JPH0789530B2 - 荷電ビ−ム露光装置 - Google Patents
荷電ビ−ム露光装置Info
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- JPH0789530B2 JPH0789530B2 JP60103896A JP10389685A JPH0789530B2 JP H0789530 B2 JPH0789530 B2 JP H0789530B2 JP 60103896 A JP60103896 A JP 60103896A JP 10389685 A JP10389685 A JP 10389685A JP H0789530 B2 JPH0789530 B2 JP H0789530B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- matrix
- lens
- deflector
- charged
- charged beam
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P95/00—Generic processes or apparatus for manufacture or treatments not covered by the other groups of this subclass
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/3002—Details
- H01J37/3007—Electron or ion-optical systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
- H01J37/3177—Multi-beam, e.g. fly's eye, comb probe
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/10—Lenses
- H01J2237/12—Lenses electrostatic
- H01J2237/1205—Microlenses
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路等の製造で要求される微細パ
タン形成に用いる電子ビーム、あるいはイオンビームに
よる荷電ビーム露光装置に関するものである。
タン形成に用いる電子ビーム、あるいはイオンビームに
よる荷電ビーム露光装置に関するものである。
〔従来の技術〕 従来、荷電ビームを用いた露光装置として、（１）スポ
ットビーム方式、（２）成形ビーム方式、（３）マルチ
ビーム方式、（４）マスク転写方式の各方式による露光
装置が開発されている。（１）のスポットビーム方式
は、微細に絞った１本のビームで試料面上を走査してパ
タン描画するために、露光時間が長いという欠点があ
る。（２）の成形ビーム方式は、固定または可変の矩形
ビームを形成し、該矩形ごとにパタンを描画する方式で
ある。しかし本方式でも１本のビームで露光するため、
パタンが微細になってくるとスループットは十分といえ
ない。（３）マルチビーム方式は、多数のビームを同時
に発生してパタンを描画する方式であり、上記（１）お
よび（２）のように１本のビームを用いるよりも描画時
間が短縮され、高いスループットが期待できる。（４）
はマスク転写方式は、あらかじめパタンを形成したマス
クの像を、１対１あるいは縮小して試料面上に結像し露
光する方式である。上記マスクとしては、金属薄板にビ
ーム透過孔をあけたものやホトエミッタを利用したもの
がある。本方式ではあらかじめマスクパタンを用意する
必要があるので、任意パタンを電気的に発生することが
できない。またマスク製作に困難性があり、さらに高精
度の位置合わせが問題になる。すなわちマスクとウエハ
との位置合わせが難しく、また電子光学系の歪やチップ
の歪等の補正ができないので実用上問題である。
ットビーム方式、（２）成形ビーム方式、（３）マルチ
ビーム方式、（４）マスク転写方式の各方式による露光
装置が開発されている。（１）のスポットビーム方式
は、微細に絞った１本のビームで試料面上を走査してパ
タン描画するために、露光時間が長いという欠点があ
る。（２）の成形ビーム方式は、固定または可変の矩形
ビームを形成し、該矩形ごとにパタンを描画する方式で
ある。しかし本方式でも１本のビームで露光するため、
パタンが微細になってくるとスループットは十分といえ
ない。（３）マルチビーム方式は、多数のビームを同時
に発生してパタンを描画する方式であり、上記（１）お
よび（２）のように１本のビームを用いるよりも描画時
間が短縮され、高いスループットが期待できる。（４）
はマスク転写方式は、あらかじめパタンを形成したマス
クの像を、１対１あるいは縮小して試料面上に結像し露
光する方式である。上記マスクとしては、金属薄板にビ
ーム透過孔をあけたものやホトエミッタを利用したもの
がある。本方式ではあらかじめマスクパタンを用意する
必要があるので、任意パタンを電気的に発生することが
できない。またマスク製作に困難性があり、さらに高精
度の位置合わせが問題になる。すなわちマスクとウエハ
との位置合わせが難しく、また電子光学系の歪やチップ
の歪等の補正ができないので実用上問題である。
上記（３）のマルチビーム方式は（１）、（２）の各方
式に比して有利な方法であり、従来のマルチビーム方式
では、第８図に示すように多数のアパーチャレンズを二
次元的に配列したマトリックスレンズを用いる露光装置
が知られている。第８図において、電子銃801より放出
され照射レンズ802、ブランカ803を通過したビームは、
成形絞り804を照明し上記成形絞り804の像は２段偏向器
805を経て、マトリックスレンズを構成している各レン
ズ807によりそれぞれ試料面808上に結像して、マルチビ
ームを得ている。マトリックスレンズの各アパーチャレ
ンズ807は、制限絞り806を介して均一な強度のビームで
照射されている。２段偏向器805は、マルチビームをそ
れぞれ同様に試料面808上で走査する機能を持ってい
る。上記２段偏向器805の機能とブランカ803の機能とを
合わせることによりパタン描画を行う。上記露光装置
は、集積回路の１チップに１本のビームを対応させるの
