JPH0590144A - 荷電ビーム露光方法及び露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 繰り返しパターンを多数含むＬＳＩの描画速
度を向上させることができ、製造コストの低減等に寄与
し得る荷電ビーム露光方法を提供すること。 【構成】 露光すべきパターンに繰り返し現われる基本
図形群と同一形状のアパーチャをビーム成形用のアパー
チャマスク１５に複数種形成し、該アパーチャの選択に
よる成形ビームをショットして組み合わせることによ
り、試料面上にパターンを露光する荷電ビーム露光方法
において、アパーチャマスク１５に形成する複数種のア
パーチャを該マスク１５上の異なる領域にグループ分け
し、アパーチャの選択に主偏向器１４₁ と副偏向器１４
₂ からなる二重偏向器１４を使用すると共に、大偏向可
能であるがビームセットリング時間の長い主偏向器１４
₁ でグループを選択し、且つ小偏向であるがビームセッ
トリング時間の短い副偏向器１４₂ でグループ内のアパ
ーチャを選択することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、荷電ビーム露光技術に
係わり、特に高密度パターンに対する描画速度の向上の
ため、ビーム形成手段の改良をはかった成形ビーム方式
の荷電ビーム露光方法及び露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＬＳＩのパターンは益々微細かつ
複雑になってきており、このようなパターンを形成する
手段として、特開昭 63-114125号公報や特開昭 63-1754
23号公報等に見られるような、繰り返し使われる図形や
図形群を１回のショットで露光するキャラクタプロジェ
クション方式が提案されている。

【０００３】例えば、特開昭 63-114125号では、矩形ビ
ーム及び三角形ビームで６９ショットかかるパターンを
描画するのに、パターンに特徴的な成形ビームを用いて
１７ショットで描画でき、ショット数が１／４に減少し
た例が説明されている。

【０００４】二重偏向方式の露光装置の場合を例にとる
と、描画時間は 描画時間＝ステージ移動時間＋主偏向セットリング時間 ＋（ショットセットリング時間＋ショット露光時間）×
ショット数 で表わすことができる（簡単のため、データ転送時間は
除いた）。このうち、前２項は定数項と考えられる。ま
た、ショットセットリング時間とショット露光時間は、
多くの場合、図形の形状や大きさによらずほぼ一定であ
る。このため、ショット数が減少した分だけ描画時間が
減少し、スループットが向上することになる。

【０００５】キャラクタプロジェクション方式では、１
回のショットで複数個の図形に相当する成形ビームを用
いて描画することもできる。例えば、第３回マイクロプ
ロセス学会の発表では矩形ビームのみ使用した場合に較
べて、１〜２桁ショット数が減らせるとの報告がある
（“EB Cell Projection Lithography”，pp.48-51,The
3rd Micro Process Conference ）。このようにキャラ
クタプロジェクション方式は、繰り返し使われるパター
ンを一括して露光し、描画のスループットを上げる方法
として有効である。

【０００６】ところで、この種の方式においては、描画
すべきパターンに繰り返し現われる図形や図形群をアパ
ーチャマスクにアパーチャとして組み込むが、その効果
を上げるには図形や図形群の種類を増やさなければなら
ない。一方そうなると、アパーチャを選択するのに応答
速度の遅いＤＡコンバータやアンプを使って電子ビーム
を大偏向しなければならなくなり、結果としてアパーチ
ャの選択時間が長くなる。そのため、複数アパーチャを
組み込むことの効果が余り得られないという問題があっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように従来、キャ
ラクタプロジェクション方式で描画のスループットを上
げるにはアパーチャマスクに組み込むアパーチャの種類
を増やす必要があり、これに伴いアパーチャの選択に電
子ビームを大偏向しなければならなくなり、応答速度の
遅い偏向器を使わざるを得ず、結果として複数アパーチ
ャを組み込むことの効果が得られなくなる問題があっ
た。また上記問題は、電子ビーム露光装置に限るもので
はなく、イオンビームを用いたイオンビーム露光装置に
おいても同様に言えることである。

