JPS60117721A - 電子ビ−ム露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ＜ａ）発明の技術分野 一本発明はサブミクロン領域の微細パターン描画をなす
電子ビーム露光装置に関する。

（ｂ）技術の背景 本発明は、ＬＳＩ等生産工程に於いて使用される電子ビ
ーム露光装置に係り、マスク形成のターゲットに投射す
るビームスボンドに対してその位置補正手段に係り、特
に、装置外部からの機械的インパクト等によるビームス
ポットの微変位を自動的に補正し高精度のパターン描画
を実現するを意図してなされたものである。

（Ｃ）従来技術と問題点 第１図は、従来の電子ビーム露光装置の簡略構成図１図
を参照して装置構成とその動作の概要を説明する。

図示装置は、電子統始め電子ビーム偏向制御のデフレク
タ等を収納する電子光学系コラム、マスク用基板を高精
度に位置決め収容するステージ。

及び、前記のステージと電子光学系コラムを排気し１０
””Ｔｏｒｒ以下の真空を維持するチャンバ排気系（排
気系は図示されない）から構成される。

第１図電子光学系コラム内は、その頭部位置にタングス
テンフィラメント使用の電子銃ｌ、電子銃直下のビーム
加速グリッドを経てピームロ径調整用の可変スリット２
．及び該スリット２背後の電子ビーム集束用のレンズ３
とレンズ４とが設ｉノられる。更に下方２前記集束レン
ズ３と４間には前記スリット２通過のビームとスリット
６とのクロスオーバ照射により、任意サイズ並びに形状
のビーム成形をなす可変整形デフレクタ５．及び前記整
形の電子ビームを偏向制御し、チャンバ内クーゲット１
０にパターン描画をなすビーム走査用の静電デフレクタ
７が配置される。尚２図示の８は集束レンズ４下方に置
かれた位置決め偏向器である。

前記露光装置は、可変整形デフレクタ５並びにスリット
６により、整形後の矩形状電子ビームスポットの狭幅を
例えば、０．５μｍ程度になす等。

描画対象のパターン密度或いはパターン精度に応じてビ
ーム寸法形状を可変可能とする可変面積型の露光装置例
である。

図示電子光学系コラム下端のチャンバ１２には。

微細パターン描画のマスク等基板１０を載置するステー
ジ９が収納され、ステージ９の下方は真空排気系が連接
される。ステージ９は、投射ビームスポット１１に対し
てステージ載置の加工マスク平面をＸＹ方向自在に駆動
するモータを具え且つ又モータ駆動によるステージ位置
決めが高精度に読み取れるレーザ干渉計等を具備する。

図示１７と１８は夫々チャンバ内ステージに設けるレー
ザ干渉計及びレーザミラーである。

第２図は基板１０または試料塔載のステージ９に投射さ
れる矩形状電子ビームスボンドの静的位置。

或いはスポットの縦横寸法を電子計測するコラム下端の
反射電子検出器設置の状態を示す側面図である。

図中、１３は前記矩形状ビームスポット位置を検出する
重金属を基板蒸着したＬ字形等形成のパターン、１４は
前記の反射電子検出器、及び１５は重金属パターンエツ
ジである。

第２図反射電子検出器１４は、ビームスポット１１と重
金属パターン１３の重複する投射スボノ１−向積に比例
して反射する電子電流を検出し、これからステージ９投
射のスポット位置をＸＹ平面座標軸上に位置決めに用い
る。位置決め後の電子ビームスポット１１は、爾後行う
試料にたいする高精度パターンの直接描画を行う走査制
御系に対する信号処理系の基準となる。

然し乍ら、係る電子ビーム露光装置は、コラム。

コラム下端のチャンバ共、同一剛体と見なされる強固な
組立体で形成されているが、上下方向に長い電子光学系
コラム上方から投射される基板１０上のビームスポット
１１は、外部からの機械的振動やインバク；−により所
定位置から前後左右に微動変位を生ずるスポットズレが
問題であるや該スボソＨ１の微動変位を避ける為には、
巨大な防振装置を必要とするが、これは現実的にも又経
済的な観点から見ても問題がある。

（ｄ）発明の目的 本発明は前記問題点を解決することである。

装置のビーム露光稼働時、外部からの機械的振動やイン
パクトによるビームスポットの微動変位を電子的制御手
段により消去して高精度パターン描画の精度を保持し且
つＩＣ生産の効率化を図ることにある。

（ｅ）発明の構成 前記目的は、電子ビーム発生手段と、電子ビーム集束手
段と、電子ビーム偏向手段と電子ビームが照射されるべ
き試料とを備えたコラムに加速度検出手段を設け、該加
速度検出手段の出力に基づいて該電子ビーム偏向手段の
電子ビーム偏向量を補償することにより達成される。

＜Ｃ）発明の実施例 以下１本発明の外力によるビーム位置ズレ補正をなす加
速度センサからのビームスポット偏向制御手段を説明す
る第３図回路実施例図に従かい本発明の詳細な説明する
。

