JPH10303119A - 電子線転写露光方法 - Google Patents
電子線転写露光方法Info
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- JPH10303119A JPH10303119A JP9124723A JP12472397A JPH10303119A JP H10303119 A JPH10303119 A JP H10303119A JP 9124723 A JP9124723 A JP 9124723A JP 12472397 A JP12472397 A JP 12472397A JP H10303119 A JPH10303119 A JP H10303119A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体回路パターン層の状況に合せて転写露
光の条件を適切に調整し、精度とスループットのミスマ
ッチが少ない電子線転写露光方法を提供する。 【解決手段】 本電子線転写露光方法は、レチクル１上
のパターン領域を複数の副視野に分割し、各副視野を単
位として光学条件を変化させながら転写する露光方法で
ある。半導体回路のパターンの充填率の小さい層を露光
する際は、第一の投影レンズ２及び第二の投影レンズ３
の結像作用のみかあるいは少数の偏向器のみを動作させ
ることによって転写を行う。パターンの充填率の大きい
層を露光する際は、上記レンズの結像作用による外、軸
移動用偏向器６、１１等を作動させるとともに、電子線
偏向用偏向器６′、１１′等で収差を低減させて転写を
行う。
光の条件を適切に調整し、精度とスループットのミスマ
ッチが少ない電子線転写露光方法を提供する。 【解決手段】 本電子線転写露光方法は、レチクル１上
のパターン領域を複数の副視野に分割し、各副視野を単
位として光学条件を変化させながら転写する露光方法で
ある。半導体回路のパターンの充填率の小さい層を露光
する際は、第一の投影レンズ２及び第二の投影レンズ３
の結像作用のみかあるいは少数の偏向器のみを動作させ
ることによって転写を行う。パターンの充填率の大きい
層を露光する際は、上記レンズの結像作用による外、軸
移動用偏向器６、１１等を作動させるとともに、電子線
偏向用偏向器６′、１１′等で収差を低減させて転写を
行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線を用いてレ
チクル（マスク）のパターンを試料（ウェハ等）に転写
する転写装置に関する。特には、４ＧＤＲＡＭ以降の高
密度・微細パターンをも高スループットで形成できる電
子線を用いた転写装置に関する。
チクル（マスク）のパターンを試料（ウェハ等）に転写
する転写装置に関する。特には、４ＧＤＲＡＭ以降の高
密度・微細パターンをも高スループットで形成できる電
子線を用いた転写装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子線露光装置は高精度ではあるがスル
ープットが低いのが欠点とされており、その欠点を解消
すべく様々な技術開発がなされてきた。現在では、キャ
ラクタープロジェクションと呼ばれる技術が実用化され
ている。キャラクタープロジェクション露光では、繰り
返し小パターン（ウエハ上で１０μm 角程度）を複数種
類形成されたマスクを用いて、半導体回路パターンを転
写する。しかし、このキャラクタープロジェクションで
も、本格的な半導体集積回路（ＤＲＡＭ等）のウエハ露
光実生産に応用するにはスループットが１桁程度低い。
ープットが低いのが欠点とされており、その欠点を解消
すべく様々な技術開発がなされてきた。現在では、キャ
ラクタープロジェクションと呼ばれる技術が実用化され
ている。キャラクタープロジェクション露光では、繰り
返し小パターン（ウエハ上で１０μm 角程度）を複数種
類形成されたマスクを用いて、半導体回路パターンを転
写する。しかし、このキャラクタープロジェクションで
も、本格的な半導体集積回路（ＤＲＡＭ等）のウエハ露
光実生産に応用するにはスループットが１桁程度低い。
【０００３】一方、半導体ウエハに集積回路パターンを
焼き付けるリソグラフィー装置の一種として、所定のパ
ターンを備えたマスクに電子線を照射し、その照射範囲
のパターンの像を二段の投影レンズによりウエハに縮小
転写する電子線縮小転写装置が知られている（例えば特
開平５−１６００１２号参照）。この種の装置では、マ
スクの全範囲に一括して電子線を照射することができな
いので、光学系の視野を多数の小領域に分割し、小領域
毎に分割してパターン像を転写する（例えば米国特許第
５２６０１５１号参照）。また、レンズ磁場に軸移動用
偏向器の磁場を印加することによってレンズの軸を移動
させる方法（ＭＯＬ(Moving Objective Lens) 、ＶＡＬ
(Variable Axis Lens)) も公知である。しかし、このよ
うな本格的な縮小転写装置は現在開発途上にある。
焼き付けるリソグラフィー装置の一種として、所定のパ
ターンを備えたマスクに電子線を照射し、その照射範囲
のパターンの像を二段の投影レンズによりウエハに縮小
転写する電子線縮小転写装置が知られている（例えば特
開平５−１６００１２号参照）。この種の装置では、マ
