JPS617627A - 荷電ビ−ム描画方法 - Google Patents

荷電ビ−ム描画方法

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JPS617627A
JPS617627A JP59128748A JP12874884A JPS617627A JP S617627 A JPS617627 A JP S617627A JP 59128748 A JP59128748 A JP 59128748A JP 12874884 A JP12874884 A JP 12874884A JP S617627 A JPS617627 A JP S617627A
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JP
Japan
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stage
deflection
speed
deflector
sub
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JP59128748A
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English (en)
Inventor
Tadahiro Takigawa
忠宏 滝川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電子ビームやイオンビーム等を用いて試料上
に所望パターンを描画する荷電ビーム描画方法に関する
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、半導体ウェハやマスク基板等の試料上に微細パタ
ーンを形成するものとして、各種の電子ビーム描画装置
が用いられている。この種の装置では、その描画方式と
して、試料ステージの移動方式から ■ ステージ連続移動方式 ■ ステージ・ステップアンドリピート方式の2つに大
別される。前者はステージ移動時に描画するので、ステ
ージ移動時間が無駄とならない。
一方、後者の方式では、ステージ移動時は描画を行わな
いので、ステージ移動時間は無駄時間となる。従って、
後者の方式では、偏向振り幅を大きくしてステージ移動
回数を極力減らし、ステージ移動の無駄時間を短縮して
描画速度の向上をはかるようにしている。これに対し、
前者の方式では、偏向振り幅の大小は描画速度に大きく
関与せず、むしろステージ移動速度が大きく関与する。
従って、後者の方式では、偏向振り幅を制限できるので
、大ビーム電流が可能となり、ステップアンドリピート
方式より描画速度を速くすることができる。このため、
現在の電子ビーム描画方法では、ステージ連続移動方式
が主流になっている。
しかしながら、このステージ連続移動方式にあっては、
ステージを高速で移動した場合、描画パターンがステー
ジ移動方向ににじむと云う問題が生じた。第5図にこの
様子を示す。図中51はビームの形状、■はステージ移
動速度、Δrはステージ移動に伴うにじみの量である。
典型的には、ビームの電流密度Jは50[Δ/cujr
]、必要な照射量りは20[μc / ci ]である
。このとき、照射時間tは t=D/J=4X10” ’ sea となる。ステージ移動速度■は偏向振り幅等によって決
まる。従来、ステージ移動速度は高々10[m/sea
 ]程度であったが、描画速度を速くするためには、偏
向振り幅を制限し100[s+/sec ]以上とする
ことが有利であることが判明している。なお、この点に
ついては後述する。
一方、ビームのにじみ量Δrは Δr=■φt で表わされる。V= 100 [s+/sec ] 、
t=4X10−’  [sec ]k:対シテハΔr4
4X10’M=0.04μm となる。電子ビーム描画装置の描画精度には0゜1[μ
m]以下であることが要求されており、その要因は10
0項目にも及ぶ。従って、その要因の一つ一つは0.0
1 [μm]以下でなくてはならない。つまり、ステー
ジ移動が伴うビームのにじみの量0.04 [μm]は
許容できない値である。
なお、上記の問題は電子ビームの代りにイオンビームを
用いるイオンビーム描画方法についても同様に云えるこ
とである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、ステージ移動に伴うビームのにじみを
補正することができ、描画精度の向上をはかり得る荷電
ビーム描画方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の骨子は、ステージの移動速度■を検出し、この
速度■を偏向系に帰還し、ビームを照射している間だけ
ビームをステージと動方向に速度Vで動かし、にじみの
量を低減することにある。
即ち本発明は、試料載置のステージを連続移動しながら
、偏向系により荷電ビームを偏向し描画すべき図形のあ
る位置にビームを照射して上記試料上に所望パターンを
描画する荷電ビーム描画方法において、前記ステージの
移動速度Vを直接或いは間接的に検出し、Δr=v−t
で表わされるビームのにしみ量を補正するようにした方
法である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ステージ移動に伴うビームのにじみを
補正すぢこζができ、該にじみの量を0.01[μm]
j、(下にすることができる。このため、描画精度の大
幅な向上をはかり得る。
〔発明め実施例〕
まず、発明の詳細な説明する前に、ステージの移動速度
及び偏向系の偏向振り幅の最適設定について説明する。
ステージの移動速度Vはビームの偏向振り幅りの他に、
偏向方式にも依存する。最近、描画の高速性からステー
ジを連続移動させながら、ベクタスキャン方式で描画す
る方法が注目されるようになっている。
第2図に2段偏向によるベクタスキャン偏向方式を示す
。図中61は寸法LXLの主偏向走査フィールド、62