【０００８】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、アパーチャ選択に要す
る時間を短縮することにより、繰り返しパターンを多数
含むＬＳＩの描画速度を向上させることができ、製造コ
ストの低減等に寄与し得る荷電ビーム露光方法及び露光
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、繰り返
しパターンを多数含むＬＳＩを描画するにあたって、繰
り返しパターン専用の成形ビームを用いて露光すること
にある。

【００１０】即ち本発明は、露光すべきパターンに繰り
返し現われる基本図形若しくは基本図形群と同一形状の
アパーチャをビーム成形用のアパーチャマスクに複数種
形成し、該アパーチャの選択による成形ビームをショッ
トして組み合わせることにより、試料面上にパターンを
露光する荷電ビーム露光方法において、アパーチャマス
クに形成する複数種のアパーチャを該アパーチャマスク
上の異なる領域にグループ分けし、アパーチャの選択に
主偏向器と副偏向器からなる二重偏向器を使用すると共
に、大偏向可能であるがビームセットリング時間の長い
主偏向器でグループを選択し、且つ小偏向であるがビー
ムセットリング時間の短い副偏向器でグループ内のアパ
ーチャを選択することを特徴としている。

【００１１】また本発明は、アパーチャマスクに複数種
のアパーチャを組み込むに際して、露光順序を基準にア
パーチャをグループ分けし、同一グループのアパーチャ
を同一のアパーチャマスクに形成し、１枚のウェーハ又
はマスクの露光中にアパーチャマスクを交換することを
特徴としている。

【００１２】

【作用】本発明によれば、ビーム成形用アパーチャマス
クに形成された複数種のアパーチャからいずれかを選択
する際に二重偏向器を用い、大偏向可能であるがビーム
セットリング時間の長い主偏向器でグループを選択し、
小偏向であるがビームセットリング時間は短い副偏向器
でグループ内のアパーチャを選択している。ここで、描
画の順序として、まず一つのグループを選択し、このグ
ループ内のアパーチャを順次選択してショット露光した
後、次のグループの選択に移るというようにすれば、ビ
ームセットリング時間が長いグループの選択回数を少な
くすることができ、全体としての描画時間を短くするこ
とができる。

【００１３】また、１枚のアパーチャマスクに全てのア
パーチャが形成できず、複数のアパーチャマスクを用い
る場合、露光順序を基準にアパーチャをグループ分けし
て、同じグループのアパーチャを同一のアパーチャマス
クに形成している。これにより、描画のパス毎にアパー
チャマスクを交換してマルチパスで描画する際に、アパ
ーチャマスクの交換回数を少なくすることが可能とな
る。

【００１４】このようにして、描画すべきパターンに繰
り返し使われる基本図形或いは基本図形群に対応したア
パーチャの選択に要する時間を従来より大幅に削減でき
るので、これらのアパーチャを使った成形ビームの組合
せで、任意のパターンに対して短時間で描画することが
可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。

【００１６】図１は、本発明の第１の実施例に係わる電
子ビーム露光装置を示す概略構成図である。図中１１は
電子銃、１２は電子銃１１から出射された電子ビームを
所定形状にカットするビーム制限用アパーチャマスク、
１３はコンデンサレンズ、１４₁ はアパーチャ選択用主
偏向器、１４₂ はアパーチャ選択用副偏向器、１５は第
１のビーム成形用アパーチャマスクである。

【００１７】ここで、アパーチャマスク１５には後述す
るように複数種のアパーチャがグループ分けして形成さ
れている。そして、アパーチャ選択用偏向器１４で電子
ビームを偏向してアパーチャを選択する際には、主偏向
器１４₁ でアパーチャマスク１５の所望のグループを選
択し、副偏向器１４₂ でグループ内の所望のアパーチャ
を選択するものとなっている。

