JPH07142359A

JPH07142359A - 荷電粒子ビーム露光装置及び方法

Info

Publication number: JPH07142359A
Application number: JP5291056A
Authority: JP
Inventors: Takamasa Sato; 高雅佐藤; Yoshihisa Daikyo; 義久大饗
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-11-19
Filing date: 1993-11-19
Publication date: 1995-06-02

Abstract

(57)【要約】【目的】荷電粒子ビームをアパーチャプレート上で遮
断しても、試料上のスリット像は位置変動することなく
試料上の電流密度だけが減少して無くなるため、各ショ
ットの解像度が向上し、高解像度の露光を可能とする。【構成】ビーム遮断偏向器（１）を有する荷電粒子ビ
ーム露光装置において、アパーチャ部材（６）上のクロ
スオーバー像をビーム遮断偏向器で遮断する際に、該ビ
ーム遮断偏向器の上部又は下部に存在するスリット像が
試料面からみて移動しないような仮想的な光軸に荷電粒
子ビームを偏向させる偏向手段（７）を設けた構成であ
る

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子ビーム露光装
置及び方法に関し、より詳細には荷電粒子ビームを遮断
する機構及び方法に関する。

【０００２】近年、荷電粒子ビーム露光の研究が盛んで
ある。電子線ビーム露光は荷電粒子ビーム露光の１つで
ある。最近では、電子線用レジストの感度が上がり、数
μＣ／ｃｍ²という高感度のレジストを使用するように
なってきた。そのため、電子線遮断偏向器で電子線を遮
断する過程（遮断は開始されているが完全に遮断されて
いない時間）で試料上のスリット像がずれることによっ
て露光パターンがボケる現象が生じるようになった。こ
の現象は、従来の低感度のレジスト露光時にも存在して
いたが、低感度のため露光結果には現れてこないため、
特に問題とされていなかった。

【０００３】電子線を遮断する際の試料上でのスリット
像のずれを消滅させることで、ショットごとに生じるボ
ケはなくなり、より解像度の高いパターンを露光するこ
とが可能になる。

【０００４】

【従来の技術】電子銃から放射されて電子線は、第１の
スリットを通過して矩形に形成され、さらに第２のスリ
ットにより任意の形状に切り出される。ここで、切り出
されたスリット像は数種の偏向器を経て、アパーチャ穴
を通過して試料上に到達する。あるショットから次のシ
ョットへの時間は、その偏向過程を露光に反映させない
ため、電子線を遮断する機構が設けられている。このた
めの偏向器を電子線遮断偏向器といい、クロスオーバー
像をアパーチャ上で偏向し、試料上に電子線を通過させ
ない役目がある。

【０００５】図１０に、従来の電子線遮断機構を含む電
子線露光装置の要部構成を示す図である。同図におい
て、露光動作時には、電子銃（図示を省略する）から放
出された電子線は、電子線遮断器１、電磁偏向器４及び
アパーチャプレート６を通り、図示しない試料面上に照
射される。この時、電子線遮断器１に接続されるスイッ
チ３は、この遮断器１をグランド電位に設定する。従っ
て、電子線は偏向されることなく、電子線遮断器１を通
過する。

【０００６】あるショットから次のショットへ移る間の
時間は、電子線を遮断して試料面を照射しないようにす
る必要がある。この時、スイッチ３は電源２を選択し、
電子線遮断偏向器１を所定の電位（図示の構成では、負
の電位）に設定する。これにより電子線遮断器１は、電
子線を光軸から離れる方向に偏向する。電磁偏向器４
は、偏向を受けた電子線を図示のように偏向し、電子線
（クロスオーバー像）をアパーチャプレート６上に照射
させる。

