JPH08274002A - 電子線描画装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】成形ビーム９を形成する成形偏向器３と成形偏
向制御回路１５を有し、描画時の反射電子信号をモニタ
する反射電子信号モニタ部２４を有する電子線描画装置
において、描画時の平均反射電子信号強度を反射電子信
号モニタ部２４で計測し、描画をしていない時の反射電
子信号が描画時の反射電子信号強度と同等になるように
成形ビーム９の寸法を成形偏向器３と成形偏向制御回路
１５により決定し、描画領域以外の反射電子信号生成用
試料に照射し、描画時の反射電子信号強度と、描画時以
外の反射電子信号強度が同等になるようにする。 【効果】描画時と描画以外のときでの反射電子信号強度
が同一となり、試料近辺でのチャージが一定となり、試
料近辺のチャージによるビームの位置ドリフトを抑える
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子線描画装置に係り、
特に、描画をしていない時の電子ビームの制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子線描画装置において描画精度を阻害
している項目の一つとして電子ビームの位置ドリフトが
あげられる。位置ドリフトの要因は、温度，磁場等の外
部環境の変化，電子光学系内部のチャージ等があげられ
る。

【０００３】従来は、この位置ドリフト量を定期的に計
測し、位置ドリフトを補正する方法がとられている。し
かし単位時間あたりのドリフト変化量が大きいと補正方
式では、ドリフト量計測間での誤差が大きくなり、描画
精度を悪化させる。

【０００４】この問題を解決するため、ドリフト量計測
の時間間隔を短くするという方法が考えられるがドリフ
ト量計測の処理時間が描画中に占める割合が大きく描画
スループットの低下をまねく。

【０００５】単位時間あたりのドリフト変化量が大きく
なる原因の一つとして試料近辺の信号検出機，対物レン
ズ等へ試料面からの反射電子によるチャージがあげられ
る。チャージは本来あるべきではないが、汚染等により
発生する可能性がある。このチャージは試料からの反射
電子に依存し、ビームを出していない状態ではディスチ
ャージされ、描画を開始すると描画とともに徐々にチャ
ージされ、ある時期でチャージとディスチャージの釣合
いがとれた状態で定常状態になる。ビームドリフト量も
このチャージ量に依存して変化する。本チャージをなく
すことは困難であり、むしろ描画時以外でのビームを制
御し、チャージとディスチャージの釣合いがとれた状態
にする方が容易である。描画時以外でのビームの制御方
法は特開昭53−119496号公報のように露光範囲外で偏向
しながらビームを照射する方法があるが、本発明は主に
偏向器の安定を目的としており、試料近辺への試料面か
らの反射電子のチャージに関しては考慮されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】電子光学系内部の電子
のチャージ、特に試料近辺の信号検出機，対物レンズ等
のチャージは試料からの反射電子に依存する。

【０００７】本発明の目的は、試料近辺のチャージ量を
常に一定にし、本チャージによる電子ビームの位置ドリ
フト量を押さえる装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題は、描画中での
試料からの平均反射電子信号強度と描画中以外での反射
電子信号強度を同等にすることにより達成することがで
きる。

【０００９】

【作用】描画中での反射電子信号強度をモニタし、描画
中以外のときに可変成形ビームの大きさを調整し、描画
中での平均反射電子信号強度と同等になるように描画領
域以外にビームを照射することにより試料近辺の信号検
出機，対物レンズ等のチャージを一定にし、描画時の時
間あたりのビームの位置ドリフト量を押さえることがで
きる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を実施するための電子線描画装
置を図１に、反射電子信号をモニタする回路の例を図２
に、また本発明の実施例を図１に示す。

【００１１】電子源１より照射された電子線は、第一マ
スク２を透過し、成形レンズ４を通過し、第二マスク６
に到達する。第二マスク６に照射する場合、成形偏向器
３に制御計算機２０より成形偏向器に指定寸法と照射時
間が設定され、成形偏向制御回路より成形偏向器３とブ
ランキング偏向器５に電圧がかかり、指定時間，指定ビ
ーム寸法となるような矩形ビームが第二マスク６を透過
する。

【００１２】第二マスク６を透過した電子線は、縮小レ
ンズ７で縮小され、制御計算機２０で指定された偏向位
置を位置決め偏向制御回路１７に設定することにより、
位置決め偏向器８に偏向信号が設定され、成形ビーム９
は指定の位置に偏向され対物レンズ１０を通して試料台
１３上の試料１２に照射される。

【００１３】試料台１３の移動は、試料台位置決め機構
１４と試料台位置制御回路１９で制御計算機からの指定
により実施される。

【００１４】このような成形ビーム９の制御と試料台１
３の制御により、試料１２上の指定位置に指定された形
状のＬＳＩパターンを描画することができる。

【００１５】また試料に照射された成形ビーム９の反射
電子信号１６は反射電子検出器１１で検出され、信号処
理回路１８で処理され、制御計算機２０に取り込むこと
ができる。

【００１６】このような仕様を持つ電子線描画装置にお
いて本発明の内容をフローに従い説明する。

【００１７】まず描画しようとする試料１２を試料台１
３に設定する。次に試料１２上の描画目標位置に試料台
１３を移動させる。この時、不要な露光を避けるため、
ブランキング偏向器５により成形ビーム９が試料１２上
に到達しないようにしておく。