【００１８】１６は投影レンズ、１７はビーム成形用偏
向器、１８は第２のビーム成形用アパーチャマスクであ
り、投影レンズ１６はアパーチャマスク１５のアパーチ
ャ像をアパーチャマスク１８上に投影するものであり、
またビーム成形用偏向器１７は上記アパーチャ像をアパ
ーチャマスク１８上に投影する位置を可変するものであ
る。１９は合成された成形アパーチャ像を縮小するため
の縮小レンズ、２０はビーム走査用偏向器、２１は対物
レンズ、２２は試料面である。

【００１９】ビーム走査用偏向器２０は合成された成形
アパーチャ像を試料面２２上で走査するもので、対物レ
ンズ２１は縮小レンズ１９により縮小された成形アパー
チャ像を試料面２２上に結像するものである。

【００２０】なお、軸合わせコイル、焦点補正コイル、
非点補正のための制御コイル及びブランキング用偏向電
極等は、本発明と直接関連しないため省略してある。ま
た、ビーム走査用偏向器２０は実際は主偏向器と副偏向
器の２組で構成してあるが、簡単のため図のようにまと
めて示してある。

【００２１】上記の基本構成では、第１のビーム成形用
アパーチャマスク１５に複数個のアパーチャを設け、こ
のアパーチャマスク１５の上方に設けられたアパーチャ
選択用偏向器１４を使ってアパーチャのいずれか１個を
選択する。かくして得られたアパーチャ像をビーム成形
用偏向器１７により偏向して、第２のビーム成形用アパ
ーチャマスク１８のアパーチャに重ね合わせ、或いは該
アパーチャを素通りせしめ、所望のパターンに特徴的な
特殊図形に対応した形状の成形ビームを生成し得るよう
にしてある。

【００２２】ここで、第１のビーム成形用アパーチャマ
スク１５には、露光すべきパターンに繰り返し現われる
基本図形や基本図形群のみに限らず、更に矩形や三角形
などの基本図形形状の成形ビームを形成するための矩形
アパーチャを形成してもしてもよい。

【００２３】また、繰り返しパターン露光用のアパーチ
ャを形成するにあたっては、まず描画すべきパターンに
繰り返し現われる図形或いは図形群を選ぶ。この選択基
準としては、例えば特開昭 63-114125号公報のようにす
ればよい。そして、描画データ作成の段階，描画直前の
回路処理の段階，或いはそれらの中間段階で、図形或い
は図形群をソートし、描画中にアパーチャ選択用偏向器
によるアパーチャ選択の回数を削減する。

【００２４】図２（ａ）は、本実施例で描画するＬＳＩ
パターンの一部を示している。通常ＬＳＩパターンには
非繰り返し部分が含まれるが、簡単のためにここでは繰
り返しパターン（１０個×１０個）にのみ限定して説明
する。図２（ｂ）は繰り返し部分の拡大パターンを具体
的に示したものである。繰り返し部分の縦，横の辺の長
さは共に１０μｍである。図２（ｂ）のパターンを調べ
ると、７種類の図形に対応したセルで構成できることが
判った。図３は図２（ｂ）のパターンをそれらのセルに
分解して示したものである。以下、それぞれセルａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇと呼ぶ。

【００２５】図４は、図２（ｂ）のパターンを矩形及び
三角形のビームでショットした従来方法の場合のショッ
ト数を示すもので、この場合は６９ショット必要なのが
分かる。

【００２６】図５は、本実施例で用いた第１のビーム成
形用アパーチャマスク１５におけるアパーチャ配置例を
示す平面図である。このアパーチャマスク１５は、前記
図３に示したセルパターンに対応したもので、ゾーン
（グループ）毎に分類して各セルに相当するアパーチャ
が形成してある。即ち、ゾーン１にはセルａ，ｂ，ｃ、
ゾーン２にはセルｄ，ｅ、ゾーン３にはセルｆ，ｇのア
パーチャが形成されている。なおゾーン０には、上述の
矩形と三角形の成形ビームを発生させるための矩形状ア
パーチャｘが形成されている。