【０００７】本来、クロスオーバー像をアパーチャプレ
ート６上で遮断することでスリット像も試料面上で消滅
するはずである。しかしながら、観測時間を細かくして
電子線の遮断の様子を詳細に観測すると、次のとおりで
ある。遮断するための制御信号をスイッチ３に与える
と、電子線遮断偏向器１の電圧は０Ｖから次第に所定の
負の電位（例えば、−５Ｖ）変化していく。これに対応
して、アパーチャプレート６上のクロスオーバー像はア
パーチャプレート６の中心から次第にずれていき、従っ
て試料面上のスリット像も次第にずれながら電子密度は
減少していく。最終的には、アパーチャプレート６上の
クロスオーバー像がアパーチャプレート６上で完全に遮
断され、試料面上には電子線が到達しなくなり、電子線
の遮断が完了する。

【０００８】図１１は、アパーチャプレート６の中心か
らの電子線（クロスオーバー像）の位置（電子線遮断偏
向器１に印加する電圧に対応）と試料上の電流密度の関
係を示す。図１１のグラフから、電子線遮断直後には、
試料上の電流密度があまり変化していないことがわか
る。

【０００９】図１２は、アパーチャプレート６中心から
の電子線位置と電子線の電子密度分布確率との関係を示
すグラフである。このグラフから、電子密度分布確率曲
線のピーク値が多少アパーチャプレート６の中心からず
れても、アパーチャプレート６の穴を通過する電子線は
ほとんど変化しないことがわかる。

【００１０】図１３の（Ａ）は、アパーチャプレート６
の中心から電子線位置に対する試料上での電子線位置
（スリット像位置）及び電流密度を示す。また、図１４
にアパーチャプレート６中心からの電子線位置を時間を
追って観測した図を示す。偏向開始時刻ｔ１から電子線
の遮断が開始され、アパーチャプレート６の穴から電子
線が通過しなくなる時刻ｔ２までの時間（ｔ２−ｔ１）
において、試料上に電子線が照射されていると同時に試
料上のスリット像が移動している。

【００１１】

【発明が解決しようとする問題点】以上の現象が、電子
線遮断中に起きているが、従来は（ｔ２−ｔ１）時間が
１ショット露光時間に対して十分短かったため、特に問
題は生じていなかった。しかしながら、１ショット露光
時間の短縮化にともない、電子線遮断途中の試料上のス
リット像の位置ずれはショットごとの解像度の低下を伴
い、露光結果に位置ずれをも引き起こすため大きな問題
となる。

【００１２】この問題を解決するには、電子線遮断偏向
器１での偏向をスリット像面で偏向するようにすれば、
電子線遮断偏向器１以下のスリット像は位置変動を伴わ
なくなり、試料上においてもずれは生じなくなる。しか
しながら、位置的に電子線遮断偏向器１をスリット像面
に配置することが実際上困難であるため、この手法を用
いることはできない。

【００１３】本発明者は、前述の問題の原因は以下の通
りであると考える。

【００１４】第１に、電子線遮断偏向器１により電子線
を偏向する際には、電子線は図１０に示す偏向点Ａで偏
向される。この偏向点Ａはスリット像位置でないため、
スリット像Ｐ１は仮想的にＰ２の位置に偏向されたよう
に振舞う。よって、電子線遮断偏向器１より下流では、
スリット像はＰ３で示すように光軸からはずれることに
なり、最終的に試料上においても位置ずれを生じる。

【００１５】この点に関し、本発明者は次の実験結果を
得ている。図１０の装置において、電子線遮断偏向器１
に５Ｖの電圧を印加した場合に、クロスオーバー像はア
パーチャプレート６上でその中心から約５００μｍ偏向
されていた。電磁偏向器４は５倍の倍率で構成されてい
るため、電子線遮断器４により電磁偏向器４上部のクロ
スオーバー像は約１００μｍ光軸から偏向されているこ
とになる。また、電磁偏向器４をまたぎ、クロスオーバ
ー像面とスリット像面の関係は約１対１の距離関係にあ
るので、同様にスリット像も約１００μｍ偏向されてい
ることになる。一方、電磁偏向器４から試料面までは約
１／１０の倍率で縮小されているため、アパーチャプレ
ート６がないと仮定すると、試料上では約１０μｍのス
リット像が偏向されていることになる。つまり、電子線
遮断器印加電圧（偏向電圧）５Ｖに対して試料上のスリ
ット像の位置は約１０μｍの偏向に対応する。実際には
アパーチャプレート６が存在するため、偏向の瞬間にア
パーチャプレート６の穴から電子線が通過する間を考察
すると、図１４のアパーチャプレート６の穴に対応する
偏向電圧は約５０ｍＶであるため、試料上でのスリット
像の位置変動に換算すると、約０．１μｍとなる。この
間、電子線はアパーチャプレート６上で遮断されること
なく通過するため、そのまま位置ずれとして試料上に露
光されてしまう。

