JPH0697648B2 - 電子ビーム露光装置 - Google Patents
電子ビーム露光装置Info
- Publication number
- JPH0697648B2 JPH0697648B2 JP58138854A JP13885483A JPH0697648B2 JP H0697648 B2 JPH0697648 B2 JP H0697648B2 JP 58138854 A JP58138854 A JP 58138854A JP 13885483 A JP13885483 A JP 13885483A JP H0697648 B2 JPH0697648 B2 JP H0697648B2
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- JP
- Japan
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- aperture
- electron beam
- mask
- pattern
- square
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電子ビーム露光装置に係わり、特にアパーチ
ャマスクの改良をはかった可変成形ビーム方式の電子ビ
ーム露光装置に関する。
ャマスクの改良をはかった可変成形ビーム方式の電子ビ
ーム露光装置に関する。
LSIのパターンは、近年益々微細かつ複雑になってお
り、このようなパターンを形成する装置としては電子ビ
ーム露光装置が用いられている。従来の電子ビーム露光
装置は、パターンの最小寸法の1/2〜1/4程度の直径の円
形断面を有する電子ビームで感電子ビームレジストを目
的のパターンに従って露光する方式であった。この方式
は、露光すべきパターンを微小な断面形状のビームで順
次塗潰す方式であるため、単位時間当りの露光可能面積
が小さい。
り、このようなパターンを形成する装置としては電子ビ
ーム露光装置が用いられている。従来の電子ビーム露光
装置は、パターンの最小寸法の1/2〜1/4程度の直径の円
形断面を有する電子ビームで感電子ビームレジストを目
的のパターンに従って露光する方式であった。この方式
は、露光すべきパターンを微小な断面形状のビームで順
次塗潰す方式であるため、単位時間当りの露光可能面積
が小さい。
上記欠点を解消するものとして近年、可変成形ビーム方
式の電子ビーム露光画装置が開発された。これは、第１
及び第２の矩形アパーチャ1,2の像を第１図に示す如く
重ね合わせハッチング部の如き合成された矩形のアパー
チャ像３を形成し、アパーチャ1,2の相対位置を制御す
ることにより、所望のパターン形状に合わせ合成アパー
チャ像３の寸法を変化しつつ、レジストを露光するもの
である。この装置により、例えば第２図の如きパターン
４を露光するには従来の円形ビームで100回近い露光が
必要であったのに対し、第３図に示す如くわずか２回の
露光で済むことになった。
式の電子ビーム露光画装置が開発された。これは、第１
及び第２の矩形アパーチャ1,2の像を第１図に示す如く
重ね合わせハッチング部の如き合成された矩形のアパー
チャ像３を形成し、アパーチャ1,2の相対位置を制御す
ることにより、所望のパターン形状に合わせ合成アパー
チャ像３の寸法を変化しつつ、レジストを露光するもの
である。この装置により、例えば第２図の如きパターン
４を露光するには従来の円形ビームで100回近い露光が
必要であったのに対し、第３図に示す如くわずか２回の
露光で済むことになった。
しかしながら、この装置では、斜め線を含むパターンに
対しては、露光時間の短縮ができないと云う問題があっ
た。すなわち、第４図の始きパターン５の斜め線部は、
〜の様に分割して矩形に近似して露光する方法が行
われる。この場合、斜め線部に段階形状が生じてパター
ン寸法精度が低下するので、目的の精度を得るには段階
形状が無視し得るまで分割数を多くせねばならず、従っ
て露光時間が増大してしまう。
対しては、露光時間の短縮ができないと云う問題があっ
た。すなわち、第４図の始きパターン５の斜め線部は、
〜の様に分割して矩形に近似して露光する方法が行
われる。この場合、斜め線部に段階形状が生じてパター
ン寸法精度が低下するので、目的の精度を得るには段階
形状が無視し得るまで分割数を多くせねばならず、従っ
て露光時間が増大してしまう。
一方、斜線部分を高速で露光する方式として、最近第５
図に示す如く第２のアパーチャ２を45°回転した電子ビ
ーム露光装置が提案された。この装置では矩形及び45°
の斜線よりなるパターンを全て直角三角形に分割して露
光する方式であるので、斜線部を少ない露光回数で寸法
精度良く露光することができる。しかし、矩形部分に対
する露光回数は少なくとも２倍に増加する。すなわち、
斜線を含まないパターンに対する露光時間は通常の可変
成形ビーム方式の場合に比べて２倍になってしまう。
