JPH06236842A

JPH06236842A - 電子ビーム露光装置

Info

Publication number: JPH06236842A
Application number: JP5020972A
Authority: JP
Inventors: Takashi Matsuzaka; 尚松坂; Hiroyuki Shinada; 博之品田; Katsuhiro Kuroda; 勝広黒田; Eiji Takeda; 英次武田; Hiroya Ota; 洋也太田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-02-09
Filing date: 1993-02-09
Publication date: 1994-08-23

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】面積状の電子ビーム発生機能と、描画図形デ
ータに応じて電子ビーム束の断面形状を自在に制御でき
る機能とを同時に実現して、どんな形状のパタンでも高
いスループットを実現しながら描画することのできる電
子ビーム露光装置。【構成】平面状ないし２次元的に配列された電子ビー
ム発生源１１には、描画する図形情報を画素単位に分割
して図形情報の有無に応じて画素毎の電子ビームのオン
−オフ信号を生成する図形情報処理部１２と、このオン
−オフ信号に従って電子ビーム束１８を所望の形状に励
起する形状制御部１３が配設されている。ビーム束は、
電子銃１４によって試料１９に対し所定の加速電圧によ
って加速され、電子レンズ１５によって試料上に縮小し
て投影される。ビーム束の試料上での位置を移動させる
ために、偏向器１６が電子レンズの前段もしくは電子レ
ンズのつくる収束場に重畳させて設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】ＬＳＩパタンをウェハ上に描画す
る半導体製造装置であって、どのようなパタンであって
も高いスループットを実現できる電子ビーム露光装置お
よびこの電子ビーム露光装置を用いた半導体素子の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高スループットを達成し量産対応
の電子ビーム露光装置を実現するため、特開昭５９−１
６９１３１、特開昭６１−１８３９２６に示されている
ようなＣｅｌｌＰＪ方式や、特開昭６０−１５７２２
１に示されている電子ビームステッパなどの方式が採用
されてきた。これらの方式の特徴は、ある特定のパタン
やＬＳＩ全体のパタンを一括して試料上に転写すること
により、本来一筆描きであるため低かった電子ビーム露
光装置のスループットを高めることにあった。すなわ
ち、電子ビームの断面を面積化し、この面積を拡大する
ことにより試料上に電子ビームを照射する回数、いわゆ
るショット数を低減し単位時間あたりのウェハやマス
ク、レティクルの処理枚数を向上させるものであった。
特に、１：１の電子ビームステッパは１回の照射ですべ
てのパタンを転写するもので、ショット数を削減する方
式では最も効果の高い方法であった。また、いわゆるマ
ルチビームを用いて高スループット化を図る観点から、
特開昭６２−２９９０８８に示された２次元的に配列さ
れた電子源も提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
スループットを向上させる目的のために、ＬＳＩパタン
の中に繰返し現われる特定の形状に電子ビームの断面を
成形するためのアパーチャや、予め光電変換物質の薄膜
をＬＳＩパタンに従って透明基板上にパタン化して形成
したマスクが必要で、このため予め用意されている形状
以外のパタンを描くときはスループットが低下してしま
うか、そのような描画自体が不可能となる一面を持って
いた。すなわち、これらに技術では、電子ビーム露光装
置が持っていた「どんな形状のパタンでも描くことがで
きる」というパターニングの柔軟性を犠牲にせざるを得
ない側面を持っていた。