で、マトリックスレンズを構成するアパーチャレンズ80
7の配列はチップのピッチに一致するようにしている。
例えばチップのピッチが10mmであるとするとアパーチャ
レンズの配列は10mm間隔となり、配列が10×10では90mm
角を占めることになる。このようなマトリックスレンズ
を用いれば、一度に多数のチップが露光できるので高速
描画が可能になる。
式に比して有利な方法であり、従来のマルチビーム方式
では、第８図に示すように多数のアパーチャレンズを二
次元的に配列したマトリックスレンズを用いる露光装置
が知られている。第８図において、電子銃801より放出
され照射レンズ802、ブランカ803を通過したビームは、
成形絞り804を照明し上記成形絞り804の像は２段偏向器
805を経て、マトリックスレンズを構成している各レン
ズ807によりそれぞれ試料面808上に結像して、マルチビ
ームを得ている。マトリックスレンズの各アパーチャレ
ンズ807は、制限絞り806を介して均一な強度のビームで
照射されている。２段偏向器805は、マルチビームをそ
れぞれ同様に試料面808上で走査する機能を持ってい
る。上記２段偏向器805の機能とブランカ803の機能とを
合わせることによりパタン描画を行う。上記露光装置
は、集積回路の１チップに１本のビームを対応させるの
で、マトリックスレンズを構成するアパーチャレンズ80
7の配列はチップのピッチに一致するようにしている。
例えばチップのピッチが10mmであるとするとアパーチャ
レンズの配列は10mm間隔となり、配列が10×10では90mm
角を占めることになる。このようなマトリックスレンズ
を用いれば、一度に多数のチップが露光できるので高速
描画が可能になる。
上記のようにマルチビーム方式は高速描画が可能である
が、制限絞り806は通常高々数百μｍ径であるから、成
形絞り804を通過するビームのうちごく僅かのビームだ
けがマトリックスレンズに入射して試料面に照射され、
電子銃801から得られるビーム電流の大部分がむだにな
っている。さらに別の問題として、マトリックスレンズ
を、例えば90mm角という広範囲にわたって一様な強度の
ビームで照射しなければならないということがある。こ
のため電子銃801のエミッタンスには大きな値が要求さ
れる。ところが大きなビーム電流を確保するために高い
輝度が必要であるが、一般に高輝度を保ちながら電子銃
801のエミッタンスを大きくすることは困難である。こ
のように従来のマルチビーム露光装置ではビーム電流の
むだが多い。また電子銃のエミッタンスの制約から、マ
トリックスレンズの配列を大きくすると電子銃の輝度が
低下し、ビーム電流がさらに小さくなりスループットの
大幅な向上は難しい。またマトリックスレンズを用いた
装置では各ビームの偏向歪のばらつきが避けられないた
め、重ね合わせ露光をするときに、個々のビームを独立
に偏向して位置補正し歪を補正する必要がある。そのた
めに露光装置の構成が複雑になるという問題がある。
が、制限絞り806は通常高々数百μｍ径であるから、成
形絞り804を通過するビームのうちごく僅かのビームだ
けがマトリックスレンズに入射して試料面に照射され、
電子銃801から得られるビーム電流の大部分がむだにな
っている。さらに別の問題として、マトリックスレンズ
を、例えば90mm角という広範囲にわたって一様な強度の
ビームで照射しなければならないということがある。こ
のため電子銃801のエミッタンスには大きな値が要求さ
れる。ところが大きなビーム電流を確保するために高い
輝度が必要であるが、一般に高輝度を保ちながら電子銃
801のエミッタンスを大きくすることは困難である。こ
のように従来のマルチビーム露光装置ではビーム電流の
むだが多い。また電子銃のエミッタンスの制約から、マ
トリックスレンズの配列を大きくすると電子銃の輝度が
低下し、ビーム電流がさらに小さくなりスループットの
大幅な向上は難しい。またマトリックスレンズを用いた
装置では各ビームの偏向歪のばらつきが避けられないた
め、重ね合わせ露光をするときに、個々のビームを独立
に偏向して位置補正し歪を補正する必要がある。そのた
めに露光装置の構成が複雑になるという問題がある。
［問題を解決するための手段］ 本発明は、上記の問題を解決し、マルチビーム方式の露
光装置のビーム電流を増大させてスループットとを向上
させるとともに簡単な構成で高精度な位置合わせを実現
できる荷電ビーム露光装置を提供することを目的として
いる。この目的を達成するために、本発明による荷電ビ
ーム露光装置は、複数個の荷電ビーム源と、複数のブラ
ンカからなるマトリックスブランカと、複数の偏向器か
らなるマトリックス偏向器とを有し、前記複数の荷電ビ
ーム源から得られる複数の荷電ビームを用いて試料に微
細パタンを形成する荷電ビーム露光装置において、複数
の荷電ビーム源とマトリックスブランカの間にマトリッ
クスレンズを配置し、マトリックス偏向器の後段に複数
の荷電ビームに共通の１個のレンズからなる第１のレン
ズを配置した構成とした。そして、マトリックスブラン
カを構成する複数のブランカ及びマトリックス偏向器を
構成する複数の偏向器を各々独立に制御可能とし、さら
に各偏向器は、通過する荷電ビームの主軌道が、第１の
レンズの中心近傍を通るように制御可能とした。
光装置のビーム電流を増大させてスループットとを向上
させるとともに簡単な構成で高精度な位置合わせを実現
できる荷電ビーム露光装置を提供することを目的として
いる。この目的を達成するために、本発明による荷電ビ
ーム露光装置は、複数個の荷電ビーム源と、複数のブラ
ンカからなるマトリックスブランカと、複数の偏向器か
らなるマトリックス偏向器とを有し、前記複数の荷電ビ
ーム源から得られる複数の荷電ビームを用いて試料に微
細パタンを形成する荷電ビーム露光装置において、複数
の荷電ビーム源とマトリックスブランカの間にマトリッ
クスレンズを配置し、マトリックス偏向器の後段に複数
の荷電ビームに共通の１個のレンズからなる第１のレン
ズを配置した構成とした。そして、マトリックスブラン
カを構成する複数のブランカ及びマトリックス偏向器を
構成する複数の偏向器を各々独立に制御可能とし、さら
に各偏向器は、通過する荷電ビームの主軌道が、第１の
レンズの中心近傍を通るように制御可能とした。
［作用］ 本発明の荷電ビーム露光装置では、複数個の荷電ビーム
