JPH0456210A - 電子ビーム露光装置 - Google Patents

電子ビーム露光装置

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JPH0456210A
JPH0456210A JP2165677A JP16567790A JPH0456210A JP H0456210 A JPH0456210 A JP H0456210A JP 2165677 A JP2165677 A JP 2165677A JP 16567790 A JP16567790 A JP 16567790A JP H0456210 A JPH0456210 A JP H0456210A
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electron beam
aperture
electron
sample
stage
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JP2165677A
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Inventor
Koichi Moriizumi
森泉 幸一
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/302Controlling tubes by external information, e.g. program control
    • HELECTRICITY
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/09Diaphragms; Shields associated with electron or ion-optical arrangements; Compensation of disturbing fields
    • HELECTRICITY
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/04Means for controlling the discharge
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子ビーム露光装置に係り、特に半導体装
置等の製造時に使用する一括露光可能な可変成形型電子
ビーム露光装置に関する。
〔従来の技術〕
第3図に従来の可変成形型電子ビーム露光装置の概略構
成を示す、この露光装置は第50回応用物理学会学術講
演会で発表されたものである。電子銃(1)から発射さ
れた電子ビーム(5)は、第1アパーチャ(2)を通過
することにより断面矩形状に成形された後、ビーム成形
偏向器(3)で偏向されて第2アパーチャ(4)の所望
のブロックパターン上に照射される。さらに、第2アパ
ーチャ(4)を通過した電子ビーム(5)は、ビーム位
置偏向器(8)によりX−Yステージ(10)上に載置
された試料(9)の表面の所望の位置に投影され、これ
により前記ブロックパターンの露光がなされる。尚、(
6)及び(7)は電子ビーム(5)を収束させるための
電磁レンズである。
第1アパーチャ(2)は、第4図に示すように、中央部
に一つの矩形パターン(2a)を有したものである。一
方、第2アパーチャ(4)には、第5図に示すように、
それぞれ−あるいは複数の図形からなる複数のブロック
パターン(4a)〜(4e)が形成されている。
以上のようにして第2アパーチャ(4)のブロックパタ
ーン(4a)〜(4e)のうち一つのブロックパターン
の露光が終了すると、今度は電子ビーム(5)がビーム
成形偏向器(3)により偏向されて次のブロックパター
ン上に照射され、さらにこのブロックパターンを通過し
た電子ビーム(5)がビーム位置偏向器(8)により試
料(9)上の所望の位置に投影される。
尚、ビーム位置偏向器(8)では電子ビーム(5〉を試
tEI(9)表面において通常2#IIIP1程度の領
域内でしか偏向し得ないので、X−Yステージ(10)
を移動させることにより、試料(9)の全面にわたって
露光を行うことができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、第2アパーチャ(4)の周縁部に形成さ
れているブロックパターンの露光を行う際には、第3図
に示されるように電子ビーム(5)をビーム成形偏向器
(3)により大きく偏向させる必要があった。このよう
に電子ビーム(5)を大偏向させると、電磁レンズ(7
)の周縁部を電子ビーム(5)が通過するため種々の収
差が生じ、高精度のパターン露光を行うことが困難にな
るという問題があった。
また、電磁レンズ(7)による収差を抑制しようとする
と電子ビーム(5)の偏向量を小さくする必要があり、
このため第2アパーチャ(4)に形成し得るブロックパ
ターンの個数が制限されるという問題を生じてしまうに の発明はこのような問題点を解消するためになされたも
ので、第2アパーチャに形成された多数のブロックパタ
ーンを使用して高精度で露光することのできる電子ビー
ム露光装置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〕
この発明に係る電子ビーム露光装置は、可変成形型の電