【００１６】第２に、本来、点であるはずのクロスオー
バー像を通過させる役割のアパーチャプレート６の穴は
極限まで小さくすることが可能であるが、電子線がある
分布を有することで試料上での電流密度を確保するため
には、ある大きさ以上の穴が必要となる。よって、アパ
ーチャプレート６上でクロスオーバー像を遮断する際に
試料上でスリット像が移動する挙動が反映されてしまう
ことになる。

【００１７】第３に、電子線遮断偏向器１に印化される
電圧の電子線偏向時の変化が不連続でなく連続変化であ
るため、電圧変化の途中の挙動が電子線に反映すること
になり、上記第２の問題点とともに、試料上では電子線
が遮断されつつスリット像が移動することになる。

【００１８】上記第２及び第３の問題点は原理的に解決
が困難である。

【００１９】従って、本発明は上記第１の問題点を解決
し、電子線等の荷電粒子ビームをアパーチャプレート上
で遮断しても、試料上のスリット像は位置変動すること
なく試料上の電流密度のみが減少してなくなるようにし
て、各ショットの解像度が向上し、高解像度の露光を可
能とする荷電粒子ビーム露光装置及び方法を提供するこ
とを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理を説
明するための図である。図１中、前述した図と同一の構
成要素には同一の参照番号を付してある。なお、以下の
説明では、荷電粒子ビームが電子線の場合を例にとり説
明する。

【００２１】本発明では、電子線遮断偏向器１の下流に
隣接して、電子線遮断副偏向器７を設けている。なお、
電子線遮断副偏向器７は、電子線遮断偏向器１の上流に
隣接して設けてもよい。電子線遮断副偏向器７は、電子
線遮断偏向器１の上部又は下部に存在するスリット像が
試料側からみて移動しないように仮想の光軸８を形成す
る。

【００２２】このために、図１に示す構成では、電子線
遮断副偏向器７の相対向する電極の極性が、電子線遮断
偏向器１の相対向する電極の極性とは異なるように、偏
向電圧をこれらの偏向器に印加する。なお、後述するよ
うに、電子線遮断偏向器１と電子線遮断副偏向器７との
電極の極性及び偏向電圧の印加方法は、図１に示すもの
に限定されない。

【００２３】

【作用】Ｐ１’の位置にスリット像を持つ電子線が電子
線偏向器１に入射し、Ａ’点で偏向される。その時、仮
想スリット像はＰ２’の位置（点）になるが、電子線は
更に、電子線遮断副偏向器７で偏向され、最終的な仮想
スリット像は本来のスリット像の位置Ｐ１’の点にな
る。よって、電磁偏向器４の下流のスリット像面は、電
子線遮断偏向器１で偏向していない時のスリット像位置
Ｐ３’と同じ位置にあり、ここにスリット像を結ぶ。よ
って、試料上のスリット像は位置変動しないこととな
る。この結果、電子線遮断の瞬間に、試料上の電流密度
が低下する前にスリット像が位置ずれを起こすことがな
くなるため、ショット終了及び開始の瞬間のボケを消滅
させることが可能になり、ショットの解像度が向上し、
従来よりも高解像度の露光が可能となる。

