JPH0555122A - アパーチヤ絞り及びその認識コード読み取り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】開口孔の位置やその形状を容易に判別できる電
子線描画装置のアパーチャ絞りを提供すること、その認
識コード読み取り方法を提供すること。 【構成】アパーチャ絞り表面に認識コードパターン
（２、３、４）を設ける。アパーチャ絞りに荷電ビーム
を照射し、認識コードパターンからの２次電子、反射電
子を読み取ることで開口孔の位置、形状を容易に判別で
きる。認識コードパターンは凹凸パターンや、アパーチ
ャ絞りの構成元素と質量の異なる元素からなるパターン
等で構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、荷電ビームを用いた描
画装置に用いられるアパーチャ絞り及びその認識コード
読み取り方法に係り、特に、一括図形照射方式に適した
荷電ビーム描画装置用のアパーチャ絞り及びその認識コ
ード読み取り方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】荷電ビーム描画装置に用いられるアパー
チャ絞りは、荷電ビーム形状を制御する開口孔を有して
いる。従来、この開口孔の位置の検出は、アパーチャ絞
りに荷電ビームを照射し、アパーチャ絞りを機械的に平
面移動させ、その下に設けたビーム電流検出器により透
過ビーム量の大小を測定することにより行なっていた。
またビーム形状の検出は、ステージ上に設けた重金属の
微粒子点上でビームを面走査させ、発生する反射電子像
を検出して行なっていた。なお、この技術に関連するも
のとして、特開昭５４−２９９８１がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のアパーチャ
絞りの開口孔位置検出方法では、ビームが開口孔を照射
していない場合には、アパーチャ絞りのどの位置にビー
ムが照射されているかは全く分からないという問題があ
った。また、同じ形状の開口孔が複数個有った場合、ど
の位置の開口孔が照射されているかを判別することがで
きないという問題があった。同様に、複数個の異なる形
状の開口孔が有った場合、これらの開口孔が微細形状、
例えば６４メガビットダイナミックランダアムアクセス
メモリ等の最小寸法が０．３μｍ以下のパターンに対応
した開口孔を含んだ場合、上記従来の重金属の微粒子点
上でビームを面走査させ、発生する反射電子像により形
状を検出する方法では、微粒子点の大きさが最小でも
０．３μｍ程度であるので、開口孔の形状を判別するこ
とが困難であるという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、アパーチャ絞りの開口孔
の位置やその形状を容易に判別できるアパーチャ絞りを
提供することに有る。本発明の他の目的は、このアパー
チャ絞りの認識コード読み取り方法を提供することに有
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、（１）荷電
ビームの形状を制御するための開口孔を有するアパーチ
ャ絞りにおいて、該アパーチャ絞り表面に認識コードパ
ターンを有することを特徴とするアパーチャ絞り、
（２）上記１記載のアパーチャ絞りにおいて、上記認識
コードパターンは、アパーチャ絞りの表面に形成された
凹凸パターンであることを特徴とするアパーチャ絞り、
（３）上記１記載のアパーチャ絞りにおいて、上記認識
コードパターンは、アパーチャ絞りを構成する元素と質
量の異なる元素からなるパターンであることを特徴とす
るアパーチャ絞り、（４）上記３記載のアパーチャ絞り
において、上記アパーチャ絞りはシリコンからなり、上
記認識コードパターンはタングステンで構成されたパタ
ーンであることを特徴とするアパーチャ絞り、（５）上
記１から４のいずれか一に記載のアパーチャ絞りにおい
て、上記アパーチャ絞りは複数の開口孔を有し、各々の
開口孔近傍に、それぞれの開口孔に対応した認識コード
パターンが配置されたことを特徴とするアパーチャ絞
り、（６）上記１から５のいずれか一に記載のアパーチ
ャ絞りにおいて、上記認識コードパターンの少なくとも
１部は、開口孔全体を表示する認識コードパターンであ
ることを特徴とするアパーチャ絞り、（７）上記１から
６のいずれか一に記載のアパーチャ絞りにおいて、上記
認識コードパターンの少なくとも１部は、上記アパーチ
ャ絞り上の位置情報を表示する認識コードパターンであ
ることを特徴とするアパーチャ絞り、（８）上記１から
７のいずれか一に記載のアパーチャ絞りにおいて、上記
認識コードパターンの少なくとも１部は、バーコードで
表示されたことを特徴とするアパーチャ絞りによって達
成される。