源をマトリックス状に配置してビーム電流を増大させる
とともに、マトリックス偏向器を用いて複数個の荷電ビ
ーム源より発生する複数本の荷電ビームが、レンズの光
軸近傍を通るようにしてレンズ収差を低減させる。また
個々の電ビームをマトリックス偏向器で独立に偏向制御
することにより、高精度な描画を行う。
源をマトリックス状に配置してビーム電流を増大させる
とともに、マトリックス偏向器を用いて複数個の荷電ビ
ーム源より発生する複数本の荷電ビームが、レンズの光
軸近傍を通るようにしてレンズ収差を低減させる。また
個々の電ビームをマトリックス偏向器で独立に偏向制御
することにより、高精度な描画を行う。
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。第１図
は本発明による荷電ビーム露光装置の一実施例を示す構
成図、第２図は上記実施例の成形絞りを示す図、第３図
は上記実施例のマトリックスレンズを示す斜視図、第４
図はマトリックス偏向器を示す斜視図、第５図は上記実
施例における収差の説明図で、（ａ）はマトリックス偏
向器を用いないもの、（ｂ）は本実施例によるもの、第
６図は本発明の他の実施例を示す構成図、第７図は可変
成形ビームによる露光動作の説明図で、（ａ）は第１成
形絞りと第２成形絞りとの矩形開口を示す図、（ｂ）は
上記矩形開口を通し試料面に照射されるビームを示す図
である。第１図においてマトリックス電子銃101から放
出された３×３本の電子ビームが、成形絞り102の３×
３の矩形開口上にそれぞれクロスオーバを形成するよう
に照射する。上記マトリックス電子銃101は電子銃が３
×３に配列されており、成形絞り102には第２図に示す
ように、一辺の長さＬの正方形開口201が4Lのピッチで
３×３に配列されている。マトリックスレンズ103は第
３図に示すように構成される。第３図に示したマトリッ
クスレンズはアインシェルレンズで構成されており、30
1は３×３に配列したレンズ開口、302はレンズ電極、30
3はレンズ電源である。マトリックス偏向器105の例を第
４図に示す。ここで401はＸ偏向板、402はＹ偏向板であ
る。マトリックス偏向器105は平行平板型偏向器を３×
３に配列して構成している。それぞれのＸ、Ｙ偏向板に
適当な電圧を印加することによって各偏向器に入射した
ビームを所望の位置に偏向することができる。また、マ
トリックスブランカ104には、第４図に示したマトリッ
クス偏向器と同じように、３×３に配列された構成のも
のを用いる。上記各ブランカの偏向板に適当な電圧を印
加すると、ビームは偏向されて第１図に示すブランキン
グ絞り106でビームがカットされる。上記マトリックス
ブランカ104により、３×３本のビームを独立にそれぞ
れオン・オフすることができる。
は本発明による荷電ビーム露光装置の一実施例を示す構
成図、第２図は上記実施例の成形絞りを示す図、第３図
は上記実施例のマトリックスレンズを示す斜視図、第４
図はマトリックス偏向器を示す斜視図、第５図は上記実
施例における収差の説明図で、（ａ）はマトリックス偏
向器を用いないもの、（ｂ）は本実施例によるもの、第
６図は本発明の他の実施例を示す構成図、第７図は可変
成形ビームによる露光動作の説明図で、（ａ）は第１成
形絞りと第２成形絞りとの矩形開口を示す図、（ｂ）は
上記矩形開口を通し試料面に照射されるビームを示す図
である。第１図においてマトリックス電子銃101から放
出された３×３本の電子ビームが、成形絞り102の３×
３の矩形開口上にそれぞれクロスオーバを形成するよう
に照射する。上記マトリックス電子銃101は電子銃が３
×３に配列されており、成形絞り102には第２図に示す
ように、一辺の長さＬの正方形開口201が4Lのピッチで
３×３に配列されている。マトリックスレンズ103は第
３図に示すように構成される。第３図に示したマトリッ
クスレンズはアインシェルレンズで構成されており、30
1は３×３に配列したレンズ開口、302はレンズ電極、30
3はレンズ電源である。マトリックス偏向器105の例を第
４図に示す。ここで401はＸ偏向板、402はＹ偏向板であ
る。マトリックス偏向器105は平行平板型偏向器を３×
３に配列して構成している。それぞれのＸ、Ｙ偏向板に
適当な電圧を印加することによって各偏向器に入射した
ビームを所望の位置に偏向することができる。また、マ
トリックスブランカ104には、第４図に示したマトリッ
クス偏向器と同じように、３×３に配列された構成のも
のを用いる。上記各ブランカの偏向板に適当な電圧を印
加すると、ビームは偏向されて第１図に示すブランキン
グ絞り106でビームがカットされる。上記マトリックス
ブランカ104により、３×３本のビームを独立にそれぞ
れオン・オフすることができる。
つぎに第１図における電子光学系の動作を説明する。ま
ず電子銃101より放射された電子ビームは３×３に矩形
開口が配列された成形絞り102上に照射される。成形絞
り102を通過した電子ビームはマトリックスレンズ103に
入射する。さらにマトリックスレンズ103によりマトリ
ックス偏向器105の偏向中心にそれぞれクロスオーバを
結像させる。つぎに電子ビームの主軌道が対物レンズ10
7のレンズ中心を通るように、マトリックス偏向器105を
動作させる。ここでレンズ中心は、この位置に入射した
ビームが入射方向と同じ方向に出射するような位置であ
る。第５図（ａ）に示すように、マトリックス偏向器が
ないと成形絞り501を通過したビームの中には対物レン
ズ502の光軸から離れたところを通るビームがある。こ
れに対して本発明では各ビームが対物レンズ502のレン
ズ中心を通るように各ビームをマトリックス偏向器504
で偏向するので、対物レンズ502内で光軸503を大きくは
ずれるビームをなくすことができる。一般に光軸からビ
ームがはずれるほどレンズの収差が大きくなるので、第
５図において（ｂ）の方が（ａ）よりも収差が小さい。
このようにして対物レンズ107に入射したビームは、３
×３本の矩形ビームとなって試料面109に照射される。
ず電子銃101より放射された電子ビームは３×３に矩形
開口が配列された成形絞り102上に照射される。成形絞
り102を通過した電子ビームはマトリックスレンズ103に
入射する。さらにマトリックスレンズ103によりマトリ
ックス偏向器105の偏向中心にそれぞれクロスオーバを