【００２７】図６は、第２のビーム成形用アパーチャマ
スク１８を示す平面図である。このアパーチャマスク１
８には、水平を基準とした場合、図に示すように基準辺
に対して０°，４５°，９０°，１３５°，２２５°，
３１５°の角度をなす辺で構成される多角形アパーチャ
が形成されている。

【００２８】第１のビーム成形用アパーチャマスク１５
のアパーチャａ〜ｇ及びｘの投影像は、前記ビーム成形
用偏向器１７によって、図６の第２のビーム成形用アパ
ーチャマスク１８のＵの位置に偏向されると、形状やサ
イズの変化を受けずに、もとの形状そのままのビーム生
成に使われる。また、部分的に使いたい場合は、アパー
チャマスク１８のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの位置に偏向して、不
要部分をアパーチャマスク１８でカットして使う。アパ
ーチャマスク１５のゾーン０の矩形アパーチャｘを選ん
でその像を図６中のＰの位置に偏向して矩形ビームを、
Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔの位置に偏向して三角形ビームを生成す
るのに使われる。これらは非繰り返し部分などを、矩形
や三角形で近似して描画するのに使う。

【００２９】このようにして描画した場合の描画時間を
評価してみる。まず条件として、図１のアパーチャ選択
用主偏向器１４₁ のセットリング時間は１０μｓ、副偏
向器１４₂ のセットリング時間は１５０ｎｓである。一
方、図２（ａ）のパターンは１００μｍ□であり、図１
のビーム走査用偏向器２１の副偏向器のみで偏向可能で
あるとする。そのセットリングタイムはアパーチャ選択
用副偏向器１４₂ と同じ１５０ｎｓで済む。また回路製
作の際、アパーチャ選択とビーム走査をパイプライン化
することにより、セルビーム１個が１５０ｎｓのサイク
ルでショットできるものとする。

【００３０】まず、本発明とは異なり、アパーチャをゾ
ーンに分類せずにアパーチャ選択に単一偏向器を使う場
合の描画時間を計算する。この場合は全てのセルにつ
き、１個あたり１０μｓのセットリング時間がかかる。
これは、１つの偏向器で全てのアパーチャ位置の選択を
可能とするため、前記主偏向器１４₁ と同程度の大偏向
が必要となるからである。そして、図２（ｂ）のパター
ンで８ショット、これが縦，横それぞれ１０回ずつ繰り
返されるから、全体の描画時間として、 １０μｓ×８×１００＝８ｍｓ かかることになる。

【００３１】一方、本実施例のように、アパーチャをゾ
ーンに分類し、アパーチャ選択に二重偏向器を使った場
合を計算する。この場合、描画時間は、 ステップ１ ゾーン１のセルａを選択して図２（ａ）のパターン全面
を描画 セルｂ、セルｃについても同上 ステップ２ ゾーン２のセルｄを選択して図２（ａ）のパターン全面
を描画 セルｅについても同上 ステップ３ ゾーン３のセルｆを選択して図２（ａ）のパターン全面
を描画 セルｇについても同上 この場合、例えばセルａを選択したら、図２（ａ）のパ
ターンでセルａをつかう箇所を全て描画するようにす
る。そうすると、ステップ１では、ゾーン１を選択する
のに、１０μｓ セルａを１００個ショットするのに、１５０ｎｓ×１０
０＝１５μｓ セルｂを１００個ショットするのに、１５０ｎｓ×１０
０＝１５μｓ セルｃを１００個ショットするのに、１５０ｎｓ×１０
０＝１５μｓ であり、合計５５μｓかかる。同様にして、ゾーン２を
選択してセルｄ，ｅをショットするのに、合計で４０μ
ｓ、ゾーン３を選択してセルｆ，ｇをショットするの
に、合計で５５μｓかかる。従って、全体として１５０
μｓとなり、単一偏向で、ゾーン分類を行なわない場合
にくらべて、約５３倍高速化できることになる。

