JPS62242329A

JPS62242329A - 荷電ビ−ム描画装置

Info

Publication number: JPS62242329A
Application number: JP8528086A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Muraguchi; 要也村口; Kanji Wada; 和田　寛次; Mamoru Nakasuji; 護中筋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-04-14
Filing date: 1986-04-14
Publication date: 1987-10-22

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、荷電ビーム描画装置に係わり、特にビーム照
射量の設定を容易にした荷電ビーム描画装置に関する。

（従来の技術）近年、半導体ウェハやマスク基板等の試料上に所望パタ
ーンを形成するものとして、各種の電子ビーム描画装置
が開発されている。これらのうち、ビームを試料上で一
定速度でで移動させながら、ビームの０Ｎ−ＯＦＦによ
りパターンを描画する、いわゆる走査型電子ビーム描画
装置は、その構成が簡易であることから広く用いられて
いる。

しかしながら、この種の走査型電子ビーム描画装置にあ
っては次のような問題があった。即ち、電子銃の消耗そ
の他の要因により、経時的にビーム電流密度が変わるこ
とがある。ビーム電流密度が変わると、試料上における
ビーム照射量が変化するので、現像後のパターン内の図
形寸法が変化することになる。そこで従来、電子銃のバ
イアス電圧或いはカソードの温度等を変えることにより
、ビーム照射量を均一に維持している。ところが、上記
の方法でビーム照射量を均一に維持しようとすると、ビ
ーム分解能が変わってしまうので、光学系の再調整が必
要となり、その操作が非常に煩雑であった。さらに、微
調整が難しい、自動化が困難である等の問題があった。

また、上記の問題は、電子ビーム描画装置に限るもので
はなく、イオンビームを用いたイオンビーム描画装置に
ついても同様に言えることである。

（発明が解決しようとする問題点）このように従来装置では、ビーム照射」を定常条件（Ｒ
適ビーム照射量）に調整するには電子銃等の荷電ビーム
源の駆動条件を変える必要があり、ビーム分解能が変わ
ってしまうので、その調整が極めて面倒であった。

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、ビーム分解能を変えることなく、ビー
ム照射間を定常条件に容易に調整することができ、装置
稼働率の向上をはかり得る荷電ビーム描画装置を提供す
ることにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の骨子は、２枚のビーム成形用アパーチャマスク
で線状ビームを形成すると共に、必要とするビーム照射
量に応じて該ビームの幅を変えることにある。

即ち本発明は、線状ビームを走査して試料上に所望パタ
ーンを描画する荷電ビーム描画装置において、荷電ビー
ムを放出する荷電ビーム源と、この荷電ビーム源から放
出された荷電ビームを成形する第１のビーム成形用アパ
ーチャマスクと、このアパーチャマスクにより成形され
たビームを成形して線状の荷電ビームを生成する第２の
ビーム成形用アパーチャマスクと、この第２のビーム成
形用アパーチャマスクと該アパーチャマスクに照射され
るビームとの相対位置を移動して線状ビームの幅を可変
する手段と、上記線状ビームを試料上で該ビームの幅方
向に走査するビーム走査用偏向器とを設けるようにした
ものである。

（作用）上記の構成であれば、線状ビームの幅を可変することに
より試料上に照射されるビーム照射量を変えることが可
能であり、さらにこの際、荷電ビーム照射源の駆動条件
等を変える必要はない。

つまり、ビーム幅の可変によりビーム照射量を変えても
、光学系の再調整等を行う必要はない。従っで、第１の
ビーム成形用アパーチャマスクにより成形されたビーム
を偏向、或いは第１及び第２のビーム成形用アパーチャ
マスクの少なくとも一方を機械的に平行移動することに
より、ビーム照射量の調整を容易に行うことが可能とな
る。

（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に係わる電子ビーム描画装置
を示す概略構成図である。図中１１は電子銃（荷電ビー
ム源）であり、この電子銃１１から放出された電子ビー
ムはコンデンサレンズ１２により第１のビーム成形用ア
パーチャマスク１３に照射される。第１のアパーチャマ
スク１３の７パーチヤ１３ａによる像は、投影レンズ１
４により第２のビーム成形用アパーチャマスク１５上に
投影される。そして、第２のアパーチャマスク１５のア
パーチャ１５ａの像が、対物レンズ１６により試料面１
７上に結像されるものとなっている。

ここで、第２アパーチヤ１５ａとこれに投影される第１
アパーチヤ１３ａの像との関係は第２図に示す如くなっ
ており、これらの重なり部分（図中ハツチングで示す部
分）２１の形状に電子ビームが成形されることになる。

つまり、第１及び第２のアパーチャマスク１３．１５に
より線状ビームが生成され、この線状ビームが試料面１
７上に結像されるものとなっている。

また、コンデンサレンズ１２と第１のアパーチャマスク
１３との間には、ビームを０Ｎ−ＯＦＦするためのブラ
ンキング用偏向器１８が配置されている。第１のアパー
チャマスク１３と投影レンズ１４との間には、ビーム幅
可変用偏向器１９が配置されている。この偏向器１９は
、第２のアパーチャマスク１５上に投影される第１アパ
ーチヤ１３ａの像の位置を可変するものであり、これに
より前記第２図に示す重なり部分２１の幅Ｗが変化し、
線状ビームの幅が可変される。また、対物レンズ１６と
試料面１７との間には、試料面１７上でビームを走査す
るビーム走査用偏向器２０が配置されている。