結像させる。つぎに電子ビームの主軌道が対物レンズ10
7のレンズ中心を通るように、マトリックス偏向器105を
動作させる。ここでレンズ中心は、この位置に入射した
ビームが入射方向と同じ方向に出射するような位置であ
る。第５図（ａ）に示すように、マトリックス偏向器が
ないと成形絞り501を通過したビームの中には対物レン
ズ502の光軸から離れたところを通るビームがある。こ
れに対して本発明では各ビームが対物レンズ502のレン
ズ中心を通るように各ビームをマトリックス偏向器504
で偏向するので、対物レンズ502内で光軸503を大きくは
ずれるビームをなくすことができる。一般に光軸からビ
ームがはずれるほどレンズの収差が大きくなるので、第
５図において（ｂ）の方が（ａ）よりも収差が小さい。
このようにして対物レンズ107に入射したビームは、３
×３本の矩形ビームとなって試料面109に照射される。
つぎに描画動作を説明する。露光パタンの画素は一辺が
ｓ（＝Ｌ×光学系倍率）の１つの正方形ビームに対応す
る。また試料面上で得られる３×３本の正方形ビーム
は、4Sのピッチで３×３の配列になっている。そこでま
ず、偏向器108によりＳのピッチで矩形ビーム全体をＸ
方向およびＹ方向に１画素づつ偏向して12S×12Sの大き
さの露光領域をビームで走査する。このような走査をし
ながら、各正方形ビームが露光すべき位置に来たときだ
け、マトリックスブランカ104にあらかじめ印加してお
いた電圧をゼロにしてビームをオンとし、試料面109の
所望の位置にビームが照射される。上記露光動作で12S
×12Sの範囲の露光が完了する。つぎに上記の露光動作
が終了したあと、さらに12SのピッチでＸ、Ｙ方向に３
×３のビーム全体を偏向器108により偏向して前記の露
光動作を行う。露光領域が偏向器108の最大偏向領域を
こえるときは、最大偏向領域の大きさを単位として、ス
テージ110により試料をＸ、Ｙ方向に移動させ同様の露
光手順を繰返せばよい。このようにして試料面109の全
領域の露光が行われる。ここでは偏向器108を１段とし
たが、２段の偏向器を用いてＳピッチの偏向と12Sピッ
チの偏向を各各の偏向器で行うようにしてもよい。ま
た、ステージ110を連続移動させながら露光する方法を
とることもできる。描画パタンの位置あわせは、３×３
のビームのうち１本だけが試料面109に到達するよう
に、マトリックスブランカ104を動作し、この１本のビ
ームを偏向器108で偏向して、試料に形成したマークか
らの反射電子を検出しマーク位置を計測して行えばよ
い。ビームの偏向にともなう歪は、偏向器108に偏向歪
補正の信号を重畳させることにより補正することができ
る。
ｓ（＝Ｌ×光学系倍率）の１つの正方形ビームに対応す
る。また試料面上で得られる３×３本の正方形ビーム
は、4Sのピッチで３×３の配列になっている。そこでま
ず、偏向器108によりＳのピッチで矩形ビーム全体をＸ
方向およびＹ方向に１画素づつ偏向して12S×12Sの大き
さの露光領域をビームで走査する。このような走査をし
ながら、各正方形ビームが露光すべき位置に来たときだ
け、マトリックスブランカ104にあらかじめ印加してお
いた電圧をゼロにしてビームをオンとし、試料面109の
所望の位置にビームが照射される。上記露光動作で12S
×12Sの範囲の露光が完了する。つぎに上記の露光動作
が終了したあと、さらに12SのピッチでＸ、Ｙ方向に３
×３のビーム全体を偏向器108により偏向して前記の露
光動作を行う。露光領域が偏向器108の最大偏向領域を
こえるときは、最大偏向領域の大きさを単位として、ス
テージ110により試料をＸ、Ｙ方向に移動させ同様の露
光手順を繰返せばよい。このようにして試料面109の全
領域の露光が行われる。ここでは偏向器108を１段とし
たが、２段の偏向器を用いてＳピッチの偏向と12Sピッ
チの偏向を各各の偏向器で行うようにしてもよい。ま
た、ステージ110を連続移動させながら露光する方法を
とることもできる。描画パタンの位置あわせは、３×３
のビームのうち１本だけが試料面109に到達するよう
に、マトリックスブランカ104を動作し、この１本のビ
ームを偏向器108で偏向して、試料に形成したマークか
らの反射電子を検出しマーク位置を計測して行えばよ
い。ビームの偏向にともなう歪は、偏向器108に偏向歪
補正の信号を重畳させることにより補正することができ
る。
つぎに本発明の他の実施例構成を第６図に示す。マトリ
ックス電子銃601には前実施例と同様に電子銃が３×３
本配列されている。またマトリックスレンズ603も第３
図に示したものと同様の構成で、３×３にレンズが配列
されている。第１および第２の成形絞り602および607に
は第２図に示したものと同様に３×３個の正方形開口が
配列されている。またマトリックス成形偏向器605およ
びマトリックス副偏向器608も３×３の偏向器からな
り、第４図に示したものと同様の構成である。さらにマ
トリックスブランカ604も第４図と同様の構成で３×３
のブランカからなっている。第６図における電子光学系
の動作を説明する。マトリックス電子銃601から放出さ
れる３×３本の電子ビームが、それぞれ第１成形絞り60
2の３×３の開口にクロスオーバをつくるように、電子
銃601と上記第１成形絞り602との間隔を設定しておく。
上記第１成形絞り602を通過した電子ビームは、それぞ
れマトリックスレンズ603によりマトリックス成形偏向
器605の偏向中心にクロスオーバをつくる。ビームの主
軌道が縮小レンズ606の中心を通るように、マトリック
ス成形偏向器605にあらかじめ一定の偏向電圧をかけて
おく。縮小レンズ606により第１成形絞り602の像は第２
成形絞り607の上に縮小して結像させる。マトリックス
成形偏向器605には、後に説明する可変成形ビームを得
るために、露光すべき矩形寸法に応じて偏向電圧が印加
される。各ビームのオン・オフはマトリックスブランカ
604を用いることにより行われる。ここではブランキン
グ絞りとして第２成形絞り607が代用されている。第２
成形絞り607の像は、対物レンズ609により試料面611上
に結像される。試料面611上の３×３本のビームは、マ
トリックス副偏向器608によりそれぞれ独立に偏向され
る。また偏向器610によりビーム全体を一括して偏向す
ることができる。