【０００４】本発明は、電子ビーム露光装置のスループ
ットを向上させるための面積状の電子ビーム発生機能
と、描画図形データに応じて電子ビーム束の断面形状を
自在に制御できる機能とを同時に実現して、どんな形状
のパタンでも高いスループットを実現しながら描画する
ことのできる電子ビーム露光装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】平面状ないし２次元的に
配列された電子ビーム束の発生源と２次元マトリクス状
に分割、配列された互いに独立に電子ビームを励起する
画素群を制御する制御装置とを組合せると、描画すべき
ＬＳＩパタンの図形情報を各々画素単位にデジタル化さ
れた図形情報に変換し、各々の画素に割り当てられたＬ
ＳＩパタンの有無に応じてを電子ビームをオン−オフす
れば、図１に示したように、描画すべきＬＳＩパタンの
形状を電子ビーム束の断面形状に反映させることがで
き、電子ビーム束を所望の形状に制御することができ
る。こうして生成された電子ビーム束を電子ビーム発生
源を陰極とし、これに対向して配置された陽極との間に
必要な電圧をかけて試料に対し加速し、この電子ビーム
束を電子レンズを用いて試料上に縮小して投影する。こ
のとき、試料上で必要とされる図形の滑らかさは、試料
に塗布されているレジストの解像性と試料上に投影され
た画素の大きさとで相対的に決めることができる。この
試料上に投影された画素の大きさと画素の分割数から決
まる電子ビーム発生源上での画素の大きさの比から、電
子ビーム束を投影する電子レンズの縮小率を定めること
ができる。また、所定のパタンを露光した後、電子ビー
ムを遮断して次の試料上の描画位置に相対的に電子ビー
ム束を移動させてパタンを描き連ねていけば、試料上に
ＬＳＩパタンを描画することができる。ここで、電子ビ
ームを遮断する方法は、所定の時間パタンを露光した直
後に画素群をすべてオフにすることで実現できる。さら
に、電子ビーム束と試料の相対的な移動は、電子レンズ
とともに配設された偏向器で行うことができる。

【０００６】

【実施例】図１は、本発明の請求項１に関する一つの実
施例である。平面状ないし２次元的に配列された電子ビ
ーム発生源１１には、ＬＳＩパタンのうち描画する図形
情報を画素単位に分割して図形情報の有無に応じて、画
素毎に電子ビームのオン−オフ信号を生成する図形情報
処理部１２と、このオン−オフ信号に従って電子ビーム
束１８を所望の形状に励起する形状制御部１３が配設さ
れている。電子ビーム発生源１１から放射された電子ビ
ーム束１８は、電子銃１４によって試料１９に対し所定
の加速電圧によって加速され、電子レンズ１５によって
試料１９上に縮小して投影される。ここで、縮小率は、
最小の加工寸法と試料１９上での画素の寸法との関係で
定めることができる。試料１９上に縮小して投影された
電子ビーム束１８の試料１９上での位置を移動させるた
めに、偏向器１６が電子レンズ１５の前段もしくは電子
レンズ１５のつくる収束場に重畳させて設けられてい
る。さらに、試料１９上に投影した電子ビーム束１８が
試料１９から発生させる反射電子もしくは２次電子を検
出する検出器１７が設けられている。本発明の装置で
は、あらかじめマーク検出用に形状を定めた電子ビーム
束（図示せず）で試料１９上に設けたビーム位置検出マ
ーク（図示せず）上を偏向器１６で走査し、２次電子も
しくは反射電子を検出器１７で検出してビームの位置検
出を行うことで、試料１９上の所望の位置に電子ビーム
束１８を精度良く照射することができる。本実施例の装
置を用いると、面積化された電子ビーム束１８により、
ＬＳＩパタ−ンを描画する際のショット数が低減するた
め高スループット化を実現でき、同時にパタ−ンの発生
機能を持つので、メモリのように特定の繰返しパターン
を持つ場合ばかりでなく、ＡＳＩＣなどのように繰返し
パタ−ンをあまり含まない半導体素子、マスク、レティ
クルの製造にも適用可能である。また、大面積を一度に
照射できるので、液晶などの表示素子の製造にも利用で
きる。

