JPH04278516A - 電子ビーム露光装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体ウェハーやホトマ
スクブランクス等の試料上に電子ビームを照射してＩＣ
パターンを形成する電子ビーム露光装置に関し、特に可
変成形電子ビーム露光装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変成形電子ビーム露光装置は、
図２の構成図に示すように、電子銃２１から放射した電
子ビーム２２を、矩形の小孔を有した第１アパーチャ２
３と第２アパーチャ２４を通過させることにより矩形ビ
ーム８を成形する。電子ビームは、複数の電子レンズ２
６により集光と縮小を繰り返された後、位置決め偏向器
２７で偏向され試料２８上の所望の位置に照射され、パ
ターン２９を露光する。露光パターン２９のサイズは種
々のものが存在する為、露光の効率向上の目的で成形さ
れた矩形ビームサイズは次の方法により可変としている
。すなわち、第１アパーチャ２３を通過した矩形ビーム
は、成形偏向器２５での偏向を受けることにより、第２
アパーチャ２４の矩形小孔部分との重なり面積を変化さ
せられる。これにより第２アパーチャ２４を通過した電
子ビームは、０．０５μｍ角〜８μｍ角程度のサイズに
可変成形されている。この際、ビームサイズを精度良く
決定するために、図３のブロック図に示すようなビーム
サイズ測定手段を有している。ファラディ・カップ１の
上方に位置する２本のワイヤ７は、電子ビーム露光装置
のＸ軸，Ｙ軸にそれぞれ平行に位置されている。成形さ
れた矩形ビーム８は、ワイヤ上をそれぞれの軸に直角に
横切るように走査され、その際のファラディ・カップ１
で検出される電流値を１次微分回路２に送る。１次微分
回路２の出力Ａは、図４（ａ）の波形形状を示し、矩形
ビームのＸ軸或はＹ軸断面形状を表している。出力Ａは
２次微分回路３に入力され、更に微分処理される。２次
微分処理された出力Ｂは、図４（ｂ）に示す波形形状を
持つ。図中、ＨとＷはそれぞれ電流密度とビームサイズ
を表している。ここで求めたビームサイズを基に所望の
ビームサイズを得ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電子ビーム露光装置を
用いて試料上に所望の寸法を有したパターンを実現しよ
うとした場合、試料上に塗布された電子線レジストに適
性な電子量を照射する必要がある。照射電子量は矩形ビ
ームの電流密度と照射時間によって決まる。

【０００４】従来電子ビーム露光装置においては、電流
密度はすべてのビームサイズで一定であるとして、可変
成形した各ビームサイズでの照射時間も同一のものとし
ていた。しかし実際の矩形ビームの電流密度は、図５の
ビーム断面形状図に示すように約２μｍ角以下のビーム
サイズでは、ビーム形状の裾引きのためにそれ以上のビ
ームサイズ（例えば６μｍ角）の電流密度より低くなっ
ている。このため、微小ビームサイズで露光したパター
ンは適性照射量を得ることが出来ず、所望の寸法が実現
出来ない不都合があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の電子ビーム露光
装置は、可変成形された電子ビームのサイズを測定する
手段と、各々のビームサイズにおける電流密度を測定す
る手段と、それ等の測定から得られた情報を基に、各サ
イズでの照射時間、或はビームサイズ補正量を決定する
手段を備えている。

【０００６】

【実施例】次に本発明を図面を参照して説明する。図１
は本発明の一実施例の可変矩形ビーム照射時間決定シス
テム図である。可変成形された矩形ビームのそれぞれの
サイズでの電流値は、ファラディ・カップ１から直接と
、１次微分回路２と２次微分回路３とを経ての２経路で
電流密度算出回路４に入力される。算出された各ビーム
サイズの電流密度の情報は、照射時間制定回路５で処理
された後、照射時間テーブル６に格納される。格納され
た情報を基に、各ビームサイズ毎に異なる時間で矩形電
子ビームが試料上の電子線レジストに照射され、照射電
子量を適正値にしている。