ックス電子銃601には前実施例と同様に電子銃が３×３
本配列されている。またマトリックスレンズ603も第３
図に示したものと同様の構成で、３×３にレンズが配列
されている。第１および第２の成形絞り602および607に
は第２図に示したものと同様に３×３個の正方形開口が
配列されている。またマトリックス成形偏向器605およ
びマトリックス副偏向器608も３×３の偏向器からな
り、第４図に示したものと同様の構成である。さらにマ
トリックスブランカ604も第４図と同様の構成で３×３
のブランカからなっている。第６図における電子光学系
の動作を説明する。マトリックス電子銃601から放出さ
れる３×３本の電子ビームが、それぞれ第１成形絞り60
2の３×３の開口にクロスオーバをつくるように、電子
銃601と上記第１成形絞り602との間隔を設定しておく。
上記第１成形絞り602を通過した電子ビームは、それぞ
れマトリックスレンズ603によりマトリックス成形偏向
器605の偏向中心にクロスオーバをつくる。ビームの主
軌道が縮小レンズ606の中心を通るように、マトリック
ス成形偏向器605にあらかじめ一定の偏向電圧をかけて
おく。縮小レンズ606により第１成形絞り602の像は第２
成形絞り607の上に縮小して結像させる。マトリックス
成形偏向器605には、後に説明する可変成形ビームを得
るために、露光すべき矩形寸法に応じて偏向電圧が印加
される。各ビームのオン・オフはマトリックスブランカ
604を用いることにより行われる。ここではブランキン
グ絞りとして第２成形絞り607が代用されている。第２
成形絞り607の像は、対物レンズ609により試料面611上
に結像される。試料面611上の３×３本のビームは、マ
トリックス副偏向器608によりそれぞれ独立に偏向され
る。また偏向器610によりビーム全体を一括して偏向す
ることができる。
パタンの描画はつぎのようにして行う。第７図に３×３
の可変成形ビームを発生させる方法を示す。第７図
（ａ）において、701は第２成形絞りの矩形開口であ
り、702は上記第２成形絞りに照射されている第１成形
絞りの像である。マトリックス成形偏向器605の偏向電
圧を変えることにより第１成形絞りの像702は偏向され
るので、第１成形絞りの像702と第２成形絞りの矩形開
口701が重なった部分のビームが第２成形絞りを通過す
る。この通過したビームの寸法はマトリックス成形偏向
器の偏向電圧に応じて変化する。つぎに、マトリックス
副偏向器608を動作させないで、第２成形絞り607を通過
したビームが試料面に照射された様子を第７図（ｂ）に
示す。ここで703は可変矩形ビーム、704はマトリックス
副偏向器608を動作させて、マトリックス副偏向器608の
偏向領域704内の所望の位置に矩形ビームが偏向される
ようにしておいてから、マトリックスブランカ604にあ
らかじめ印加しておいた電圧をゼロにしてビームをオン
とし、ビームを試料面611に照射して露光を行う。この
動作は３×３個の副傾向領域704内でそれぞれ同時に行
われる。この露光動作が終了したあと、主偏向器610を
動作させてつぎの露光領域に３×３の副偏向領域全体を
移動し同様の露光動作を行う。これを繰返して全体のパ
タンを露光していく。偏向器610の最大露光領域を越え
て露光するときは、ステージ612を移動させてから再び
同様の手順で露光動作を行えばよい。また描画パタンの
位置合わせを行うには、マトリックスブランカ604によ
り３×３のビームのうち１本を試料面611に照射し、上
記１本のビームを偏向器608により偏向させたときに得
られる試料に形成したマークからの、反射電子を検出す
ることによりマーク位置を計測し、上記マーク位置を基
準にすればよい。主偏向にともなう歪は、主偏向器610
に偏向歪補正の信号を重畳されることで補正され、これ
により高精度な位置合わせが行える。マトリックス偏向
器605の偏向量は、偏向歪が小さく無視できるような範
囲に設定しておく。
の可変成形ビームを発生させる方法を示す。第７図
（ａ）において、701は第２成形絞りの矩形開口であ
り、702は上記第２成形絞りに照射されている第１成形
絞りの像である。マトリックス成形偏向器605の偏向電
圧を変えることにより第１成形絞りの像702は偏向され
るので、第１成形絞りの像702と第２成形絞りの矩形開
口701が重なった部分のビームが第２成形絞りを通過す
る。この通過したビームの寸法はマトリックス成形偏向
器の偏向電圧に応じて変化する。つぎに、マトリックス
副偏向器608を動作させないで、第２成形絞り607を通過
したビームが試料面に照射された様子を第７図（ｂ）に
示す。ここで703は可変矩形ビーム、704はマトリックス
副偏向器608を動作させて、マトリックス副偏向器608の
偏向領域704内の所望の位置に矩形ビームが偏向される
ようにしておいてから、マトリックスブランカ604にあ
らかじめ印加しておいた電圧をゼロにしてビームをオン
とし、ビームを試料面611に照射して露光を行う。この
動作は３×３個の副傾向領域704内でそれぞれ同時に行
われる。この露光動作が終了したあと、主偏向器610を
動作させてつぎの露光領域に３×３の副偏向領域全体を
移動し同様の露光動作を行う。これを繰返して全体のパ
タンを露光していく。偏向器610の最大露光領域を越え
て露光するときは、ステージ612を移動させてから再び
同様の手順で露光動作を行えばよい。また描画パタンの
位置合わせを行うには、マトリックスブランカ604によ
り３×３のビームのうち１本を試料面611に照射し、上
記１本のビームを偏向器608により偏向させたときに得
られる試料に形成したマークからの、反射電子を検出す
ることによりマーク位置を計測し、上記マーク位置を基
準にすればよい。主偏向にともなう歪は、主偏向器610
に偏向歪補正の信号を重畳されることで補正され、これ
により高精度な位置合わせが行える。マトリックス偏向
器605の偏向量は、偏向歪が小さく無視できるような範
囲に設定しておく。
上記各実施例では、電化ビーム源として電子銃を用いた
ものを用いてもよい。
ものを用いてもよい。
上記のように本発明による荷電ビーム露光装置は、荷電
ビームを用いて微細パターンを形成する荷電ビーム露光
装置において、複数個の荷電ビーム源と、マトリックス
レンズと、それぞれ独立に制御可能な複数のブランカか