【０００６】上記他の目的は、（９）上記１から８のい
ずれか一に記載のアパーチャ絞りを荷電ビーム描画装置
に設置する工程と、該アパーチャ絞り上に荷電ビームを
走査させる工程と、該アパーチャ絞り上の認識コードパ
ターンから発生する二次電子及び反射電子の少なくとも
１種の電子を検出する工程とを有することを特徴とする
認識コード読み取り方法、（１０）上記９記載の認識コ
ード読み取り方法において、上記電子の検出は、上記ア
パーチャ絞りの位置より上部で行なうことを特徴とする
認識コード読み取り方法によって達成される。

【０００７】本発明において、アパーチャ絞りの表面に
設けられた認識コードパターンは、開口孔のパターン形
状やその座標位置等の内の少なくとも１個の情報を持
つ。アパーチャ絞り内に複数の開口孔が有る場合には、
全体のパターン群の構成を表す認識コードパターンと、
個々の開口孔の構成を表すそれぞれの認識コードパター
ンを設けることができる。開口孔のパターン形状は、例
えば、その固有名称や記号、番号又はバーコードを用い
て表す。位置情報は、例えば、アパーチャ絞り表面内の
特定点を原点と定義し、開口孔の座標位置を数字で表
し、上記パターン形状の認識コードの近傍に配置させる
か、あるいは、上記パターン情報と共に、バーコード内
に含めておく。

【０００８】この認識コードパターンは、アパーチャ絞
り表面上に形成された凹凸パターンや、異種材料の組合
せによるパターン等が用いられる。例えば、凹凸パター
ンとして１μｍ程度の凹凸によるパターンを用いること
ができる。異種材料の組合せによるパターンとして、ア
パーチャ絞り材料がシリコン基板からなる場合は、タン
グステンや金等の重金属材料のパターンを用いることが
できる。また、重金属と軽金属とで形成されたパターン
の場合は、アパーチャ絞り表面に設けた重金属と軽金属
の二層膜の上層膜の方のパターンを用いることができ
る。

【０００９】これらの認識コードパターンの読み取り
は、アパーチャ絞り上に反射電子又は二次電子検出器を
設け、上記認識コードパターンから発生する反射電子、
二次電子の少なくとも１の電子を検出することで実現さ
れる。

【００１０】

【作用】本発明では、アパーチャ絞りの表面に、開口孔
のパターン形状やその座標位置等の情報を持つ認識コー
ドパターンが設けられる。この認識コードパターンは、
単一材料による凹凸パターン、異種材料の組合せのパタ
ーン等によって構成される。

【００１１】この認識コードパターンに、電子線が照射
されると、凹凸パターンでは、凹部凸部の反射電子又は
二次電子の強度変化が生じる。重金属と軽金属や、重金
属とシリコン基板の組合せ等で構成される異種材料の組
合せのパターンでは、パターン境界において、材料によ
る反射電子又は二次電子の強度差が発生する。従って、
アパーチャ絞り上部に、反射電子又は二次電子検出器を
設置して、上記信号変化を検出すれば、認識コードの読
み取りが可能である。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。 実施例１ 本実施例は、一括図形照射法で用いられる複数のパター
ン形状を、シリコン基板よりなるアパーチャ絞りに設置
した例である。まず、アパーチャ絞りの開口孔を形成す
る前に、図１に示すように、アパーチャ絞り１表面に、
ホトレジストパターンをマスクとするドライエッチング
により、深さ１μｍの認識コードパターンを形成してお
く。この認識コードパターンは、幅１μｍで５０μｍ間
隔の格子パターン２、この格子の各交点からｘ，ｙ＝１
μｍの位置に、格子内に形成されるパターンを示す縦横
５μｍ角の文字列からなる文字列パターン３及び上記格
子の最外角部の外側に、アパーチャ絞り全体の認識コー
ドとして、アパーチャ絞りの名称を表す縦横２０μｍ角
の文字列からなる文字列パターン４で構成される。

【００１３】２５６メガビットダイナミックランダムア
クセスメモリの各層ごとのパターンを配置させたものを
例に採り説明する。文字列パターン４としてアパーチャ
絞りの名称を英数字で「２５６ＭＤＲＡＭ」と表し、文
字列パターン３として各層ごとパターンについて、カタ
カナと数字で表す。例えば、ゲートパターンを上から２
番目の格子点内に配置させる場合には、この格子点の
ｘ，ｙ＝１μｍの位置に、カタカナで「ゲート」と数字
を表す。他の位置にもそれぞれ対応するカタカナと数字
を表す。

