形が形成できる可変矩形ビームでは、
電子ビーム露光をより現実的なものとすることができた
が、ＬＳＩが微細化するにつれて特に０．２〜０．３　
μｍルールのＬＳＩとなると、使用できる矩形ビームの
■電流密度の上限、■メインデフ、サブデフ、スリット
デフレクク各アンプの整定に要する待ち時間等の為、膨
大なショツト数のＬＳＩのパターンを描画するには時間
がかかり過ぎるという問題があり、微細パターンの量産
用とは言えなくなっている。

さらに、■０．２　μｍビームでは何らポイントビーム
と大差なく、矩形ビームのメリットを出していないこと
と、■可変矩形ビーム形成時に、０．１〜０．２　μｍ
のビームは２つのスリットの重なりで出している為に、
相対的に小ビームでのドーズ量が不安定になるという問
題がある。

そこで、ライン状の電子ビームを被露光対象に制御性良
く照射させて、微細パターン露光をする装置の要求があ
る。

〔従来の技術） 第７．８図は、従来例に係る説明図である。

第７図は、従来例に係る電子ビーム露光装置を説明する
図であり、矩形整形型の電子ビーム露光装置の構成図を
示している。

図において、１は電子銃、２は鏡筒、３はスリットアパ
ーチャ、３ａ、３ｂはスリットデフ３ｃからなる矩形整
形電極系、４は被露光対象、５はステージ制御部５ａ、
モーター５ｂ及び試料台５Ｃから成るステージ駆動系、
６は偏向制御部６ａ。

６ｂ、主偏向コイル６ｃ及び副偏向電極６ｄから成る偏
向制御系、７はビーム整形制御系２８はインターフェイ
ス８ａ、データメモリ８ｂ、　　ショット分解部８ｃ、
パターン補正部８ｄから成る露光データ制御系、９はＣ
ＰＵ　（中央演算処理装置）。

１０は磁気ディスク１０ａ及び磁気テープ等から成る露
光データ供給系である。

これ等により、従来例に係る電子ビーム露光装置を構成
する。なお、矩形整形電極系３は、２枚の矩形穴の開い
たアパーチャまたはＬ字型のナイフェツジ等のスリット
３ａ、３ｂとスリットデフ３ｃによって、電子銃１から
発射された電子ビームｉａを矩形状に可変整形をする機
能を存している。また、矩形整形された電子ビームは露
光データ制御系８やそのデータに基づいた偏向制御系６
の偏向を受けて、被露光対象４に微細パターンの露光を
する。

第８図（ａ）〜（ｃ）は、従来例に係る電子ビーム露光
方法を説明する図であり、同図（ａ）は被露光対象４の
メインフィールド、同図（ｂ）はそのサブフィールド、
同図（Ｃ）はパターン描画を示している。

なお、Ｓｌは偏向制御系６の主偏向コイル６Ｃによる主
偏向走査であり、サブフィールド間の矩形整形電子ビー
ムの偏向を示している。Ｓ２は偏向制御系６の副偏向電
極６ｄによる副偏向走査であり、サブフィールド内の矩
形整形電子ビームの偏向を示している。Ｓ３はパターン
描画領域内の矩形整形ビームのショット部分を示してい
る。これは、矩形整形された電子ビーム１ａを、例えば
４シヨツト連続して、線状に描画したものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで従来例によれば、半導体装置の設計パターン密
度等により矩形整形制御系７を介して任意に電子ビーム
ｌａを矩形整形し、露光データ制御系８．偏向制御系６
及びステージ駆動系５を介して、被露光対象４に矩形整
形ビームを照射し、微細パターンを露光している。

このため、次のような問題を生ずることがある。

■ＬＳＩが微細化するにつれて特に０．２〜０．３μｍ
ルールのＬＳＩとなると、使用できる矩形ビームの電流
密度の上限、メインデフ、サブデフスリットデフレクタ
各アンプの整定に要する待ち時間等のため、膨大なショ
ツト数のＬＳＩのパターンを描画する処理時間を多く費
やすようになる。