【０００７】図２は、本発明の請求項２に関する一つの
実施例である。平面状、もしくは、２次元的に配列され
た複数の電子ビーム源と１：１に対応付けされた画素群
を試料（図示せず）に縮小して投影し、複数の電子源か
ら発生する個々の電子ビームを個別に偏向することな
く、複数の電子源を個別にオン信号２１ａ−オフ信号２
１ｂを発生させ、これらを制御することによりＬＳＩパ
タン２１０の一部の形状を反映させた電子ビーム束１
８’を発生させ、ＬＳＩパタン２１０の描画を行う電子
ビーム露光装置及び、この装置を用いた露光方法であ
る。。

【０００８】図３は、本発明の請求項３に関する一つの
実施例であり、図１に示した電子ビームの発生源１１と
電子ビーム束の形状を制御する制御部１２、１３の構成
に関するものである。レーザなど特定の波長の光３５’
を発生する光源３５と、この特定の波長の光３５’を照
射することによって電子を発生する光電変換薄膜を透明
基板の真空側（レーザ光を照射するのと反対側）形成し
た平面状の電子ビーム発生源３１との間に、電気信号に
よって光の透過を制御する光スイッチを２次元的に配列
した、いわゆる光スイッチ群３４と、それぞれの光スイ
ッチを画素として描画すべき図形情報を画素単位に分割
変換する図形情報処理部３２と光スイッチ群をオン−オ
フ制御する光スイッチ制御部３３が設けられている。こ
こで、光電変換薄膜にはＣｓＩなどの物質を用いること
ができ、光スイッチには液晶や偏光制御可能な光ファイ
バなどが用いることができる。本実施例によれば所望の
形状の電子ビームを発生させることが可能になる。

【０００９】図４は、本発明の請求項４に関する一つの
実施例であり、図１に示した電子ビームの発生源１１と
電子ビーム束の形状を制御する制御部１２、１３の構成
に関するものである。２次元状に配列され、その各々が
独立にオン−オフ制御可能なように構成された電子ビー
ム発生源４１は、例えば電界放射陰極を平面状に配列し
たものなどが利用できる。描画すべき図形情報を画素単
位に分割変換する図形分割処理部３２からのデータに従
って、各々画素信号を電子ビームを励起する電圧信号に
変換する電圧制御部４３が設けられている。これらは、
電子ビーム発生源４１から発生する個々の電子ビームを
真空中に配設したいわゆるブランキング電極群によって
個別に偏向することのではなく、２次元的に配列された
電子ビーム発生源４１に描画すべき図形情報を画素単位
に分割変換する図形分割処理部３２からのデータに従っ
て、各々画素信号を電子ビームを励起する電圧信号に変
換する電圧制御部４３を一体化、もしくは、真空外で接
合することを特徴とし、前項の実施例と同様に所望の形
状の電子ビームを発生させることが可能になる。また、
真空内の構成が簡略化され、かつ、散乱電子で汚染され
ること少ないので、装置の保守、安定性が向上する。

【００１０】図５は、本発明の請求項５に関する一つの
実施例であり、図４、５に示した描画すべき図形情報を
画素単位に分割変換する図形分割処理部４２に関するも
のである。ＬＳＩパタン５１０は、電子ビーム束で一括
して描画される描画領域毎１８’に分割され、さらに、
個々の描画領域は予め決められた画素単位に２次元メッ
シュ状に分割される。この時、各画素内に図形情報の有
の場合には電子ビームのオン信号５１ａを、各画素内に
図形情報の無の場合には電子ビームのオフ信号５１ｂを
発生させるデータとする。一方、電子ビームを励起する
制御部には座標系が対応しており、各画素は二つの座標
軸上の特定の値として一意的に決定できる。このため、
例えば、電子ビームのオン信号に対応する座標値によっ
てマトリクス制御部によって電子ビームを励起すれば所
望の形状の電子ビーム束を発生させることを可能にする
図形情報制御部を実現できる。また、マトリクス制御ま
での上記のデータ変換に関しては請求項３、４の該当す
る部分の機能を計算機内のデータ変換方法に置き換える
ことが可能である。

