JPH047583B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、試料載置のステージを連続移動しな
がら、主副２段偏向してサブフイールド毎に高速
高精度に図形を露光する電子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〕

近年、試料上の露光領域を高速で電子ビーム露
光するため、試料の露光領域を80［μｍ□］程度
のサブフイールドに分割し、このサブフイールド
内を高速のＤ／Ａ変換器を用いて露光し、サブフ
イールドの位置決めに高精度のＤ／Ａ変換器を用
いる方式が提案されている。装置としては、
IBM社のEF−３等があるが、これら装置はステ
ージをステツプ移動して停止中に露光する方式で
ある。従つて、ステージのステツプ移動時間が全
面の露光速度に影響を与え、偏向フイールドを大
きくとる必要があり、このため偏向歪みの補正や
大偏向用の高精度Ｄ／Ａ変換等の技術的に困難な
問題を生じ、高精度化も困難であつた。

一方、ステージを連続移動させ該連続移動中に
電子ビームを主副２段偏向して露光する方式で
は、ステージの移動による無駄時間が大幅に減少
するので同じスループツトを得るのにステージを
ステツプ移動する方式よりも、電子ビームの偏向
領域を1/5程度にできることが明らかになつてい
る。

しかしながら、この種の方法にあつては次のよ
うな問題があつた。即ち、ステージを連続移動さ
せる方式では、ステージの送り速度を偏向フイー
ルド内で通常の密度の図形を露光できる可能な限
り高速の速度に最適化制御しないと、サブフイー
ルドを露光の間で無駄時間を生じ、連続移動の利
点がなくなる。しかし、ステージには速度むら等
があり、最大速度（偏向フイールド内で通常の密
度の図形を露光できる最大の速度）の近傍では、
ステージの移動により露光図形位置が電子ビーム
の偏向可能領域をオーバする場合がある。このた
め、従来は最大速度からマージンを大きくとつて
ステージの移動速度を最大速度より十分遅くする
ことが必要であり、これが為にスループツトの大
幅な向上は望めなかつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、試料載置のステージの移動速
度を最大速度に設定することができ、且つステー
ジの移動速度オーバに起因する露光欠損を未然に
防止することができ、露光スループツトの向上を
はかり得る電子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、１回のステージ連続移動中に
おけるサブフイールドの露光完了状態をメモリ等
に記憶しておくことにより、ステージの移動速度
を最適（偏向フイールド内で通常の密度の図形を
露光できる最大の速度）に設定し、且つステージ
移動に伴う露光図形位置が電子ビームの偏向領域
をオーバした場合にあつても全くサブフイールド
の露光を行うことにある。

即ち本発明は、試料上の露光すべき領域を該試
料を載置した試料ステージの１回の連続移動によ
り露光すべきフレームに分割し、該フレームを電
子ビームの高速偏向にて露光する複数のサブフイ
ールドに分割し、上記ステージを一方向に連続移
動すると共に、主偏向により電子ビームを所定の
サブフイールドに順次移動し、副偏向により電子
ビームをサブフイールド内で高速走査して各サブ
フイールドを順次露光する電子ビーム露光方法に
おいて、１回のステージ連続移動における各サブ
フイールド毎の露光完了状態を所定のメモリに記
録し、１フレーム内に露光未完のサブフイールド
が存在した場合、上記ステージを再度同じ領域に
移動して露光未完のサブフイールドを露光し該フ
レーム内の全サブフイールドを露光するようにし
た方法である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ステージの移動速度に伴い試
料上の露光図形位置が電子ビームの偏向可能領域
をオーバした場合にあつても、ステージを再度同
じ領域で移動して未露光の図形を露光することに
より、露光欠損を未然に防止することができる。
このため、ステージの移動速度を最大速度に設定
することができる。従つて、露光スループツトの
大幅な向上及び露光の信頼性の向上をはかり得
る。

〔発明の実施例〕

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１
は試料室で、この試料室１内には電子ビーム露光
に供される試料２を載置した試料ステージ３が収
容されている。試料ステージ３は図示しない駆動
系により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、また試料ステージ３の
移動位置はレーザ測長回路４により測定されるも
のとなつている。

