JPH10242026A - 電子ビーム描画方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏向収差によるビームのぼけによるパターン
サイズの変動を防止できる電子ビーム描画方法を実現す
る。 【解決手段】 正規の描画に先立ち、ショット時間補正
値をショット時間補正メモリ１９に書込む。この補正値
は実際に描画した結果から線幅を測定して求める。実際
の描画の際には、位置決め偏向器制御回路１５にショッ
トすべきパターンの位置に対応した信号がデータ転送回
路１３から供給され、また、電子ビームの断面積に応じ
て予め設定されたショット時間に対応した信号がブラン
キングコントロール回路１８に供給される。ブランキン
グコントロール回路１８では、データ転送回路１３から
のショット時間に対応した信号と、ショット時間補正メ
モリ１９から読み出された電子ビームの偏向位置に応じ
たショット時間補正値とに基づいて、演算を行い、電子
ビームの偏向収差によるショット時間の補正が行われ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、被描画材料に照射され
る電子ビームを偏向して所望のパターンの描画を行うよ
うにした電子ビーム描画方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ビーム描画装置では、描画パターン
に応じて電子ビームを偏向し、所望のパターンの描画を
行うようにしている。この電子ビーム描画装置の一つと
して、可変面積型電子ビーム描画装置が用いられている
が、この装置では、２枚の矩形スリットと、２枚の矩形
スリットの間に設けられた偏向器によって電子ビームの
断面が矩形に成形されている。

【０００３】すなわち、第１の矩形スリットの像を第２
の矩形スリット上に投影すると共に、第１の矩形スリッ
トを透過した電子ビームを偏向して第２の矩形スリット
上の投射位置を変え、異なった断面積の電子ビームを成
形し、成形された電子ビームを被描画材料にショットす
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した可変面積型電
子ビーム描画装置でも、また、細く絞った電子ビームを
偏向して所望のパターンを描画する装置でも、良く知ら
れているように、電子ビームの偏向に伴い偏向収差が発
生し、それによりビームのぼけが生じる。

【０００５】図１は可変面積型電子ビーム描画装置で成
形されたビームの蓄積エネルギを示している。この図で
縦軸は蓄積エネルギ、横軸は矩形ビームの例えばＸ方向
の位置を示している。図１（ａ）はビームにぼけがない
ジャストフォーカスの状態、図１（ｂ）はビームにぼけ
がある場合である。

【０００６】このようなビームをレジストが塗布された
被描画材料に照射するわけであるが、蓄積エネルギの５
０％でレジストが現像されれば、図１（ａ）の場合も
（ｂ）の場合も線幅はａとなり、いずれも同じ幅とな
る。しかしながら、例えば、蓄積エネルギの２０％で現
像されると、ぼけのない図１（ａ）の場合には線幅は依
然としてａであるが、ぼけのある図１（ｂ）の場合に
は、線幅はａ＋δとなり、異なった幅となる。

【０００７】このような偏向収差によるビームぼけのパ
ターンサイズへの影響は、従来は許容されていたが、近
年パターン精度に対する要求が厳しくなり、無視できな
くなっている。なお、偏向収差は電子ビームの偏向角度
に比例して大きくなり、上記δの値は偏向角度に応じて
変化する。

【０００８】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、偏向収差によるビームのぼけによ
るパターンサイズの変動を防止できる電子ビーム描画方
法を実現するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に基づく
電子ビーム描画方法は、描画すべきパターンに応じて電
子ビームを偏向し、所望のパターンの描画を行うように
した電子ビーム描画方法において、被描画材料への電子
ビームのショット時間を電子ビームの偏向位置に応じて
変化させるようにしたことを特徴としている。

【００１０】請求項１の発明では、被描画材料への電子
ビームのショット時間を電子ビームの偏向位置に応じて
変化させる。請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、ショット時間の調整を電子ビームのブランキング
によって行う。

【００１１】請求項３の発明では、請求項１の発明にお
いて、被描画材料への実際の描画の際には、電子ビーム
のショット時間をそのときの偏向位置に応じて補正す
る。請求項４の発明では、請求項１の発明において、予
め、電子ビームの偏向位置に応じたショット時間を演算
して記憶する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図２は本発明を実施するた
めの可変面積型電子ビーム描画装置の一例を示してい
る。１は電子ビームＥＢを発生する電子銃であり、該電
子銃１から発生した電子ビームＥＢは、照射レンズ２を
介して第１成形アパーチャ３上に照射される。