スクの全範囲に一括して電子線を照射することができな
いので、光学系の視野を多数の小領域に分割し、小領域
毎に分割してパターン像を転写する（例えば米国特許第
５２６０１５１号参照）。また、レンズ磁場に軸移動用
偏向器の磁場を印加することによってレンズの軸を移動
させる方法（ＭＯＬ(Moving Objective Lens) 、ＶＡＬ
(Variable Axis Lens)) も公知である。しかし、このよ
うな本格的な縮小転写装置は現在開発途上にある。
【０００４】ところで、従来の電子線転写露光方法にお
いては、パターン形成しようとする回路の各部・各層の
状況を無視して（同一視して）、常に電子光学系の基本
的条件（方式、視野面積等）を同一としていた。例え
ば、ＶＡＬやＭＯＬ方式のレンズを有する電子光学系で
は、コンタクトホール層あるいはパターンの充填率の小
さい層でも、配線パターン層あるいはパターンの充填率
の大きい層でもＶＡＬやＭＯＬを作動させることを前提
としていた。また、コンタクトホール層あるいはパター
ンの充填率の小さい層でも、配線パターン層あるいはパ
ターンの充填率の大きい層でも主視野や副視野の寸法は
変りなく一定であった。さらに、高精度が要求される層
でも比較的精度が厳しくない層でも、主視野や副視野の
寸法は変りなく一定であった。
いては、パターン形成しようとする回路の各部・各層の
状況を無視して（同一視して）、常に電子光学系の基本
的条件（方式、視野面積等）を同一としていた。例え
ば、ＶＡＬやＭＯＬ方式のレンズを有する電子光学系で
は、コンタクトホール層あるいはパターンの充填率の小
さい層でも、配線パターン層あるいはパターンの充填率
の大きい層でもＶＡＬやＭＯＬを作動させることを前提
としていた。また、コンタクトホール層あるいはパター
ンの充填率の小さい層でも、配線パターン層あるいはパ
ターンの充填率の大きい層でも主視野や副視野の寸法は
変りなく一定であった。さらに、高精度が要求される層
でも比較的精度が厳しくない層でも、主視野や副視野の
寸法は変りなく一定であった。
【０００５】その結果、高精度が要求される層（クリテ
ィカル層）で十分精度を発揮できる条件の時は、比較的
精度が厳しくない層（非クリティカル層）では過剰な精
度で（馬鹿丁寧に）パターン形成を行うこととなり、全
体として装置のスループットを低下させていた。また、
コンタクトホール層あるいはパターンの充填率の小さい
層では電子線の電流量は問題とならないのに対して、配
線パターン層あるいはパターンの充填率の大きい層では
電子線の電流量が問題となる。しかし、両層で適当に露
光方式を考える（例えばＳＭＤとＭＯＬ・ＶＡＬを使い
分ける）ことはなされていなかった。これも、パターン
各部における精度とスループットのミスマッチを起こさ
せていた。
ィカル層）で十分精度を発揮できる条件の時は、比較的
精度が厳しくない層（非クリティカル層）では過剰な精
度で（馬鹿丁寧に）パターン形成を行うこととなり、全
体として装置のスループットを低下させていた。また、
コンタクトホール層あるいはパターンの充填率の小さい
層では電子線の電流量は問題とならないのに対して、配
線パターン層あるいはパターンの充填率の大きい層では
電子線の電流量が問題となる。しかし、両層で適当に露
光方式を考える（例えばＳＭＤとＭＯＬ・ＶＡＬを使い
分ける）ことはなされていなかった。これも、パターン
各部における精度とスループットのミスマッチを起こさ
せていた。
【０００６】本発明は従来のこのような問題点に鑑みて
なされたもので、半導体回路パターンの層の状況に合せ
て転写露光の条件を適切に調整し、上記ミスマッチが少
ない電子線転写露光方法を提供することを目的とする。
なされたもので、半導体回路パターンの層の状況に合せ
て転写露光の条件を適切に調整し、上記ミスマッチが少
ない電子線転写露光方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１態様の電子線転写露光方法は、 レチ
クル上のパターン領域を複数の主視野に分割し、各主視
野を複数の副視野に分割し、各副視野を単位として光学
条件を変化させながらレチクルをステップアンドリピー
トあるいは走査によって電子線照明し、レチクルを通過
してパターン化された電子線照明光を試料上に結像転写
する電子線転写露光方法であって； 二段の投影レンズ
と、各レンズの電子光学軸を移動させる軸移動用偏向器
と、電子線偏向用偏向器群と、上記軸移動用偏向器の作
動・不作動を選択する手段とを備える露光装置を用い；
半導体回路のコンタクトホール層あるいはパターンの
充填率の小さい層を露光する際は、上記第一の投影レン
ズ及び第二の投影レンズの結像作用のみかあるいは少数
の偏向器の併用によって転写を行い、 半導体回路の配
線パターン層あるいはパターンの充填率の大きい層を露
光する際は、上記第一の投影レンズ及び第二の投影レン
ズの結像作用による外、上記軸移動用偏向器を作動させ
るとともに、電子線偏向用偏向器で収差を低減させて転
写を行うことを特徴とする。
め、本発明の第１態様の電子線転写露光方法は、 レチ
クル上のパターン領域を複数の主視野に分割し、各主視
野を複数の副視野に分割し、各副視野を単位として光学
条件を変化させながらレチクルをステップアンドリピー
