JPS6129137B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子ビームを複数のビーム整形アパー
チヤを通過させて形状を整え、所定の大きさの矩
形状のビームを作つてそれを連続的につなげなが
ら露光してパターンを描画する電子ビーム露光装
置に関し、詳しくは振動照明方式において矩形を
振動照明する電子ビームのクロスオーバスポツト
サイズを可変にするものである。

かゝる電子ビーム露光装置において、スポツト
サイズが非常に小さい電子ビームを一担或る大き
さの矩形状のビームにして効率良く所定の形状の
パターンを露光させるため、電子ビームをレンズ
で拡げてアパーチヤにおける矩形状の窓を通すよ
うにする方法が従来知られているが、この方法で
は電子ビームの一部しか使用することができず、
無駄が多くて利用率が悪いという欠点がある。

そこで本出願人によりスポツトサイズの小さい
電子ビームをそのまゝ用い、且つそれを高速で振
動してアパーチヤにおける整形用のエツジに照明
して上記欠点を解消するようにした方法が提案さ
れている。

ところで通常素子毎にパターンの設計状態、細
かさ等は異なつており、これに対して可変矩形ビ
ームの最大矩形サイズが常に一定では種々のパタ
ーンを最適に露光することができず、必然的に最
大矩形サイズを可変にすることが望まれる。しか
るに最大矩形サイズによつて照明する電子ビーム
のスポツトサイズを可変にすることが電子ビーム
の有効使用の点で必要である。しかしながら従来
の構造ではこのような可変機能が考慮されていな
い。

第３図は従来の電子ビーム露光装置の構成図で
ある。電子銃１から発した電子ビームがレンズ１
５、偏向器４を介して直交する２辺のエツジ５を
有する第１のビーム整形アパーチヤ６にクロスオ
ーバ像を結んでこれを照明するようになつてい
る。こゝで偏向器４にはＸ，Ｙの両方向に非常に
高い振動周波数が印加されており、これによりこ
の偏向器４を電子ビームが通る際にその電子ビー
ムが高速で振動するようにしたり、かゝる振動照
明で上記アパーチヤ６を照明しエツジ５で規制さ
れた矩形パターン（実際にはエツジ５によつて規
制される部分的な矩形パターン）が形成される。
レンズ１６により露光試料１３面上に矩形が投影
され、偏向器１２によりパターンを描画する。

この露光装置の光学系ではクロスオーバ像をア
パーチヤ６上に形成させるためのスポツトサイズ
がレンズ１５の焦点距離と幾何学的配置によつて
特定の大きさに固定されてしまう。

可変矩形ビーム方式で、パターンを描画する場
合、描画対象パターンのパターン状態によつて、
適切な最大矩形サイズが異る。従つて、描画対象
パターンによつて、最大矩形サイズを変えること
が必要である。

このような場合、従来の技術では、振動照明す
る場合のスポツトサイズが、固定されてしまうの
で、不利である。すなわち、第４図に示すよう
に、ａの最大矩形に対して、ビームスポツトサイ
ズが最適になつて固定されているとすれば、ｂの
ように最大矩形が小さくなつた場合には、必要以
上に電流密度が増大するという問題が生じる。

一方第５図に示すようにｂに示す矩形に対して
スポツトサイズが最適になつているとすると、ａ
のように、最大矩形が大きくなつた場合には、矩
形が大きくなつた分だけ、電流密度が低下すると
いう問題が生じる。

本発明はこのような事情に鑑みて提案されたも
ので、簡単な操作で、第一のアパーチヤを照明す
る電子ビームのサイズを試料上の矩形ビームの電
流密度が最適になるように可変にすることを目的
とし、このため電子ビームを振動照明せしめるべ
く第１のビーム整形アパーチヤにクロスオーバ像
を形成する際に、ズームレンズ機構で電子ビーム
スポツトサイズを任意に変えて、結果的に露光試
料に投影される矩形状のビーム像の電流密度を可
変にし、適正化するように改良した電子ビーム露
光装置を提供するものである。

