JPS63148630A - 電子ビ−ム露光装置の描画方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電子ビームを使って、マスクやシリコンウェー
ハにＬＳＩパターンを形成する電子ビーム露光装置の描
画方法に関し、特に連続移動する試料台に載置した被露
光試料に寸法可変の線状ビームを用いて高速でパターン
形成を行なう電子ビーム露光装置の描画方法に関する。

（従来の技術） 本発明の対象である試料台連続移動型可変長ビーム方式
、電子ビーム露光装置は従来のガウシアンビームを使う
方式に代わって登場した電子ビーム露光装置である。こ
の型の電子ビーム露光装置は被露光試料を連続的に移動
させ、該移動方向と直角方向に電子ビームを走査して描
画を行なう点では従来のガウシアンビーム方式と同じだ
が、走査するビームの形状が円形ではなく、線状である
点が異なっている。

第３図は該電子ビーム露光装置で一般的に行われる描画
方式を示す原理図である。

１は電子銃カソード、２は第１成型アパーチヤ。

３は寸法制御用偏向器、４はブランキング偏向器。

５は第２成型アパーチヤ、６はビーム走査用偏向器、７
は試料台追尾用偏向器、８は被露光試料である。電子銃
カソード１から放射された電子ビームは第１成型アパー
チヤ２で矩形状ビームに成型される。この矩形状電子ビ
ームは寸法制御用偏向器３の偏向を受けて第２成型アパ
ーチヤ５上に投影される。また図形の無い領域ではブラ
ンキング偏向器４により電子ビームを第２成型アパーチ
ヤ５外に振り出し、ビームをブランクする。

図に示されるような第１成型アパーチヤ２の投影像と第
２成型アパーチヤ５との位置関係から。

第２成型アパーチヤ４を通り抜けた後は細い線状ビーム
として形成される。該線状ビームの長さは描画するパタ
ーンのサイズ（高さ）に応じて寸法制御用偏向器３によ
り変化させる。走査用偏向器６は該線状ビームを被露光
試料８上で試料台移動方向Ｃ図の矢印１方向）と垂直に
なるように走査して図形描画を行なう。線状ビームの走
査による図形描画の間、試料台移動によって試料台移動
と反対方向にビーム位置がズレるのを防ぐため、試料台
追尾用偏向器７により追尾してズレをリアルタイムで補
正して描画を行なう。

該タイプの電子ビーム露光装置で１例えば第２図の如き
パターンを描画する場合、予めパターンを図示されるよ
うな３つの領域■、■、■に分解する。次いで実際の描
画時に線状ビームの長さを領域■ではｔ、に、領域■で
はｔ！に、領域■ではｔ３にそれぞれ設定することによ
り、３回の走査で描画することが可能となる。同じパタ
ーンをガウシアンビームを使う方式の電子ビーム露光装
置で描画する場合は８回の走査が必要であり、これと比
較して大幅な描画速度の向上が図れることが判る。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べたような試料台連続移動型可変長ビーム方式の
電子ビーム露光装置では、電子光学系のレンズ条件や電
源、アンプ等の精度の制約によって線状ビームの電流密
度が全てのビームサイズで一定でないと、被露光試料に
与えるビームドーズ量が図形描画に使われたビームサイ
ズによって変化することになる。これは現像パターンの
寸法が局所的な変動となって現われ、高精度なパターン
形成が非常に困難になるという欠点を持っていた。

本発明の目的は１以上述べたような試料台連続移動盤可
変長ビーム方式電子ビーム露光装置の欠点を除去して任
意のビームサイズに於いて被露光試料に均一なビームド
ーズ量を与え、以て高精度なパターン形成を実現する電
子ビーム描画方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題を解決するための手段） 上記問題を解決するため１本発明の描画方法では、予め
種々のビームサイズに対するビーム電流密度の変化を測
定して記憶する適当な記憶手段と、描画時該記憶手段に
記憶された測定結果に基づき。

試料台移動方向と直角方向に行なう線状電子ビームの電
気的走査の速度を、該線状電子ビームの電流密度と被露
光試料の適正ビームドーズ量から算出される最適な値に
調整する手段とを使う。

（作用） 本発明では、パターン描画時１図形毎に設定される種々
のビーム長に対する線状電子ビームの走査速度を上記記
憶手段から読み出し、該読み出された情報に基づき上記
調整手段を使って該線状電子ビームの走査速度を調整す
る。

（実施例） 以下１本発明の実施例を図面に沿って説明する。

第１図は本発明の描画方法を採用した電子ビーム露光装
置のブロック図を示す。簡単のため本発明に直接関係し
ない、試料上のマーク位置を電子ビーム走査で読取るレ
ジストレージ日ン回路や。

試料台駆動を制御する試料台回路、偏向レンズ系。

各種電源などはブロック図から省いである。

第１図に於いて、磁気ディスク装置１１に格納された描
画データは制御計算機１３を経由して大容量データバッ
ファであるメモリバンク１４に一時記憶する。描画時メ
モリバンク１４から描画データが描画回路１５に転送さ
れ、ここで描画データのデコード処理が行われる。描画
データのデコードによって得られた情報は、一部電子光
学鏡笥の直接制御に使われ、一部は偏向制御回路に送ら
れる。位置測定回路１７では試料台１９のＸ、Ｙ座標値
をレーザ干渉計で高精度で測定し、制御計算機１３から
読取り可能な形で保持すると共に。

