JPH03173119A - 電子線描画装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子線描画装置における微細パターン露光用
可変成形ビーム制御に関する。

〔従来の技術〕

近年、微細加工用電子線描画装置として、固定スポット
方式に代わり高スループツトである可変成形型が主流に
なっている。しかし可変成形型の場合、ビーム寸法変化
時、電子間の付方すなわち、クーロン効果によりビーム
ぼけ量も変化する問題点がある。具体的には微細パター
ン描画時適正露光量が変化してしまう。

第２図にビーム寸法を変化させた場合の電流密度分布の
代表例を示す。但し図は中央のビーム寸法でフォーカス
を合せた場合であり、寸法変化によりビームぼけ量が変
化している。特にビームぼけ量より小さい、微細ビーム
寸法では、ビームぼけによる広がりのためピークトップ
値、すなわち電流密度が減少している。

以上の可変成形型の問題点は、微細パターン描画では電
子線露光量が不足し、設計寸法通りのパターンが得にく
い結果をもたらす。

従来法としてはいわゆる近接効果補正と同じく露光パタ
ーンの大小により露光時間を補正する手段が用いられて
いる。この場合、描画パターンデータに照射時間補正デ
ータが付属し、データ構造が複雑になってくる。また本
質的に同一パターン寸法でもショット分解条件に依存し
て適正照射時間が異なってくる問題点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、ビーム寸法変化時の電流密度変化につ
いて配慮がされておらず、ビーム寸法変化時の各寸法毎
の適正露光量が異なる等の問題があった。

本発明は、このビーム寸法変化時の露光量補正を行なう
手段を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、各ビーム寸法毎に電子線照
射時間を設定し、メモリに記憶し、各露光毎に露光時間
を補正する。

電子線照射時間は、あらかじめ求めたビーム寸法毎の電
流強度から決定する。すなわち第２図の電流強度を測定
する方法としては各ビーム寸法毎に電流測定、あるいは
、プイフエッヂ走査して反射、または透過電子線量の信
号強度から求める方法がある。具体的な照射時間補正法
としては、得られた代表点のデータから、照射時間比を
補間計算し、各ビーム寸法毎にブランキング機構を制御
する。

以上の各ビーム寸法（面積）毎の実電流密度測定から補
正量を求める方法の他、各電子線レジストの感度特性か
ら照射時間補正値を決定することもできる。この場合、
手順はややＰｊＩ雑であるが。

実際にレジストを露光し、電子線照射量と描画パターン
寸法との関係を測定する。すなわち、本測定を代表的ビ
ーム（パターン）寸法について実施し、設計方法となる
露光量が各ビーム寸法に最適な露光値となる。

以上の毎く、求めた照射時間補正値をあらかじめメモリ
して、描画特番ビーム寸法毎に照射時間を補正する。

〔作用〕

各ビーム寸法毎あるいはビーム面積毎の電流密度変化量
を測定し、各ビーム寸法あるいは面積毎に電子線照射時
間を補正する。それによって、ビーム寸法変化時の電流
密度変化の影響を防止できる。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。電子
銃１より発した電子線２は第１成形絞り３を通過し電子
レンズと成形偏向器４により第１成形絞り像が、第２成
形絞り５上に結像される。

第２成形絞り５を通過し矩形に成形された電子線２はブ
ランキング偏向器６とブランキング絞り７により試料９
への照射時間が制御される。また、ビーム偏向器８は所
望の照射位置へビームを偏向する。各偏向器は、計算機
１６により制御された成形偏向駆動回路１０．ブランキ
ング駆動回路１１、ビーム偏向駆動回路１２より駆動さ
れる。

特に高速高精度偏向が要求される成形偏向駆動回路１０
とビーム偏向駆動回路１２は、それぞれ成形偏向用ＤＡ
Ｃ回路１３．ビーム偏向用ＤＡＣ回路１５を用い、偏向
データを高精度にアナログ出力に変換する。ビーム照射
時間制御は、描画パターンを各ショットに分解後、対応
する電子線照射時間補正メモリ１４の値を選択しブラン
キング駆動回路１１を制御する事により行なう。