以下、図面を参照して本発明の一実施例を具体
的に説明する。

第１図において、符号１は電子銃であり、この
電子銃１から発した電子ビームが三段の電子レン
ズ２ａないし２ｃから成るズームレンズ機構３、
偏向器４を介して直交する２辺のエツジ５を有す
る第１のビーム整形アパーチヤ６にクロスオーバ
像を結んでこれを照明するようになつている。
こゝで偏向器４にはＸ，Ｙの両方向に非常に高い
振動周波数が印加されており、これによりこの偏
向器４を電子ビームが通る際にその電子ビームが
高速で振動するようになり、かゝる振動照明で上
記アパーチヤ６を照明しエツジ５で規制された矩
形パターン（実際にはエツジ５によつて規制され
る部分的な矩形パターン）が形成される。またズ
ームレンズ機構３の電子レンズ２ａないし２ｃの
焦点距離を変えることにより電子ビームをアパー
チヤ６上に常に結像した状態で、そのスポツトサ
イズを任意に変えることが可能になり、こうして
アパーチヤ６には種々のスポツトサイズの電子ビ
ームのクロスオーバ像が形成されるようになる。

次いで上記電子ビームは更にレンズ７と偏向器
８を介して上記同様の直交エツジ９を有する第２
のビーム整形アパーチヤ１０に結像されて照明す
るようになり、こうしてこのアパーチヤ１０にエ
ツジ９で規制された矩形パターン（実際にはエツ
ジ９によつて規制された部分的な矩形パターン）
が形成され、結果としてエツジ５、エツジ９によ
つて規制されることで、矩形状の電子ビームが得
られる。そしてこの矩形状の電子ビームが縮小用
の例えば三段のレンズ１１ａないし１１ｃと偏向
器１２を介して露光試料１３上に、所定の矩形に
縮小結像され、こうして投影された矩形状のビー
ム像をつなげて露光することによりパターンが描
画されるのである。

以上の説明から明かなように、電子ビームを第
１、第２のビーム整形アパーチヤ６，１０に振動
照明してそこに形成されたクロスオーバ像を重ね
ることで矩形状の電子ビームが得られ、この矩形
状の電子ビームを用いて露光試料１３を露光する
ことによりパターンが描かれるようになる。そし
てこのような電子ビーム露光において、（ズーム
レンズ機構３により電子ビームのスポツトサイズ
を）たとえば第２図ａにおけるように可変矩形ビ
ームの最大矩形が大きい場合には矩形アパーチヤ
を照明する電子ビームのクロスオーバ像のスポツ
トサイズを大きくし、ｂにおけるようにそれが小
さい場合にはスポツトサイズを小さくするなどし
て矩形サイズと電子ビームのスポツトサイズを適
当に調整することが可能になる。こうしてズーム
レンズ機構３により電子ビームスポツトサイズを
変えることにより、一定なアパーチヤ６，１０の
エツジサイズに対し電子ビームのサイズが可変に
なる。

尚、ズームレンズ機構３、縮小用のレンズ１１
ａないし１１ｃにおけるレンズ枚数は上記実施例
に限定されるものではない。またズームレンズ機
構３におけるレンズ２ａないし２ｃを電磁レンズ
にすると電流を変化して容易に焦点距離を変える
ことができる。

このように本発明によると、電子ビームを振動
照明して矩形ビームを得る方式において、その矩
形アパーチヤを照明するビームのサイズが可変に
されるので、露光パターンの様子に最適な露光を
行うことができる。またズームレンズ機構３によ
り電子ビームのスポツトサイズを変えれば良いの
で、操作が容易であり、且つ試料面上での矩形ビ
ームの電流密度を適正になるよう調整できる。更
にズームレンズ機構３を有することにより、幾何
学的に配置されている光学系の調整が格段に容易
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子ビーム露光装置の一
実施例を示す構成図、第２図ａ，ｂは矩形ビーム
サイズの変化状態を示す図である。第３図は従来
の電子ビーム露光装置の構成図、第４図、第５図
は従来の電子ビーム露光装置による露光状態説明
図を示す。 １……電子銃、２ａないし２ｃ，７，１１ａな
いし１１ｃ，１５，１６……レンズ、３……ズー
ムレンズ機構、４，８，１２……偏向器、５，９
……エツジ、６，１０……アパーチヤ、１３……
露光試料、１４，１４′……電子ビーム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電子銃からの電子ビームで第１のビーム整形
   アパーチヤを振動照明し、通過する電子ビームを
   第２のアパーチヤ上に結像して重ね合わせること
   により可変矩形ビームを得て試料を露光する電子
   ビーム露光装置において、上記電子銃と上記第１
   のビーム整形アパーチヤとの間にズームレンズ機
   構を設け、該ズームレンズ機構で上記第１のビー
   ム整形アパーチヤに任意のスポツトサイズの電子
   ビームのクロスオーバ像を形成するように構成し
   たことを特徴とする電子ビーム露光装置。