【００２４】

【実施例】図２は、本発明の第１の実施例の要部を示す
図である。より、詳細には、図２は、図１の電子線遮断
偏向器１、電子線遮断副偏向器７と、その周辺回路を示
す。図２に示すように、電子線遮断偏向器１は相対向す
る電極１ａと１ｂを有し、同様に電子線遮断副偏向器７
は相対向する電極７ａと７ｂとを有する。電子線遮断偏
向器１及び電子線遮断副偏向器７は、電極形状、電極間
距離などが同一の構成であっても良いし、異なる構成で
あってもよい。図２に示す構成では、同一構成である。
電極１ｂ及び、電極７ａはそれぞれ接地されている。す
なわち、図２の構成では、異なる側にある電極１ｂと７
ａが接地されている。

【００２５】スイッチ部９は、後述するブランキング制
御回路からの制御信号に基づき、電極１ａと７ｂにそれ
ぞれ同一又は異なる偏向電圧を印加する。電子線を遮断
する必要のないときは、スチッチ部９は電極１ａ及び７
ｂを接地電位に設定する。

【００２６】図３は、図２に示すスイッチ部９の構成を
示す図である。制御信号で制御されるスイッチ部９は、
スイッチ９ａと可変抵抗器９ｂとを有する。可変抵抗器
９ｂの一端は電源２のマイナス端子に接続され、他端は
接地されている。スイッチ９ａの一方の固定接点は可変
抵抗器９ｂの可動接点に接続され、スイッチ９ａの他方
の固定接点は接地されている。スイッチ９ａの可動接点
は、電子線遮断偏向器１の電極１ａ及び電子線遮断副偏
向器７の電極７ｂに共通に接続されている。すなわち、
電子線遮断偏向器１及び電子線遮断副偏向器７には、同
一の偏向電圧が印加される。

【００２７】図４は、スイッチ部９から出力される偏向
電圧を示すグラフである。図４のグラフの横軸は時間を
示し、縦軸は偏向電圧を示す。時刻ｔ１で電子線を遮断
するための偏向を開始し、時刻ｔ２でアパーチャプレー
ト６の穴から電子線が通過しなくなる（遮断される）。
偏向電圧が印加されている状態では、図１に示すよう
に、電子線遮断偏向器１は電子線をＡ’点で偏向し、電
子線遮断副偏向器７はこの偏向を受けた電子線をＢ’点
で光軸に振り戻すように偏向する。この際、可変抵抗器
９ｂの可動接点を調節することで、偏向の度合いを調整
することができる。この結果、試料上の電流密度が低下
する前にスリット像が位置ずれを起こすことがなくな
る。よって、ショット終了及び開始の瞬間のボケを消滅
させることが可能になり、ショットの解像度が向上し、
従来よりも高解像度の露光が可能となる。

【００２８】図５は、図２に示すスイッチ部９の別の構
成例を示す図である。図５に示すスイッチ部９は、２つ
のスイッチ９ａ、９ｆ、可変抵抗器９ｂ、演算増幅器９
ｃ及び抵抗器９ｄを有する。図３に示すスイッチ９の構
成は同一の偏向電圧を印加するものであるが、図５に示
すスイッチ部９の構成は、電子線遮断偏向器１と電子線
遮断副偏向器７とにそれぞれ異なる偏向電圧を印加する
ものである。

【００２９】演算増幅器９ｃの反転入力端子は電源のマ
イナス端子に接続され、非反転入力端子は接地されてい
る。演算増幅器９ｃの出力端子はスイッチ９ａの一方の
固定接点、及び可変抵抗器９ｂの一端に接続されてい
る。可変抵抗器９ｂの可動接点は、スイッチ９ｆの一方
の固定接点に接続されている。スイッチ９ａ及び９ｆの
他方の固定接点はそれぞれ接地されている。スイッチ９
ａの可動接点は電子線遮断偏向器１の電極１ａに接続さ
れ、スイッチ９ｆの可動接点は電子線遮断副偏向器７の
電極７ｂに接続されている。電子線遮断偏向器１に与え
られる偏向電圧は演算増幅器９ｃの出力電圧であり、電
子線遮断副偏向器７に与えられる偏向電圧は可変抵抗器
９ｂの可変接点からの電圧である。可変抵抗器９ｂの可
動接点を調整することで、電子線遮断副偏向器７の偏向
の度合いを電子線遮断偏向器１とは独立に調整すること
ができる。なお、抵抗器９ｄは可変抵抗器であってもよ
い。