トあるいは走査によって電子線照明し、レチクルを通過
してパターン化された電子線照明光を試料上に結像転写
する電子線転写露光方法であって； 二段の投影レンズ
と、各レンズの電子光学軸を移動させる軸移動用偏向器
と、電子線偏向用偏向器群と、上記軸移動用偏向器の作
動・不作動を選択する手段とを備える露光装置を用い；
半導体回路のコンタクトホール層あるいはパターンの
充填率の小さい層を露光する際は、上記第一の投影レン
ズ及び第二の投影レンズの結像作用のみかあるいは少数
の偏向器の併用によって転写を行い、 半導体回路の配
線パターン層あるいはパターンの充填率の大きい層を露
光する際は、上記第一の投影レンズ及び第二の投影レン
ズの結像作用による外、上記軸移動用偏向器を作動させ
るとともに、電子線偏向用偏向器で収差を低減させて転
写を行うことを特徴とする。
【０００８】また、本発明の第２態様の電子線転写露光
方法は、 上記同様の電子線転写露光方法であって；
コンタクトホール層あるいはパターンの充填率の小さい
層を露光する際は、上記主視野及び／又は副視野の寸法
を大きくし、 配線パターン層あるいはパターンの充填
率の大きい層を露光する際は、上記主視野及び／又は副
視野の寸法を小さくして転写を行うことを特徴とする。
方法は、 上記同様の電子線転写露光方法であって；
コンタクトホール層あるいはパターンの充填率の小さい
層を露光する際は、上記主視野及び／又は副視野の寸法
を大きくし、 配線パターン層あるいはパターンの充填
率の大きい層を露光する際は、上記主視野及び／又は副
視野の寸法を小さくして転写を行うことを特徴とする。
【０００９】また、本発明の第３態様の電子線転写露光
方法は、 上記同様の電子線転写露光方法であって；
高精度が要求される層を露光する際は、上記主視野及び
／又は副視野の寸法を小さくし、 比較的精度が厳しく
ない層を露光する際は、上記主視野及び／又は副視野の
寸法を大きくして転写を行うことを特徴とする。
方法は、 上記同様の電子線転写露光方法であって；
高精度が要求される層を露光する際は、上記主視野及び
／又は副視野の寸法を小さくし、 比較的精度が厳しく
ない層を露光する際は、上記主視野及び／又は副視野の
寸法を大きくして転写を行うことを特徴とする。
【００１０】また、本発明の第４態様の電子線転写露光
方法は、 レチクル上のパターン領域を複数の主視野に
分割し、各主視野を複数の副視野に分割し、各副視野を
単位として光学条件を変化させながらレチクルをステッ
プアンドリピートあるいは走査によって電子線照明し、
レチクルを通過してパターン化された電子線照明光を試
料上に結像転写する電子線転写露光方法であって； 二
段の投影レンズと、各レンズの電子光学軸を移動させる
軸移動用偏向器と、電子線偏向用偏向器群と、上記軸移
動用偏向器の作動・不作動を選択する手段とを備える露
光装置を用い；高精度が要求される層を露光する際は、
上記第一の投影レンズ及び第二の投影レンズの結像作用
のみによってかあるいは少数の偏向器を併用することに
よって転写を行い、 比較的精度が厳しくない層を露光
する際は、上記第一の投影レンズ及び第二の投影レンズ
の結像作用による外、上記軸移動用偏向器を作動させる
とともに、電子線偏向用偏向器で収差を低減させて転写
を行うことを特徴とする。
方法は、 レチクル上のパターン領域を複数の主視野に
分割し、各主視野を複数の副視野に分割し、各副視野を
単位として光学条件を変化させながらレチクルをステッ
プアンドリピートあるいは走査によって電子線照明し、
レチクルを通過してパターン化された電子線照明光を試
料上に結像転写する電子線転写露光方法であって； 二
段の投影レンズと、各レンズの電子光学軸を移動させる
軸移動用偏向器と、電子線偏向用偏向器群と、上記軸移
動用偏向器の作動・不作動を選択する手段とを備える露
光装置を用い；高精度が要求される層を露光する際は、
上記第一の投影レンズ及び第二の投影レンズの結像作用
のみによってかあるいは少数の偏向器を併用することに
よって転写を行い、 比較的精度が厳しくない層を露光
する際は、上記第一の投影レンズ及び第二の投影レンズ
の結像作用による外、上記軸移動用偏向器を作動させる
とともに、電子線偏向用偏向器で収差を低減させて転写
を行うことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明においては、投影レンズ系
が対称磁気ダブレット型であることが好ましい。このレ
ンズ系では、主視野を２０mm×１mm程度と大きくでき、
副視野を２５０μm 角あるいは５００μm 角と大きくす
ることができることは公知である（Jpn. J. Appl. Phy
s. Vol. 34(1995) pp.3746-3753, Part 1, No.7A, July
1995）。しかし、このようなレンズ系では開口半角を
１mrad以下という非常に小さい角にする必要があること
も同上の文献で明らかである。ここで開口半角が小さい
と電子−電子の衝突で電子線の軌道が変り、ビームがボ
ケるので大きいビーム電流を用いて転写を行うことがで
きない。そのような大きいビーム電流が要求されるパタ
ーン充填率の比較的大きい配線層を露光する際は、偏向
器でレンズ軸を移動させるＭＯＬやＶＡＬのレンズ系を
用いればよい。