【００１３】第１成形アパーチャの開口像は、成形レン
ズ４により、第２成形アパーチャ５上に結像されるが、
その結像の位置は、成形偏向器６により変えることがで
きる。第２成形アパーチャ５により成形された像は、縮
小レンズ７、対物レンズ８を経て描画材料９上に照射さ
れる。描画材料９への照射位置は、位置決め偏向器１０
により変えることができる。

【００１４】１１は制御ＣＰＵであり、制御ＣＰＵ１１
はパターンデータメモリー１２からのパターンデータを
データ転送回路１３に転送する。データ転送回路１３か
らのパターンデータは、成形偏向器６を制御する制御回
路１４、位置決め偏向器１０を制御する制御回路１５、
対物レンズ８の励磁を制御する制御回路１６、電子銃１
から発生した電子ビームのブランキングを行うブランカ
ー（ブランキング電極）１７を制御するブランキングコ
ントロール回路１８に供給される。

【００１５】ブランキングコントロール回路１８にはシ
ョット時間補正メモリ１９が接続されており、ブランキ
ングコントロール回路１８からのブランキング信号は、
ショット時間補正メモリ１９からの値に応じて補正され
る。更に、制御ＣＰＵ１１は、材料９のフィールド毎の
移動のために、材料９が載せられたステージ２０の駆動
回路２１を制御する。このような構成の動作を次に説明
する。

【００１６】まず、基本的な描画動作について説明す
る。パターンデータメモリ１２に格納されたパターンデ
ータは、逐次読み出され、データ転送回路１３に供給さ
れる。このデータ転送回路１３からのデータに基づき、
偏向制御回路１４は成形偏向器６を制御し、また、制御
回路１５は位置決め偏向器１０を制御する。

【００１７】この結果、各パターンデータに基づき、成
形偏向器６により電子ビームの断面が単位パターン形状
に成形され、その単位パターンが順々に材料９上にショ
ットされ、所望の形状のパターン描画が行われる。な
お、この時、ブランキングコントロール回路１８からブ
ランカー１７へのブランキング信号により、材料９への
電子ビームのショットに同期して電子ビームのブランキ
ングが実行される。

【００１８】更に、材料９上の異なった領域への描画の
際には、制御ＣＰＵ１１からステージ駆動回路２１への
指令により、ステージ２０は所定の距離移動させられ
る。なお、ステージ２０の移動距離は、図示していない
が、レーザー測長器により監視されており、測長器から
の測長結果に基づき、ステージの位置は正確に制御され
る。

【００１９】次に、成形された電子ビームの偏向収差に
よるビームのぼけに伴うパターンサイズの変動を回避す
るショット時間の補正動作について説明する。まず、正
規の描画に先立ち、ショット時間補正値をショット時間
補正メモリ１９に書込む。この補正値は実際に描画した
結果から線幅を測定して求める。

【００２０】この補正値の求め方についてより詳細に説
明する。まず、ある線幅（例えば１μｍ）の図形を有す
るテストパターンをショット量を変化させながら描画す
る。これにより、ショット量Ｓと線幅Ｄとの関係が図３
に示すようにプロットされ、関係式を直線近似で求め
る。この関係式は次のように表される。

【００２１】Ｄ＝ｂ・Ｓ＋ｃ 次に、フィールドの各位置に同サイズの図形が配置され
たテストパターンを基準ショット量で描画する。描画し
た材料を現像し、各位置のパターンの線幅をＸ方向とＹ
方向について測定する。測定した線幅のフィールド中心
からの変動分をδＷｘ（Ｘ方向）、δＷｙ（Ｙ方向）と
表すと、補正すべきショット量δＳは、次のようにな
る。

【００２２】δＳ＝−（δＷｘ／ｂ＋δＷｙ／ｂ）／２ 上式は、ショット量と線幅とが使用するショット量付近
では比例関係にあることから導かれる。この補正すべき
ショット量δＳをフィールド各位置での代表点に対して
求め、次にフィールド位置と補正ショット量（ショット
時間）との関係を最小二乗近似にて計算し、求められた
値をショット時間補正メモリ１９に書込む。

