JPS62172724A - 荷電ビ−ム露光方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、荷電ビーム露光方法に係わり、特に可変成形
ビームを用いた荷電ビーム露光方法に関する。　　・ 〔発明の技術的背景とその問題点〕 ＬＳＩの微細化に伴い、ウェハに直接パターンを形成す
る技術の重要性が近年益々高まりつつある。このために
、電子ビーム露光装置のパターン形成の高速化と高精°
度化が必要となり、可変成形ビーム方式の電子ビーム露
光装置が考案され、実用化されている。

従来、実用化されている可変成形ビーム方式の電子ビー
ム露光ｔｉ＠は、２つの矩形の開口を持つビーム成形用
アパーチャを用いて、矩形の可変成形ビームを形成して
パターンを形成していた。この矩形ビームによるパター
ン形成方法では、斜線を含むパターンを形成する場合に
問題点がある。

即ち、矩形ビームで斜線パターンを形成するには、第略
図（ａ）に示す如き斜線パターンを矩形の集合で近似す
るために、同図（ｂ）に示す如く露光する矩形数が多く
なり、露光時間が多くかかる。

さらに、近似によるパターン形成のため、パターン精度
の低下を招いた。

このような欠点を解決する方法として、矩形ビームの形
成と同様に、三角形ビームの形成を行うことが考えられ
る。この場合、第６図（Ｃ）に示す如く露光する図形数
を少なくし、露光時間の短縮をはかることができ、さら
に精度良い露光を行うことができる。しかしながらこの
方法は、解決すべき問題点が多く未だ実用化されるに至
っていない。

〔発明の目的〕 本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、斜線を含むパターンであっても高精度
で高速に露光することができ、露光精度及び露光スルー
ブツトの向上をはかり得る荷電ビーム露光方法を提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

本発明の骨子は、ビーム成形アパーチャとして矩形以外
の形状を持つものを用い、矩形及び矩形以外の三角形等
のビームを形成することにあり、さらに各種形状のビー
ムを形成した際のビーム位置のずれを補正することにあ
る。

即ち本発明は、第１成形ビームアパーチャの像を第２成
形ビームアパーチャ上に投影すると共に、第１の偏向器
により該投影位置を可変して試料上に投影される荷電ビ
ームの形状及び寸法を可変制御し、且つ第２の偏向器に
より試料上に投影される上記ビームの位置を可変して試
料上に所望パターンを露光する荷電ビーム露光方法にお
いて、露光図形情報として少なくとも図形の形状を表わ
す形状コード及び図形の寸法を表わす図形寸法情報を含
ませておき、上記形状コード及び図形寸法情報に基づき
前記第１の偏向器によりビームの偏向位置を変えること
によって所望の形状及び寸法のビームを形成し、上記形
状コード又は形状コード及び図形寸法情報に基づいて前
記第２の偏向器により試料上のビーム位置を補正するよ
うにした方法である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、第１或いは第２の成形ビームアパーチ
ャに各種の角度から構成された開口を設置することによ
り、各種の形状の可変成形ビームを形成することができ
る。そして、この成形されたビームを所望のパターン位
置に高精度に照射して該パターンを露光することができ
るので、斜線を含むＬＳＩパターンの形成に対し、高速
、高精度にパターン形成を行うことができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム露
光装置を示す概略構成図である。図中１０は試料室であ
り、この試料室１０内には半導体ウェハ等の試料１１を
載置した試料台１２が収容されている。試料台１２は、
計算機３ｏがらの指令を受けた試料台駆動回路３１によ
りりＸ方向（紙面左右方向）及びＹ方向（紙面表裏方向
）に移動される。そして、試料台１２の移動位置はレー
ザ測長系３２により測定され、その測定情報が計算機３
０及び後述する偏向制御回路３３に送出されるものとな
っている。

一方、試料室１ｏの上方には、電子銃２１．各種レンズ
２２ａ、〜、２２ｅ、各種偏向器２３゜〜、２６及びビ
ーム成形用アパーチャマスク２７゜２８等からなる電子
光学鏡筒２ｏが設けられている。ここで、偏向器２３は
、ビームを０Ｎ−ＯＦＦするブランキング用偏向板であ
り、この偏向器２３にはブランキング制御回路３４がら
ブランキング信号が印加される。偏向器２４は、アパー
チャマスク２７．２８の光学的なアパーチャ重なりを利
用してビームの寸法を可変制御するビーム寸法可変用偏
向板であり、この偏向器２４には可変ビーム寸法制御回
路３５から偏向信号が印加される。また、偏向器２５．
２６は、ビームを試料１１上で走査するビーム走査用偏
向板であり、これらの偏向器２５．２６には偏向制御回
路３３から偏向信号が印加されるものとなっている。

