JPS6038020B2 - 電子線露光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子線露光装置に関し、特に後述する近接効果
による悪影響を除去することのできる電子線露光装置に
関する。

ＩＣかＬＳＩへ、ＬＳＩから超は１へといった半導体素
子の高密度化に伴い、極めて微細な図形を露光すること
のできる電子線露光装置が注目されている。

ところで高密度化するためには当然図形を小さくすると
共に図形と図形との間隔も短縮する必要がある。ところ
が図形と図形が接近する様になると電子線投射部位にお
ける散乱電子による影響（近接効果）を無視することが
できなくなる。即ち電子線を用いてレジストの露光を行
い、現像後例えば第１図ａに示す如き互いに間隔Ｓ，，
Ｓ２を隔てて１列に並んだ矩形Ａ〜Ｅから成るパターン
を得ようとする場合、各矩形を形成するための電子線照
射時間を大きな距離Ｓ２を隔てて配置される矩形Ｄ，Ｂ
を形成するのに適切な比較的大きな照射時間Ｌ‘こ設定
して全矩形を露光したとすると、電子線によりレジスト
内に注入された内部エネルギー分布は第１図ｂにおいて
実線で示すようなものになる。但し、第１図ｂ及び以下
に説明する第１図ｄ、第１図ｆにおいては縦軸は空間座
標であり、又一点鎖線Ｍは現像によってレジストが除去
されるために必要な内部エネルギーレベルである。第１
図ｂから明らかなように矩形Ａ，Ｂ，Ｃを形成するため
に照射された電子線により注入された内部エネルギーは
個々においては同図において点線で示される如きもので
あるが、これら矩形Ａ，Ｂ，Ｃが近接しているため内部
エネルギーの重畳効果が強く現われる。従ってこのよう
な条件で露光されたレジストを現像すると第１図ｃに示
すように矩形Ａ，Ｂ，Ｃが分離されないものとなる。又
、一方これら矩形Ａ，Ｂ，Ｃが計画された幅で分離され
るように、比較的４・さな露光時間ｔ２によって全体を
露光すると、レジストに注入された内部エネルギーは第
１図ｄにおいて実線で示すようになり、従ってレジスト
を現像すると、矩形Ａ，Ｂ，Ｃの間隔は適切であるが、
矩形Ｄ，Ｅの幅が計画された幅よりかなり狭いものとな
ってしまう。

本発明は上記のように鑑みてなされたものであり、電子
線発生源と露光材料との間にマスクを配置し該マスクに
よて規定された断面を持つ電子線を用いて図形を描く方
式の電子線露光装置における前記近接効果による図形精
度の低下等悪影響を除去することを目的とする。

以下添付図面にもとずき本発明を詳説する。

第２図は本発明の一実施例を示す構成図であり、同図に
おいて１は電子銃である。該電子銃より発生した電子線
２はプランキング用偏向器３により“ＯＮ”，“ＯＦＦ
”された後所定の形状例えば正方形の電子線通過口を有
するマスク４に投射される。該マスク４の通過口を通過
した電子線は集東レンズ５によってステージ６上の露光
材料７に投射される。この時マスク４は該マスクの像が
材料７に縮小して結像される様な位置に配置される。そ
して材料上の結像位置は偏向器８によって移動される。
９はデジタル電子計算機及び記憶装置を主体とする中央
処理装置であり、該中央処理装置９は露光すべき図形に
応じた図形信号を作成し走査回路１０に送る。

該走査回路１川ま図形信号に基づいて実際に電子線を投
射すべき材料上の位層を指定する位置信号を順次発し偏
向器８へ送る。又走査回路１０は位置信号の発生に同期
したプランキングタイミング信号を発しパルス発振器１
１へ送る。該発振器１１は該タイミング信号と中央処理
装置９からの幅指定信号とに基づいてプランキング信号
を発し、該プランキング信号は偏向器８へ供給される。
上述の如き構成において、レジストを露光して現像する
ことにより例えば第１図ａに示す如きパターンを得よう
とする場合、走査回路１０は中央処理装置９からの図形
信号に応じて各図形の位置を指定する位置信号Ｖａ〜Ｖ
ｅを第３図ａに示される様に一定時間毎に順次発し偏向
器８へ送る。