試料台連続移動方向の位置座標をリアルタイムで偏向制
御回路１６に送る。システム全体の制御はコンソールタ
イプライタ１２からの指令で制御計算機１３が行なう。

描画回路１５のデコード処理で生成されたビームサイズ
、図形位置、ブランキングなどの情報は電子光学鏡筒３
０にビームのブランキングや第１図で１に示した寸法制
御用偏向器の制御を行ない。

主として所望図形々状生成に使う。またビームサイズ情
報は偏向制御回路６にも送られる。偏向制御回路６の信
号は電子光学鏡筒１０で試料台移動方向と直角方向のビ
ーム走査を行なう偏向器と、該ビーム走査を試料台移動
方向のどの位置で開始するかを指定する偏向器を制御す
る。更に偏向制御回路から送られたビームサイズ情報に
よって試料台移動方向と直角方向の走査速度を調節する
動きを持つ。

第４図は第１図の偏向制御回路内１６のビーム走査速度
制御を行なう回路のブロック図である。

ここでは、発振器２１で生成したクロック信号をクロッ
ク周波数切換器２２で分周し、所望の周波数のクロック
に変換する。該クロックはカウンタ２３に入力して積分
し、積算値をＤＡＣ２４でアナログ信号に変換し、アン
プ２５で増幅した後、試料台移動方向と直角方向にビー
ム走査を行なう偏向器２６を駆動する。クロック周波数
切換器２３はバイナリマルチプライヤで構成され、レー
ト設定回路２７から送られたレートデータで該クロック
周波数切換器に入力されたクロックの周波数が切換えら
れる。

レート設定回路には１種々のビーム長に対して電流密度
や被露光試料の適正ドーズ量などから算出されたクロッ
ク周波数を与える。レートデータが記憶される。例えば
ビーム長と電流密度の測定結果が第５図の如き場合、第
４図に示されるようなビーム長とレートデータが対で記
憶される。

第２図の描画回路から送られたサイズとレートデータ左
列のビーム長が比較され、ビームサイズに最適な分局比
が選ば゛れ、それに基づいて走査速度が決定される。

以上の方法では描画に使われる種々のビーム長に対し、
ビーム電流密度の過不足が電子ビームの走査速度によっ
て補正されるため、被露光試料に与えるビ〒ムドーズ量
は常に最適な値に調節される。

本発明の描画方法では、試料台連続移動方向と垂直方向
のビーム走査中にビームサイズを変化させて１例えば斜
線を描画するような場合にも使え。

その場合でも第１図−７の試料台追尾用偏向器の偏向速
度は、試料台の移動速度だけで決めることができる。ま
た本発明の描画方法は、その実現手段に於いて実施例に
示したもの以外に種々の変形例が可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本描画方法を用いれば、線状ビームの
ビームサイズを変え乍ら描画する電子ビーム露光装置に
於いて電子光学系のレンズ条件や電源、アンプ等の精度
の制約によって生ずる線状ビームの電流密度変動を補正
して描画するため寸法変化をきたすことなく高精度でパ
ターニングすることが可能である。

また変動分を補正するため、線状ビームのビームサイズ
を従来より広い可変レンジで設定して描画することが可
能となるため図形の分割数が減らせ、描画スループット
の向上が図れるという効果も期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
描画パターンと描画走査の関係を示す図。 第３図は本発明の対象となる試料台連続移動型可変サイ
ズビーム方式電子ビーム露光装置の描画方式を示す原理
図、第４図はビーム走査速度制御を行なう回路のブロッ
ク図、第５図はビーム寸法と電流密度の測定例とレート
テーブルの登録例を示す説明図である。 １・・・電子銃カソード、２・・・第１成型アパーチヤ
。 ３・・・寸法制御用偏向器、４・・・ブラキング偏向器
。 １１・・・磁気ディスク装置、１２・・・コンソールタ
イプライタ、１３・・・制御計算機、１４・・・メモリ
バンり％　２１・・・発振器、２２・・・クロック周波
数切換器。 ２３・・・ガウンタ、２４・・・ＤＡＣ，２５・・・ア
ンプ。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　竹　花　喜久男 第　　１　　図 第　　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被露光試料を載置する試料台を連続移動させながら、線
   状に成型した寸法可変の電子ビームを該試料台連続移動
   方向と直角方向に電気的に走査し所望の図形を描画する
   電子ビーム露光装置に於いて、予め線状電子ビームの種
   々の長さに対する電流密度の変化を測定し、描画時試料
   台の連続移動方向と直角に走査する線状電子ビームの偏
   向速度を、上記線状電子ビームの長さと電流密度の測定
   結果に基づいて変化せしめ、被露光試料に与えるビーム
   ドーズ量を均一にして描画することを特徴とする電子ビ
   ーム露光装置の描画方法。