加速度センサ装着位置は例えば第１図装置のコラム中央
及びその下端部１図の２０．２０′位置に強固に接着固
定される。而して例えば圧電性結晶体等で形成された加
速度センサは、電子光学系コラムを始め、コラム下端の
チャンバ１２．或いはチャンバ内の基板塔載ステージ９
などの各構成部域が有する固有振動伝達姿態（モード）
の中、入来する外部振動やインパクト（衝撃）に起因し
て誘発される低次乃至は高次の振動を検知せしめるに効
果的である。

第３図は前記振動検知のセンサ２０及び２０′出力から
ターゲット基板上ビームスボ・ノＩ−’６’ｆＸ変位を
消去するための集束ビーム偏向制御回路実施例である。

同図中、２０は加速度センサ、　２１は加速度センサ２
０の出力増幅器、２２は増幅器２１の後段側の二重積分
器である。二重積分器２２の出力は、加速度センサ装着
位置に於けるインパクトに対する変位該当出力である。

尚、ダンシュ記号を付す２０’、２１′。

と２２′は他位置に装着された加速度センサ２０′と。

後段側の前記同等機能の出力増幅器及び二重積分器であ
る。

更に、２３と２３′は前記センサ検出の変位出力を重み
付けする線形増幅器、２４は二つの重み付は増幅器出力
の加算増幅器、２５は加算増幅器２４からの出力と静電
ビームデフレクタ７のビーム走査信号２６とを入力する
ビーム偏向増幅器である（第１図参照）。

加速度センサ２０は、電子ビームスポット１１に及ばず
外部インパクトあるいは振動によるビームスポア）の変
位ｆ　（ｘ）が、最も大きい装置部所例えば、電子光学
系コラムの中央位置に装着される。

この場合のセンサ位置は、定量的に把握可能なインパク
ト用い且つ第２図で説明した反射電子検出器１４の電子
電流計測手段により選定することが出来る。

前記変位ｆ　（ｘ）は、線形増幅器２３の帰還抵抗Ｒで
重み係数ａが付加される。重み係数ａが付加された検出
変位出力は加算増幅器２４を介してビーム偏向器２５に
入力される。

重み付けされた変位出力は　ｙ＝ａ、ｆ（ｘ）として示
される。

加速度センサ２０′は、前記検出変位に次いで大きい他
位置（部所）に装着した加速度センサに対する重み付け
の変位出力ｙを取得する為である。

斯様な装置各部所に装着された複数の加速度センサの重
み付けした検出出力ｙから、ビームスポット位置補正を
なす全帰還量Ｙは Ｙ＝Σｙｔ＝Σ（ａ、・ｆ、　（ｘ）　）として示され
る。但し、ｉ−１と２である。

この様な装置各部所に装着された加速度計の二重積分器
出力を適宜重み付けしてビームスボ・ノド偏向制御系へ
帰還する回路構成とすれ＆ボ、装置稼働のパターン描画
時、意図しなし）１辰動あるＧ′１ムま機械的インパク
トがあっても描画のマスクツぐターン精度が低下するこ
とはなむ１゜ （ｇ）発明の効果 以上、詳細に説明した本発明の電子ビームにり寸する電
気的制御手段を具える露光装置によれ番ヨ。

比較的簡易な制御手段でビームスポットの変（立？甫正
が自動的にされるにとになり、）ずターン露３ｕＲの外
的擾乱を懸念することなく高精度のノずターン描画が施
行されることになる。

係る観点から本発明の工業的価４直番よ大きむ１゜

【図面の簡単な説明】

第１図は対象とする電子ビーム露光装置の簡ＩｌＢ構成
図、第２図はコラム下端の電子ビームスボ・ノド位置計
測部の側面図、及び第３１土本発明の露光ビーム制御手
段を示す回路構成図である。 図中、２と６はスリ・ノド、３と４番ま共に電子ビーム
集束レンズ、７は静電デフレクタ（ビーム偏向制御系）
、８は位置決め偏向器、９番まターゲ・ノドステージ、
　１０は加工対象マスク又番よ基板（試料）、１１は電
子ビームスボ・ノド、１２番よコラム−Ｆ端のチャンバ
、　１３は蒸着の重金属ノぐターン、１４番よ反Ｊ１寸
電子検出器、２０は加速度センサ、２１しま１曽幅器、
２２は二重積分器、２３は線形増幅器、２４しま加算ｌ
曽幅器。 第１目 第２因 第３財

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電子ビーム発生手段と、電子ビーム集束手段と。 電子ビーム偏向手段と電子ビームが照射されるべき試料
   とを備えたコラムに加速度検出手段を設け。 該加速度検出手段の出力に基づいて該電子ビーム偏向手
   段の電子ビーム偏向量を補償するようにしたことを特徴
   とする電子ビーム露光装置。