図に示す如く第２のアパーチャ２を45°回転した電子ビ
ーム露光装置が提案された。この装置では矩形及び45°
の斜線よりなるパターンを全て直角三角形に分割して露
光する方式であるので、斜線部を少ない露光回数で寸法
精度良く露光することができる。しかし、矩形部分に対
する露光回数は少なくとも２倍に増加する。すなわち、
斜線を含まないパターンに対する露光時間は通常の可変
成形ビーム方式の場合に比べて２倍になってしまう。
本発明の目的は、斜線を含まないパターンに対する描画
速度を低下させることなく、斜線を含むパターンに対す
る描画速度の向上をはかり得る可変寸法ビーム方式の電
子ビーム露光装置を提供することにある。
速度を低下させることなく、斜線を含むパターンに対す
る描画速度の向上をはかり得る可変寸法ビーム方式の電
子ビーム露光装置を提供することにある。
本発明の骨子は、アパーチャマスクの改良により、矩形
及び直角３角形の電子ビームを選択的に形成することに
ある。
及び直角３角形の電子ビームを選択的に形成することに
ある。
すなわち少なくとも２枚のビーム成形用アパーチャマス
クを備え、これらのマスクの各アパーチャの光学的重な
りにより電子ビームの寸法及び形状を成形し、この成形
ビームを試料上に照射して該試料を所望パターンに露光
する電子ビーム露光装置において、前記マスクの一方に
第１の正方形と該正方形に対して45度傾いた第２の正方
形とを第２の正方形の１辺の両端が第１の正方形の隣接
する２辺に接触するよう組合わせた形状の７角形アパー
チャを形成し、前記マスクの他方に矩形のアパーチャを
形成するようにしたものである。
クを備え、これらのマスクの各アパーチャの光学的重な
りにより電子ビームの寸法及び形状を成形し、この成形
ビームを試料上に照射して該試料を所望パターンに露光
する電子ビーム露光装置において、前記マスクの一方に
第１の正方形と該正方形に対して45度傾いた第２の正方
形とを第２の正方形の１辺の両端が第１の正方形の隣接
する２辺に接触するよう組合わせた形状の７角形アパー
チャを形成し、前記マスクの他方に矩形のアパーチャを
形成するようにしたものである。
本発明によれば、ビーム成形用アパーチャマスクの各ア
パーチャの光学的重なりにより、矩形及び直角３角形状
の断面を有する電子ビームを選択的に形成することがで
きる。このため、矩形パターンは矩形ビームで、斜線部
パターンは直角３角形ビームで露光することができ、高
速で高精度なパターン描画が可能となる。また、従来装
置に比してアパーチャマスクのアパーチャ形状を改良す
るのみで、簡易に実現し得る等の利点がある。
パーチャの光学的重なりにより、矩形及び直角３角形状
の断面を有する電子ビームを選択的に形成することがで
きる。このため、矩形パターンは矩形ビームで、斜線部
パターンは直角３角形ビームで露光することができ、高
速で高精度なパターン描画が可能となる。また、従来装
置に比してアパーチャマスクのアパーチャ形状を改良す
るのみで、簡易に実現し得る等の利点がある。
第７図は本発明の一実施例に係わる可変寸法ビーム方式
電子ビーム露光装置を示す概略構成図である、11は電子
銃、12は第１のビーム成形用アパーチャマスク、13は第
２のビーム成形用アパーチャマスク、14,15はコンデン
サレンズ、16はマスク12のアパーチャ像をマスク13上に
結像するための投影レンズ、17,18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、19は縮小され
た成形アパーチャ像を試料面20上に結像するための対物
レンズである。また、21,22は試料面20上でのビーム位
置を制御するための偏向コイル、23,24は偏向板、25,26
は焦点補正及び非点補正のための制御コイル、27はビー
ムをオン，オフするためのブランキング偏向板、28,29,
30はマスク12のアパーチャ像をマスク13に対して位置合
わせし、合成アパーチャの寸法・形状を制御するための
偏向器である。
電子ビーム露光装置を示す概略構成図である、11は電子
銃、12は第１のビーム成形用アパーチャマスク、13は第
２のビーム成形用アパーチャマスク、14,15はコンデン
サレンズ、16はマスク12のアパーチャ像をマスク13上に
結像するための投影レンズ、17,18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、19は縮小され
た成形アパーチャ像を試料面20上に結像するための対物
レンズである。また、21,22は試料面20上でのビーム位
置を制御するための偏向コイル、23,24は偏向板、25,26
は焦点補正及び非点補正のための制御コイル、27はビー
ムをオン，オフするためのブランキング偏向板、28,29,
30はマスク12のアパーチャ像をマスク13に対して位置合
わせし、合成アパーチャの寸法・形状を制御するための
偏向器である。