【００１１】図５は、本発明の請求項６に関する実施例
でもある。各画素内の図形情報の有無を判定する際に予
め画素に占める図形情報の占有率に基準値を設けてお
き、この基準値以上の場合に画素内に図形情報有、基準
値未満の場合には図形情報無とすると、図形情報の斜め
部分を矩形の画素で精度良く近似することができる。図
５は、基準値として１／２を設定した場合である。

【００１２】図６は、本発明の請求項７に関する一つの
実施例である。電子ビーム露光装置の電子源６１は、そ
こに加える加速電圧のため接地電位に対して加速電位分
フローティング状態になる。このため、図形情報制御部
６２，６３全体を電子ビーム発生源と同電位にすること
は絶縁体策など装置構成上制約が生じるばかりでなく、
加速電源系統に放電を生じた場合には図形情報制御部６
２、６３が破壊されるなど信頼性の観点からも支障をき
たす。このため、図形情報制御部の電子ビーム発生源６
１への信号電送を光ケーブル６０ａと光コネクタ６０ｂ
を用いて電気的に分離することで、装置構成を簡略化
し、信頼性の向上を図ることができる。図６は、図形情
報精御部６２、６３に組み込んだ例である。

【００１３】図７は、本発明の請求項８に関する一つの
実施例であり、図１の電子銃１４の構成に関するもので
ある。２次元的の配列された電子ビーム発生源７１と、
電子ビーム発生源７１から放出された電子ビーム１８を
所望の加速電圧に加速するため、電子ビーム発生源７１
と対向して陽極７０ａを設ける。ＬＳＩパタンの図形情
報に従った断面形状を持つ電子ビーム束１８を歪なく均
一に加速するためには、電子ビーム発生源７１と陽極間
７０ａに加速電位を与えたとき、等電位面７０ｖが電子
ビーム発生源になるべく平行となることが望ましい。こ
の条件を実現するためには、陽極の開口の直径を、２次
元的に配列された電子ビーム発生源に外接する円の直径
の１．１倍以上になるように予め設定しておけばよい。

【００１４】また、陽極の開口の形状が正方形の場合に
は、その一辺の寸法を２次元状に配列された電子ビーム
発生源の一辺の寸法の１．１倍以上になるように予め設
定しておけばよい。

【００１５】図５は、本発明の請求項９に関する一つの
実施例でもあり、図１の電子レンズ１５の投影倍率の決
定方法に関するものである。本発明では、電子ビーム発
生源を構成する複数の電子源を画素群に１：１に対応さ
せ電子源のオン−オフによってパタン５１０を形成する
ため、試料上に投影された画素５１ａ，５１ｂの大きさ
は試料上で必要とされるパタン５１０の最小線幅と同等
か、それ以下であることが必要である。一方、投影され
た画素の大きさを最小線幅に比べて十分に小さくする
と、２次元的に配列された電子ビーム発生源が試料をカ
バーする大きさが減少して、ショットの回数が増大して
スループットが低下する。また、配列される電子源の数
を増加させると図形情報制御部のビット数が増大し、ハ
ード規模の増大を招く。このため、試料上に投影された
画素の大きさは、試料の最小加工線幅の１／２から１／
１０に設定することが望ましい。本実施例では１／５の
場合を示している。

【００１６】図１は、本発明の請求項１０に関する一つ
の実施例でもある。ＬＳＩパタンの図形情報に従った断
面形状を持つ電子ビーム束１８を、試料１９上に所定の
縮小率で投影するときに、電子ビーム束１８を可能な限
り均一に投影するため、電子ビーム発生源１１が形成す
る像を、電子レンズ１５でクロスオーバ像を形成せずに
試料１９上に投影するればよい。本実施例は電子レンズ
１５が一つの場合であるが、２つ以上の電子レンズを使
用する場合でも、クロスオーバ像を形成しないように電
子レンズの動作条件を定めればよい。