らマトリックスブランカと、それぞれ独立に制御可能な
複数の偏向器からなるマトリックス偏向器とを備えたこ
とにより、従来の単一ビームを用いた装置に比較して、
複数本の荷電ビーム源を用いているため、全体のビーム
電流値を増大することができるスループットが向上す
る。さらに本発明ではマトリックス偏向器により複数本
の荷電ビーム源から放出されるビームをそれぞれ偏向し
てレンズの光軸近傍をビームが通るようにしているの
で、レンズ収差を小さくすることができる。したがって
試料面上でのビームのぼけを低減することができ、微細
なパタン描画を可能とし、さらにビーム電流を増大させ
ることができるので高スループット化が可能になる。ま
た複数ビームを独立に偏向できるので効率よく描画で
き、複数本のビームを１つのレンズで投影し、また大き
な領域の偏向ではこれらを１つの偏向器で一括して偏向
し、かつ偏向歪補正するので、装置構成が簡単になると
いう効果がある。
ビームを用いて微細パターンを形成する荷電ビーム露光
装置において、複数個の荷電ビーム源と、マトリックス
レンズと、それぞれ独立に制御可能な複数のブランカか
らマトリックスブランカと、それぞれ独立に制御可能な
複数の偏向器からなるマトリックス偏向器とを備えたこ
とにより、従来の単一ビームを用いた装置に比較して、
複数本の荷電ビーム源を用いているため、全体のビーム
電流値を増大することができるスループットが向上す
る。さらに本発明ではマトリックス偏向器により複数本
の荷電ビーム源から放出されるビームをそれぞれ偏向し
てレンズの光軸近傍をビームが通るようにしているの
で、レンズ収差を小さくすることができる。したがって
試料面上でのビームのぼけを低減することができ、微細
なパタン描画を可能とし、さらにビーム電流を増大させ
ることができるので高スループット化が可能になる。ま
た複数ビームを独立に偏向できるので効率よく描画で
き、複数本のビームを１つのレンズで投影し、また大き
な領域の偏向ではこれらを１つの偏向器で一括して偏向
し、かつ偏向歪補正するので、装置構成が簡単になると
いう効果がある。
第１図は本発明による荷電ビーム露光装置の一実施例を
示す構成図、第２図は上記実施例の成形絞りを示す図、
第３図は上記実施例のマトリックスレンズを示す斜視
図、第４図はマトリックス偏向器を示す斜視図、第５図
は上記実施例における収差の説明図で、（ａ）はマトリ
ックス偏向器を用いないもの、（ｂ）は本実施例による
もの、第６図は本発明の他の実施例を示す構成図、第７
図は可変成形ビームによる露光動作の説明図で、（ａ）
は第１成形絞りと第２成形絞りとの矩形開口を示す図、
（ｂ）は上記矩形開口を通し試料面に照射されるビーム
パタンを示す図、第８図は従来のマルチビーム方式の荷
電ビーム露光装置を示す構成図である。 101、601……荷電ビーム源（電子銃）、 103、603……マトリックスレンズ、 105、504……マトリックス偏向器、 107、502、609……レンズ（対物レンズ）、 605……第１マトリックス偏向器、 608……第２マトリックス偏向器（副偏向器）。
示す構成図、第２図は上記実施例の成形絞りを示す図、
第３図は上記実施例のマトリックスレンズを示す斜視
図、第４図はマトリックス偏向器を示す斜視図、第５図
は上記実施例における収差の説明図で、（ａ）はマトリ
ックス偏向器を用いないもの、（ｂ）は本実施例による
もの、第６図は本発明の他の実施例を示す構成図、第７
図は可変成形ビームによる露光動作の説明図で、（ａ）
は第１成形絞りと第２成形絞りとの矩形開口を示す図、
（ｂ）は上記矩形開口を通し試料面に照射されるビーム
パタンを示す図、第８図は従来のマルチビーム方式の荷
電ビーム露光装置を示す構成図である。 101、601……荷電ビーム源（電子銃）、 103、603……マトリックスレンズ、 105、504……マトリックス偏向器、 107、502、609……レンズ（対物レンズ）、 605……第１マトリックス偏向器、 608……第２マトリックス偏向器（副偏向器）。
Claims (2)
- 【請求項１】複数個の荷電ビーム源と、複数のブランカ
からなるマトリックスブランカと、複数の偏向器からな
るマトリックス偏向器とを有し、前記複数の荷電ビーム
源から得られる複数の荷電ビームを用いて試料に微細パ
タンを形成する荷電ビーム露光装置において、 前記複数の荷電ビーム源と前記マトリックスブランカの
間に配置されたマトリックスレンズと、 前記マトリックス偏向器と前記試料との間に配置され、
前記複数の荷電ビームに共通の１個のレンズからなる第
１のレンズとを有し、 前記マトリックスブランカを構成する前記複数のブラン
カは各々独立に制御可能であり、 前記マトリックス偏向器を構成する前記複数の偏向器
は、該偏向器を通過する荷電ビームの主軌道が、前記第
１のレンズの中心近傍を通るように、各々独立に制御可
能であることを特徴とする荷電ビーム露光装置。 - 【請求項２】前記第１のレンズと前記試料との間に配置
された複数の偏向器からなる第２のマトリックス偏向器
と、 該第２のマトリックス偏向器と前記試料の間に配置さ
れ、前記複数の荷電ビームに共通の１個のレンズからな
る第２のレンズとを有することを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載した荷電ビーム露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60103896A JPH0789530B2 (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 荷電ビ−ム露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60103896A JPH0789530B2 (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 荷電ビ−ム露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61263217A JPS61263217A (ja) | 1986-11-21 |