が対称磁気ダブレット型であることが好ましい。このレ
ンズ系では、主視野を２０mm×１mm程度と大きくでき、
副視野を２５０μm 角あるいは５００μm 角と大きくす
ることができることは公知である（Jpn. J. Appl. Phy
s. Vol. 34(1995) pp.3746-3753, Part 1, No.7A, July
1995）。しかし、このようなレンズ系では開口半角を
１mrad以下という非常に小さい角にする必要があること
も同上の文献で明らかである。ここで開口半角が小さい
と電子−電子の衝突で電子線の軌道が変り、ビームがボ
ケるので大きいビーム電流を用いて転写を行うことがで
きない。そのような大きいビーム電流が要求されるパタ
ーン充填率の比較的大きい配線層を露光する際は、偏向
器でレンズ軸を移動させるＭＯＬやＶＡＬのレンズ系を
用いればよい。
【００１２】一方、半角を大きくとれるパターンの充填
率がηが小さい層ではビーム電流Ｉは電流密度をＪとす
ると、 Ｉ∝Ｊ・η であり、ηが０．１以下のコンタ
クトホール層ではＩは電子−電子の衝突が問題となる程
大きくならない。したがってこのような層では、ＭＯＬ
やＶＡＬの光学系を用いなくても対称磁気ダブレットの
光学系を用いて主視野を広くして転写を行うことが好ま
しい。
率がηが小さい層ではビーム電流Ｉは電流密度をＪとす
ると、 Ｉ∝Ｊ・η であり、ηが０．１以下のコンタ
クトホール層ではＩは電子−電子の衝突が問題となる程
大きくならない。したがってこのような層では、ＭＯＬ
やＶＡＬの光学系を用いなくても対称磁気ダブレットの
光学系を用いて主視野を広くして転写を行うことが好ま
しい。
【００１３】また、対称磁気ダブレット（ＳＭＤ）の光
学系はレンズのみで構成されるので、軸対称であるから
高精度に作れる。一方、ＭＯＬやＶＡＬを用いるレンズ
系では、偏向器が非軸対称であるので製作精度が悪いた
め像の歪が生じる恐れがある。したがって高精度が要求
されるクリティカル層と呼ばれる層はＳＭＤレンズ系で
転写を行い、非クリティカル層と呼ばれる層は偏向器も
用いて、大きい開口で大電流を得ることにより高スルー
プットで転写を行うのが、パターンと精度、スループッ
トの関係にミスマッチがない。
学系はレンズのみで構成されるので、軸対称であるから
高精度に作れる。一方、ＭＯＬやＶＡＬを用いるレンズ
系では、偏向器が非軸対称であるので製作精度が悪いた
め像の歪が生じる恐れがある。したがって高精度が要求
されるクリティカル層と呼ばれる層はＳＭＤレンズ系で
転写を行い、非クリティカル層と呼ばれる層は偏向器も
用いて、大きい開口で大電流を得ることにより高スルー
プットで転写を行うのが、パターンと精度、スループッ
トの関係にミスマッチがない。
【００１４】以下、図面を参照しつつ説明する。図１
は、本発明の１実施例に係る電子線転写露光方法を行う
際に用いる投影光学系の模式的側面図である。図の最上
部に示されているレチクル１は、上部から、図示せぬ照
明光学系により電子線照明を受けている。レチクル１の
下には、順に、レンズ２、レンズ３、試料４が光軸（中
央の一点鎖線）に沿って配置されている。
は、本発明の１実施例に係る電子線転写露光方法を行う
際に用いる投影光学系の模式的側面図である。図の最上
部に示されているレチクル１は、上部から、図示せぬ照
明光学系により電子線照明を受けている。レチクル１の
下には、順に、レンズ２、レンズ３、試料４が光軸（中
央の一点鎖線）に沿って配置されている。
【００１５】レンズ２は、断面内向きコの字状の回転対
称形の磁極２ｂの内周にコイル２ｃを巻回したものであ
る。上部の磁極２ａ及び下部の磁極２ｄは、光軸寄りに
突出しており、両者の間に光軸方向の磁力線が形成され
ている。レンズ２内には、上の磁極２ａ部で立ち上が
り、その後一定で下の磁極２ｄで立ち下がる磁場が形成
される。
称形の磁極２ｂの内周にコイル２ｃを巻回したものであ
る。上部の磁極２ａ及び下部の磁極２ｄは、光軸寄りに
突出しており、両者の間に光軸方向の磁力線が形成され
ている。レンズ２内には、上の磁極２ａ部で立ち上が
り、その後一定で下の磁極２ｄで立ち下がる磁場が形成
される。
【００１６】レンズ２の上の磁極２ａの内側には、軸移
動用の偏向器６が配置されている。また、その下方のレ
ンズ２の内側には、軸移動用の偏向器７及び８が配置さ
れている。偏向器８は、ちょうどレンズ２の上下方向中
央部に位置する。なお、偏向器６、８と同じ位置には、
電子線偏向用の偏向器６′、８′も直交して重なるよう
に設置されている。軸移動用偏向器６、７及び８は、上
記ｄＢ（ｚ）／ｄｚに対応する磁場Ｙ（ｚ）を形成す
る。
動用の偏向器６が配置されている。また、その下方のレ
ンズ２の内側には、軸移動用の偏向器７及び８が配置さ
れている。偏向器８は、ちょうどレンズ２の上下方向中
央部に位置する。なお、偏向器６、８と同じ位置には、
電子線偏向用の偏向器６′、８′も直交して重なるよう
に設置されている。軸移動用偏向器６、７及び８は、上
記ｄＢ（ｚ）／ｄｚに対応する磁場Ｙ（ｚ）を形成す
る。
【００１７】クロスオーバ５はレチクルと試料間を縮小
率で内分する点で、照明系の電子銃のクロスオーバの像
が形成される点でもあって、レンズ３の上側磁極の直上
に形成されている。