従ってマスク４によって矩形の断面形状が与えられた電
子線は順次ＡからＥへ一定時間毎に移動する。走査回路
１０は又電子線が移動を終え静止するまでの過渡期間を
考慮した遅延時間を持つタイミング信号を電子線の移動
毎に第３図ｃに示される様に発生する。そしてパルス発
振器１１は該タイミング信号に同期し中央処理装置９か
らの幅指定信号に対応したパルス幅ｔ，，らを有するプ
ランキング信号を発生し、偏向器３に送る。従って電子
線は偏向器８‘こ供給された位置信号に対応した位置に
上記プランキング信号のパルス幅ら，ｔ２に応じた時間
ずつ投射されることとなる。ところで、この時ｔ，は前
述したように大きな距離Ｓ２を隔てて配置される矩形Ｄ
，Ｅを形成するのに適切な大きな照射時間間であり、一
方ら‘ま小さな距離Ｓ，を隔てて矩形Ａ，Ｂ，Ｃが形成
されるのに適切なづ・さな照射時間であるため、このよ
うな電子線照射によってレジストに注入される内部エネ
ルギーは第１図ｆに示す如きものとなる。

従ってこのレジストを現像して得られるパターンは、第
１図ｇに示す如きものとなり、矩形Ａ，Ｂ，Ｃの間隔及
び矩形Ｄ，Ｅの幅が適切に保たれ、計画したパターンに
極めて近いものとなる。尚単位図形を複数つなげて大き
きな図形を作成する場合は上述した図形と図形との、距
離が零の場合であり、近接効果が顕著に現われるため上
記と同様の考慮が必要となる。

即ち、第４図ａ，に示す図形Ｑ，を描画する場合にプラ
ンキング信号のパルス幅でコントロールされる照射時間
をｔｏとした時に（第４図ｄ，参照）、第４図ｃ，に示
す如く理想的に（即ち図形Ｑ，と同一面積に）描画され
たと仮定する。次に、該図形Ｑ，を２つつなげて第４図
ａ２に示す如き２Ｑ，なる図形を描画する場合、第２図
に示す如き装置ではマスク４の通過口（この通過口の面
積は例えばＱ，に対応した面積とする）を通った電子線
を偏向器８で、Ｘ方向へ移動させる。この時の照射時間
は第４図らに示す様に２らである。この様にすれば、第
４図らに示す如く、内部エネルギーの重畳効果により、
エッジ部のエネルギーレベルが現像によってレジストが
除去されるのに必要なしベルより高くなり、結果的に、
第４図ｃ２の実線にて示す様に、破線で示す理想的面積
より少し大きくなる。又、第４図ａ３に示す如３Ｑ，な
る図形を描画する場合、照射時間を第４図ｄ３に示す様
に各単位図形毎にｔｏ（合計時間偽）にし前記と同様に
行なえば、第４図ｂ３に示す如き内部エネルギーの重畳
効果により、第４図ｃ３の実線に示す様に、破線で示す
理想的面積より大きい図形が出来上がってしまう。この
内部エネルギーの重畳効果による理想的面積に対する面
積の増加の程度は、レジストの種類によって異なるが、
大略描画しようとする図形の面積とある関係を持ってい
ることが実験で確められている。そこで、例えば第４図
ａ２，ａ３に示す如き２Ｑ，，３Ｑ，の面積を有する図
形を描く場合、照射時間を各々単純に公ｏ，＄。とする
のではなく、実験で確められた関係を使って、各々第４
図ｅ２，ｅ３に示す様に照射時間を適宜短くｔ匁， ｔ
のとして、適宜に内部エネルギー重畳効果を弱め（第４
図ｆ２，ｆ３参照）、理想的面積の図形を描くようにす
る。以上詳述した如く本発明によれば図形と図形の間隔
が狭まっても又図形の大きさが異なっても高精度の露光
を行うことができ、その意義は極めて大きい。

尚上述した実施例においては単一のマスクを用いて電子
線露光装置について本発明を適用したがこれに限らず例
えば一定形状の電子線通過口を有する複数のマスクを電
子線が次々と通過していくような方式の電子線露光装置
についても本発明を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子線照射によってレジストに注入される内部
エネルギーと現像によって形成されるパターンを電子線
照射時間に関連づけて説明するための図、第２図は本発
明を実施するための装置の一例を示すための図、第３図
は上記実施例の動作を説明するための図、及び第４図は
他の実施例の動作を説明するための図である。 １：電子銃、３：プランキング用偏向器、４：マスク、
５：集東レンズ、７：材料、８：偏向器、９：中央処理
装置、１０：走査回路、１１：パルス発振器。 オー図 ずＺＩ費 が３図 汁４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電子線発生源と、該発生源より発生した電子線を断
   続するためのブランキング装置と、前記発生源より発生
   した電子線が投射されるマスクと、該マスクを通過した
   電子線を材料に投射するための電子光学系と、材料上で
   電子線を移動させて所望の図形を露光するための電子線
   偏向手段とを備え、露光すべき図形の間隔あるいは大き
   さに応じて前記ブランキング装置へ供給するブランキン
   グ信号のパルス幅を異ならせるようにしたことを特徴と
   する電子線露光装置。