| JPH0789530B2 true JPH0789530B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=14366184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60103896A Expired - Lifetime JPH0789530B2 (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 荷電ビ−ム露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789530B2 (ja) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3647128B2 (ja) * | 1996-03-04 | 2005-05-11 | キヤノン株式会社 | 電子ビーム露光装置とその露光方法 |
| US7345290B2 (en) | 1999-10-07 | 2008-03-18 | Agere Systems Inc | Lens array for electron beam lithography tool |
| DE10232689A1 (de) * | 2002-07-18 | 2004-02-05 | Leo Elektronenmikroskopie Gmbh | Mit Strahlen geladener Teilchen arbeitende Anwendungen |
| GB2408143B (en) * | 2003-10-20 | 2006-11-15 | Ims Nanofabrication Gmbh | Charged-particle multi-beam exposure apparatus |
| DE102015202172B4 (de) | 2015-02-06 | 2017-01-19 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Teilchenstrahlsystem und Verfahren zur teilchenoptischen Untersuchung eines Objekts |
| DE102018202428B3 (de) | 2018-02-16 | 2019-05-09 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Vielstrahl-Teilchenmikroskop |
| DE102018202421B3 (de) | 2018-02-16 | 2019-07-11 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Vielstrahl-Teilchenstrahlsystem |
| CN112055886A (zh) | 2018-02-27 | 2020-12-08 | 卡尔蔡司MultiSEM有限责任公司 | 带电粒子多束系统及方法 |
| US10811215B2 (en) | 2018-05-21 | 2020-10-20 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Charged particle beam system |
| DE102018115012A1 (de) | 2018-06-21 | 2019-12-24 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Teilchenstrahlsystem |
| DE102018007455B4 (de) | 2018-09-21 | 2020-07-09 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Verfahren zum Detektorabgleich bei der Abbildung von Objekten mittels eines Mehrstrahl-Teilchenmikroskops, System sowie Computerprogrammprodukt |
| DE102018007652B4 (de) | 2018-09-27 | 2021-03-25 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Teilchenstrahl-System sowie Verfahren zur Stromregulierung von Einzel-Teilchenstrahlen |
| DE102018124044B3 (de) | 2018-09-28 | 2020-02-06 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Vielstrahl-Teilchenstrahlmikroskops und Vielstrahl-Teilchenstrahlsystem |
| DE102018124219A1 (de) | 2018-10-01 | 2020-04-02 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Vielstrahl-Teilchenstrahlsystem und Verfahren zum Betreiben eines solchen |
| TWI743626B (zh) | 2019-01-24 | 2021-10-21 | 德商卡爾蔡司多重掃描電子顯微鏡有限公司 | 包含多束粒子顯微鏡的系統、對3d樣本逐層成像之方法及電腦程式產品 |
| CN111477530B (zh) | 2019-01-24 | 2023-05-05 | 卡尔蔡司MultiSEM有限责任公司 | 利用多束粒子显微镜对3d样本成像的方法 |
| DE102019004124B4 (de) | 2019-06-13 | 2024-03-21 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Teilchenstrahl-System zur azimutalen Ablenkung von Einzel-Teilchenstrahlen sowie seine Verwendung und Verfahren zur Azimut-Korrektur bei einem Teilchenstrahl-System |