【００３０】図６は、本発明の第２の実施例の要部を示
す図である。図６中、前述した図と同一の構成要素には
同一の参照番号を付してある。図６に示す構成と図２に
示す構成とは、スイッチ９と電子線遮断偏向器１及び電
子線遮断副偏向器７との接続関係が相違する。より詳細
には、同じ側の電極１ａ及び７ａは接地され、電極１ｂ
及び７ｂはそれぞれスイッチ部９に接続されている。電
極１ｂに与えられる偏向電圧の極性は、電極７ｂに与え
られる偏向電圧の極性とは異なる。これにより、電子線
遮断偏向器１が作る電界の方向と電子線遮断副偏向器７
が作る電界の方向とは逆方向になる。

【００３１】図７は、図６に示すスイッチ部９が出力す
る２つの偏向電圧を示す図である。電子線遮断偏向器１
の偏向電圧と電子線遮断副偏向器７の偏向電圧とは、異
なる極性である。なお、これらの偏向電圧の絶対値は同
一であっても、異なるものであってもよい。要は、図１
に示すように電子線が少なくとも２ヶ所で偏向を受け、
スリット像の位置変動が起きないように調整すればよ
い。

【００３２】図８は、図６に示すスイッチ部９の構成を
示す図である。図８中、前述した図に示す構成要素と同
一のものには同一の参照番号を付してある。図８のスイ
ッチ部９は、２つの演算増幅器９ｃ及び９ｇ、２つのス
イッチ９ａ及び９ｆ、及び２つの可変抵抗器９ｄ及び９
ｈを有する。演算増幅器９ｃの出力端子は、スイッチ９
ａの一方の固定接点に接続され、演算増幅器９ｇはスイ
ッチ９ｆの一方の固定接点に接続されている。演算増幅
器９ｄと９ｇの出力電圧は、異なる極性である。

【００３３】図１３の（Ｂ）は、本発明の第１及び第２
の実施例における、アパーチャプレート６の中心から電
子線位置に対する試料上での電子線位置（スリット像位
置）及び電流密度を示す。試料（ウェハ）上での電流密
度は、図１３の（Ａ）に示す従来のものとほぼ同一であ
るが、本発明の実施例では試料上での電子線の位置はほ
とんど変化していないことがわかる。

【００３４】図９は、本発明の一実施例による荷電粒子
ビーム露光装置の全体構成を示す図である。

【００３５】図９の露光装置は、露光部１０と制御部５
０とに分かれる。制御部１０は、カソード電極１１、グ
リッド電極１２及びアノード１３とを有する荷電粒子ビ
ーム発生源１４と、荷電粒子（以下、ビームという）を
例えば矩形状に整形する第１のスリット１５と、整形さ
れたビームを収束させる第１電子レンズ１６と、偏向信
号Ｓ１に応じて整形されたビームを透過マスク２０上に
照射する位置を偏向するためのスリットデフレクタ１７
と、対向して設けられた第２、第３のレンズ１８、１９
と、この第２、第３レンズの間に水平方向に移動可能に
装着された透過マスク２０と、透過マスク２０の上下方
向に配置されて各々位置情報Ｐ１−Ｐ４に応じて第２、
第３レンズの間のビームを偏向し、透過マスク２０上の
複数の透過孔の１つを選択する第１−第４の偏向器２１
−２４とを有する。

【００３６】また、露光装置は、ブランキング信号に応
じてビームを遮断し、もしくは通過させるブランキング
２５（前述の電子線遮断偏向器１に相当する）と、前述
の電子線遮断副偏向器７に相当するブランキング２５Ａ
と、前述のスイッチ部９に相当するスイッチ部６１とを
有する。