これにより微細パターンの露光処理効率が悪くなる。

■さらに、０．２　μｍビームでは何らポイントビーム
と大差なく、矩形ビームのメリットを出していないこと
と、可変矩形ビーム形成時に、０．１〜０．２μｍの電
子ビームは２つのスリットの重なりにより出射している
為に、相対的に小ビームでの電子のドーズ量が不安定に
なるという欠点がある。

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、１＆ｇット毎に矩形整形された電子ビームを被露
光対象に照射する方式に替えて、該電子ビームをライン
状に整形し、かつ１ライン内のビーム照射域を可変する
電極群を設け、微細パターンを１ライン単位毎に露光す
ることを可能とする電子ビーム露光装置及びその露光方
法の提供を目的とする。

〔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及びその露光方法は、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、露光装置を電子ビーム１２ａを出射する電子銃１
２．該電子ビーム１２ａを整形するビーム整形電極１３
．該電子ビーム１２ａを走査する偏向器１４及び試料台
１５を有する鏡筒１１と、ラインビーム整形制御系１６
と、偏向制御系１７と、ステージ駆動制御系１８と、露
光データ処理系１９とを具備し、前記試料台１５に線状
に照射される電子ビーム１２ｂの一部を遮蔽して、被露
光対象２３にパターン露光をするラスタスキャン型の電
子ビーム露光装置において、前記ビーム整形電極１３が
、電子ビーム１２ａを通過させる細長いスリット３８の
長手方向の内面でそれぞれ対向する多数の電極群３４ａ
、３４ｂと、前記電極群３４ａ、３４ｂに接続され、か
つ制御電圧を印加する外部端子４３ａ、４３ｂから成　
ることを特徴とし、 電子ビーム１２ａを出射する電子銃１２．該電子ビーム
１２ａを整形するビーム整形電極１３゜該電子ビーム１
２ａを走査する偏向器１４及び試料台１５を有する鏡筒
１１と、ラインビーム整形制御系１６と、偏向制御系１
７と、ステージ駆動制御系１８と、露光データ処理系１
９とを具備し、前記試料台１５に線状に照射される電子
ビーム１２ｂの一部を遮蔽して、被露光対象２３にパタ
ーン露光をするラスタスキャン型の電子ビーム露光装置
において、前記ビーム整形電極１３が、電子ビーム１２
ａを通過させる細長いスリット３８の長手方向の内面で
それぞれ対向する多数の電極群３４ａ、３４ｂと、該電
極群３４ａ、３４ｂに接続され、所定の電圧（＋■）を
第１の対向する電極に印加し、該所定の電圧を第２の対
向する電極には印加せず、該所定の電圧とは異なる電圧
（＋１／２Ｖ）を該第１と第２の対向する電極の間に位
置。

する第３の対向する電極に印加する制限電圧印加手段１
６ａ、１６ｂとを有することを特徴とし、その露光方法
を被露光対象の露光データを処理して、１ライン毎にビ
ーム整形データを作成し、前記ビーム整形データに基づ
いて、１ライン内にビーム照射域を決定し、前記ビーム
照射域に基づいて、ビーム整形電極の電極群に電圧を印
加し、前記ビーム整形電極に電子ビームを通過させ、被
露光対象上に、ライン状に照射される電子ビームの一部
を遮蔽し、該被露光対象にパターン露光するラスタスキ
ャン型の電子ビーム露光方法において、前記ビーム整形
電極の電極群の内、相互に隣接する特定の電極に、異な
った電圧を印加し、前記特定の電極の制御電圧が遮蔽す
ることにより得られるビーム照射域をパターン露光の最
小単位とすることを特徴とし、 前記特定の電極に異なった電圧を印加する方法が、該特
定の電極の内で、両端に位置する電極に印加する電圧を
他の電極に印加する電圧よりも低くすることを特徴とし
、上記目的を達成する。

〔作用］ 本発明の露光装置によれば、電子ビーム１２ａをライン
状に整形し、かつビーム照射域を可変するビーム整形電
極１３を設けている。

このため、電子銃１２から発射された電子ビーム１２ａ
がビーム整形電極１３を介して、ライン状に整形され、
かつ１ライン内において、１８２子ビーム１２ａがビー
ム照射域において、例えば、電極群３４ａ、３４ｂに異
なった電圧を印加して得られるビーム遮蔽効果により可
変整形され、被露光対象２３上に可変整形されたライン
状の電子ビームを偏向制御系１７やステージ駆動系１８
を介して走査することができる。