【００１７】図８は、本発明の請求項１１に関する一つ
の実施例である。ＬＳＩパタンの図形情報に従った断面
形状を持つ電子ビーム束８８を、試料１９上に所定の縮
小率で投影するときに、縮小させる率を稼ぐ場合には複
数の電子レンズ１５’、１５”でクロスオーバ像８０ｃ
を形成すればよい。

【００１８】図９は、本発明の請求項１２に関するもの
で、図１に示した試料１９を搭載する試料ステージ９０
ｓの一例である。高精度な描画を実現する上で逐次移動
方式、いわゆるステップアンドリピート方式の試料ステ
ージ９０ｓを用いることは有効である。この方式を用い
た場合には、試料１９上に投影した電子ビーム束１８を
偏向器１６により偏向しながらＬＳＩパタン（図示せ
ず）を露光する際に、試料ステージを所望に位置に停止
させ、電子ビーム束１８を偏向器１６で偏向して偏向領
域９０ａのパタンを露光し終わると、試料ステージ９０
ｓを点線の矢印方向に所定の位置９０ａ’に移動して、
同様にさらにパタンを描きつらねていくことで、品質の
高いＬＳＩパタンの露光が可能になる。

【００１９】図１０は、本発明の請求項１３に関する一
つの実施例である。高速描画を実現する上で、いわゆる
連続移動方式の試料ステージ１００ｓを用いることは有
効である。試料上に投影した電子ビーム束１８を偏向器
（図示せず）により偏向しながらＬＳＩパタンを露光す
る際に、試料ステージは偏向領域１００ａの内部を描き
きれる所定の速度で連続的に点線の矢印方向に移動させ
る。このとき、試料ステージ１００ｓの速度は、この試
料ステージ１００ｓ上に搭載された試料１９に対し、電
子ビーム束１８が相対的に停止しているように偏向器で
偏向しながら順次パタン（図示せず）を露光できること
が必要であるが、逐次移動方式では試料ステージの移動
中は描画を停止するのに比べてムダ時間が少なく高速描
画に適している。

【００２０】図１１は、本発明の請求項１４に関する一
つの実施例である。高速描画を実現する上で、いわゆる
連続移動方式の試料ステージを用いることは有効である
が、試料ステージは偏向領域の内部を描ききれる所定の
速度で連続的に移動させることが必要で、このため一定
の速度で移動させる場合には、この試料ステージの移動
速度は描画するパタンの最高密度部分で制限されてい
た。本発明では、パタン１１ａ〜１１ｆの露光時間は試
料上に投影された一つの画素（図示せず）を露光する時
間で制限され投影する画素数、すなわち、パタンの密度
に依存しないので、電子ビームの電流密度とレジスト感
度、偏向器の応答速度で試料ステージの移動速度を決定
できる。

【００２１】図１２は、本発明の請求項１５に関する一
つの実施例である。本発明に限らず電子ビーム露光装置
では、あるパタンを露光した後、次のパタンを露光する
ため所定の位置に電子ビームが照射されるように、偏向
器による偏向量を変化させたり、試料ステージを移動さ
せることが必要であるが、この時電子ビームを試料上で
遮断する、いわゆるブランキング機能が重要である。本
発明では、所望の形状の電子ビーム束１２ａを発生させ
ることができるので、パタンが全く存在しない状態に電
子ビーム束１２ｂを制御すれば、試料上に投影される画
素のいずれにも電子ビームのオン信号が含まれなくなる
ので、試料上での電子ビーム束のオフ状態、すなわちブ
ランキング機能実現できる。

【００２２】図１３は、本発明の請求項１６に関する一
つの実施例である。本発明において、電子ビーム束８８
のクロスオーバ８０ｃを形成する場合には、このクロス
オーバ８０ｃ位置に、いわゆるブランキング電極１３ａ
とブランキング絞り１３ｂを設け、電子レンズ１５’に
よって形成されたクロスオーバ８０ｃをブランキング絞
り１３ｂの中心に結像させる。電子ビーム束８８を試料
上で遮断する場合には、ブランキング電極１３ａに電圧
を加え、ブランキング絞り１３ｂ上で電子ビーム束８８
を偏向し、クロスオーバ８０ｃの位置をブランキング絞
り１３ｂ上に移動させればよい。