【００３７】更に、露光装置は、第４のレンズ２６と、
アパーチャプレート２７（前述のアパーチャプレート６
に相当する）と、リフォーカスコイル２８と、第５のレ
ンズ２９と、ダイナミックフォーカスコイル３０と、ダ
イナミックスティグコイル３１と、第６のレンズ３２
と、露光位置決定信号Ｓ２、Ｓ３に応じてウェハ上のビ
ーム位置決めをするメインデフコイル３３及びサブデフ
レクタ３４と、ウェハを搭載してＸ−Ｙ方向に移動可能
なステージ３５と、第１−第４のアライメントコイルと
を有している。

【００３８】一方、制御部５０は、集積回路装置の設計
データを記憶した記憶媒体５１と、荷電粒子ビーム全体
を制御するＣＰＵ５２と、ＣＰＵ５２によって取り込ま
れた、例えば描画情報、そのパターンを描画すべきウェ
ハ上の描画位置情報及び透過マスク２０のマスク情報な
どの各種情報を転送するインタフェース５３と、インタ
フェース５３から転送された描画パターン情報及びマス
ク情報を保持するデータメモリ５４とを有する。また、
制御部５０は、この描画パターン情報及びマスク情報に
従って例えば透過マスクの透過孔の１つを指定してその
指定透過孔の透過マスク上での位置を示すマスク照射デ
ータＰ１−Ｐ４を発生し、かつ、そのパターンを露光す
るウェハ上の位置を示すウェハ露光位置データＳ３を発
生し、かつ、描画すべきパターン形状と指定透過孔形状
との形状差に応じた補正値Ｈを演算する処理を含む各種
処理を行う指定手段、保持手段、演算手段及び出力手段
としてのパターン発生部５５と、上記補正値Ｈから修正
偏向信号ＨＳ１を生成するアンプ部５６と、必要に応じ
て透過マスク２０を移動させるマスク移動機構５８と、
パターン発生部５５からの露光時間・露光待ち時間を受
け、この露光装置全体が動くシステムクロック及びブラ
ンキングクロックを発生するためのクロック制御回路５
９とを有する。更に、制御部５０は、クロック制御回路
５９の出力を受けてブランキングタイミング（前述のス
イッチ部９に与えられる制御信号）を発生するブランキ
ング制御回路６０と、前述のスイッチ部９に相当するス
イッチ部６１とを有する。

【００３９】制御部５０のシーケンスコントローラ６２
は、インタフェース５３から転送された露光開始／終了
情報を元に、パターン発生部５５を介してデータメモリ
部５４にメインデフ偏向情報を出力させ、かつ後述のス
テージ制御部６８に対して所望するステージ位置に移動
するように指令して、またステージ移動位置とメインデ
フ偏向との差を補正するようにステージ補正部６９をコ
ントロールし、かつクロック制御部５９に対し、パター
ン発生部５５にクロックを発生／停止するように指令す
る等、露光処理一般のシーケンスを司る。偏向制御回路
６３は、データメモリ５４からのメインデフ偏向情報を
元にメインデフ偏向信号Ｓ２を発生する。アンプ部６
４、６５はそれぞれ、パターン発生部５５、偏向制御回
路６３からの出力を元に露光位置決定信号Ｓ２、Ｓ３を
生成する。ステージ制御機構６６は、必要に応じてステ
ージ３５を移動させる。レーザ干渉計６７はステージ３
５の位置を検出する。ステージ制御機構６６とレーザ干
渉計６７とでステージ制御部６８が構成される。ステー
ジ補正部６９は、偏向制御回路６３からメインデフ偏向
量を、ステージ制御部６８からはステージ移動位置とう
受け、メインデフ偏向との差を補正する。

【００４０】荷電粒子ビーム発生源１４から放出された
電子ビームは、第１スリット１５で矩形形状に整形され
た後、レンズ１６、１８で収束されて透過マスク２０上
に照射される。透過マスク２０での比較的大きい範囲
（約５ｍｍ以内）の偏向は、第１−第４の偏向器２１−
２４で行い、これらの偏向器で選択された後の比較的小
さい範囲の偏向（約５００μｍ以内）は、スリットデフ
レクタ１７で行う。なお、可変矩形露光の場合は、この
スリットデフレクタ１７を用い、任意形状サイズ（例え
ば、３μｍ□以下の任意の矩形サイズ）にビームを整形
する。