これにより、従来のようなｌシゴット毎に矩形整形した
電子ビームを被露光対象に照射する方式に替えて、１ラ
イン毎に被露光対象の露光処理をすることが可能となる
。

また、本発明の露光方法によれば、ビーム整形電極の電
掘群に印加する電圧が被露光対象の露光データを処理し
た１ライン毎のビーム整形データに基づいて印加されて
いる。

このため、相互に隣接する特定の電極に異なった電圧を
印加することにり例えば被露光対象上に到達する電子ビ
ームや、被露光対象上に到達しない電子ビームを画定す
るビーム照射域が１ライン内に分割され、すなわち、特
定の電極の制御電圧が、電子ビームを遮蔽することによ
り得られるビームの照射域をパターン露光の最小単位と
するように整形された電子ビームを被露光対象上に走査
することができる。

これにより、高解像度の微細パターンの露光処理をする
こと、及び露光処理時間が短縮され、電子ビーム露光装
置のスルーブツトを向上させることが可能となる。

〔実施例〕

次に図を参照しながら、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
置及びその露光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、１１は鏡筒であり、電子銃１２゜ブランキ
ングアレイアパーチャ４０や偏向器１４等の電子部品や
光学機器を格納する容器である。

なお、１２は電子銃であり、電子ビーム１２ａを出射す
るものである。また４０はブランキングアレイアパーチ
ャであり、ビーム照射域を可変するビーム整形電極１３
の構成部品である。なおブランキングアレイアパーチャ
４０は、電子ビーム１２ａを入射して、ライン状に整形
された電子ビーム１２ｂを出射するものである。なお、
ブランキングアレイアパーチャ４０については、第４図
において詳述する。

１４は偏向器であり、電子ビーム１２ｂの主偏向をする
主偏向コイル１４ａやその副偏向をする副偏向電極１４
ｂから構成されている。１５は被露光対象２３を載置す
る試料台（ステージ）であり、ｘ−ｙ方向に移動する機
能を有している。

また、１６はラインビーム整形制御系であり、ブランキ
ングアレイアパーチャ４０の複数のｔｉ群に電圧も印加
するブランキング発生回路群（制御電圧印加手段）１６
ａと、それ等を制御するブランキング制御回路（制御電
圧印加手段）１６ｂから構成されている。

１７は偏向制御系であり、偏向制御回路１７ａＤ／Ａ変
換器１７ｂ及び偏向増幅器１９ｃから成り、ライン状に
整形された電子ビーム１２ｂを走査する偏向信号等を偏
向器１４に供給する機能を有している。

１８はステージ駆動制御系であり、ステージ駆動制御回
路１８ａと、モーター１８ｂから構成されている。

１９は露光データ処理系であり、インターフェイス１９
ａと、露光データを格納するデータメモリ１９ｂと、■
ライン内にビーム照射域を発生する′複数のビットマツ
プ発生回路１９ｃから成り、被露光対象２３の露光デー
タを入力して、１ライン毎にビーム整形データを作成し
、該データに基づいて、ライン状に整形された電子ビー
ム１２ｂの最大幅、例えば本発明の実施例では、■ライ
ン＝４．８　　［μｍ］の照射幅を最小単位−０，１［
μｍ］に分割するビーム照射域を発生し、電子ビーム１
２ａのブランキング制御データを出力する機能を有して
いる。なお、露光データは被露光対象２３の設計データ
を格納した磁気ディスク２２ａや磁気テープ２２ｂ等の
露光データ供給系２２及び中央演算処理系（ＣＰＵ）２
１を介して、インターフェイス１９ａに入力される。

また、２０はシーケンスコントローラ（統括制御系）で
あり、ビットマツプ発生回路１９ｃ、ブランキング制御
回路１６ｂ、偏向制御回路１７ａ及びステージ駆動制御
系１８ａ等を制御する機能を有している。