上記の基本構成は従来装置と同様であり、本実施例が従
来装置と異なる点は、ビーム成形用アパーチャマスク1
2,13の各アパーチャ形状にある。すなわち、第１のアパ
ーチャマスク12は第８図（ａ）に示す如く矩形アパーチ
ャ12aが形成されたもので、第２のアパーチャマスク13
は同図（ｂ）に示す如く上記アパーチャ12aといずれか
の辺に平行な３辺abcと、これらの辺abcのいずれかに対
し45°の角度を有する４つの辺defgとの７辺を有するア
パーチャ13aが形成されたものである。
来装置と異なる点は、ビーム成形用アパーチャマスク1
2,13の各アパーチャ形状にある。すなわち、第１のアパ
ーチャマスク12は第８図（ａ）に示す如く矩形アパーチ
ャ12aが形成されたもので、第２のアパーチャマスク13
は同図（ｂ）に示す如く上記アパーチャ12aといずれか
の辺に平行な３辺abcと、これらの辺abcのいずれかに対
し45°の角度を有する４つの辺defgとの７辺を有するア
パーチャ13aが形成されたものである。
このような構成であれば、第１及び第２のマスク12,13
の各アパーチャ12a,13aの光学的重なりにより、第９図
に示す如く矩形及び直角３角形の断面を有する電子ビー
ムを得ることができる。すなわち、アパーチャ12aとア
パーチャ13aの辺ab若しくは辺bcとから矩形ビームを、
アパーチャ12aとアパーチャ13aの辺defgのいずれか１つ
とから直角３角形ビームを形成することができる。
の各アパーチャ12a,13aの光学的重なりにより、第９図
に示す如く矩形及び直角３角形の断面を有する電子ビー
ムを得ることができる。すなわち、アパーチャ12aとア
パーチャ13aの辺ab若しくは辺bcとから矩形ビームを、
アパーチャ12aとアパーチャ13aの辺defgのいずれか１つ
とから直角３角形ビームを形成することができる。
したがって、例えば第10図に示す如き矩形及び斜線を含
むパターンを描画する場合、矩形ビームで分割パターン
を描画し、３角形ビームで分割パターンを
描画すると云う６回の露光で済むことになる。これに対
し、従来装置のように直角３角形ビームのみで上記パタ
ーンを描画するには８回の露光が必要であった。また、
第11図に示す如きパターンを描画する場合、矩形ビーム
で分割パターン〜を描画し、直角３角形ビームで分
割パターン〜を描画すると云う13回の露光で済むこ
とになる。これに対し３角形ビームのみでこれを描画す
るには21回の露光が必要であった。
むパターンを描画する場合、矩形ビームで分割パターン
を描画し、３角形ビームで分割パターンを
描画すると云う６回の露光で済むことになる。これに対
し、従来装置のように直角３角形ビームのみで上記パタ
ーンを描画するには８回の露光が必要であった。また、
第11図に示す如きパターンを描画する場合、矩形ビーム
で分割パターン〜を描画し、直角３角形ビームで分
割パターン〜を描画すると云う13回の露光で済むこ
とになる。これに対し３角形ビームのみでこれを描画す
るには21回の露光が必要であった。
なお、前記第２のアパーチャマスク13としては、高融点
金属の板を加工して製作することができる。例えば、第
12図（ａ）に示す如く、２つのマスク片31,32に分割
し、各々を機械加工で製作することもできるし、また、
第12図（ｂ）に示す如く、線a,c,d,g,h,iでかこまれた
開口部を有するマスク片33とb,e,fでかこまれた開口部
を有するマスク片34とを各々、通常のリソグラフィ技術
を用いてエッチング加工し、位置合せて重ねる事で製作
することができる。そして、このアパーチャマスク13は
その辺a,b,cを第１のマスク12のアパーチャ12aの辺に対
し高精度で平行或いは直角に合せる。この位置合わせ
は、従来の矩形アパーチャを２枚用いる可変成形ビーム
方式に於て用いられているアパーチャ角度の検出及び合
せ方法を用いれば容易である。したがって、辺a,b,cの
いずれかを第１のマスク12のアパーチャ12aの一辺に対
し、高精度に角度合せすることにより、45°の辺d,e,f,
gも高精度で第１のマスク12に対し角度合せがなされ
る。
金属の板を加工して製作することができる。例えば、第
12図（ａ）に示す如く、２つのマスク片31,32に分割
し、各々を機械加工で製作することもできるし、また、
第12図（ｂ）に示す如く、線a,c,d,g,h,iでかこまれた
開口部を有するマスク片33とb,e,fでかこまれた開口部
を有するマスク片34とを各々、通常のリソグラフィ技術
を用いてエッチング加工し、位置合せて重ねる事で製作
することができる。そして、このアパーチャマスク13は
その辺a,b,cを第１のマスク12のアパーチャ12aの辺に対
し高精度で平行或いは直角に合せる。この位置合わせ
は、従来の矩形アパーチャを２枚用いる可変成形ビーム
方式に於て用いられているアパーチャ角度の検出及び合
せ方法を用いれば容易である。したがって、辺a,b,cの