【００４１】透過マスク２０と通過したビームは、ブラ
ンキング２５及び２５Ａを通過する。そして、第４レン
ズ２６で縮小され、しかる後、サブデフレクタ３４によ
り１００μｍ程度の小偏向領域で偏向される。また、メ
インデフコイル３３によりサブデフレクタ偏向領域は２
ｍｍ程度の範囲の露光フィールドで大きく偏向される。

【００４２】露光するデータは、ＣＰＵ５２によって記
憶媒体５１から読み出されてデータメモリ５４に記憶さ
れる。シーケンスコントローラ６２からの信号により露
光が開始されると、まず記憶されたメインデフ偏向位置
が偏向制御回路６３におくられて偏向量データＳ２が出
力され、アンプ部６４を介してメインデフコイル３３に
出力される。そして、出力値が安定された後、シーケン
スコントローラ６２は、クロック制御回路５９に対し、
システムクロックを発生するように指令し、その結果、
データメモリ５４は記憶しているパターンデータをパタ
ーン発生部５５に送り出す。パターン発生部５５は、読
み込まれたパターンデータを元にショットデータを発生
する。

【００４３】このショットデータを具体的に示すと、マ
スク上でのビーム照射位置を示すＰ１−Ｐ４信号、マス
ク上でのビーム照射位置の偏向量を示す信号Ｈ、マスク
にビームを透過させることで整形したビームをウェハＷ
の所望する位置に偏向するための信号Ｓ３、ショット時
間データ、これらの信号を印加する静電偏向器・電磁偏
向器が整定するまでどのくらい待つ必要があるかを示す
ショット待ち時間データなどからなる。これらの信号は
補正処理を受け、対応する各部に出力される。スイッチ
部６１はブランキング制御回路６０から制御信号が出力
されている間、ブランキング２５及び２５Ａに所定の偏
向電圧を印加し、図１に示すようにビームを偏向して遮
断する。

【００４４】なお、可変矩形用露光装置の場合は、透過
マスク２０が第２スリット（矩形アパーチャ）となり、
更に透過マスク２０上を偏向するための偏向器２１−２
４が不要になる。

【００４５】以上説明した実施例では、電子ビームを遮
断する際の動作を主に説明したが、遮断後照射を開始す
る際に該ビーム遮断偏向器の上部又は下部に存在するス
リット像が試料面からみて移動しないような仮想的な光
軸に荷電粒子ビームを偏向させるように電子線遮断副偏
向器７を制御してもよい。これにより、照射を再開する
際に発生する可能性のあるスリット像の移動を防止する
ことができる。

【００４６】なお、電子線遮断副偏向器７全体の動作と
しては、少なくとも、クロスオーバー像が遮断されるま
で、荷電粒子ビームを偏向させることが好ましい。

【００４７】以上、本発明の実施例を説明した。なお、
電子線遮断副偏向器７は電子線遮断偏向器１の上部に設
けてもよいし、電子線遮断偏向器１の両側に設けてもよ
い。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
荷電粒子ビームをアパーチャプレート上で遮断しても、
試料上のスリット像は位置変動することなく試料上の電
流密度だけが減少して無くなるため、各ショットの解像
度が向上し、高解像度の露光が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施例の要部を示す図である。