【００１４】次に、アパーチャ絞りに開口孔を形成する
ときには、上記格子パターンを用いたマーク検出によ
り、図１の格子のそれぞれ中央のＡ−ｊの位置にパター
ンが来るように位置合わせをする。そして、パターン形
状は、上記認識コードと一致したパターンを露光する。
例えば、「ゲート３」として、格子の上から２番目、左
から３番目の位置に図２に示すパターン５、６、７、
８、２３を形成する。これらのパターンもホトレジスト
のパターンをマスクとしてシリコン基板上にドライエッ
チングにより形成される。深さは２０μｍである。この
後基板の裏面エッチングにより、図３に示すようにパタ
ーン開口部を貫通孔１８とする。なお、図３は格子パタ
ーン２と貫通孔１８の一部のみを示している。

【００１５】このようにして作製したアパーチャ絞り１
を図４に示す荷電ビーム描画装置に設置する。電子銃１
０に近い方の第１アパーチャ絞り位置に矩形の開口孔を
持つアパーチャ絞り１２を、それより電子ビームの下流
の第２アパーチャ絞り位置に上記作製したアパーチャ絞
り１を設置する。このアパーチャ絞り１の上部には、反
射電子検出器９が設置されている。なお、１３は電子レ
ンズ、１５はウェーハである。

【００１６】まず、アパーチャ絞り１２により矩形に成
形された加速電圧５０ｋＶの電子ビーム１１を、静電偏
向器１４により、アパーチャ絞り１上で面偏向させ、そ
の反射電子信号を、反射電子検出器９により検出する。
最初に、アパーチャ認識コード「２５６ＭＤＲＡＭ」を
読み取る。アパーチャ認識コードを探すには、格子パタ
ーン２の検出の後、最外角部まで、アパーチャ絞り１を
移動させて行なう。いずれの検出信号も深溝の凹凸パタ
ーンのため良好な反射電子信号像が得られる。次に、本
アパーチャ絞り全体の認識コードである文字列パターン
４を読み取り、所望の２５６ＭＤＲＡＭのアパーチャ絞
りであることを確認する。この文字列近傍にある格子角
部を原点と定義する。

【００１７】後は、所望のパターンまで設計時の座標配
置に従って、アパーチャ絞りを移動させる。ゲート３パ
ターンは左から３番目、上から２番目であるので移動距
離は、左へ１００μｍ上へ５０μｍとなる。移動後は、
格子点近傍に配置された文字列パターン３を上記と同様
に反射電子検出により読み取ることで、パターン確認が
できる。ついで、この開口孔に電子ビームを照射して描
画を行なったところ良好な２５６メガビットダイナミッ
クランダムアクセスメモリのゲートパターンを得ること
ができた。

【００１８】実施例２ ここでは、認識コードパターンが、異種材料から構成さ
れる場合について説明する。パターン配列は、図１と同
様であるが、認識コードパターンの断面構造は、図５に
示すように、シリコン基板からなるアパーチャ絞り１上
に形成されたタングステン１６で構成される。ここで、
電子線に対する後方散乱係数は、重い材料ほど大きくな
る。従って、シリコン基板とタングステンとの電子線に
対する後方散乱係数が大きく異なるために、上記認識コ
ードパターンを電子線走査し、反射電子信号像を得る
と、パターン部であるタングステンは明るく、シリコン
基板は暗くなり、実施例１に示した凹凸パターンと同様
に、良好な反射電子像が得られた。

【００１９】まず、アパーチャ絞りの開口孔を形成する
前に、シリコン基板よりなるアパーチャ絞り１の表面
に、予めタングステン膜を０．６μｍ蒸着し、さらにホ
トレジスト膜を形成し、パターン露光、現像、ドライエ
ッチングにより、図６に示すような認識コードパターン
を形成しておく。この認識コードパターンは、幅１μｍ
で５０μｍ間隔の格子パターン２と、この格子の各交点
からｘ，ｙ＝１μｍの位置に、格子内に形成されるパタ
ーンを示す縦５μｍ横１５μｍのバーコード１７と、上
記格子の最外角部の外側に、アパーチャ絞り全体の認識
コードとして、アパーチャ絞りの名称を表すタテ横２０
μｍ角の文字列パターン４とで構成される。ここでは、
２５６メガビットダイナミックランダムアクセスメモリ
の各層ごとのパターンを配置させたものを例に採り説明
する。文字列パターン４として、アパーチャ絞りの名称
を英数字で「２５６ＭＤＲＡＭ」と表し、各層ごとの認
識コードパターンについては、バーコードで表す。例え
ば、ゲートパターンを上から２番目の格子点内に配置さ
せる場合には、この格子点のｘ，ｙ＝１μｍの位置に、
ゲートに対応したバーコード１７で表す。