子ビーム露光装置であって、試料を保持する試料ステー
ジと、電子銃と、電子銃から発射された電子ビームを成
形するための第1アパーチャと、第1アパーチャにより
成形された電子ビームを偏向させると共に試料ステージ
上に保持された試料の上に収束させる電子光学手段と、
それぞれ電子光学手段からの電子ビームをさらに成形す
るための複数のブロックパターンが形成された第2アパ
ーチャと、第2アパーチャを移動させて複数のブロック
パターンのうち所望のブロックパターンに電子光学手段
からの電子ビームを照射させる移動手段とを備えたもの
である。
〔作用〕
この発明においては、移動手段が第2アパーチャを移動
させることにより複数のブロックパターンのうち所望の
ブロックパターンに電子ビームを照射させる。従って、
電子ビームを大偏向させることなく各ブロックパターン
の露光が行われる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
第1図はこの発明の一実施例に係る電子ビーム露光装置
の構成を示すブロック図である。鏡筒(21)内の最上
部に電子ビーム(15)を発生する電子銃(11)が配
置されており、電子銃(11)の下方に第1アパーチャ
(12)が固定されている。第1アパーチャ(12)の
下方には電磁レンズ(16)、ビーム成形偏向電極(1
3)及び電磁レンズ(17)を介して第2アパーチャ〈
14)が配置されている。さらに、第2アパーチャ(1
4)の下方−にビーム位置偏向電極(18)及び電子検
出器(22)を介して試料ステージとなるX−Yステー
ジ(20)が設けられている。以上の各部材により電子
光学系が構成されている。
電磁レンズ(16)及び<17)にはこれらのレンズに
電流を流して電子ビーム(15)を収束させるためのレ
ンズ電源(23)が接続され、ビーム成形偏向電極(1
3)には成形偏向電源(24)が接続されている。これ
ら電磁レンズ(16)及び(17)、ビーム成形偏向電
極(13)、レンズ電源(23)及び成形偏向電源(2
4)により電子光学手段が形成されている。
第2アパーチャ(14)は電子光学系の中心軸Aに垂直
な面内に配置されると共に鏡筒(21)に設けられた移
動装置(25)によりこの垂直面内で移動し得るように
なっている。また、鏡筒(21)には第2アパーチャ(
14)の位置を高精度で検出するアパーチャ位置検出器
(26)が設けられており、この検出器(26)及び移
動装置り25)にアパーチャ制御回路(27)が接続さ
れている。移動装置(25)により移動手段が構成され
ている。
ビーム位置偏向電極(18)には位置偏向電源(28)
が、電子検出器(22)には信号処理回路(29)がそ
れぞれ接続されている。
X−Yステージ(20)は鏡筒(21)に設けられた移
動装置(30)により電子光学系の中心軸Aと垂直な面
内で移動し得るようになっている。また、鏡筒(21)
にはX−Yステージ(20)の位置を高精度で検出する
ステージ位置検出器(31)が設けられており、この検
出器(31)及び移動装置(30)にステージ制御回路
(32)が接続されている。
さらに、成形偏向電源(24)、アパーチャ制御回路(
27)、位置偏向電源(28)、信号処理回路(29)
及びステージ制御回路(32)に制御装置(33)が接
続されている。
第1アパーチャ(12)は、第5図に示した従来の装置
の第1アパーチャ(2)と同様に、中央部に一つの矩形
パターンを有するものである。第2アパーチャ(14)
は、第2図に示すように、それぞれ−あるいは複数の図
形からなる複数のブロックパターン(14a)〜(14
g)を有しており、可動ステージ(34)上に配置され
る。可動ステージ(34)は、移動装置(25)を構成
するDCサーボモータ等の高精度のモータ(25a)及
び(25b)によりXY方向に移動自在に設けられてい
る。
また、鏡筒(21)には内部を真空状態にするための真
空装置(図示せず)が接続されている。
次に、実施例の動作について述べる。まず、可動ステー
ジ(34)上に必要な第2アパーチャ(14)を保持さ
せると共にX−Yステージ(20)上に半導体基板等の
試料(19)を載置した後:鏡筒(21)内を図示しな
い真空装置により真空引きする。この状態で試料(19
)の位置合わせを行う0例えば、電子銃(11)から電
子ビーム(15)を発射させ、この電子ビーム(15)
を電磁レンズ(16)及び(17)により収束させて試
料(19)表面に形成されたアライメントマークを照射
する。そして、試料(19)からの反射電子を電子検出
器(22)で検出し、検出信号を信号処理回路(29)
で処理することによりアライメントマーク上に電子ビー
ム(15)が照射されているか否かを判断する。電子ビ
ーム(15)とアライメントマークとがずれている場合
には、制御袋M (33)及びステージ制御回路(32
)を介して移動装置(30)を駆動し、試料(19)を
X−Yステージ(20)と共に移動させて電子ビーム(
15)とアライメントマークとの位置合わせを行う。
次に、アパーチャ位置検出器(26)で第2アパーチャ
(14)の位置を確認しつつアパーチャ制御回路(27
)で移動装置(25)を駆動することにより第2アパー
チャ(14)を移動させて、第2図に示すように、始め
に使用したいブロックパターン(14a)を電子光学系
の中心軸A上に位置させる。一方、ステージ位置検出器