率で内分する点で、照明系の電子銃のクロスオーバの像
が形成される点でもあって、レンズ３の上側磁極の直上
に形成されている。
【００１８】レンズ３は、レンズ２を相似形で小形化し
倒立させた形をしている。レンズ３の極性はレンズ２の
逆である。レンズ３の内側には、レンズ２の場合と同様
に軸移動用偏向器９、１０及び１１が配置されている。
なお、偏向器９、１１と同じ位置には、電子線偏向用の
偏向器９′、１１′も直交して重なるように設置されて
いる。
倒立させた形をしている。レンズ３の極性はレンズ２の
逆である。レンズ３の内側には、レンズ２の場合と同様
に軸移動用偏向器９、１０及び１１が配置されている。
なお、偏向器９、１１と同じ位置には、電子線偏向用の
偏向器９′、１１′も直交して重なるように設置されて
いる。
【００１９】レンズ３のすぐ下には試料（ウエハ）４が
置かれている。
置かれている。
【００２０】図１の電子光学系におけるレンズ軸移動を
作動させた場合の電子線の作用について説明する。上面
からの電子線によって照明されているレチクル１を通過
した電子線は、２段の投影レンズ２、３で縮小されて試
料４上に投影結像される。図中には、レチクル２上の光
軸から離れた距離にある副視野の代表点からレチクル面
に垂直に射出した主光線１９が示されている。同主光線
１９は、第１の偏向器６′によって光軸方向に偏向さ
れ、第２の偏向器８′の偏向中心において光軸と交わ
る。主光線１９は、第２の偏向器８′によって偏向され
て、光軸に沿って下方に進む。ここで主光線の軌道１９
とレンズ２の軸が一致するよう、偏向器６、７、８に電
流を流し、上述のレンズ軸を移動させる磁場Ｙ（ｒ，
ｚ）を与える。
作動させた場合の電子線の作用について説明する。上面
からの電子線によって照明されているレチクル１を通過
した電子線は、２段の投影レンズ２、３で縮小されて試
料４上に投影結像される。図中には、レチクル２上の光
軸から離れた距離にある副視野の代表点からレチクル面
に垂直に射出した主光線１９が示されている。同主光線
１９は、第１の偏向器６′によって光軸方向に偏向さ
れ、第２の偏向器８′の偏向中心において光軸と交わ
る。主光線１９は、第２の偏向器８′によって偏向され
て、光軸に沿って下方に進む。ここで主光線の軌道１９
とレンズ２の軸が一致するよう、偏向器６、７、８に電
流を流し、上述のレンズ軸を移動させる磁場Ｙ（ｒ，
ｚ）を与える。
【００２１】偏向器８′で光軸に一致させられた主光線
軌道１９は、クロスオーバ５を通過し、偏向器８′と相
似位置にある第３の偏向器９′で光軸からはずれる方向
に偏向され、第４の偏向器１１′の中心で、試料４への
転写位置から光軸と平行に立ち上がる垂線と交わる。さ
らに偏向器６′と相似位置にある第４の偏向器１１′で
光軸に平行に偏向され、試料４に垂直に入射する。第２
の投影レンズ３においても、第１の投影レンズ２と同様
に、レンズの電子光学軸は主光線１９の軌道に一致する
よう偏向器９、１０、１１で調整されている。
軌道１９は、クロスオーバ５を通過し、偏向器８′と相
似位置にある第３の偏向器９′で光軸からはずれる方向
に偏向され、第４の偏向器１１′の中心で、試料４への
転写位置から光軸と平行に立ち上がる垂線と交わる。さ
らに偏向器６′と相似位置にある第４の偏向器１１′で
光軸に平行に偏向され、試料４に垂直に入射する。第２
の投影レンズ３においても、第１の投影レンズ２と同様
に、レンズの電子光学軸は主光線１９の軌道に一致する
よう偏向器９、１０、１１で調整されている。
【００２２】ここで、投影レンズ２と３は、対称磁気ダ
ブレットの条件（一部除く、後述）を満たしている。す
なわち、第１の投影レンズ２と第２の投影レンズとが、
それらの幾何的形状及びクロスオーバ５との位置関係に
おいて次のような関係にある。図のクロスオーバ５及び
第１の投影レンズ２を含む図形を、クロスオーバの位置
を変えずに縮小率倍（例えば４分の一倍）に縮小する。
そして、クロスオーバ５を中心として、拡大した図形を
１８０°回して図の下にもってくると、その図形は第２
の投影レンズ３とピッタリと重なる。
ブレットの条件（一部除く、後述）を満たしている。す
なわち、第１の投影レンズ２と第２の投影レンズとが、
それらの幾何的形状及びクロスオーバ５との位置関係に
おいて次のような関係にある。図のクロスオーバ５及び
第１の投影レンズ２を含む図形を、クロスオーバの位置
を変えずに縮小率倍（例えば４分の一倍）に縮小する。
そして、クロスオーバ５を中心として、拡大した図形を
１８０°回して図の下にもってくると、その図形は第２
の投影レンズ３とピッタリと重なる。
【００２３】また、図１の投影光学系においては、クロ
スオーバ５からレチクル１側に配置されている電子線偏
向用の偏向器６′、８′及びクロスオーバ５から試料４
側に配置されている電子線偏向用の偏向器１１′、９′
の幾何形状及び幾何的配置が、クロスオーバ５からレチ
クル１間を縮小率倍に相似縮小すると、クロスオーバ５
を中心として上下点対称となる。またレチクル１からク
ロスオーバ５までの主光線の軌道と、クロスオーバ５か
ら試料４までの主光線の軌道が、レチクルからクロスオ
ーバ５間を縮小率倍に相似縮小すると、クロスオーバ５
を中心として上下点対称となる。すなわち、主光線の軌
道や偏向器をもクロスオーバを中心として相似点対称と