いずれかを第１のマスク12のアパーチャ12aの一辺に対
し、高精度に角度合せすることにより、45°の辺d,e,f,
gも高精度で第１のマスク12に対し角度合せがなされ
る。
このように本装置によれば、矩形及び直角３角形の電子
ビームをパターンに応じて使い分けることにより、従来
よりも速い速度で高精度なパターン描画を行うことがで
きる。例えば、前記第10図に示すパターンでは従来の1/
4だけ、前記第11図に示すパターンでは従来の8/21だけ
露光回数が少なくて済むことになる。このため、斜辺部
を含むパターンを高精度に、かつ高速に描画することが
でき、半導体製造技術分野における有用性は絶大であ
る。また、従来装置のアパーチャマスク構造を変えるの
みで実現することができ、実用性も極めて大きい。
ビームをパターンに応じて使い分けることにより、従来
よりも速い速度で高精度なパターン描画を行うことがで
きる。例えば、前記第10図に示すパターンでは従来の1/
4だけ、前記第11図に示すパターンでは従来の8/21だけ
露光回数が少なくて済むことになる。このため、斜辺部
を含むパターンを高精度に、かつ高速に描画することが
でき、半導体製造技術分野における有用性は絶大であ
る。また、従来装置のアパーチャマスク構造を変えるの
みで実現することができ、実用性も極めて大きい。
また、アパーチャマスク13の７角形アパーチャ13aが軸
対称であることから、このアパーチャ13aに対するビー
ムの軸合わせが容易になる。さらに、アパーチャ13aの
直角３角形ビームを形成するための４つの辺が正方形の
４辺であるから、正方形の中心を基準にすれば、４種類
の直角３角形においてビームの偏向量を等しくすること
ができ、これにより描画精度の向上をはかることも可能
である。
対称であることから、このアパーチャ13aに対するビー
ムの軸合わせが容易になる。さらに、アパーチャ13aの
直角３角形ビームを形成するための４つの辺が正方形の
４辺であるから、正方形の中心を基準にすれば、４種類
の直角３角形においてビームの偏向量を等しくすること
ができ、これにより描画精度の向上をはかることも可能
である。
また、７角形アパーチャ13aを有するアパーチャマスク1
3を２枚の板（マスク片33,34）を重ね合わせて形成する
ことにより、矩形ビームを成形するための辺において直
角を精度良く出すことができる。即ち、線a,cと線ｂと
の交差部における直角を機械切削で形成すると角部に丸
みが生じる場合があるが、本実施例の場合角部の機械切
削は不要であり、角部に丸みが生じのを確実に防止でき
る。
3を２枚の板（マスク片33,34）を重ね合わせて形成する
ことにより、矩形ビームを成形するための辺において直
角を精度良く出すことができる。即ち、線a,cと線ｂと
の交差部における直角を機械切削で形成すると角部に丸
みが生じる場合があるが、本実施例の場合角部の機械切
削は不要であり、角部に丸みが生じのを確実に防止でき
る。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、アパーチャマスクの材質や作り方法は、仕
様に応じて適宜変更可能である。
い。例えば、アパーチャマスクの材質や作り方法は、仕
様に応じて適宜変更可能である。
また、電子ビーム光学系の構造も何ら実施例に限定され
るものではなく、適宜変更可能である。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。
るものではなく、適宜変更可能である。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。
第１図乃至第６図はそれぞれ従来の問題点を説明するた
めの図、第７図は本発明の一実施例に係わる可変寸法ビ
ーム方式電子ビーム露光装置を示す概略構成図、第８図
（ａ）（ｂ）は上記装置の要部構成を示す平面図、第９
図は上記装置のアパーチャ重なりによるビーム成形法を
説明するための模式図、第10図及び第11図は上記装置を
用いたパターン描画例を説明するための模式図、第12図
（ａ）（ｂ）は上記装置に使用したアパーチャマスクの
製造法を説明するための平面図、である。 11……電子銃、12,13……ビーム成形用アパーチャマス
ク、12a,13a……アパーチャ、14,〜,19……レンズ、20
……試料面、21,22……偏向コイル、23,24……偏向板、
28,〜,30……ビーム成形用偏向器、31,32,33,34……マ
スク片、35……ピン。
めの図、第７図は本発明の一実施例に係わる可変寸法ビ
ーム方式電子ビーム露光装置を示す概略構成図、第８図
（ａ）（ｂ）は上記装置の要部構成を示す平面図、第９
図は上記装置のアパーチャ重なりによるビーム成形法を
説明するための模式図、第10図及び第11図は上記装置を
用いたパターン描画例を説明するための模式図、第12図
（ａ）（ｂ）は上記装置に使用したアパーチャマスクの