また、試料室１の上方には、電子銃５、各種レ
ンズ系６，〜，１０、ビーム整形用アパーチヤマ
スク１１，１２、及び各種偏向系１３，〜，１６
等からなる電子光学鏡筒１７が設けられている。
ここで、偏向系１３はビームをブランキングする
ための偏向板で、偏向系１４はビーム寸法を可変
するための偏向板である。また、偏向系１５は高
速度のＤ／Ａ変換器と組合わされて電子ビームを
高速偏向するための副偏向板で、偏向系１６は高
精度のＤ／Ａ変換器と組合わされて電子ビームを
大偏向するための主偏向コイルである。なお、図
では偏向系１４，〜，１６はそれぞれ１対しか示
していないが、実際にはビームをＸ方向及びＹ方
向に偏向するためにそれぞれの方向に対応して２
対ずつ設けられている。同様に前記レーザ測長回
路４もＸ方向及びＹ方向の移動位置を測定するた
め、それぞれの方向に対応して設けられている。
そして、電子銃５から放射された電子ビームは偏
向板１４及びマスク１１，１２によりその形状が
制御され、副偏向板１５及び主偏向コイル１６に
より試料２上で走査されるものとなつている。ま
た、ビーム走査による露光はIBM社のEL−３と
同様に、主偏向はラスタ走査で行い、副偏向はベ
クタ走査を行うことにより実行される。即ち、露
光すべき位置を上記主偏向コイル１６によるビー
ム偏向で設定し、サブフイールド毎の図形を上記
副偏向板１５によるベクタ走査で描画するものと
なつている。

一方、制御用計算機２０からは１回のステージ
移動によつてカバーする領域（フレーム）毎の露
光図形データがフレームメモリ２１に供給され、
フレームメモリ２１からはサブフイールド単位の
露光図形データがサブフイールドメモリ２２に供
給される。そして、このサブフイールドメモリ２
２のデータに応じて露光制御回路２３及び偏向制
御回路２４により試料２上に所望のパターンが露
光されるものとなつている。また、サブフイール
ドの露光時に、該フイールドの全図形数はサブフ
イールド露光カウンタ２５にセツトされ、サブフ
イールド内の一つの図形の露光毎にカウンタ２５
はカウントダウンされる。そして、サブフイール
ドの露光が終了した時点でカウンタ２５の内容が
サブフイールド露光状態メモリ２６に供給され、
このメモリ２６に該フイールドの露光完了状態が
記録されるものとなつている。

次に、上記装置を用いた電子ビーム露光方法に
ついて第２図のフローチヤートを参照して説明す
る。なお、第２図では任意の一つのフレームを露
光する場合のフローチヤートを示している。

まず、試料２上の全露光領域３１を第３図に示
す如く分割する。即ち、試料ステージ３の１回の
連続移動（Ｙ方向の連続移動）によつてカバーす
る領域をフレーム３２と呼び、このフレーム３２
を電子ビームの高速偏向によつて描画すべき複数
のサブフイールド３３に分割する。なお、試料ス
テージ３の移動速度は最大速度に設定しておく。
ここで、上記最大速度とは偏向フイールド内で通
常の密度の図形を露光欠損なく露光できる最大の
速度である。

制御用計算機２０から任意のフレーム、例え
ば１番目のフレームに相当する全ての露光図形デ
ータをフレームメモリ２１に送出し、該メモリ２
１にこれを格納する。この図形データは、サブフ
イールド単位毎にサブフイールドメモリ２２に送
出され該メモリ２２に格納される。今、Ｎ（Ｎ＝
１）番目のデータがメモリ２２に格納されたもの
とする。これと同時に、Ｎ番目のサブフイールド
（以下Ｎサブと略記する）の全図形数をサブフイ
ールド露光カウンタ２５にセツトする。そして、
試料ステージ３の移動によりステージ３上の試料
２が露光可能領域に入つた時点て、メモリ２２か
らｎ（ｎ＝１）番目の図形データを読み出し、前
記光学鏡筒１７により所望の図形を露光する。即
ち、ブランキングとサイズ可変情報は露光制御回
路２３で制御し、露光位置情報は偏向制御回路２
４で制御する。

ｎ番目の図形の露光に先立ち、レーザ測長回路
４により測定されるステージ移動に伴う露光図形
位置が前記主偏向コイル１６の偏向可能範囲かを
判定し、偏向可能範囲であれば該図形の露光を開
始する。このｎ番目の図形の露光が終了したら前
記カウンタ２５をカウントダウンする。そして、
Ｎサブの露光が終了したかを判定する。Ｎサブの
露光が終了していない場合、サブフイールドメモ
リ２２から次の図形データ（ｎ＝２）を読みだし
上記と同様にしてＮサブ露光を行う。

Ｎサブの露光が終了或は露光図形位置が前記主
偏向コイル１６の偏向可能範囲をオーバした場
合、カウンタ２５の内容をサブフイールド露光状
態メモリ２６にセツトする。ここで、メモリ２６
には第４図に示す如く一つのフレーム内の全ての
サブフイールドのサブフイールド毎の全図形数及
び未露光図形数が格納される。次いで、フレー
ムの露光が終了したかを判定する。フレームの
露光が終了していない場合、前記フレームメモリ
２１から次のサブフイールド情報（Ｎ＝２）をサ
ブフイールドメモリ２２に送出する。その後、前
記と同様にＮサブ（ここでは２番目のサブフイー
ルド）の露光を行う。