【００２３】図１４は、本発明の請求項１７に関する一
つの実施例である。本発明の電子ビーム露光装置をリソ
グラフィ装置として、ウェハないしガラス基板１４ｃ上
にパタンを描画する半導体素子の製造工程に使用する
と、従来の光リソグラフィのようにパタン転写に必要な
マスクやレティクルを製造する工程を簡略化できる。ま
た、本発明では、電子ビーム束１８の微細性と、従来の
電子ビーム露光装置に比べて高いスループットを同じに
実現でき、微細加工性と生産性に優れた製造方法とな
る。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、加工線幅の減少に伴って大幅
に増大する電子ビーム露光装置のショット数を、面積化
された電子ビーム束により高スループット化を実現で
き、同時にパタ−ンの発生機能を持つので、メモリのよ
うに特定の繰返しパターンを持つ場合ばかりでなく、Ａ
ＳＩＣなどのように繰返しパタ−ンをあまり含まない半
導体素子、マスク、レティクルの製造にも適用可能であ
る。また、大面積を一度に照射できるので、液晶などの
表示素子の製造にも利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子ビーム露光装置の基本的な構成を
示すものである。

【図２】本発明の電子ビーム露光装置を用いた描画方法
を示すものである。

【図３】光励起による電子ビーム束の発生手段の一例を
示すものである。

【図４】２次元状に配列された電子源から電子ビーム束
を発生させる一例を示すものである。

【図５】画素群に分割された電子ビーム束の発生手段に
描画すべきパタン形状のデータを割り当てる方法を示す
ものである。

【図６】描画するパタンにしたがって電子ビーム束の発
生手段を制御する図形情報処理部を電子ビーム発生源か
ら電気的に分離する一例を示すものである。

【図７】電子源から放出された電子ビーム束を所定の加
速電圧に加速する電子銃に関するものである。

【図８】本発明の電子ビーム露光装置においてクロスオ
ーバを形成する場合の電子光学系の構成に関するもので
ある。

【図９】ステップアンドリピート方式の試料ステージを
用いたときの描画方法を示すものである。

【図１０】連続移動方式の試料ステージを用いたときの
描画方法を示すものである。

【図１１】連続移動方式の試料ステージを用いた場合で
も、描画するパタンの粗密によらず一定速度での試料ス
テージの移動が可能であることを示すものである。

【図１２】本発明の電子ビーム露光装置で電子ビーム束
のブランキング制御方法を示すものである。

【図１３】本発明の電子ビーム露光装置で電子ビーム束
のブランキングを可能にする電子光学系の構成の一例を
示すものである。

【図１４】本発明を用いた半導体素子の製造工程、特に
リソグラフィ工程を示すものである。

【符号の説明】

１１、３１、４１、６１、７１；電子ビーム発生源、１
２、６２；図形情報処理部、１３、６３；形状制御部、
１４；電子銃、１５、１５’、１５”；電子レンズ、１
６；偏向器、１７；検出器、１８、１８’、８８；電子
ビーム束、２１０、５１０、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，
１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ；ＬＳＩパタン、１２ａ；画素
によるパタンのオン状態、１２ｂ；画素によるパタンの
オフ状態、１３ａ；ブランキング電極、１３ｂ；ブラン
キング絞り、１４ａ；レジスト、１４ｂ；加工される下
地、１４ｃ；基板、２１ａ，５１ａ；画素のオン信号、
２１ｂ，５１ｂ；画素のオフ信号、３２；図形情報処理
部、３３；光スイッチ制御部、３４；光スイッチ群、３
５；光源、３５’；光、４３；電圧制御部、６０ａ；光
ケーブル、６０ｂ；光コネクタ、７０ａ；陽極、７０
ｖ；等電位面、８０ｃ；クロスオーバ、９０ａ、９０
ａ’、１００ａ、；偏向領域、９０ｓ；スッテプアンド
リピートステージ、１００ｓ；連続移動ステージ