これ等により、本発明の実施例に係る電子ビーム露光装
置を構成する。

第３図（ａＯ）〜（ａ３）は、本発明の実施例に係るビ
ーム整形電極の構造図であり、同図（ａＯ）はビーム整
形電極の斜視図、同図（ａｌ）はそのブランキングアレ
イアパーチャ４０の上面図、同図（ａ２）は、同図（ａ
ｌ）のＸ、−Ｙ。

矢視断面図、同図（ａ３）は、同図（ａｌ）のＸ　ｚ　
　Ｙ　を矢視断面図を示している。

同図（ａ）において、４１は絶縁基板であり、４０はス
リット３８を有するブランキングアレイアパーチャ、４
２ａ、４２ｂはブランキングアレイアパーチャ４０と、
外部端子４３ａ、４３ｂとを接続する導線である。なお
、４３ａ、４３ｂは外部端子である。

同図（ｂ）において、３７１ａ〜３７４ａや３７１ｂ〜
３７４ｂは電極群から延在され、かつ複数設けられたコ
ンタクトホール（を掻接続窓）である、なお３８は、電
子ビーム１２ａが通過するスリットであり、本発明の実
施例では長さ４８０〔μｍ１１幅１０〔μｍ〕程度であ
る。

同図（Ｃ）において、３１はＳｉ基板であり、３２は■
溝である。なお■溝３２はライン状に整形した電子ビー
ム１２ｂを走査したとき、Ｓｉ基板３１のエツジに当た
らないようにＶカットされるものである。

３４ａ、３４ｂは電極群であり、スリット３８の内面に
対向して設けられている。なお３３３５は電極群３４ａ
、３４ｂを絶縁する絶縁物である。また、コンタクトホ
ール３７ａ、３７ｂ、は、電極群３４ａ、３４ｂを延在
した部分を露出した開口窓（３７１ａ　〜３７４ａ、３
７１ｂ　〜３７４ｂ）である。

同図（ａ３）において、３６は電子ビーム１２ａを遮蔽
する遮蔽膜であり、高融点金属膜等が用いられている。

また、３４１ｂ〜３４４ｂは複数設けられた電極群３４
ｂであり、本発明の実施例では１辺が９〔μｍ〕の電極
が横方向に１〔μｍ〕の絶縁物３５を介在させて計４８
個、並べられている。

また、本発明の実施例では、第６図（ｂ）に示すように
、３個の電極を以ってｌ最小単位０．　３［μｍ〕のビ
ーム照射域に可変整形する電極に引き当てている。従っ
て３組の電極Ｘ１６に電圧を印加することによって、ビ
ーム照射域を分割し、かつライン状に整形される電子ビ
ーム１２ｂを得ることができる。

これ等により本発明に係るビーム整形電極を構成する。

このようにして、ブランキングアレイアパーチャ４０が
ライン状に電子ビーム１２ａを通過させるスリット３８
の内面に対向させた複数の電極群３４ａ、３４ｂを設け
ている。

このため、電極群３４ａ、３４ｂの個別に電圧を制御す
ることによって、電子銃１２から発射された電子ビーム
１２ａを、電圧の印加されていない電極を通過した場合
は、被露光対象上に到達し、電圧を印加した電極を通過
した場合は、該ビーム１２ｂが曲げられて被露光対象上
に照射されないようにすることができる。

これにより、スリット３８に入射する電子ビーム１２ａ
を被露光対象２３上に該電子ビーム１２ａが到達する部
分と、到達しない部分とを分割したビーム照射域を存す
るライン状の電子ビーム１２ｂに可変整形することが可
能となる。

第４図（ａｌ）、（ａ２）、（ａ３）〜（［１）（ｆ２
）、Ｃｒ５）は、本発明の実施例に係るビーム整形電極
の形成工程図である。

なお、同図（ａｌ）〜（ｅｌ）はブランキングアレイア
パーチャの上面に係る形成工程図であり、同図（ａ２）
　〜（ｅ２）はそのＸ　＋　　Ｙ　＋矢視断面に係る形
成工程図であり、同図（ａ３）〜（ｅ３）はそのＸｚ　
　Ｙｚ矢視断面に係る形成工程図を示している。