【００２０】次に、アパーチャ絞りに開口孔を形成する
ときには、上記格子パターンを用いたマーク検出によ
り、格子のそれぞれの中央のＡ−ｊの位置にパターンが
来るように位置合わせをする。そして、パターン形状
は、上記バーコードと一致したパターンを、予め形成し
ておいたホトレジスト膜に露光する。ここでは、「ゲー
ト３」として、図２に示すパターン５、６、７、８、２
３を形成する。このレジストパターンをシリコン基板上
にドライエッチングにより転写する。深さは２０μｍで
ある。この後基板の裏面エッチングにより、パターン開
口部を図５に示す貫通孔１８とする。

【００２１】このようにして作製したアパーチャ絞り１
を図４に示した荷電ビーム描画装置に適用する。アパー
チャ絞り１を実施例１と同様に第２アパーチャ絞り位置
に設置し、第１アパーチャ絞り位置においたアパーチャ
絞り１２により矩形に成形された加速電圧５０ｋＶの電
子ビーム１１を、静電偏向器１４により、アパーチャ絞
り１上で面偏向させ、その反射電子信号を反射電子検出
器９により検出する。

【００２２】最初に、本アパーチャ絞り全体の認識コー
ド「２５６ＭＤＲＡＭ」を読み取る。本アパーチャ絞り
全体の認識コードを探すには、上記格子パターン２の検
出の後、最外角部まで、アパーチャ絞り１を移動させて
行なう。いずれの検出信号も質量の大きく異なる材料に
よるパターンのため良好な反射電子信号像が得られた。
次に、本アパーチャ絞り全体の文字列パターン４である
文字列を読み取り、所望の２５６ＭＤＲＡＭのアパーチ
ャ絞りであることを確認する。この文字列近傍にある格
子角部を原点と定義する。後は、所望のパターンまで設
計時の座標配置に従ってアパーチャ絞りを移動させる。
ゲート３パターンは左から３番目、上から２番目である
ので移動距離は、左へ１００μｍ上へ５０μｍとなる。
移動後は、格子点近傍に配置されたバーコード１７を上
記と同様に反射電子検出を行うことでパターン確認がで
き、ゲート３と読み取ることができた。ついで、この開
口孔に電子ビームを照射して描画を行なったところ良好
な２５６メガビットダイナミックランダムアクセスメモ
リのゲートパターンを得ることができた。

【００２３】実施例３ ここでは、ひとつの矩形孔パターンしか含まない可変成
形のアパーチャ絞りに適用した例について述べる。アパ
ーチャ絞りの矩形孔及び認識コードパターンの配列を図
７に示す。認識コードパターンの断面構造は、図５に示
すように、アパーチャ絞り材料であるシリコン基板上に
形成されたタングステンで構成される。

【００２４】まず、アパーチャ絞りの開口孔を形成する
前に、シリコン基板よりなるアパーチャ絞り１の表面に
予めタングステン膜を０．６μｍの厚みに蒸着し、実施
例２と同様な方法で、図７に示すような、認識コードパ
ターンを形成しておく。この認識コードパターンは、幅
１μｍで５０μｍ間隔の格子パターン２と、この格子の
各交点からｘ，ｙ＝１μｍの位置に格子点の座標を示す
数字よりなる座標認識コード２０で構成される。

【００２５】次に、アパーチャ絞りに開口孔を形成する
ときには、ホトレジスト膜を形成し、上記格子パターン
２を用いたマーク検出により、格子の中央に１００μｍ
角の矩形パターン２１を露光する。そして、このレジス
トパターンをシリコン基板上にドライエッチングにより
転写する。深さは２０μｍである。この後基板の裏面エ
ッチングにより、パターン開口部を貫通孔とする。

【００２６】このようにして作製したアパーチャ絞り１
を図４に示した荷電ビーム描画装置に適用する。アパー
チャ絞り１を実施例１と同様に第２アパーチャ絞り位置
に設置し、第１アパーチャ絞り位置においたアパーチャ
絞り１２により、矩形に成形された加速電圧５０ｋＶの
電子ビーム１１を、静電偏向器１４により、アパーチャ
絞り１上で面偏向させ、その反射電子信号を反射電子検
出器９により検出する。この時得られる格子像及びその
座標値から、現在のアパーチャ絞り１の位置を確定でき
る。この位置情報をもとに、アパーチャ絞り１を移動す
ることにより容易に矩形孔を光軸直下に設置することが
できる。