【００３２】図４は、図２（ｂ）のパターンを従来の矩
形と３角形のみの図形に分割した例である。全部で６９
ショットある。この場合、図５の第１のビーム成形用ア
パーチャマスクでゾーン０の矩形アパーチャｘだけ使え
ばよいので、副偏向器１４₂ による位置決めで充分であ
り、セットリングタイムは１５０ｎｓで済む。従って描
画時間は、 １５０ｎｓ×６９×１００＝１．０４ｍｓ となる。既に述べたように、本実施例では１５０μｓで
済み、これより約６倍高速化できる。

【００３３】以上述べたように、描画すべきＬＳＩパタ
ーンの中で繰り返されるセルの種類が増えた場合でも、
本実施例によれば高速で描画することもできる。この方
法では、１回のセルアパーチャの選択で描画できる回数
が増えるほど効果があがるので、ＬＳＩが大規模になる
ほど性能向上の度合が増し、矩形と３角形のみのショッ
トに分割した場合と較べても、実施例の６倍に留まら
ず、２桁程度まで性能向上が可能となる。

【００３４】また、１枚のアパーチャマスク１５で全て
の形状をカバーできない場合、複数のアパーチャマスク
１５を用い、図１に示す装置において、真空を破らずに
アパーチャマスク１５を交換するためのマスク交換機構
３０を設ける。このとき、各アパーチャマスク１５に複
数種のアパーチャを組み込むに際して、露光順序を基準
にアパーチャをグループ分けし、同一グループのアパー
チャを同一のアパーチャマスク１５に形成しておけば、
１枚のウェーハ又はマスクの露光中にアパーチャマスク
１５を交換する回数を少なくすることができる。

【００３５】また、実施例では、繰り返しパターンがビ
ーム走査用偏向器の副偏向器のみで可能な大きさである
場合を例にとったが、勿論、主副両方の偏向器を使う大
きさの場合でもほぼ同様の効果が期待できる。さらに、
第１のビーム成形用アパーチャマスク１５に形成するア
パーチャの個数は８個に限定されるものではなく、繰り
返す図形の種類に応じて適宜変更可能である。

【００３６】次に、本発明の別の実施例を説明する。

【００３７】図７は、本発明の第２の実施例に係わる電
子ビーム露光装置を示す概略構成図である。図におい
て、５１は電子銃、５２，５３は成形アパーチャを照明
するためのコンデンサレンズ、５４はビームをオン、オ
フするためのブランキング用偏向器、５５は第１のビー
ム成形用アパーチャマスク、５６は第２のビーム成形用
アパーチャマスク、５７はアパーチャマスク５５のアパ
ーチャ像をアパーチャマスク５６上に投影するための投
影レンズ、６０，６１（６１ａ，６１ｂ）はビーム成形
用偏向器、６２は縮小レンズ、６３はブランキング用ア
パーチャマスク、６４は縮小されたアパーチャ像を試料
面６５上へ投影結像するための対物レンズで、６６は試
料面６５上の小領域にビームを位置決めするための副偏
向器、６７は副偏向器６６の偏向領域を大きな領域内で
位置決めするための主偏向器、６８は主偏向器６７によ
る収差を補正する予備偏向を行うための予備偏向器であ
る。

【００３８】第２のビーム成形用アパーチャマスク５６
には、図８に示すように種々のアパーチャが形成されて
いる。図８において、８０は第１のビーム成形用アパー
チャマスク５５のアパーチャ像、８１は矩形や三角形等
の通常の可変成形ビームを発生させるためのアパーチ
ャ、８２は例えば図９に示すような形状の基本図形のア
パーチャである。図８では２４種類の基本図形が配列さ
れている。８３は２５０μｍ□の小偏向領域、８４は
１．６ｍｍ□の大偏向領域である。小領域及び大領域の
偏向アンプの出力は各々±２０Ｖ，±２００Ｖ、また制
定時間は０．１５μsec ，２０μsec である。