(31)でX−Yステージ(2o)の位置を確認しつつ
ステージ制御回路(32)て移動装置f (30)を駆
動することにより、試料(19)の所望の位置が電子光
学系の中心軸A上に移動するように試料(19)を移動
させる。この状態で、電子銃(11)から電子ビーム(
15)を発射させると、電子ビーム(15)は第1アパ
ーチャ(12)を通過することにより断面矩形状に成形
された後、第2アパーチャ(14)のブロックパターン
(14a)に照射される。第2アパーチャ(14)を通
過した電子ビーム(15)はX−Yステージ(20)上
に載置された試料(19)の表面に投影され、これによ
りブロックパターン(14m)の露光がなされる。
その後、位置偏向電源(28)がらビーム位置偏向電極
(18)に電圧を印加することにより電子ビーム(15
)を偏向させて、試料(19)表面上の2+s角程度の
領域内で必要に応じて同一のブロックパターン(14a
)の露光を行う。
このようにして一つのブロックパターン(14a)め露
光が終了すると、制御袋! (33)はアパーチャ制御
口1 (27)を介しで移動袋ff (25)を駆動し
、次に使用したいブロックパターン(14b)が電子光
学系の中心軸A上に位置するように第2アパーチャ(1
4)を移動させる。そして、ブロックパターン(14a
)による露光と同様にしてブロックパターン(14b)
を用いた露光が行われる。
また、必要に応じ、成形偏向電源(24)からビーム成
形偏向電& <13)に電圧を印加して電子ビーム(1
5)を偏向させ、電子ビーム(15)と第2アパーチャ
(14)のブロックパターンとの重なり具合を変えるこ
とにより所望の大きさの矩形パターン等の露光が行われ
る。
以上のようにして試料(19)表面における2mm角程
度の領域の露光が終了すると、制御装置(33)はステ
ージ制御回路(32)を介して移動装置(30)を駆動
し、試料(19)上の次の領域が電子光学系の中心軸A
上に位置するようにX−Yステージ(20)を移動させ
る。そして、第2アパーチャ(14)の各ブロックパタ
ーン(14a)〜(14g)を用いて同様の露光が行わ
れる。
以上説明したように、この発明では、電子ビーム(15
)を大きく偏向させることなく、第2アパーチャ(14
)に形成された多数のブロックパターン(14a)〜(
24g)を用いて試′料(19)の全面にわたる露光を
行うことができる。すなわち、電子ビーム(15)の大
偏向に伴う種々の収差を発生させずに高精度のパターン
露光が可能となる。
尚、アパーチャ位置検出器(26)及びステージ位置検
出器(31)は、例えばレーザ干渉計から構成すること
ができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明においては、試料を保持
する試料ステージと、電子銃と、電子銃から発射された
電子ビームを成形するための第1アパーチャと、第1ア
パーチャにより成形された電子ビームを偏向させると共
に試料ステージ上に保持された試料の上に収束させる電
子光学手段と、それぞれ電子光学手段がらの電子ビーム
をさらに成形するための複数のブロックパターンが形成
された第2アパーチャと、第2アパーチャを移動させて
複数のブロックパターンのうち所望のブロックパターン
に電子光学手段がらの電子ビームを照射させる移動手段
とを備えているので、電子ビームを大偏向させずに第2
アパーチャに形成された複数のブロックパターンを高精
度で露光することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係る電子ビーム露光装置
の構成を示すブロック図、第2図は実施例の要部を示す
拡大斜視図、第3図は従来の電子ビーム露光装置を示す
断面図、第4図及び第5図はそれぞれ第3図の装置で用
いられる第1アパーチャ及び第2アパーチャを示す斜視
図である。 図において、(11)は電子銃、(12)は第1アパー
チャ、(13)はビーム成形偏向t′Fi、(14)は
第2アパーチャ、(15)は電子ビーム、(16)及び
(17)は電磁レンズ、(19)は試料、(20)はx
−yステージ、(23)はレンズ電源、(24)は成形
偏向電源、(25)は移動装置、(14a)はブロック
パターンである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  可変成形型の電子ビーム露光装置であって、試料を保
    持する試料ステージと、 電子銃と、 前記電子銃から発射された電子ビームを成形するための
    第1アパーチャと、 前記第1アパーチャにより成形された電子ビームを偏向
    させると共に前記試料ステージ上に保持された試料の上
    に収束させる電子光学手段と、それぞれ前記電子光学手
    段からの電子ビームをさらに成形するための複数のブロ
    ックパターンが形成された第2アパーチャと、 前記第2アパーチャを移動させて前記複数のブロックパ
    ターンのうち所望のブロックパターンに前記電子光学手
    段からの電子ビームを照射させる移動手段と を備えたことを特徴とする電子ビーム露光装置。
JP2165677A 1990-06-26 1990-06-26 電子ビーム露光装置 Pending JPH0456210A (ja)

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