することにより、偏向器の不完全さに起因する収差がク
ロスオーバの前後で互いに打ち消し合って低収差を実現
している。
スオーバ５からレチクル１側に配置されている電子線偏
向用の偏向器６′、８′及びクロスオーバ５から試料４
側に配置されている電子線偏向用の偏向器１１′、９′
の幾何形状及び幾何的配置が、クロスオーバ５からレチ
クル１間を縮小率倍に相似縮小すると、クロスオーバ５
を中心として上下点対称となる。またレチクル１からク
ロスオーバ５までの主光線の軌道と、クロスオーバ５か
ら試料４までの主光線の軌道が、レチクルからクロスオ
ーバ５間を縮小率倍に相似縮小すると、クロスオーバ５
を中心として上下点対称となる。すなわち、主光線の軌
道や偏向器をもクロスオーバを中心として相似点対称と
することにより、偏向器の不完全さに起因する収差がク
ロスオーバの前後で互いに打ち消し合って低収差を実現
している。
【００２４】また、第１の偏向器６′と第４の偏向器１
１′は同一の電源１４で制御され、第２の偏向器８′と
第３の偏向器９′は同一の電源１２で制御され、レンズ
の軸を移動させる偏向器７と１０も同一の電源１３で制
御される。その結果、電源の不安定さによるビームの不
安定さが互いに打ち消し合うので制御電源の精度不足に
よる転写精度低下を低減できる。なお、本実施例では、
レンズ２とレンズ３は、レンズギャップ、レチクル側と
試料側のボーア径、クロスオーバ側のボーア径、励磁レ
ンズについては対称磁気ダブレットの条件を満たした
が、第１のレンズの主面がレチクルとクロスオーバの中
点に来るという条件は満足させなかった。この条件は電
子線偏向用の偏向器も使用している本実施例の光学系で
は不要である。
１′は同一の電源１４で制御され、第２の偏向器８′と
第３の偏向器９′は同一の電源１２で制御され、レンズ
の軸を移動させる偏向器７と１０も同一の電源１３で制
御される。その結果、電源の不安定さによるビームの不
安定さが互いに打ち消し合うので制御電源の精度不足に
よる転写精度低下を低減できる。なお、本実施例では、
レンズ２とレンズ３は、レンズギャップ、レチクル側と
試料側のボーア径、クロスオーバ側のボーア径、励磁レ
ンズについては対称磁気ダブレットの条件を満たした
が、第１のレンズの主面がレチクルとクロスオーバの中
点に来るという条件は満足させなかった。この条件は電
子線偏向用の偏向器も使用している本実施例の光学系で
は不要である。
【００２５】また、この光学系では、偏向器電源１２、
１３及び１４には、該電源と各偏向器との間を開閉する
スイッチ１５、１６及び１７が設けられている。なお、
図１では、軸移動用偏向器と電子線偏向用偏向器の電源
が共用されているように描かれているが、これは図示の
簡便化のためであって、実際には電源及びスイッチとも
に別体である。特に高精度が要求される層や、パターン
の充填率の小さいコンタクトホール層等を転写する場合
には、軸移動用偏向器６、７、８、９、１０及び１２に
供給される電源１２、１３、１４は、スイッチ１５、１
６と１７で切離され、動作させないようにする。そし
て、主視野又は副視野を大きくして、転写が行われる。
すなわち、マスク１から射出した主光線は、レンズ２と
レンズ３によるＳＭＤ軌道１８を通り試料４にほぼ直角
に入射する。場合によっては軸移動用偏向器６、１１と
電子線偏向用偏向器６′、１１′のみを動作させ、破線
１９′で示した軌道を取っても同様の効果がある。
１３及び１４には、該電源と各偏向器との間を開閉する
スイッチ１５、１６及び１７が設けられている。なお、
図１では、軸移動用偏向器と電子線偏向用偏向器の電源
が共用されているように描かれているが、これは図示の
簡便化のためであって、実際には電源及びスイッチとも
に別体である。特に高精度が要求される層や、パターン
の充填率の小さいコンタクトホール層等を転写する場合
には、軸移動用偏向器６、７、８、９、１０及び１２に
供給される電源１２、１３、１４は、スイッチ１５、１
６と１７で切離され、動作させないようにする。そし
て、主視野又は副視野を大きくして、転写が行われる。
すなわち、マスク１から射出した主光線は、レンズ２と
レンズ３によるＳＭＤ軌道１８を通り試料４にほぼ直角
に入射する。場合によっては軸移動用偏向器６、１１と
電子線偏向用偏向器６′、１１′のみを動作させ、破線
１９′で示した軌道を取っても同様の効果がある。
【００２６】これに対して、比較的精度が甘くて良い非
クリティカルレイヤーと呼ばれる層や、配線パターンの
如きパターンの充填率の大きいパターンの場合には、開
口を大きくして高スループットで転写を行いたい。この
場合は上記とは逆にレンズの軸移動用偏向器６、７、
８、９、１０、１１や、軸移動用偏向器６、８、９、１
１と同位置に巻いてあるビームを偏向させる偏向器を、
スイッチ１５、１６、１７を閉じることによって制御電
源１２、１３、１４で駆動し、主視野寸法は５mm程度、
副視野寸法は２５０μｍ角程度に小さくして転写を行
う。なお、レチクル１の照明範囲の選択は、図示せぬ照
明光学系のコンデンサレンズのズーム作用の調整により
行う。
クリティカルレイヤーと呼ばれる層や、配線パターンの
如きパターンの充填率の大きいパターンの場合には、開
口を大きくして高スループットで転写を行いたい。この