【００３９】本実施例では、偏向器６０は制定時間が短
い小出力のアンプで駆動して小領域の偏向を、偏向器６
１は制定時間が長い大出力のアンプで駆動して大領域の
偏向を行っている。このようにすることにより、非規則
的なパターンは、短い制定時間で可変成形ビームにより
描画できる。

【００４０】ここで、偏向器６０の偏向中心は投影レン
ズ５７により、アパーチャマスク63上へ結像され、さら
に縮小レンズ６２により対物レンズ６４の中心に投影さ
れている。このように構成することにより、偏向器６０
による成形偏向の際に対物レンズ６４とアパーチャマス
ク６３に対してビームが軸ずれを生じないよう配慮され
ていることは通常の可変成形ビームの光学系と同様であ
る。

【００４１】一方、偏向器６１ａ，６１ｂは偏向器６０
の偏向中心と一致させることはできない。そこで、図１
０に図示した如く、電子銃側の偏向器６１ａの偏向に対
してターゲット側の偏向器６１ｂでさらに偏向し、その
結果、偏向されたビームがあたかも偏向器６０の偏向中
心を支点に偏向されたかの如くになるように各偏向器６
１ａ，６１ｂを制御する。

【００４２】本実施例において、基本図形の選択を行う
大領域偏向はかならずしも高精度である必要はない。要
は、偏向器６０で基本図形を照明できればよい。この場
合、大領域偏向のアンプは５μsec と比較的短い制定時
間で使用できる。

【００４３】また、本実施例では、規則的なパターンで
あっても、数種類の基本図形が交互に配列されたパター
ンを描画する場合、それらを１個の小領域内に配置すれ
ば、これらの基本図形を交互に選択するための偏向は、
偏向器６０で行うことが可能になり、その結果、短い制
定時間で描画できる。図８に基本図形ａ，ｂ，ｃ及びｄ
を小領域８５内に配置した例を示す。

【００４４】さらに、非規則的なパターンと入り交じっ
て頻繁に使用される基本図形が数種類ある場合、同様の
描画方式を使用できる。即ち、アパーチャ８１の形状を
小さくするか、または小領域を僅かに大きくすることに
より、これらの基本図形、例えばｅ，ｆ，ｇを小領域８
６内に図示したように配置でき、これらの基本図形に対
する位置決め偏向は、偏向器６０で行うことができ、短
い制定時間で描画できる。

【００４５】次に、図１０により、試料面におけるビー
ム位置の補正方法を説明する。例えば、大領域のコーナ
の図形を選択したとする。この場合、成形ビームの光路
は７１となり、試料面６５では光軸からずれることにな
る。このずれは、補正しなければならない。具体的に
は、コーナの図形は１．６ｍｍ□の大領域の中心から
（８００² ＋８００² ）^1/2 μｍずれている。本実施例
では、レンズ６２，６４で第２のビーム成形用アパーチ
ャマスク５６のアパーチャが１／４０に縮小されて試料
面６５上に投影されているので、試料面６５上では、光
軸から２８．２８μｍもずれることになる。

【００４６】通常の可変成形ビーム装置では、ビーム位
置の補正は副偏向器６６又は主偏向器６７で行っている
が、前者では補正量が大きすぎ、後者では制定時間が長
すぎていずれも不適当である。そこで本実施例では、ビ
ーム位置補正用の偏向器７０を組み込んである。この偏
向器７０は、小領域の偏向器６０を駆動するアンプと同
等のアンプで駆動する。このようにすれば、成形ビーム
の光路は７２のようになり、試料面６５での光軸からの
ずれをなくすことができる。

【００４７】このように本実施例では、ビーム成形用ア
パーチャに対するビーム位置を位置決めするための偏向
器を、小領域偏向器６０と大領域偏向器６１の２組の偏
向器で構成し、非規則的なパターンは大領域偏向器６１
を用いることなく小領域偏向器６０を用いることにより
短い制定時間で駆動して描画し、規則的なパターンは各
種の基本図形を大領域偏向器６１で選択することにより
少ないショット数で描画することが可能となる。これに
より、描画に要するショット数を低減するだけではな
く、全ショットの制定時間の合計を低減することができ
る。