また、同図（ｒｌ）はビーム整形電極の上面図であり、
同図（ｆ２）はそのＸ３　　Ｙ３矢視断面図、同図（ｒ
３）はそのＸ、−Ｙ、矢視断面図をそれぞれ示している
。

図において、まずＳｉ基板３２の電子ビームを通過させ
る領域をＶカットして■溝３２を形成し、その後Ｓｉ基
板３２上にＳｉＯ□膜等の絶縁物３３を形成する（同図
（ａｏ）、（ａり、　　（ａ２））。

次いで、ポリＳｉ膜や金属膜等をパターニングして、ス
リット形成領域から外周附近に延在する電極群３４１ａ
　〜３４４ａ、３４１ｂ　〜３４４ｂを形成する。なお
、電極群３４１ａ〜３４４ａ、３４１ｂ〜３４４ｂは本
発明の実施例では、スリットの長さ４８０〔μｍ）Ｘ幅
１０〔μｍ〕に対して、電極の幅−９〔μｍ〕、電極３
４１ａ、３４２ａ間に１［μｍ〕の隙間を置いている（
同図（ｂｌ）（ｂ２）、（ｂ３））。

次イテ、ＣＶ　ＤＳｉＯｔ膜やＳｔＪｍ膜を電極群３４
１ａ　〜３４４ａ、３４１ｂ　〜３４４ｂ上に形成して
、電極群３４１ａ　〜３４４ａ、３４１ｂ　〜３４４ｂ
を絶縁する。その後、電子ビーム１２ａを遮蔽（シール
ド）する遮蔽膜３６を形成する。なお、遮蔽膜３６はＷ
やＭＯ等の高融点金属膜を用いる（同図（ｃｌ）、　　
（ｃ２）、　　（ｃ３））。

次に、外周附近の遮蔽ｌＩ！３６と、絶縁物３５とを不
図示のレジストをマスクにして、Ｒ（Ｅ法の異方性エツ
チングにより除去し、外周附近に延在した電極群３４１
ａ　〜３４４ａ、３４１ｂ　〜３４４ｂとを露出するコ
ンタクトホール３７１ａ〜３７４ａ　　３７１ｂ　〜３
７４ｂを形成する（同図（ｄｉ）、（ｄ２）、（ｄ３）
）。

さらに、遮蔽１！１３６と、絶縁物３５とをＲＩＥ等に
よりエツチングして、■溝３２に延在するスリット３８
を開口する。これによりブランキングアレイアパーチャ
４０を形成する（同図（ｅｌ）。

（ｅ２）、（ｅ３））。

その後、外部端子４３１ａ〜４３４ａ、４３１ｂ〜４３
４ｂを設けた絶縁基板４１にブランキングアレイアパー
チャ４０を載置して、ブランキングアレイアパーチャ４
０のコンタクトホール３７１ａ〜３７４ａ、３７１ｂ〜
３７４ｂと、外部端子４３１ａ　〜４３４ａ、４３１ｂ
　〜４３４ｂとを導線４２１ａ　〜４２４ａ、４２１ｂ
〜４２４ｂを介して接続する（同図（［１）、　　（ｆ
２）、（ｒ３））。

これ等の工程によりビーム整形電極１３を形成する。

このようにして、電子ビーム１２ａをライン状に整形し
、かつビーム照射域を可変するビーム整形電極１３を設
けている。

このため、電子銃１２から発射された電子ビーム１２ａ
がビーム整形電極１３を介して、ライン状に整形され、
かつ１ライン内において、該電子ビーム１２ａがビーム
照射域において、例えば電極群３４ａ、３４ｂに異なっ
た電圧を印加して得られるビームの遮蔽効果により可変
整形され、被露光対象２３上に可変整形されたライン状
の電子ビーム１２ｂを偏向制御系１７やステージ駆動系
１８を介して走査することができる。

これにより、従来のような１シヨツト毎に矩形整形した
電子ビームを被露光対象に照射する方式に替えて、１ラ
イン毎に被露光対象の露光処理をすることが可能となる
。

第５図は、本発明の実施例に係る電子ビーム露光方法の
フローチャートである。

図において、まずＰｌで被露光対象２３の設計データ等
の露光データを処理して、ｌライン毎のビーム整形デー
タを作成する。なお１ラインとは、ブランキングアレイ
アパーチャ３８のスリットの幅を縮小した長さであり、
本発明の実施例では、スリットの幅が４８０〔μｍ〕で
あり、それを１／１００に縮小した４、８〔μｍ〕が１
ラインとなる。