ここで、偏向器２５は、ビームを試料上で大きく偏向す
る主偏向器で、偏向器２６はビームを試料上で小さく偏
向する副偏向器である。そして、主偏向器２５で露光す
べき領域を順次選択し、副偏向器２６により該選択され
た領域毎に所望パターンを露光するものとなっている。

なお、偏向制御回路３３では、上記各偏向器２５．２６
に対し高速のＯＡ変換器を介して偏向電圧を印加するも
のとなっている。

第１のビーム成形用アパーチャマスク２７は第２図（ａ
）に示す如く矩形の開口（第１成形ビームアパーチャ）
２７ａが形成されたものであり、この第１アパーチヤ２
７ａが電子ビーム３７により一様に照明される。第１ア
パーチヤ２７ａを通過したビームは第２のビーム成形用
アパーチャマスク２８に照射され、電子レンズ２２ａに
よって第１アパーチヤ像が第２のアパーチャマスク２８
上に結像される。第２のアパーチャマスク２８は第２図
（ｂ）に示す如く矢印形の開口（第２成形ビームアパー
チャ）２８ａを持つものであり、第１のアパーチャ像と
第２のアパーチャ２８ａとの重なりによってビーム形状
及び寸法が可変される。

ここで、図形情報は第３図に示す如く、図形の形状を表
わす形状コードＡ、図形の寸法を表わす図形寸法情報Ｘ
、ｙ及び図形の位置を表わす図形位置情報Ｘ、Ｙからな
るもので、予め作成され計算機３０に記憶されている。

そして、計算機３゜から上記形状コードＡ及び図形寸法
情報ｘ、ｙが可変成形ビーム寸法制御回路３５に順次送
られ、偏向器２４による偏向量が制御されて所望する形
状９寸法の電子ビームが形成される。さらに、上記図形
情報が偏向制御回路３３に送られ、偏向器２６によるビ
ーム偏向位置が決定されるものとなっている。

第４図は偏向制御回路３３の要部構成を示す示すブロッ
ク図である。図形位置情報Ｘ、Ｙは位置設定回路４１に
入力され、該回路４１によりビームを照射すべき位置が
演算される。形状コードＡ及び図形寸法情報ｘ、ｙは位
置補正回路４２に入力され、該回路４２によりビーム位
置の補正量が演算される。位置設定回路４１及び位置補
正回路４２の各出力は加算器４３により加算されたのち
、偏向ＤＡＣ４４に供給される。そして、この偏向ＤＡ
Ｃ４４によりＤ／Ａ変換された信号が前記偏向器２６に
印加されるものとなっている。

次に、上記構成の電子ビーム装置を用いた露光方法につ
いて説明する。

試料台１２を連続移動しながら、主・副２段の偏向によ
りパターンを露光する基本方法は従来と同様であるので
、ここでは特に、図形形状１寸法に起因するビーム位置
ずれの補正方法について説明する。まず、露光すべきパ
ターンを１回のビーム照射で露光可能な複数の図形に予
め分割し、それぞれ分割した図形から前記第３図に示す
如き図形情報（Ａ、ｘ、ｙ、Ｘ、Ｙ）を形成する。例え
ば、前記第５図（ａ）に示す如きパターンの場合、同図
（Ｃ）に示す如く分割する。そして、この図形情報は、
計算機３０に予め格納しておく。

図形情報のうち形状コードＡ及び図形寸法情報ｘ、ｙは
可変成形ビーム寸法制御回路３５に゛供給され、偏向器
２４によりビームを所望量偏向して、所定の形状２寸法
の電子ビームが形成される。ここで、形状コードＡ−０
〜４により、第４図（ａ）〜（ｅ）に示す如き形状のビ
ームを得るものとする。一方、図形情報は偏向制御回路
３３に供給され、試料１１上のビーム位置が可変される
。

ここで、ビーム形状・寸法に伴う補正を行わないと、ビ
ーム照射位置の位置ずれが生じ、高精度なパターンを露
光することはできない。即ち、矩形ビームのみを用いて
パターンを露光する場合のように図形の基準点が不変で
あれば問題ないが、矩形以外の三角形ビーム等を用いる
本実施例では、ビーム形状或いは寸法の変化により基準
位置が移動する。このため、この位置ずれの補正を行わ
ないと、矩形や三角形ビームを混合して露光することが
できない。