フレームの露光が終了した場合、未露光サブ
フイールドがあるかを判定する。未露光サブフイ
ールドがない場合、次のフレームの露光に移る。
即ち、試料ステージ３の−Ｘ方向にステツプ移動
したのち、−Ｙ方向に連続移動すると共に、＝
２として２番目のフレームの露光を上記と同様に
して行う。未露光サブフイールドがある場合、前
記ステージ３を（＝１）フレーム露光時と同
じ領域で移動し、サブフイールド露光状態メモリ
２６の内容に応じて前記と同様にして未露光サブ
フイールドを露光する。そして、未露光サブフイ
ールドの露光が終了したら、次のフレームの露光
に移る。なお、未露光サブフイールドは一つのフ
レームに対し極希に生じるものであり、未露光サ
ブフイルードを含むフレームの数は全フレームに
対し極めて少ないものである。従つて、未露光サ
ブフイールドを露光するために試料ステージ３を
再度同じ領域で移動したとしても全体としての露
光時間は左程ど変わらない。

このように本実施例によれば、従来装置にサブ
フイールド露光カウンタ２５及びサブフイールド
露光状態メモリ２６を設けた装置を用い、試料ス
テージ３を連続移動しながら露光を行い、一つの
フレームで未露光サブフイールドが生じたらステ
ージ３を再度同一領域で移動し未露光サブフイー
ルドの露光を行うことができる。このため、試料
ステージ３の移動速度を最大速度に設定しても、
露光欠損が生じる等の不都合はなく、従つて露光
スループツトの大幅な向上をはかり得る。また、
試料ステージ３を連続移動しながら露光する方式
であるので、電子ビームの偏向範囲を小さくする
ことができ、これにより露光の信頼性の向上をは
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、前記フレームの幅及びサブ
フイールドの大きさ等の条件は仕様に応じて適宜
定めればよい。さらに、サブフイールドの露光完
了状態を記憶する手段として、必ずちも前記サブ
フイールド露光カウンタ及びサブイールド露光状
態メモリ等を用いる必要はなく、要は個々のサブ
フイールドの露光完了状態をメモリ等に記憶でき
るものであればよい。また、電子光学鏡筒の構成
は第１図に何等限定されるものではなく、仕様に
応じて適宜変更可能である。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。

【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
装置を用いた露光方法を説明するためのフローチ
ヤート、第３図は露光領域のフレーム分割及びサ
ブフイールド分割状態を示す模式図、第４図はサ
ブフイールド露光状態メモリに記憶される情報を
示す模式図である。 １……試料室、２……試料、３……試料ステー
ジ、４……レーザ測長回路、５……電子銃、６，
〜１０……レンズ系、１１，１２……ビーム整形
用アパーチヤマスク、１３……ブランキング用偏
向板、１４……ビーム整形用偏向板、１５……ビ
ーム走査用副偏向板、１６……ビーム走査用主偏
向コイル、１７……電子光学鏡筒、２０……制御
用計算機、２１……フレームメモリ、２２……サ
ブフイールドメモリ、２３……露光制御回路、２
４……偏向制御回路、２５……サブフイールド露
光カウンタ、２６……サブフイールド露光状態メ
モリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 試料上の露光すべき領域を該試料を載置した
   試料ステージの１回の連続移動により露光すべき
   フレームに分割し、該フレームを電子ビームの高
   速偏向にて露光する複数のサブフイールドに分割
   し、上記ステージを一方向に連続移動すると共
   に、主偏向により電子ビームを所定のサブフイー
   ルドに順次移動し、副偏向により電子ビームをサ
   ブフイールド内で偏向して各サブフイールドを順
   次露光する電子ビーム露光方法において、１回の
   ステージ連続移動における各サブフイールド毎の
   露光完了状態を所定のメモリに記録し、１フレー
   ム内に露光未完のサブフイールドが存在した場
   合、上記ステージを再度同じ領域に移動して露光
   未完のサブフイールドを露光し該フレーム内の全
   サブフイールドを露光することを特徴とする電子
   ビーム露光方法。 ２ 任意のサブフイールド露光中に該フイールド
   内の露光図形位置が前記主偏向によるビームの偏
   向可能領域をオーバした場合、次のサブフイール
   ドの露光に移ることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の電子ビーム露光方法。 ３ 前記ビームの主偏向に高精度Ｄ／Ａ変換器に
   接続された偏向コイルを用い、前記ビームの副偏
   向に高速Ｄ／Ａ変換器に接続された偏向板を用い
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   電子ビーム露光方法。