次にＰ２でビーム整形データに基づいて、１ライン内に
ビーム照射域を決定する。なおビーム照射域とは、本発
明の実施例では、１ライン（４，８Ｃμｍ））を１６等
分し、その１最小単位＝０．３〔μｍ〕とする電子ビー
ム１２ｂが被露光対象２３に照射される領域（第６図（
ｂ）参照）をいう。

また、ビーム照射域は、被露光対象上に到達する電子ビ
ームや被露光対象上に到達しない電子ビームを画定する
ものである。

次いで、Ｐ、でビーム照射域に基づいて、ビーム整形電
極１３の電極群３４ａにブランキング発生回路１６ａや
ブランキング制御回路１６ｂを介して、電圧を印加する
。

次いで、’Ｐ　４でビーム整形電極１３のスリットに電
子ビーム１２ａを通過させ、電子ビーム１２ａをビーム
照射域に分割し、かつライン状に可変整形する。

次にＰ、で、ライン状に整形した電子ビーム１２ｂを被
露光対象２３上に偏向制御系１７．偏向器１４及びステ
ージ駆動制御系１８を介して走査し、被露光対象２３の
パターン露光処理をする。

第６図（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例の電子ビーム
露光方法に係る説明図であり、同図（ａ）はライン状に
整形された電子ビームの縮小方法を説明する図を示して
いる。

図において、１２ａは電子銃１２から発射された電子ビ
ームであり、断面楕円形状に整形された電子ビームであ
っても良い。なお、１４１ａ、１４１ｂは電子ビーム１
２ａが電極群３４ａ、３４ｂを介して、ライン状に整形
された電子ビーム１２ｂを縮小する光学的縮小対物レン
ズ構成する縮小対物電磁レンズである。また１４２はそ
の一構成部品のアパーチャである。

これにより、例えばスリット３８（４８０（μｍ）×１
０〔μｍ））の長さ方向を１／１００に縮小し、幅方向
を１７２０に縮小するライン状の電子ビーム１２　ｂ　
（４，８（μｍ）　ｘｏ、１　　（μｍ）　）を被露光
対象２３に照射することができる。

同図（ｂ）は電極群３４ａ、３４ｂに印加する電圧の関
係と、被露光対象２３上に照射されるライン状の整形ビ
ームとの関係を示す図である。

図において、Ａは、スリット３８の内面に形成された電
極群３４ａ、３４ｂ　（４８個）の内、隣接する３個の
電極対３４ａ、３４ｂに、一方に制御２Ｉ電圧印加手段
１６ａ、１６ｈを介してそれぞれ＋Ｖ／２．　＋Ｖ、　
＋Ｖ／２（７）電圧を印加し、他方を接地（ＧＮＤ）し
た場合に形成される電位分布を示している。なお、他の
電極群３４ａ、３４ｂの印加電圧はＯ（Ｖ）とする。こ
のような電圧条件でスリット３８に電子ビーム１２ａを
紙面から垂直に通過させると、被露光対象上にライン状
の電子ビーム１２ｂが得られ、そのビーム照射域Ｂは３
個の電極対３４ａ、３４ｂに電圧を印加した部分の電子
ビーム１２ａが電位分布Ａにより他へ偏向されて、被露
光対象上に到達されずに、斜線に示すような未到達部分
Ｃを除いた領域となる。

このため、ｌライン（４，８（μｍ））の内に、ビーム
照射域Ｂ−４，２（μｍ］と、未到達部分Ｃ−０，３Ｃ
μｍ〕とを含有させることができる。

これにより、従来例のような１シゴツト毎に矩形整形さ
れた電子ビームを被露光対象２３上に照射する方法に比
べて、本発明の実施例のスリット（４８０（μｍ）　Ｘ
　１０　（μｍ）　）内面の電極群３４ａ、３４ｂ毎に
電子ビーム１２ａを可変整形して、電子ビーム１２ｂを
被露光対象２３上に照射する方法によれば、１回の照射
で４．８〔μｍ）ＸＯｏｌ〔μｍ〕のパターン露光がで
きるので、露光処理時間を数十倍も早くすることが可能
となる。