フロントページの続き (72)発明者武田英次東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者太田洋也東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＬＳＩパタンを電子ビームによって描画す
る、いわゆる電子ビーム露光装置において、平面状ない
し２次元的に配列された電子ビーム束の発生手段と、描
画すべきＬＳＩパタンの図形情報に応じて前記電子ビー
ム束を所望の形状に変化させる手段と、前記電子ビーム
束を試料に対し加速する手段と、前記電子ビーム束を試
料上に縮小して投影する手段と、前記電子ビーム束を偏
向し試料上での前記電子ビーム束の位置を移動させる手
段と、試料上に投影した前記電子ビーム束が試料から発
生させる反射電子もしくは２次電子を検出する手段とを
設けたことを特徴とする電子ビーム露光装置。
【請求項２】ＬＳＩパタンを電子ビームによって描画す
る、いわゆる電子ビーム露光装置において、平面状ない
し２次元的に配列された複数の電子ビームの発生手段
と、前記複数の電子ビームを個別にオン−オフ制御する
手段とを有し、前記複数の電子ビームの発生手段のオン
−オフ制御によりＬＳＩパタンもしくは前記ＬＳＩパタ
ンの一部の形状を反映させた電子ビーム束を発生させ、
前記電子ビーム束によってＬＳＩパタンの描画を行うこ
とを特徴とする電子ビーム露光装置及び露光方法。
【請求項３】前記電子ビーム束の発生手段と前記電子ビ
ーム束の形状を変化させる手段とを、特定の波長の光を
発生する光源と、前記特定の波長の光を照射することに
よって電子を発生する平面状の電子ビーム発生源と、前
記光源と前記電子ビーム発生源の間に設けられ２次元状
に配列された光の透過を制御する、いわゆる光スイッチ
群と、描画すべき図形情報に従って前記スイッチ群をオ
ン−オフ制御する光スイッチ制御部とで構成したことを
特徴とする請求項１の電子ビーム露光装置。
【請求項４】前記電子ビーム束の発生手段と前記電子ビ
ーム束の形状を変化させる手段とを、２次元状に配列さ
れ、その各々が個別にオン−オフ制御可能なように構成
された電子ビーム発生源と、描画すべき図形情報に従っ
て前記電子ビーム発生源を制御する制御部が前記電子ビ
ーム発生源と一体化、もしくは、真空外で接合されるよ
うに構成したことを特徴とする請求項１の電子ビーム露
光装置。
【請求項５】前記電子ビーム束の形状を変させる手段
を、描画すべき図形情報を２次元状に配列された画素群
に変換し、各画素内の情報の有無を電子ビームのオン−
オフ信号に変換することによって所望の形状の電子ビー
ム束を発生させることを可能にする図形情報制御部で構
成したことを特徴とする請求項１、４、５の電子ビーム
露光装置および、その描画データ変換方法。
【請求項６】描画すべき図形情報を２次元状に配列され
た画素群に変換し、各画素内の図形情報の占有率の基準
値を設け、前記基準値以上の場合に図形情報有、前記基
準値未満の場合に図形情報無として各画素に図形情報を
割り当て、前記割り当てに従って電子ビームのオン−オ
フ信号を生成することによって所望の形状の電子ビーム
束を発生させる図形情報データを作成することを特徴と
する請求項１、４、５の電子ビーム露光装置における描
画データ変換方法。
【請求項７】描画すべき図形情報を２次元状に配列され
た画素群として電子ビームのオン−オフ情報に変換した
信号を光ケーブルにより伝送して、図形情報制御部と電
子ビーム発生源とを電気的に分離するよう構成したこと
を特徴とする請求項１、３、５、６における電子ビーム