そこで、本実施例では、形状コードＡ及び図形寸法情報
ｘ、ｙに基づいてビーム位置の補正量を求め、偏向器２
６によりビームを微小偏向してビーム位置の補正を行う
。つまり、形状コードＡから決まる基準位置のずれ量と
、図形寸法情報Ｘ。

ｙに比例するずれ量との和から補正量が演算され、この
補正量に基づいて図形位置Ｘ、Ｙに対する偏向器２６に
よるビーム位置が補正されることにより、ビーム形状及
び寸法の変化によるビーム位置ずれが未然に防止される
。これにより、図形の形状１寸法の変化により基準位置
が移動しても、成形ビームを所望する位置に照射するこ
とができ、パターン露光が行われることになる。

かくして本実施例方法によれば、ビームの形状を矩形及
び三角形に成形することにより、斜線を含むパターンで
あっても矩形で近似することなく、パターン通りに露光
することができる。ざらに、形状コード及び図形寸法情
報に基づいてビーム位置を補正しているので、ビームの
形状１寸法変化に伴うビーム位置ずれを防止することが
できる。

従って、斜線を含むパターンであっても、高精度で高速
に露光することができ、露光精度及び露光スルーブツト
の向上をはかり得る。

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、前記図形の基準位置の取り方によっては、
図形の寸法には関係なく、図形の形状のみで基準点のず
れ量を定義できる場合がある。この場合、ビーム位置の
ずれを補正する手段としては、形状コードのみに基づい
て補正量を求めるようにしてもよい。また、前記成形ビ
ームアパーチャの形状は矩形と矢印形に限るものではな
く、成形すべきビーム形状に応じて適宜変更可能である
。また、電子ビーム露光装置に限らず、イオンビームを
用いたイオンビーム露光装置に適用できるのは、勿論の
ことである。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露
光装置を示す概略構成図、第２図は上記装置に用いたビ
ーム成形アパーチャの形状を示す平面図、第３図は図形
情報を説明するための模式図、第４図は偏向制御回路の
要部構成を示すブロック図、第５図は可変成形ビームの
例を示す模式図、第６図は従来の問題点を説明するため
の模式図である。 １０・・・試料至、１１・・・試料、１２・・・試料ス
テージ、２０・・・電子光学鏡筒、２１・・・電子銃、
２２ａ、〜、２２ｅ・・・レンズ、２３・・・ブランキ
ング偏向板、２４・・・ビーム寸法可変用偏向板（第１
の偏向器）、２５．２６・・・ビーム走査用偏向板（第
２の偏向器）、２７・・・第１の７バーチヤマスク、２
７ａ・・・第１ビーム成形アパーチヤ、２８・・・第２
のアパーチャマスク、２８ａ・・・第２ビーム成形アパ
ーチヤ、４１・・・位置設定回路、４２・・・位置補正
回路、４３・・・加算器、４４・・・偏向ＤＡＣ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 Ｃａ）（ｂ） 第２図 第３図 （ａ）　　　　　　　　（ｂ）　　　　　　　　（ｃ）
（ｄ）　　　　　　　　　（ｅ） 第５図 （ａ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１成形ビームアパーチャの像を第２成形ビーム
   アパーチャ上に投影すると共に、第１の偏向器により該
   投影位置を可変して試料上に投影される荷電ビームの形
   状及び寸法を可変制御し、且つ第２の偏向器により試料
   上に投影される上記ビームの位置を可変して試料上に所
   望パターンを露光する荷電ビーム露光方法において、露
   光図形情報として少なくとも図形の形状を表わす形状コ
   ード及び図形の寸法を表わす図形寸法情報を含ませてお
   き、上記形状コード及び図形寸法情報に基づき前記第１
   の偏向器によりビームの偏向位置を変えることによって
   所望の形状及び寸法のビームを形成し、上記形状コード
   又は形状コード及び図形寸法情報に基づいて前記第２の
   偏向器により試料上のビーム位置を補正することを特徴
   とする荷電ビーム露光方法。
2. （２）前記第１の成形ビームアパーチャは矩形の開口で
   あり、前記第２の成形ビームアパーチャは多角形の開口
   であり、前記第１の偏向器によるビーム偏向位置の可変
   により矩形及び三角形のビームを形成することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の荷電ビーム露光方法。