場合は上記とは逆にレンズの軸移動用偏向器６、７、
８、９、１０、１１や、軸移動用偏向器６、８、９、１
１と同位置に巻いてあるビームを偏向させる偏向器を、
スイッチ１５、１６、１７を閉じることによって制御電
源１２、１３、１４で駆動し、主視野寸法は５mm程度、
副視野寸法は２５０μｍ角程度に小さくして転写を行
う。なお、レチクル１の照明範囲の選択は、図示せぬ照
明光学系のコンデンサレンズのズーム作用の調整により
行う。
【００２７】この軸移動を行う際の主光線の軌道１９を
図中に模式的に表した。レチクル１から垂直に射出され
た電子線に対しては、軸移動用偏向器６によってレンズ
の軸がこの軌道位置に移動させられている。したがって
この軌道はレンズによっては曲げられず、６の軸移動用
偏向コイルと直角の方向に巻かれたビームを曲げる偏向
コイル６′によって軌道１９のように光軸の方向に曲げ
られ、偏向器８によって光軸に沿う軌道を取り、偏向器
９によって、斜め下方向に偏向され、偏向器１１によっ
て試料４に垂直入射させられる。軌道１９上に常にレン
ズの軸が一致するようレンズの軸移動用偏向器６、７、
８、９、１０、１１が動作している。
図中に模式的に表した。レチクル１から垂直に射出され
た電子線に対しては、軸移動用偏向器６によってレンズ
の軸がこの軌道位置に移動させられている。したがって
この軌道はレンズによっては曲げられず、６の軸移動用
偏向コイルと直角の方向に巻かれたビームを曲げる偏向
コイル６′によって軌道１９のように光軸の方向に曲げ
られ、偏向器８によって光軸に沿う軌道を取り、偏向器
９によって、斜め下方向に偏向され、偏向器１１によっ
て試料４に垂直入射させられる。軌道１９上に常にレン
ズの軸が一致するようレンズの軸移動用偏向器６、７、
８、９、１０、１１が動作している。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、半導体回路パターンの層の状況に合せて装置
の条件を適切に調整し、転写精度とスループットにミス
マッチが少ない電子線転写露光方法を提供することがで
きる。
によれば、半導体回路パターンの層の状況に合せて装置
の条件を適切に調整し、転写精度とスループットにミス
マッチが少ない電子線転写露光方法を提供することがで
きる。
【図１】本発明の１実施例に係る軸移動型電磁レンズの
調整方法を適用するレンズ系を示す模式的側面図であ
る。
調整方法を適用するレンズ系を示す模式的側面図であ
る。
１ レチクル ２ 第１の投影レ
ンズ ３ 第２の投影レンズ ４ 試料 ５ クロスオーバ ６、６′ 偏向器 ７ 偏向器 ８、８′ 偏向器 ９、９′ 偏向器 １０ 偏向器 １１、１１′ 偏向器 １２ 電源 １３ 電源 １４ 電源 １５ スイッチ １６ スイッチ １７ スイッ
チ １８ ＳＭＤ軌道 １９ ＶＡＬ軌道
ンズ ３ 第２の投影レンズ ４ 試料 ５ クロスオーバ ６、６′ 偏向器 ７ 偏向器 ８、８′ 偏向器 ９、９′ 偏向器 １０ 偏向器 １１、１１′ 偏向器 １２ 電源 １３ 電源 １４ 電源 １５ スイッチ １６ スイッチ １７ スイッ
チ １８ ＳＭＤ軌道 １９ ＶＡＬ軌道
Claims (4)
- 【請求項１】 レチクル上のパターン領域を複数の主視
野に分割し、各主視野を複数の副視野に分割し、各副視
野を単位として光学条件を変化させながらレチクルをス
テップアンドリピートあるいは走査によって電子線照明
し、レチクルを通過してパターン化された電子線照明光
を試料上に結像転写する電子線転写露光方法であって；
二段の投影レンズと、各レンズの収差を低減するための
偏向器群と、偏向器群の作動・不作動を選択する手段と
を備える露光装置を用い；半導体回路のコンタクトホー
ル層あるいはパターンの充填率の小さい層を露光する際
は、上記第一の投影レンズ及び第二の投影レンズの結像
作用のみかあるいは少数の偏向器と上記レンズとを動作
させることによって転写を行い、 半導体回路の配線パターン層あるいはパターンの充填率
の大きい層を露光する際は、上記第一の投影レンズ及び
第二の投影レンズの結像作用による外、上記偏向器群の
大部分を動作させて転写を行うことを特徴とする電子線
転写露光装置。 - 【請求項２】 レチクル上のパターン領域を複数の主視
野に分割し、各主視野を複数の副視野に分割し、各副視
野を単位として光学条件を変化させながらレチクルをス
テップアンドリピートあるいは走査によって電子線照明
し、レチクルを通過してパターン化された電子線照明光
を試料上に結像転写する電子線転写露光方法であって；
コンタクトホール層あるいはパターンの充填率の小さい
層を露光する際は、上記主視野及び／又は副視野の寸法
を大きくし、 配線パターン層あるいはパターンの充填率の大きい層を
露光する際は、上記主視野及び／又は副視野の寸法を小
さくして転写を行うことを特徴とする電子線転写露光方
法。 - 【請求項３】 レチクル上のパターン領域を複数の主視
野に分割し、各主視野を複数の副視野に分割し、各副視
野を単位として光学条件を変化させながらレチクルをス
テップアンドリピートあるいは走査によって電子線照明
し、レチクルを通過してパターン化された電子線照明光
を試料上に結像転写する電子線転写露光方法であって；
高精度が要求される層を露光する際は、上記主視野及び