露光装置。
【請求項８】前記電子ビーム束を試料に対し加速する手
段を、２次元状の配列された電子ビーム発生源に外接す
る円の直径の１．１倍以上の開口を有する陽極、もしく
は前記２次元状の配列された電子ビーム発生源の辺の長
さの１．１倍以上の矩形の開口を有する陽極を有し、前
記２次元状の電子ビーム発生源から放出された電子ビー
ム束を前記電子ビーム発生源と前記陽極の間に所望の電
圧をかけて加速する際に、いわゆるクロスオーバを形成
しないよう構成したことを特徴とする請求項１の電子ビ
ーム露光装置。
【請求項９】前記電子ビーム束を試料上に縮小して投影
する手段を動作させる場合に、試料上に投影された１つ
の画素の像の大きさが、試料の最小加工寸法以下となる
よう縮小率を定めることを特徴とする請求項１の電子ビ
ーム露光装置。
【請求項１０】電子ビーム発生源と試料との間に少なく
とも１つ以上の電子レンズを配設し、電子ビーム束を所
望の縮小率に縮小して試料上に投影する際に、クロスオ
ーバを形成しないことを特徴とする請求項１の電子ビー
ム露光装置。
【請求項１１】電子ビーム発生源と試料との間に少なく
とも２つ以上の電子レンズを配設し、電子ビーム束を所
望の縮小率に縮小して試料上に投影する際に、クロスオ
ーバを形成することを特徴とする請求項１の電子ビーム
露光装置。
【請求項１２】試料上に投影した電子ビーム束を偏向器
により偏向しながらＬＳＩパタンを露光する際に、試料
ステージを所望に位置に停止させ、前記電子ビーム束を
前記偏向器で偏向できる範囲内のパタンを露光し終わる
と、試料ステージを所定の位置に移動して前記パタンに
さらにパタンを描きつらねていく逐次移動方式、いわゆ
るステップアンドリピート方式の試料ステージを用いた
ことを特徴とする請求項１、２電子ビーム露光装置。
【請求項１３】試料上に投影した電子ビーム束を偏向器
により偏向しながらＬＳＩパタンを露光する際に、試料
ステージは所定の速度で連続的に移動させ、前記試料ス
テージ上に搭載された試料に対し、前記電子ビーム束が
相対的に停止しているように前記偏向器で偏向しながら
順次パタンを露光していく、いわゆる連続移動方式の試
料ステージを用いたことを特徴とする請求項１、２の電
子ビーム露光装置。
【請求項１４】試料上に投影した電子ビーム束を偏向器
により偏向しながらＬＳＩパタンを露光する際に、試料
ステージは所定の速度で連続的に移動させ、前記試料ス
テージ上に搭載された試料に対し、前記電子ビーム束が
相対的に停止しているように前記偏向器で偏向しながら
順次パタンを露光していく、いわゆる連続移動方式の試
料ステージにおいて、試料上での電子ビーム束の電流密
度と試料に塗布した電子ビームレジスト感度と偏向器の
応答速度で決まる一定の移動速度で移動させることを特
徴とする請求項１、２、１３の電子ビーム露光装置。
【請求項１５】電子ビーム束を試料上で遮断する、いわ
ゆるブランキング機能を画素発生信号をすべてオフにす
ることで行うことを特徴とする請求項１、２、３、４、
５の電子ビーム露光装置
【請求項１６】電子ビーム束を試料上で遮断する、いわ
ゆるブランキング電極とブランキング絞り設け、電子レ
ンズによって形成されたクロスオーバを前記ブランキン
グ絞りの中心に結像させ、前記ブランキング電極に加え
る電圧により、前記ブランキング絞り上に前記クロスオ
ーバを偏向して電子ビーム束の遮断を行うことを特徴と
する１、１５の電子ビーム露光装置
【請求項１７】請求項１、２の電子ビーム露光装置を用
いてウェハないしガラス基板上にパタンを描画すること
を特徴とする半導体素子の製造方法。