【００２３】実際の描画の際には、位置決め偏向器制御
回路１５にショットすべきパターンの位置に対応した信
号がデータ転送回路１３から供給され、また、電子ビー
ムの断面積に応じて予め設定されたショット時間に対応
した信号がブランキングコントロール回路１８に供給さ
れる。

【００２４】ブランキングコントロール回路１８では、
データ転送回路１３からのショット時間に対応した信号
と、ショット時間補正メモリ１９から読み出された電子
ビームの偏向位置に応じたショット時間補正値とに基づ
いて演算を行い、電子ビームの偏向収差によるショット
時間の補正が行われる。

【００２５】この補正は、例えば、図４に示すような補
正テーブルに基づいて行われる。図４において、横軸は
Ｘ方向の偏向位置、縦軸はＹ方向の偏向位置である。こ
こで、Ｘ方向の位置が０でＹ方向の位置が０の場合（電
子ビームの偏向がない場合）、補正値は０であり、その
場合のショット時間は予め設定された基準ショット時間
とされる。また、Ｘ方向の位置が＋１でＹ方向の位置が
＋２の場合、補正値は３であり、この補正値に応じてシ
ョット時間は補正される。

【００２６】この結果、電子ビームの偏向位置に応じて
ショット時間が変えられ、偏向収差によるぼけに伴う線
幅の変動は補正され、所望の精度でパターンの描画を行
うことができる。

【００２７】以上本発明の一実施形態を説明したが、本
発明はこの実施の形態に限定されない。例えば、補正メ
モリ１９には、基準ショット時間に対する補正割合を書
き込み、基準ショット時間との掛け算で補正動作を実行
しても良い。また、ショット時間の補正値を求めてお
き、実際の描画時に基準のショット時間の補正演算を行
うようにしたが、事前に各偏向位置ごとの補正がなされ
たショット時間を求めて記憶しておき、実際の描画時に
補正演算を行わないこともできる。更に、可変面積型電
子ビーム描画装置を例に説明したが、本発明は被描画材
料に細く絞った電子ビームを照射するようにした電子ビ
ーム描画装置にも適用することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、被描
画材料への電子ビームのショット時間を電子ビームの偏
向位置に応じて変化させるようにしたので、電子ビーム
の偏向収差に基づくビームのぼけによるパターンの線幅
の変動が補正され、描画精度（図形精度）を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】矩形ビームの蓄積エネルギと線幅との関係を示
す図である。

【図２】本発明を実施するための電子ビーム描画装置の
一例を示す図である。

【図３】ショット量と描画線幅との関係を示す図であ
る。

【図４】ショット量補正テーブルの一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 電子銃 ２ 照射レンズ ３ 第１アパーチャ ４ 成形レンズ ５ 第２アパーチャ ６ 成形偏向器 ７ 縮小レンズ ８ 対物レンズ ９ 被描画材料 １０ 位置決め偏向器 １１ 制御ＣＰＵ １２ パターンデータメモリー １３ データ転送回路 １４ 成形偏向器制御回路 １５ 位置決め偏向器制御回路 １６ 対物レンズ制御回路 １７ ブランカー １８ ブランキングコントロール回路 １９ ショット時間補正メモリ ２０ ステージ ２１ ステージ駆動回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 描画すべきパターンに応じて電子ビーム
   を偏向し、所望のパターンの描画を行うようにした電子
   ビーム描画方法において、被描画材料への電子ビームの
   ショット時間を電子ビームの偏向位置に応じて変化させ
   るようにした電子ビーム描画方法。
2. 【請求項２】 ショット時間の調整を電子ビームのブラ
   ンキングによって行う請求項１記載の電子ビーム描画方
   法。
3. 【請求項３】 被描画材料への実際の描画の際には、電
   子ビームのショット時間をそのときの偏向位置に応じて
   補正するようにした請求項１記載の電子ビーム描画方
   法。
4. 【請求項４】 予め、電子ビームの偏向位置に応じたシ
   ョット時間が演算されている請求項１記載の電子ビーム
   描画方法。