【００４８】図１１は本発明の第３の実施例に係わる電
子ビーム露光装置を示す概略構成図である。なお、図７
と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省
略する。

【００４９】第１のビーム成形用アパーチャマスク５５
のアパーチャ像を第２のビーム成形用アパーチャマスク
５６上に投影する投影レンズ系は、レンズ５７と５８の
２個のレンズで１対１投影となるように構成されてい
る。レンズ５７，５８とは同一のレンズであって、対称
中心８０に対して対称に配置され、逆方向に励磁されて
いる。ビーム成形用の小領域偏向器６０は偏向中心が上
記対称中心８０に一致するように配置されている。ま
た、大領域偏向器６１は、対称中心８０に関して互いに
対称な形状，配置となっている。

【００５０】７５はビーム制限用アパーチャマスクであ
って、ブランキング用アパーチャマスク６３と対称中心
８０に関して対称な位置にあり、投影レンズ５７により
８０の位置に結像される。ブランキング用偏向器５４は
本実施例では２段の平板偏向器で構成され、光軸上のア
パーチャマスク５５の位置を偏向の支点とする如くに制
御される。

【００５１】このように本実施例においては、図示した
ように、７５から６３までの主要な光学要素は対称中心
８０に関して、互いに対称となるような形状，配置にし
てある。このような構成は以下のような利点がある。１
対１投影であるので、第１の実施例のような縮小投影に
比べて光路長が短くできる。従って設計，制作及び制御
が容易になるという利点がある。図の如く、６１ａ，６
１ｂを、レンズ５７と５８の磁界中に置くことによりマ
スク５，６間の距離を短くできる。６１ａ，６１ｂは図
の如く同じアンプで制御できるので制御電源を単純化で
きる。以上のように本実施例は、設計，製作，制御が容
易であるという利点がある。

【００５２】以上の説明において、偏向器６０，６１，
７０は電磁偏向器と静電偏向器のいずれを採用してもよ
い。しかし、製作精度と制御の容易さ及びヒステリシス
がないことから静電偏向器のほうが望ましく、さらに、
設計の容易さと精度の点からは静電８極偏向器が望まし
い。

【００５３】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではない。例えば、成形ビームを発生する電子
光学系でのアパーチャの数や位置関係は種々考えられ、
本発明はその何れか１つを特定するものではない。さら
に、本発明はステップ・アンド・リピート方式でも、ス
テージ連続方式の電子ビーム露光装置でも共通して使う
ことができる。また、実施例では電子ビーム露光装置に
ついて説明したが、本発明はイオンビームを用いたイオ
ンビーム露光装置に適用することももちろん可能であ
る。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変
形して実施することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、露
光すべきパターンに応じた成形ビームを形成するにあた
って、効率良くアパーチャを選択して図形或いは図形群
を高速で選択してパターン露光を行うことができるの
で、繰り返し図形を多く含むパターンにあっては露光の
ショット数を最大限減らすことができ、描画時間の短縮
及び製造コストの低減をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係わる電子ビーム露光
装置を示す概略構成図、