【００１８】次に信号処理回路１８内の反射電子信号モ
ニタ部２４に起動をかける。反射電子信号モニタ部２４
は周期的にパルスを発生するパルス発生器２６とそのパ
ルスをカウントするカウンタ２７とパルス発生器２６か
らのパルスによりＡＤ変換するＡ／Ｄ変換器２５とＡ／
Ｄ変換した結果をラッチするレジスタ２８と前回までの
加算結果を格納するレジスタ２９と、レジスタ２８とレ
ジスタ２９を加算する加算器３０と加算結果を格納する
レジスタ３１で構成されている。

【００１９】反射電子信号モニタ部２４に起動をかける
と、レジスタ，カウンタ類がクリアされ、パルス発生器
２６に起動がかかる。起動がかかることにより、反射電
子信号検出器１１で検出された試料からの反射電子信号
１６はアンプ２２で増幅され、一定周期で、レジスタ３
１に加算されていくことになる。このように反射電子信
号モニタ部２４が動作している状態で成形ビームの手順
に従い、偏向領域内を描画する。

【００２０】偏向領域内の描画が終了したら反射電子信
号モニタ部２４を停止させる。反射電子信号モニタ部２
４内のレジスタ３１には描画時の積算反射電子信号強度
Ｓｅが格納されており、カウンタ２７にはＡ／Ｄ変換回
数Ｎが格納されていることになる。このレジスタ３１の
値Ｓｅとカウンタ２７の値を制御計算機２０に取り込ん
でおく。

【００２１】このように試料台１３の移動と、成形ビー
ムの制御を繰り返しながら試料１２全面に露光すると同
時に描画時の積算反射電子信号強度とＡ／Ｄ変換回数Ｎ
を取り込んでいく。

【００２２】描画終了後、平均の反射電子信号強度Ｓｍ
を算出する。

【００２３】

【数１】 Ｓｍ＝ΣＳｅ／ΣＮ …（数１） 次に試料交換のため試料交換位置へ試料台１３を移動す
る。試料交換位置へ移動したとき、ビーム直下に反射電
子信号生成用試料２１をあらかじめ試料台１３に設置し
ておく。反射電子信号生成用試料２１に照射するビーム
面積Ａと、反射電子信号Ｓの関係はあらかじめ測定して
おき、以下のような関係式を求めておく。

【００２４】

【数２】 Ｓ＝αＡ …（数２） 数１，数２より、反射電子信号生成用試料２１にビーム
を照射したとき平均の反射電子信号強度Ｓｍを得るため
のビーム寸法ＷＨを以下の計算式で算出する。

【００２５】

【数３】 ＷＨ＝√(Ｓｍ／α) …（数３） 数３で得られたＷＨを成形偏向制御回路に設定し、常時
ビームを照射するようにすれば描画時の平均反射電子信
号量と同等の反射電子信号を試料近辺に照射しておくこ
とができ、試料近辺のチャージによるビームの位置ドリ
フトを抑えることができる。

【００２６】本発明の実施例では、待機時の反射電子信
号量を前回の描画結果と同等にする方法をとっている
が、通常のウェハ生産では、同一条件での描画を複数枚
実施し、最初１枚目をテスト用として用いており、描画
開始部分を無視して評価してもらえば、試料近辺のチャ
ージによるビームの位置ドリフトを無視することかでき
る。またあらかじめ次に描画する平均反射電子信号強度
がわかっていればその平均反射電子強度に対応したビー
ム寸法を制御計算機に指定しておけば１枚目の試料近辺
のチャージによるビームの位置ドリフトも防ぐことがで
きる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は描画時の時間あたりのビームの
位置ドリフト量を抑え、スループットを維持したままで
ビームの位置ドリフトを抑えた良好な描画結果を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のハードウェアの説明図。

【図２】本発明での反射電子信号強度をモニタするため
の回路のブロック図、

【図３】本発明の一実施例を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…電子源、２…第一マスク、３…成形偏向器、４…成
形レンズ、５…ブランキング偏向器、６…第二マスク、
７…縮小レンズ、８…位置決め偏向器、９…成形ビー
ム、１０…対物レンズ、１１…反射電子検出器、１２…
試料、１３…試料台、１４…試料台位置決め機構、１５
…成形偏向制御回路、１６…反射電子信号、１７…位置
決め偏向制御回路、１８…信号処理回路、１９…試料台
位置制御回路、２０…制御計算機、２１…反射電子信号
生成用試料。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】矩形開口を有する第一マスクと可変成形ビ
   ームを形成するための矩形開口を持つ第二マスクを有
   し、電子源から半導体ウェハなどの試料にいたる収束ビ
   ームの経路を介し、前記収束ビームをオンオフするブラ
   ンキング機構を有し、前記第一マスクを通過する前記収
   束ビームを偏向制御により第二マスクの矩形開口上に照
   射し、所望の矩形ビームを形成する手段と、前記第二マ
   スクを透過した収束ビームを偏向制御により試料上の指
   定した位置に照射しＬＳＩパターンを描画し、その時の
   反射電子信号を計測する手段を有する電子線描画装置に
   おいて描画中の反射電子信号をモニタする機能を有する
   ことを特徴とする電子線描画装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記ＬＳＩパターンの
   描画中以外で描画中の反射電子信号と同等の反射電子信
   号を得られるように、請求項１の矩形ビームを調整する
   機能を有する電子線描画装置。