| DE102019005362A1 (de) | 2019-07-31 | 2021-02-04 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Vielzahl-Teilchenstrahlsystems unter Veränderung der numerischen Apertur, zugehöriges Computerprogrammprodukt und Vielzahl-Teilchenstrahlsystem |
| DE102019008249B3 (de) | 2019-11-27 | 2020-11-19 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Teilchenstrahl-System mit einer Multistrahl-Ablenkeinrichtung und einem Strahlfänger, Verfahren zum Betreiben des Teilchenstrahl-Systems und zugehöriges Computerprogrammprodukt |
| WO2021104991A1 (en) * | 2019-11-28 | 2021-06-03 | Asml Netherlands B.V. | Multi-source charged particle illumination apparatus |
| EP3828916A1 (en) * | 2019-11-28 | 2021-06-02 | ASML Netherlands B.V. | Multi-source charged particle illumination apparatus |
| WO2021156198A1 (en) | 2020-02-04 | 2021-08-12 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Multi-beam digital scan and image acquisition |
| EP4734148A2 (en) | 2020-03-12 | 2026-04-29 | Carl Zeiss MultiSEM GmbH | Certain improvements of multi-beam generating and multi-beam deflecting units |
| DE102020107738B3 (de) | 2020-03-20 | 2021-01-14 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Teilchenstrahl-System mit einer Multipol-Linsen-Sequenz zur unabhängigen Fokussierung einer Vielzahl von Einzel-Teilchenstrahlen, seine Verwendung und zugehöriges Verfahren |
| DE102020123567B4 (de) | 2020-09-09 | 2025-02-13 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Vielzahl-Teilchenstrahl-System mit Kontrast-Korrektur-Linsen-System |
| TW202220012A (zh) | 2020-09-30 | 2022-05-16 | 德商卡爾蔡司多重掃描電子顯微鏡有限公司 | 在可調工作距離附近具快速自動對焦之多重粒子束顯微鏡及相關方法 |
| DE102021200799B3 (de) | 2021-01-29 | 2022-03-31 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Verfahren mit verbesserter Fokuseinstellung unter Berücksichtigung eines Bildebenenkipps in einem Vielzahl-Teilchenstrahlmikroskop |
| TW202312205A (zh) | 2021-05-27 | 2023-03-16 | 德商卡爾蔡司多重掃描電子顯微鏡有限公司 | 多重射束帶電粒子系統與在多重射束帶電粒子系統中控制工作距離的方法 |
| DE102021116969B3 (de) | 2021-07-01 | 2022-09-22 | Carl Zeiss Multisem Gmbh | Verfahren zur bereichsweisen Probeninspektion mittels eines Vielstrahl-Teilchenmikroskopes, Computerprogrammprodukt und Vielstrahl-Teilchenmikroskop zur Halbleiterprobeninspektion |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6039828A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-03-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 荷電ビ−ム露光装置 |
| JPS60262419A (ja) * | 1984-06-08 | 1985-12-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パタ−ン形成装置およびそれを用いた半導体装置の製造方法 |
-
1985
- 1985-05-17 JP JP60103896A patent/JPH0789530B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61263217A (ja) | 1986-11-21 |
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