【００２７】以上の実施例においては反射電子信号を検
出することを示したが、２次電子信号を検出することも
同様に行うことができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、一つのアパーチャ絞り
内に複数のパターンが含まれている一括図形照射法のア
パーチャ絞りパターン認識や、位置決めが容易になる。
認識コードに文字やバーコードを用いた場合には、パタ
ーン選定及び確認を自動化することができ、迅速確実な
アパーチャ絞りパターン管理が可能となる。

【００２９】また、矩形アパーチャ絞りへ適用したとき
は、従来試行錯誤で行なっていた軸調整のアパーチャ絞
り位置出しが容易かつその精度向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のアパーチャ絞りの認識コー
ドパターンの配置図である。

【図２】本発明の実施例１のアパーチャ絞りの開口孔を
示す図である。

【図３】本発明の実施例１のアパーチャ絞りの断面図で
ある。

【図４】本発明のアパーチャ絞りを適用した荷電ビーム
描画装置の構成図である。

【図５】本発明の実施例２のアパーチャ絞りの断面図で
ある。

【図６】本発明の実施例２のアパーチャ絞りの認識コー
ドパターンの配置図である。

【図７】本発明の実施例３のアパーチャ絞りの認識コー
ドパターンの配置図である。

【符号の説明】

１、１２ アパーチャ絞り ２ 格子パターン ３、４ 文字列パターン ５、６、７、８、２３ パターン ９ 反射電子検出器 １０ 電子銃 １１ 電子ビーム １３ 電磁レンズ １４ 静電偏向器 １５ ウェーハ １６ タングステン １７ バーコード １８ 貫通孔 ２０ 座標認識コード ２１ 矩形パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 早田 康成 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 戸所 秀男 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所那珂工場内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】荷電ビームの形状を制御するための開口孔
   を有するアパーチャ絞りにおいて、該アパーチャ絞り表
   面に認識コードパターンを有することを特徴とするアパ
   ーチャ絞り。
2. 【請求項２】請求項１記載のアパーチャ絞りにおいて、
   上記認識コードパターンは、アパーチャ絞りの表面に形
   成された凹凸パターンであることを特徴とするアパーチ
   ャ絞り。
3. 【請求項３】請求項１記載のアパーチャ絞りにおいて、
   上記認識コードパターンは、アパーチャ絞りを構成する
   元素と質量の異なる元素からなるパターンであることを
   特徴とするアパーチャ絞り。
4. 【請求項４】請求項３記載のアパーチャ絞りにおいて、
   上記アパーチャ絞りはシリコンからなり、上記認識コー
   ドパターンはタングステンで構成されたパターンである
   ことを特徴とするアパーチャ絞り。
5. 【請求項５】請求項１から４のいずれか一に記載のアパ
   ーチャ絞りにおいて、上記アパーチャ絞りは複数の開口
   孔を有し、各々の開口孔近傍に、それぞれの開口孔に対
   応した認識コードパターンが配置されたことを特徴とす
   るアパーチャ絞り。
6. 【請求項６】請求項１から５のいずれか一に記載のアパ
   ーチャ絞りにおいて、上記認識コードパターンの少なく
   とも１部は、開口孔全体を表示する認識コードパターン
   であることを特徴とするアパーチャ絞り。
7. 【請求項７】請求項１から６のいずれか一に記載のアパ
   ーチャ絞りにおいて、上記認識コードパターンの少なく
   とも１部は、上記アパーチャ絞り上の位置情報を表示す
   る認識コードパターンであることを特徴とするアパーチ
   ャ絞り。
8. 【請求項８】請求項１から７のいずれか一に記載のアパ
   ーチャ絞りにおいて、上記認識コードパターンの少なく
   とも１部は、バーコードで表示されたことを特徴とする
   アパーチャ絞り。
9. 【請求項９】請求項１から８のいずれか一に記載のアパ
   ーチャ絞りを荷電ビーム描画装置に設置する工程と、該
   アパーチャ絞り上に荷電ビームを走査させる工程と、該
   アパーチャ絞り上の認識コードパターンから発生する二
   次電子及び反射電子の少なくとも１種の電子を検出する
   工程とを有することを特徴とする認識コード読み取り方
   法。
10. 【請求項１０】請求項９記載の認識コード読み取り方法
    において、上記電子の検出は、上記アパーチャ絞りの位
    置より上部で行なうことを特徴とする認識コード読み取
    り方法。