このようにして、ビーム整形電極１３の電極群３４ａに
印加する電圧が、被露光対象２３の露光データを処理し
た１ライン毎のビーム整形データに基づいて印加されて
いる。

このため、相互に隣接する特定の電極に異なった電圧を
印加することにより例えば被露光対象２３上に到達する
電子ビームや、被露光対象上に到達しない電子ビームを
画定するビーム照射域が１ライン内に分割され、すなわ
ち、特定の電極制御電圧が、電子ビームを遮蔽すること
により得られるビーム照射域をパターン露光の最小単位
とするように整形された電子ビーム１２ｂを被露光対象
上に走査することができる。

これにより、高解像度の微細パターンの露光処理するこ
と、及び露光処理時間が短縮され、電子ビーム露光装置
のスループットを向上させ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、１回のライン状に
可変整形した電子ビームの照射により、被露光対象を露
光する領域と、未露光領域とを分割するパターン露光を
一度にすることができる。

このため、従来の露光方式に比べて、露光処理時間を数
十倍も早くすることができ、これにより電子ビーム露光
装置の稼働効率を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置の
原理構成図、 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３図（ａＯ）〜（ａ３）は、本発明の実施例に係るビ
ーム整形電極の構造図、 第４図（ａｌ）、（ａ２）、（ａ３）　〜（ｆｌ）。 （ｆ２）、（ｆ３）は、本発明の実施例に係るビーム整
形電極の形成工程図 第５図は、本発明の実施例に係る電子ビーム露光方法の
フローチャート、 第６図（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例の電子ビーム
露光方法に係る説明図、 第７図は、従来例に係る電子ビーム露光装置を説明する
図、 第８図は、従来例に係る電子ビーム露光方法を説明する
図である。 （符号の説明） ２．１１・・・鏡筒、 ■、１２・・・電子銃、 １３・・・ビーム整形電極、 １４・・・偏向器、 ５ｃ、１５・・・試料台、 １６・・・ラインビーム整形制御系、 ６ａ、６ｂ、１７・・・偏向制御系（偏向制御部）、１
８．１８ａ・・・ステージ駆動制御系（ステージ駆動制
御回路）、 １０．１９・・・露光データ処理系、 ２０・・・統括制御系（シーケンスコントローラ）、９
．２１・・・中央演算処理袋！（ＣＰＵ）、２２・・・
露光データ供給系、 ｌａ、１２ａ・・・電子ビーム、 １２ｂ・・・ライン状に整形された電子ビーム、４．２
３・・・被露光対象、 ３１・・・半導体基板、 ３２・・・■溝、 ３４ａ、　　３４ｂ、　　３４１ａ　〜３４４ａ。 ３４１ｂ〜３４４ｂ・・・電極群、 ３３．３５・・・絶縁物、 ３６・・・遮蔽膜、 ３７ａ　　　３７ｂ　　　３７１ａ　〜３７４ａ３７１
ｂ〜３７４ｂ・・・コンタクトホール（を極接続窓）、 ３８・・・スリ　ント、 ４０・・・ブランキングアレイアパーチャ、４１・・・
絶縁基板、 ４２ａ、４２ｂ、４２１ａ〜４２４ａ。 ４２１ｂ〜４２４ｂ・・・導線、 ４３ａ、４３ｂ、４３１ａ　〜４３４ａ。 ４３１ｂ〜４３４ｂ・・・外部端子、 ６ｃ、１４ａ・・・主偏向コイル、 ６ｄ、１４ｂ・・・副偏向１を掻、 １６ａ・・・ブランキング発生回路群（制御電圧印加手
段）、 １６ｂ・・・ブランキング制御回路（制御電圧印加手段
）、 １７ａ・・・偏向制御回路、 Ｌ７ｂ・・・Ｄ／Ａ変換器、 １７ｃ・・・偏向増幅器、 ５ｂ、１８ｂ・・・モーター ８ａ、１９ａ・・・インターフェイス、８ｂ、１９ｂ・