【図３】図２に示すスイッチ部の構成を示す図である。

【図４】第１の実施例における時間経過に対する偏向電
圧の変化を示すグラフである。

【図５】図２に示すスイッチ部の別の構成を示す図であ
る。

【図６】本発明の第２の実施例の要部を示す図である。

【図７】第２の実施例における時間経過に対する偏向電
圧の変化を示すグラフである。

【図８】図６に示すスイッチ部の構成を示す図である。

【図９】本発明の一実施例による荷電粒子ビーム露光装
置の全体構成を示す図である。

【図１０】従来の電子線遮断器を備えた露光装置の図で
ある。

【図１１】従来の電子線遮断器による電流密度変化を示
すグラフである。

【図１２】従来の電子線遮断器による電子線位置による
亜パーチャプレート上の電子密度分布を示すグラフであ
る。

【図１３】従来及び本発明によるウェハ上の電子線（ス
リット像）位置と電流密度との関係を示すグラフであ
る。

【図１４】従来の電子線遮断偏向器による偏向における
時間と電子線位置との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１電子線遮断偏向器２電源７電子線遮断副偏向器６アパーチャプレート８光軸９スイッチ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｊ 37/305 Ｂ 9172−5Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】荷電粒子ビームで形成されたクロスオー
バー像をアパーチャ部材（６）上で偏向して形成された
荷電粒子ビームを遮断するためのビーム遮断偏向器
（１）を有する荷電粒子ビーム露光装置において、アパーチャ部材上のクロスオーバー像をビーム遮断偏向
器で遮断する際に、該ビーム遮断偏向器の上部又は下部
に存在するスリット像が試料面からみて移動しないよう
な仮想的な光軸に荷電粒子ビームを偏向させる偏向手段
（７）を有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光装
置。
【請求項２】前記偏向手段は、ビーム遮断偏向器の上
部又は下部のいずれかに設けられていることを特徴とす
る請求項１記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項３】前記偏向手段は相対向する電極（７ａ、
７ｂ）を有し、該相対向する電極はビーム遮断偏向器と
同一の信号を受けることを特徴とする請求項１記載の荷
電粒子ビーム露光装置。
【請求項４】前記偏向手段は相対向する電極（７ａ、
７ｂ）を有し、該相対向する電極はビーム遮断偏向器と
は異なる信号を受けることを特徴とする請求項１記載の
荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項５】前記荷電粒子ビーム露光装置は更に、ア
パーチャ部材上のクロスオーバー像をビーム遮断偏向器
で遮断する際に、ビーム遮断偏向器と偏向手段とが互い
に異なる方向に電界を発生するような電圧をビーム遮断
偏向器と偏向手段に与える手段（２、９）を有すること
を特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項６】前記偏向手段は、荷電粒子ビーム遮断
後、照射を開始する際に該ビーム遮断偏向器の上部又は
下部に存在するスリット像が試料面からみて移動しない
ような仮想的な光軸に荷電粒子ビームを偏向させること
を特徴する請求項１記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項７】前記偏向手段は、前記クロスオーバー像
が遮断されるまで、荷電粒子ビームを偏向させることを
特徴する請求項１記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項８】荷電粒子ビームで形成されたクロスオー
バー像をアパーチャ部材上で偏向して形成された荷電粒
子ビームを遮断するための第１のビーム遮断偏向器
（１）を有する荷電粒子ビーム露光装置を用いた露光方
法において、前記第１のビーム遮断偏向器に偏向電圧を印加して、ア
パーチャ部材上のクロスオーバー像を遮断する第１のス
テップと、前記第１のビーム遮断偏向器とは別の第２のビーム遮断
偏向器（７）に偏向電圧を印加して、前記第１のビーム
遮断偏向器の上部又は下部に存在するスリット像が試料
面からみて移動しないような仮想的な光軸に荷電粒子ビ
ームを偏向させる第２のステップとを有することを特
徴とする荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項９】前記露光方法は更に、アパーチャ部材上
のクロスオーバー像をビーム遮断偏向器で遮断する際
に、ビーム遮断偏向器と偏向手段とが互いに異なる方向
に電界を発生するような電圧を第１及び第２のビーム遮
断偏向器に与えるステップを有することを特徴とする請
求項８記載の荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項１０】前記露光方法は、更に、荷電粒子ビー
ム遮断後、照射を開始する際に該ビーム遮断偏向器の上
部又は下部に存在するスリット像が試料面からみて移動
しないような仮想的な光軸に荷電粒子ビームを偏向させ
る第３のステップを有することを特徴する請求項８記載
の荷電粒子ビーム露光方法。
【請求項１１】前記第２のステップは、前記クロスオ
ーバー像が遮断されるまで、荷電粒子ビームを偏向させ
ることを特徴する請求項１記載の荷電粒子ビーム露光方
法。