このように構成された本装置において、その描画方式は
種々考えられるが一例として、第３図に示す如く試料３
０を一方向（紙面上下方向）に移動すると共に、ビーム
３１をこれと直交する方向（紙面左右方向）に移動しな
がら、ビーム３１を０Ｎ−ＯＦＦして所望パターンを描
画する、所謂ラスクスキャン方式とする。なお、試料３
０を移動する代りに、線状ビーム３１を１スキヤン毎に
該ビームの幅分だけＸ方向に偏向するようにしてもよい
。

さて、この装置において、電子銃１１の消耗等によりビ
ーム電流密度が変化して試料上に照射されるビーム照射
量が変化した場合、ビーム照射量を定常条件（最適ビー
ム照射量）に調整（再設定）するには、次のようにすれ
ばよい。まず、第４図に示す如く試料面１７上にファラ
デーカップ４１を配置し、このファラデーカップ４１に
入射する電子ビームの量を電流検出器４２により検出す
る。

そして、計算ｔａ４０により検出された電流値に基づい
て偏向器電源４３を調整し、ビーム幅可変用偏向器１９
に印加する電圧を調節し、線状ビームの幅を可変する。

線状ビームの幅が変わると、ビーム照射量が変化するの
で、これによりビーム照射量を定常条件に調整すること
が可能となる。

ここで、線状ビームの場合、一般にその幅を広くすると
ビーム電流密度は大きくなり、幅を狭くするとビーム電
流密度は小さくなる。従って、ビーム幅を可変すること
によりビーム照射量を最適値に制御することができる。

また、第４図における制御方法としては、電流検出器４
２の検出電流値に応じて偏向器電源４３の電圧を可変す
る、或いは電流検出器４２の検出電流値が所定値となる
ように偏向器電１４３の電圧をフィードバック制御する
等の方法を選択すればよい。

このように本装置によれば、ビーム幅可変用偏向器１９
に印加する電圧を変化するだけで、線状ビーム３１の幅
を可変し、試料面１７におけるビーム照射量を容易に調
整することができる。そしてこの場合、電子銃１１のバ
イアス、カソード澗９一度等の条件を変える必要がないので、ビーム分解能が変
わることもなく、光学系の再調整を行う必要もない。従
って、ビーム照射量の再設定が極めて容易となり、装置
稼働率の向上をはかることができる。さらに、上記の調
整がファラデーカップ４１に入射する電子ビームの量に
基づいてビーム幅可変用偏向器１９の偏向電圧を可変す
るのみであるから、この調整を自動化することが容易と
なる。

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、前記線状ビームの幅を可変する手段として
は、前記第１及び第２のビーム成形用アパーチャマスク
の少なくとも一方を礪械的に平行移動させるようにして
もよい。また、実施例ではラスクスキャン方式としたが
、線状ビームを走査してパターンを描画する方式であれ
ば適用可能であり、ベクタスキャン方式にも適用できる
のは勿論のことである。さらに、描画中に描画すべき図
形の寸法に応じて線状ビームの長さを可変する可変寸法
ビーム方式に適用することも可能である。この場合、前
記ビーム幅可変用偏向器に、Ｘ方向及びＹ方向の２方向
の偏向機能を持たせればよい。また、電子ビーム描画装
置に限らず、イオンビームを用いて所望パターンを描画
するイオンビーム描画装置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。

［発明の効果］以上詳述したように本発明によれば、２枚のビーム成形
用アパーチャマスクを用いて線状ビームを形成し、この
ビームの幅を可変することにより、ビーム照射量を容易
且つ短時間に調整することができる。しかも、この調整
に起因してビーム分解能が変化する等の不都合もない。

従って、経時変化等によりビーム電流密度が変化した場
合であっても、ビーム照射量を定常条件に容易に再設定
することができ、装置稼働率の向上をはかり得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる電子ビーム描画装置
を示す概略構成図、第２図乃至第４図はそれぞれ上記実
施例装置の作用を説明するためのもので第２図は第１ア
パーチヤ像と第２アパーチヤとの重なり状態を示す模式
図、第３図は線状ビームの走査方法を示す模式図、第４
図はビーム照射ｌの調整方法を示す模式図である。１１・・・電子銃、１２．１４．１６・・・レンズ、１
３・・・第１のビーム成形用アパーチャマスク、１３ａ
、１５ａ・・・アパーチャ、１５・・・第２のビーム成
形用アパーチャマスク、１７・・・試料面、１８・・・
ブランキング用偏向器、１９・・・ビーム幅可変用偏向
器、２０・・・ビーム走査用偏向器、３０・・・試料、
３１・・・線状ビーム。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）荷電ビームを放出する荷電ビーム源と、この荷電
ビーム源から放出された荷電ビームを成形する第１のビ
ーム成形用アパーチャマスクと、このアパーチャマスク
により成形されたビームを成形して線状の荷電ビームを
生成する第２のビーム成形用アパーチャマスクと、この
第２のビーム成形用アパーチャマスクと該アパーチャマ
スクに照射されるビームとの相対位置を移動して線状ビ
ームの幅を可変する手段と、上記線状ビームを試料上で
該ビームの幅方向に走査するビーム走査用偏向器とを具
備してなることを特徴とする荷電ビーム描画装置。
（２）前記線状ビームの幅を可変する手段として、前記
各アパーチャマスク間にビーム幅可変用偏向器を配置し
、この偏向器で前記第１のビーム成形用アパーチャマス
クにより成形されたビームを偏向することにより、前記
第２のビーム成形用アパーチャマスクにおけるビーム照
射位置を変え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装置。
（３）前記線状ビームの幅を可変する手段として、前記
各アパーチャマスクの少なくとも一方を機械的に平行移
動することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の荷
電ビーム描画装置。
（４）前記第１及び第２のビーム成形用アパーチャマス
クは、それぞれ矩形のアパーチャを有するものであるこ
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
描画装置。