【図２】第１の実施例で描画するＬＳＩパターンの一部
を示す模式図、

【図３】図２のパターンをセルに分解して示す模式図、

【図４】図２のパターンを矩形及び三角形のビームでシ
ョットした場合のショット数を示す模式図、

【図５】第１のビーム成形アパーチャマスクにおけるア
パーチャ配置例を示す平面図、

【図６】第２のビーム成形アパーチャマスクにおけるア
パーチャ配置例を示す平面図、

【図７】本発明の第２の実施例に係わる電子ビーム露光
装置を示す概略構成図、

【図８】第２のビーム成形アパーチャマスクにおけるア
パーチャ配置例を示す模式図、

【図９】基本図形を小領域に配置した例を示す模式図、

【図１０】ビーム位置補正方法を説明するための模式
図、

【図１１】本発明の第３の実施例に係わる電子ビーム露
光装置を示す概略構成図。

【符号の説明】

１１…電子銃、 １２…ビーム制限用アパーチャマスク、 １３…コンデンサレンズ、 １４¹ …アパーチャ選択用主偏向器、 １４² …アパーチャ選択用副偏向器、 １５…第１のビーム成形用アパーチャマスク、 １６…投影レンズ、 １７…ビーム成形用偏向器、 １８…第２のビーム成形用アパーチャマスク、 １９…縮小レンズ、 ２０…ビーム走査用偏向器、 ２１…対物レンズ、 ２２…試料面、 ３０…アパーチャマスク交換機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉虫 秀一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 若山 茂 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝総合研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】露光すべきパターンに繰り返し現われる基
   本図形若しくは基本図形群と同一形状のアパーチャをビ
   ーム成形用のアパーチャマスクに複数種形成し、該アパ
   ーチャの選択による成形ビームをショットして組み合わ
   せることにより、試料面上にパターンを露光する荷電ビ
   ーム露光方法において、 前記アパーチャマスクに形成する複数種のアパーチャを
   該アパーチャマスク上の異なる領域にグループ分けし、
   前記アパーチャの選択に主偏向器と副偏向器からなる二
   重偏向器を使用すると共に、主偏向器でグループを選択
   し、且つ副偏向器でグループ内のアパーチャを選択する
   ことを特徴とする荷電ビーム露光方法。
2. 【請求項２】露光すべきパターンに繰り返し現われる基
   本図形若しくは基本図形群と同一形状のアパーチャをビ
   ーム成形用アパーチャマスクに複数種形成し、該アパー
   チャの選択による成形ビームをショットして組み合わせ
   ることにより、試料面上にパターンを露光する荷電ビー
   ム露光方法において、 前記アパーチャマスクに複数種のアパーチャを組み込む
   に際して、露光順序を基準にアパーチャをグループ分け
   し、同一グループのアパーチャを同一のアパーチャマス
   クに形成し、１枚のウェーハ又はマスクの露光中にアパ
   ーチャマスクを交換することを特徴とする荷電ビーム露
   光方法。
3. 【請求項３】露光すべきパターンに繰り返し現われる基
   本図形若しくは基本図形群と同一形状の複数種のアパー
   チャがグループ分けして形成されたビーム成形用の第１
   のアパーチャマスクと、このアパーチャマスクと光軸方
   向に離間対向配置されたビーム成形用の第２のアパーチ
   ャマスクと、荷電ビームを偏向して第１のアパーチャマ
   スクのいずれかのアパーチャを照明するアパーチャ選択
   用偏向器と、第１のアパーチャマスクのアパーチャ像を
   第２のアパーチャマスク上で位置決めするビーム成形用
   偏向器と、第２のアパーチャマスクを介して得られる成
   形ビームを試料面上で走査するビーム走査用偏向器とを
   具備し、 前記アパーチャ選択用偏向器は、第１のアパーチャマス
   クのアパーチャグループを選択する主偏向器と、選択さ
   れたグループ内の各アパーチャを選択する副偏向器と、
   の二重偏向器からなることを特徴とする荷電ビーム露光
   装置。
4. 【請求項４】光軸方向に沿って離間対向配置されたビー
   ム成形用の第１，第２のアパーチャマスクと、第１のア
   パーチャマスクのアパーチャ像を第２のアパーチャマス
   クのアパーチャに対して位置決めするビーム成形用偏向
   器と、第２のアパーチャマスクで成形された合成アパー
   チャ像を試料面上で走査するビーム走査用偏向器とを備
   えた荷電ビーム露光装置において、 第２のアパーチャマスクは、露光すべきパターンに繰り
   返し現われる基本図形若しくは基本図形群と同一形状の
   複数のアパーチャを有し、 ビーム成形用偏向器は、大領域を偏向するための大領域
   偏向器と、アパーチャに対して高精度かつ高速で位置決
   めする小領域偏向器とからなることを特徴とする荷電ビ
   ーム露光装置。