【０００７】例えば、８μｍ角のビームサイズにおける
電流密度の測定値がＡ０　Ａ／ｃｍ２　、適性照射量が
得られるビーム照射時間がＴ０　μｓｅｃの条件を考え
る。この時の２μｍ角の電流密度をａＡ０　Ａ／ｃｍ２
　（０＜ａ≦１）と算出すれば、照射時間はＴ０　／ａ
μｓｅｃと制定され、照射時間テーブルには各々、Ｔ０
　，Ｔ０　／ａが格納される。

【０００８】サブミクロンデバイス用ホトマスクの製造
に際しては、ビームサイズを０．０５μｍきざみにして
照射時間テーブルに情報を持つことで、十分な精度のパ
ターンが得られる。

【０００９】本発明の他の実施例として、ビーム照射時
間を各サイズ毎に制定する代わりに、ビームサイズを補
正する手段を用いている。前述の８μｍ角と２μｍ角の
例を考える（便宜上１軸で）と、照射時間はＴ０　μｓ
ｅｃで一定とし、２μｍを２／ａμｍと補正することに
より適性照射量を得る。この場合は試料上の全パターン
露光時間を長引かせることなく、精度良いパターンを得
ることが可能である。

【００１０】図６は本発明と従来技術とを比較するグラ
フで、パターン寸法の設計値からの誤差を示している。

【００１１】従来の方法では、すべてのビームサイズで
照射電子量が一定になるような処理が成されておらず、
所望の寸法（設計値）どうりのパターンが得られなかっ
た。

【００１２】しかし本発明の方法を用いることによって
、寸法精度の高いパターンが得られる。例えば１μｍパ
ターンの寸法誤差は、従来法での０．０８μｍから０．
０３μｍに減少出来る。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、各ビーム
サイズでの照射時間或はビームサイズ補正量を決定する
ことによって、微小ビームサイズで露光したパターンは
適正照射量を得ることができ、設計値どうりの精度の高
いパターンが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の可変矩形ビーム照射時間決
定のシステム図である。

【図２】従来の可変成形電子ビーム露光装置の構成図で
ある。

【図３】従来のビームサイズ測定手段を示すブロック図
である。

【図４】従来の微分処理された電流信号の波形図である
。

【図５】従来の２μｍ角と６μｍ角のビーム断面形状図
である。

【図６】本発明と従来技術とを比較するグラフで、パタ
ーン寸法の設計値からの誤差を示す。

【符号の説明】

１　　　　ファラディ・カップ ２　　　　１次微分回路 ３　　　　２次微分回路 ４　　　　電流密度算出回路 ５　　　　照射時間制定回路 ６　　　　照射時間テーブル ７　　　　ワイヤー ８　　　　成形された矩形ビーム ２１　　　　電子銃 ２２　　　　電子ビーム ２３　　　　第１アパーチャ ２４　　　　第２アパーチャ ２５　　　　成形偏向器 ２６　　　　電子レンズ ２７　　　　位置決め偏向器 ２８　　　　試料 ２９　　　　露光パターン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体基板もしくはマスク等の試料上
   に半導体集積回路用のパターンを形成する電子ビーム露
   光装置こおいて、前記試料上に照射する電子ビームのサ
   イズを測定する手段と、各々のビームサイズにおける電
   流密度を測定する手段と、それ等の測定から得られた情
   報を基に、各ビームサイズの照射時間或はビームサイズ
   補正量を決定する手段とを備えたことを特徴とする電子
   ビーム露光装置。
2. 【請求項２】　　試料上に照射する電子ビームのサイズ
   を測定する手段と、各々のビームサイズにおける電流密
   度を測定する手段と、それ等の測定から得られた情報を
   基に、各ビームサイズ補正量を決定する手段を備えた請
   求項１記載の電子ビーム露光装置。