製造法を説明するための平面図、である。 11……電子銃、12,13……ビーム成形用アパーチャマス
ク、12a,13a……アパーチャ、14,〜,19……レンズ、20
……試料面、21,22……偏向コイル、23,24……偏向板、
28,〜,30……ビーム成形用偏向器、31,32,33,34……マ
スク片、35……ピン。
Claims (2)
- 【請求項１】少なくとも２枚のビーム成形用アパーチャ
マスクを備え、これらのマスクの各アパーチャの電子光
学的重なりにより電子ビームの寸法及び形状を成形し、
この成形ビームを試料上に照射して該試料を所望パター
ンに露光する電子ビーム露光装置において、 前記マスクの一方は、第１の正方形と該正方形に対して
45度傾いた第２の正方形とを、第２の正方形の１辺の両
端が第１の正方形の隣接する２辺に接触するよう組合わ
せた形状の７角形アパーチャが形成されたものであり、 前記マスクの他方は、矩形のアパーチャが形成されたも
のであることを特徴とする電子ビーム露光装置。 - 【請求項２】前記７角形アパーチャが形成されたアパー
チャマスクは、所定のアパーチャを有する２枚の板を重
ね合わせて構成され、且つ前記第２の正方形における隣
接する辺がそれぞれ異なる板のアパーチャで規制される
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子ビー
ム露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138854A JPH0697648B2 (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 電子ビーム露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138854A JPH0697648B2 (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 電子ビーム露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6030131A JPS6030131A (ja) | 1985-02-15 |
| JPH0697648B2 true JPH0697648B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=15231702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58138854A Expired - Lifetime JPH0697648B2 (ja) | 1983-07-29 | 1983-07-29 | 電子ビーム露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697648B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62172724A (ja) * | 1986-01-27 | 1987-07-29 | Toshiba Corp | 荷電ビ−ム露光方法 |
| JPH0793253B2 (ja) * | 1986-10-31 | 1995-10-09 | 株式会社東芝 | 荷電ビ−ム露光装置 |
| JP2504434B2 (ja) * | 1987-01-28 | 1996-06-05 | 株式会社東芝 | 荷電粒子ビ―ム描画方法 |
| JPH01175737A (ja) * | 1987-12-29 | 1989-07-12 | Toshiba Corp | 荷電ビーム描画方法 |
| JP2663063B2 (ja) * | 1991-06-12 | 1997-10-15 | 富士通株式会社 | 荷電ビーム露光方法 |
| JP5649869B2 (ja) * | 2010-08-19 | 2015-01-07 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5526620A (en) * | 1978-08-15 | 1980-02-26 | Toshiba Corp | Electronic beam exposure device |
| JPS56116621A (en) * | 1980-02-20 | 1981-09-12 | Hitachi Ltd | Electron beam painting device |
-
1983
- 1983-07-29 JP JP58138854A patent/JPH0697648B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6030131A (ja) | 1985-02-15 |
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