 (62]、622、〜)は寸法IXIの副偏向走査フ
ィールド(サブフィールド)である。第3図は副偏向走
査フィールド62の拡大図であり、63 (631,6
32、〜)は描画パターンであり、各パターンの矩形1
個がビーム寸法に相当している。
高速・高精度描画のためには、しに最適値があることが
判明した。即ち、Lを大きくすると、偏向歪みが大きく
なり補正しきれなくなると共に、電流密度が低トして描
画速度が低くなる。Lを小さくすると、偏向歪みを無視
できるようになり、高精度が得ら残電流密度も高くなる
。しかし、同じ描画速度を得ようとすると、大略ステー
ジ移動速度Vがしに反比例するので、Lを小さくする程
■は大きくなる。ところで、このような装置で用いられ
るレーザ測長系は、被測長体の速度に制限を持っている
。その値は現在〜100 ftnm/sec ]である
。それ故、V〜100 [m+/sec ]に対応する
Lが最適な値となる。なお、ステージ移動速度■はL以
外にもDA、Cのセットリング時間や図形数にも依存す
る。それ故、■だけからは必ずしもLは決まらない値で
あるが、大略1[s]から0.5[#]となる。従って
、先にも述べたようにV= 100 [、w/sec 
]に対し、l:’−ム(7)ニL;み量は0.04 [
μ771]程度となる。
以下、本発明の一実施例方法について、図面を参照して
説明する。
第1図は本発明方法を適用した電子ビーム描画装置を示
す概略構成図である。図中11は防振架台12上に設け
られた試料室であり、この試料室11内には半導体ウェ
ハ等の試料13を載置した試料ステージ14が収容され
ている。試料ステージ14はステージ駆動系15により
X方向(紙面左右方向)及びY方向(紙面表裏方向)に
移動され、該ステージ14の移動位置はレーザ測長系1
6により測長されるものとなっている。なお、上記駆動
系15はインターフェース17を介して制御計算機18
に接続され、この計算機18からの指令により作動する
ものである。さらに、上記レーザ測長系16の測長値は
位置回路19に供給され、この位置回路19によりステ
ージ位置及び移動速度が測定され。そして、ステージ位
置情報はインターフェース17を介して計算機18に送
出されるものとなっている。
一方、前記試料室11の上方には、電子銃21、各種偏
向器22,23.24,25、各種レンズ26.27,
28.29及びアパーチャマスク31.32等からなる
電子光学鏡筒旦が設けられている。上記偏向器22は電
子銃21がら放射された電子ビームを0N−OFFする
ブランキング用偏向器であり、描画回路41によりブラ
ンキング電圧を与えられる。偏向器23はアパーチャマ
スク31.32の光学的型なりを可変してビームの寸法
及び形状を可変するビーム成形用偏向器であり、ビーム
成形回路42により所定の偏向電圧が与えられる。偏向
器25はビームを大きく偏向する主偏向器であり、主偏
向回路43により偏向電圧を与えられる。また、偏向器
24はビームを高速で小偏向するM偏向器であり、副偏
向回路44及びビームにじみ補正回路45により偏向電
圧を与えられる。
ここで、にじみ補正回路45には前記位置回路19で検
出されたステージ移動速度Vが供給される。また、副偏
向器24の偏向感度にはにじみ補正回路45のメモリに
記憶されている。そして、副偏向器24に印加さ杭る補
正電圧VcはVc”V・Δt/K  (0≦Δt≦t)
となる。△tは補正開始からの時間である。補正回路4
5では上記式に対応するデジタル信号を形成し、それを
アナログ信号に変換して出力される。
ビームにじみ補正信号のタイミング情報は描画回路41
から送られる。ビームの照射開始信号でにじみ補正信号
の出力が開始され、経過時間と共に増していき、ビーム
の照射終了信号で、にじみ補正信号の出力は停止するも
のとなっている。
次に、上記装置を用いた電子ビーム描画方法について説
明する。ここでは、描画領域を偏向系の偏向幅で定まる
フィールド及び該フィールドを微小領域(サブフィール
ド)に分割し、ステージを一方向に連続移動しながらフ
ィールドを描画する方式とする。
まず、試料ステージ14をy方向に連続移動しながら、
主偏向器25により電子ビームを所定のサブフィールド
に偏向し、副偏向器24により描画すべき図形があると
ころにのみビームを1時間照射してサブフィールドの描
画を順次行う。なお、上記サブフィールドの描画に際し
、主偏向器25にはサブフィールド位置に相当する偏向
信号と共にステージ移動速度に比例した偏向信号が与え
られている。ここで、ステージ移動速度に比例した信号
とは、サブフィールド描画開始時点で零で、サブフィー
ルド描画中にステージ移動に追従してビームをy方向に
偏向するための信号である。これにより、光学系から見
たステージ位置は一定となり、サブフィールドはステー
ジ14を停止した状態で描画されるのと等価となってい
る。
このような描画方式は周知であり、本実施例方法がこれ
と異なる点は、描画中にステージ14の移動速度■を検
出し、Δr=v・tなるビームのにじみ堡の補正を行う
ことにある。即ち、前記にじみ補正回路45のメモリに
は副偏向器24の偏向感度Kが予め記憶されている。前
記位置回路19によりステージ位置を測定すると共に、
ステージ14の移動速度■を検出する。この移動速度■
の検出には、例えば単位時間当りのレーザ測長系16の
測長値の変化分を微分すればよい。
上記検出されたステージ位置に基づき、主偏向回路43
には指定のサブフィールドにビームを偏向するための偏
向電圧をセットする。副偏向回路44には、指定のサブ
フィールドの描画パターンデータを供給する。また、補
正回路45では上記測定された速度■と予め記憶した偏
向感度Kに基づきVc=V・Δt/になる補正電圧に対
応する補正信号を出力する。この状態で指定のサブフィ
ールドの描画を行う。そして、上記の操作を繰り返して
サブフィールドを次々と描画し、フィールド内の描画が
終了したら、次のフィールドの描画に移る。
このようにして描画した場合、ウェハ上に照射される電