／又は副視野の寸法を小さくし、 比較的精度が厳しくない層を露光する際は、上記主視野
及び／又は副視野の寸法を大きくして転写を行うことを
特徴とする電子線転写露光方法。 - 【請求項４】 レチクル上のパターン領域を複数の主視
野に分割し、各主視野を複数の副視野に分割し、各副視
野を単位として光学条件を変化させながらレチクルをス
テップアンドリピートあるいは走査によって電子線照明
し、レチクルを通過してパターン化された電子線照明光
を試料上に結像転写する電子線転写露光方法であって；
二段の投影レンズと、各レンズの収差を低減させる偏向
器群と、上記偏向器群の作動・不作動を選択する手段と
を備える露光装置を用い；高精度が要求される層を露光
する際は、上記第一の投影レンズ及び第二の投影レンズ
の結像作用のみかあるいは少数の偏向器を動作させるこ
とによって転写を行い、 比較的精度が厳しくない層を露光する際は、上記第一の
投影レンズ及び第二の投影レンズの結像作用による外、
上記偏向器群を作動させて転写を行うことを特徴とする
電子線転写露光方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9124723A JPH10303119A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 電子線転写露光方法 |
| US09/069,536 US6114709A (en) | 1997-04-30 | 1998-04-29 | Electron-beam transfer-exposure apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9124723A JPH10303119A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 電子線転写露光方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303119A true JPH10303119A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14892519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9124723A Pending JPH10303119A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 電子線転写露光方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6114709A (ja) |
| JP (1) | JPH10303119A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW579536B (en) | 2001-07-02 | 2004-03-11 | Zeiss Carl Semiconductor Mfg | Examining system for the particle-optical imaging of an object, deflector for charged particles as well as method for the operation of the same |
| GB2437716A (en) * | 2006-05-03 | 2007-11-07 | Converteam Ltd | Method of forming single-layer coils |
| US8987689B2 (en) * | 2012-05-31 | 2015-03-24 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Efficient scan for E-beam lithography |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5466904A (en) * | 1993-12-23 | 1995-11-14 | International Business Machines Corporation | Electron beam lithography system |
| JP3552344B2 (ja) * | 1995-07-05 | 2004-08-11 | 株式会社ニコン | 荷電粒子線によるパターン転写方法および転写装置 |
| JPH09129543A (ja) * | 1995-11-01 | 1997-05-16 | Nikon Corp | 荷電粒子線転写装置 |
-
1997
- 1997-04-30 JP JP9124723A patent/JPH10303119A/ja active Pending
-
1998
- 1998-04-29 US US09/069,536 patent/US6114709A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6114709A (en) | 2000-09-05 |
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