・・データメモリ、 １９ｃ・・・ビットマツプ発生回路、 １０ａ、２２ａ・・・磁気ディスク、 １０ｂ、２２ｂ・・・磁気テープ、 ８ｃ・・・ショット分解部、 ８ｄ・・・パターン発生部、 ８・・・露光データ制御系、 ３ａ　　３ｂ・・・スリットアパーチャ、３・・・矩形
整形電極系、 ５ａ・・・ステージ制御部、 ５・・・ステージ駆動系・ ７・・・ビーム整形制御系、 Ａ・・・電位分布、 Ｂ・・・ビーム照射域、 Ｃ・・・未到達部分、 Ｓｌ・・・主偏向走査、 Ｓ２・・・副偏向走査、 ・ショット部分。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子ビーム（１２ａ）を出射する電子銃（１２）
   、該電子ビーム（１２ａ）を整形するビーム整形電極（
   １３）、該電子ビーム（１２ａ）を走査する偏向器（１
   ４）及び試料台（１５）を有する鏡筒（１１）と、ライ
   ンビーム整形制御系（１６）と、偏向制御系（１７）と
   、ステージ駆動制御系（１８）と、露光データ処理系（
   １９）とを具備し、 前記試料台（１５）に線状に照射される電子ビーム（１
   ２ｂ）の一部を遮蔽して、被露光対象（２３）にパター
   ン露光をするラスタスキャン型の電子ビーム露光装置に
   おいて、 前記ビーム整形電極（１３）が、電子ビーム（１２ａ）
   を通過させる細長いスリット（３８）の長手方向の内面
   でそれぞれ対向する多数の電極群（３４ａ、３４ｂ）と
   、 前記電極群（３４ａ、３４ｂ）に接続され、かつ制御電
   圧を印加する外部端子（４３ａ、４３ｂ）から成ること
   を特徴とする電子ビーム露光装置。
2. （２）電子ビーム（１２ａ）を出射する電子銃（１２）
   、該電子ビーム（１２ａ）を整形するビーム整形電極（
   １３）、該電子ビーム（１２ａ）を走査する偏向器（１
   ４）及び試料台（１５）を有する鏡筒（１１）と、ライ
   ンビーム整形制御系（１６）と、偏向制御系（１７）と
   、ステージ駆動制御系（１８）と、露光データ処理系（
   １９）とを具備し、前記試料台（１５）に線状に照射さ
   れる電子ビーム（１２ｂ）の一部を遮蔽して、被露光対
   象（２３）にパターン露光をするラスタスキャン型の電
   子ビーム露光装置において、 前記ビーム整形電極（１３）が、電子ビーム（１２ａ）
   を通過させる細長いスリット（３８）の長手方向の内面
   でそれぞれ対向する多数の電極群（３４ａ、３４ｂ）と
   、 該電極群（３４ａ、３４ｂ）に接続され、所定の電圧（
   ＋Ｖ）を第１の対向する電極に印加し、該所定の電圧を
   第２の対向する電極には印加せず、該所定の電圧とは異
   なる電圧（＋１／２Ｖ）を該第１と第２の対向する電極
   の間に位置する第３の対向する電極に印加する制限電圧
   印加手段（１６ａ、１６ｂ）とを有することを特徴とす
   る電子ビーム露光装置。
3. （３）被露光対象の露光データを処理して、１ライン毎
   にビーム整形データを作成し、 前記ビーム整形データに基づいて、１ライン内にビーム
   照射域を決定し、 前記ビーム照射域に基づいて、ビーム整形電極の電極群
   に電圧を印加し、 前記ビーム整形電極に電子ビームを通過させ、被露光対
   象上に、ライン状に照射される電子ビームの一部を遮蔽
   し、該被露光対象にパターン露光するラスタスキャン型
   の電子ビーム露光方法において、 前記ビーム整形電極の電極群の丙、相互に隣接する特定
   の電極に、異なった電圧を印加し、前記特定の電極の制
   御電圧が遮蔽することにより得られるビーム照射域をパ
   ターン露光の最小単位とすることを特徴とする電子ビー
   ム露光方法。　（４）前記特定の電極に異なった電圧を
   印加する方法が、該特定の電極の内で、両端に位置する
   電極に印加する電圧を他の電極に印加する電圧よりも低
   くすることを特徴とする請求項２記載の電子ビーム露光
   方法。