子ビームは前記補正回路45によりビーム照射されてい
る間だけステージ移動方向に速度Vで偏向されることに
なる。これにより、前記ステージ14の移動に起因する
ビームのにじみ発生が防止されることになる。従って本
実施例方法によれば、ステージ14の移動に起因するビ
ームのにじみ量Δr=v−tを未然に補正することがで
きる。このため、描画精度の大幅な向上をはかり得る。
しかも、ステージ14の移動速度を可変してもこれに追
従して描画位置誤差が自動的に補正されるので、パター
ンの重ね合わせ精度が向上する。また、上記理由からス
テージ14の移動速度を十分速くしても、ビームのにじ
みが生じないので、ステージ移動速度を速くすることが
でき、これにより描画速度の向上をはかり得る等の利点
もある。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記ステージ移動速度を検出する手段とし
ては、前記ステージ駆動系への駆動信号を用いるように
してもよい。さらに、電子光学鏡筒の構成は前記第1図
に河谷限定されるものではなく適宜変更可能である。ま
た、描画方式としては、描画領域をフィールド及びサブ
フィールドに分割するものに限らず、ステージを連続移
動しながら描画する各種の描画方式に適用することが可
能である。また、電子ビームの代りにイオンビームを用
いるイオンビーム描画方法に適用することも可能である
。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形
して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム描
画装置を示す概略構成図、第2図は上記装置を用いた描
画方式を説明するための模式図、第3図は第2図の要部
を拡大して示す図、第4図はステージ連続移動方式の電
子ビーム描画方法の問題点を説明するための模式図であ
る。 11・・・試料室、13・・・試料、14・・・試料ス
テージ、15・・・ステージ駆動系、16・・・レーザ
測長系、17・・・インターフェース、18・・・計算
機、20−・・電子光学鏡筒、21・・・電子銃、22
・・・ブランキング用偏向器、23・・・ビーム成形用
偏向器、24・・・副偏向器、25・・・主偏向器、2
6.〜,29・・・電子レンズ、31.32・・・ビー
ム成形用アパーチャマスク、41・・・描画回路、42
・・・ビーム成形回路、43・・・主偏向回路、44・
・・副偏向回路、45・・・補正回路、61・・・主偏
向走査フィールド、62・・・副偏向走査フィールド、
63・・・描画パターン。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第2図 第3図 第4図 1、

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)試料載置のステージを連続移動しながら、偏向系
    により荷電ビームを偏向し描画すべき図形がある位置に
    該ビームをを時間照射して上記試料上に所望パターンを
    描画する荷電ビーム描画方法において、前記ステージの
    移動速度Vを直接或いは間接的に検出し、Δr=V・t
    で表わされるビームのにじみ量を補正することを特徴と
    する荷電ビーム描画方法。
  2. (2)前記偏向系は前記ビームを大偏向する主偏向器及
    び前記ビームを高速で小偏向する副偏向器からなり、前
    記ビームのにじみ補正を上記副偏向器にて行うことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の荷電ビーム描画方
    法。
  3. (3)前記ビームのにじみを補正する手段として、ビー
    ム照射時に前記副偏向器によりビームを前記ステージ移
    動方向と同方向に、且つステージ移動速度Vと同じ速度
    で偏向することを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
    の荷電ビーム描画方法。
  4. (4)前記ステージの移動速度を間接的に検出する手段
    として、前記試料ステージの移動位置を測長するレーザ
    測長系の単位時間当りの測長値変化分を微分することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の荷電ビーム描画
    方法。
  5. (5)前記ステージの移動速度を直接的に検出する手段
    として、前記ステージを駆動するステージ駆動系への駆
    動信号を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の荷電ビーム描画方法。
JP59128748A 1984-06-22 1984-06-22 荷電ビ−ム描画方法 Pending JPS617627A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62209567A (ja) * 1986-03-11 1987-09-14 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 感光体電位を補正する電子写真複写装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5413353A (en) * 1977-07-01 1979-01-31 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical fiber coating method
JPS5844718A (ja) * 1981-09-11 1983-03-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 荷電ビ−ム露光方式

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