照射時間補正値を求める方法は前述の毎く、２通り、あ
るいは両者の組合せが考えられる。第１の方法は、各ビ
ーム寸法毎の電流密度を直接測定する方法で、装置固有
の電子光学的誤差、クーロン効果、収差によるビームぼ
けを補正するものである。一方第２の方法は、実描画パ
ターンの種々の寸法測定値が設計寸法値と一致する露光
量を計測する方法で、各レジストの感度特性、膜厚依存
性等を含めた補正である。

具体的な補正手順は以上、２方式いずれも代表点で測定
し、補間を行なう事により全ビーム寸法において補正デ
ータを作成する。作成した補正データは電子線照射時間
補正メモリ１４に書き込み、各露光毎にブランキング駆
動回路１１に照射時間補正データを転送し制御する。

具体的な電子線照射時間メモリの構成はビーム寸法毎に
全て補正を行なう場合、ビーム寸法有効ｂｉｔ数の２乗
のメモリが必要となる。例えば８ｂｉｔのビーム寸法精
度では（２５６）”＝６５５３６個のメモリが必要とな
る。しかしながら、照射量補正精度は微細寸法で細かく
、長大寸法で荒くする方が現実的である。したがって、
補正メモリ数は節約する事は可能であり、更にビーム断
面積により照射量補正を行なう場合メモリ数は少なくな
る。

クーロン効果は第１近似でビーム断面積に比例する。こ
のためビーム断面積毎に照射時間を補正するだけでも、
微細パターンを均一に形成する上で有効である。

上記では、照射量補正値を各ビーム寸法毎に参照する方
式を示したが、最適照射量をビーム寸法値を変数とした
関数で近似する方法も考えられる。

例えば、最適照射量をビーム寸法を変数とした多項式で
表現し、測定値から最小二乗法で多項式を求める方法で
ある。この場合、各露光時のビーム寸法から照射量補正
値をこの近似多項式で計算する事によりブランキング制
御する。

本実施例によれば、各露光毎に照射量補正が可能となり
、特にビームぼけ１以下のビーム寸法時の電流密度低下
による露光不足を防止できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ビーム寸法毎に露光時間を設定できる
ので、ビーム寸法差により発生する電流密度分布差、特
に微小寸法ビームの電流密度減少による露光不足を防止
できる。

また、従来の近接効果を補正を用いる場合と異なり描画
データに照射量補正データが不要となり、頻雑さがなく
なる。照射量補正条件を変更する毎に、再度描画データ
を作成する必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概念図、第２図はビーム寸
法変化時のビーム電流密度変化の説明図である。 １・・・電子銃、２・・・電子線、３・・・第１成形絞
り、４・・・成形偏向器、５・・・第２成形絞り、６・
・・ブランキング偏向器、７・・・ブランキング絞り、
８・・・ビーム偏向器、９・・・試料、１０・・・成形
偏向駆動回路、１１・・・ブランキング駆動回路、１２
・・・ビーム偏向駆動回路、１３・・・成形偏向用ＤＡ
Ｃ１１４・・・照射時間補正メモリ、１５・・・ビーム
偏向用ＤＡＣ１１６・・・計算機、１７・・・成形ビー
ム断面形状、１８第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子線を発生する手段と、該電子線を電子線通路に
   設けた２段の矩形形状を有する第１および第２の成形絞
   りを通過させ第１成形絞りを第２成形絞り上に結像する
   電子レンズ群と第２成形絞り上の第１成形絞り像を移動
   させる成形用偏向器により第２成形絞りを通過した電子
   線矩形断面の寸法を制御する手段と、電子線を偏向し光
   軸外としビームカット絞りでブランキングするブランキ
   ング機構と、電子線を試料面に結像する第２の電子レン
   ズ群と試料面上の所望の位置に偏向照射するビーム偏向
   器とからなる電子線照射機構において、該電子線断面寸
   法毎の電子線照射量補正メモリを具備し、各露光面の電
   子線露光時間を電子線射照量メモリの当該断面寸法値に
   従つて、該ビームブランキング機構を動作させ照射時間
   制御を行なうことを特徴とした電子線描画装置。 ２、請求項１の電子線照射制御において、電子線断面寸
   法の代わりに電子線断面積毎に照射量補正を行なうこと
   を特徴とした電子線描画装置。