JPS61267320A

JPS61267320A - 荷電ビ−ム露光方法

Info

Publication number: JPS61267320A
Application number: JP60108704A
Authority: JP
Inventors: Mineo Goto; 後藤　峰夫
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-05-21
Filing date: 1985-05-21
Publication date: 1986-11-26
Also published as: JPH0586850B2

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】〔発明の技術分野〕本発明は、荷電ビーム露光方法に係わり、特に大偏向と
小偏向との２種の偏向を利用した荷電ビーム露光方法に
関・する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

電子ビーム露光方法において、電子ビームを偏向によっ
て位置決めを行うためのＤＡ変換器のセトリング時間は
、スループットに多大な影響を与える。セトリング時間
を短縮するために、大偏向領域をカバーする主偏自用高
速ＤＡ変換器と、小偏向領域のための副偏向用高速ＤＡ
変換器とを用い、主副２段偏向を行う方法は、非常に効
果のある方法である。この方法は、文献（Ｅ、Ｖ、Ｗｅ
ｂｅｒ　ａｎｄ　　Ｒ，Ｄ、　Ｍｏｏｒｅ、　Ｊ、　Ｖ
ａｃ、　Ｓｃｉ、　Ｔｅｃｈｎｏｌ、　１６．１７８０
　　（１９７９）　）に見られるように、電子ビーム露
光装置ＥＬ−２（商品名）で実用化した。この装置の発
表以降に発表された可変成形ビ−ムを用いた電子ビーム
露光装置の大部分はこの方法を用いていることからも、
この方法の有効性が実証されている。

しかしながら、この種の方法にあっては次のような問題
があった。即ち、試料台を停止して露光する方式である
ので、試料台移動に伴う無駄時間のためスルーブツトが
低い。電子ビーム露光装置において露光を行うときの試
料台の移動時間は、スループットに多大な影響を及ぼす
ことは周知である。試料台の停止時に露光を行う方法は
、ある露光領域から次の露光領域に移るときの試料台移
動に伴う時間が多大であるため、偏向領域を大きくして
試料台のステップ＆リピートする時間を短縮することが
スループット向上のために必要となっている。

ところが、大偏向を行うには、偏向に伴う収差や歪み等
の影響でパターン精度を向上することが困難であり、偏
向におけるワーキング距離を大きくとるために、電子ビ
ームの電流密度が低下して、その結果スルーブツトが低
下する等の問題が発生する。一方、試料台の移動中に露
光を行う場合には、試料台の移動に伴う無駄時間はステ
ップ＆リビー１〜方式に比べ著しく小さくできる利点が
ある。

これらのことにより、試料台の連続移動中に主副２段偏
向でパターンを描画することが電子ビーム露光装置のス
ループットを向上する上で非常に有利なことが判る。し
かし、試料台の連続移動中に主副２段偏向により露光す
る方式では、副偏向による小領域内のパターンの露光中
に試料台の移動に伴って副偏向器の偏向可能範囲外に、
小領域内のパターンが出てしまい、露光ができなくなる
問題を生じる。

なお、上記の問題は電子ビームの代りにイオンビームを
用いるイオンビーム露光方法のついても同様に言えるこ
とである。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、試料台の連続移動中に、主・副２段の
偏向によって高速のパターン描画を行うことができ、且
つ試料台移動に伴う描画すべきパターンと副偏向可能領
域との位置関係のずれを補正することができ、スルーブ
ツトの向上をはかり得る荷電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、試料台の連続移動中に主副２段の偏向
によって、パターン描画を行う際に、副偏向領域内のパ
ターン露光中に次に露光すべきパターンが副偏向器の偏
向可能領域からはずれた場合に、副偏向の偏向可能領域
を主偏向器により補正することにある。

即ち本発明は、ビーム偏向幅の大きな主偏向器及びビー
ム偏向幅の小さな副偏向器を用い、試料が載置された試
料台を連続移動しながら試料上に所望のパターンを描画
する荷電ビーム露光方法において、露光すべき領域を前
記副偏向器により偏向可能な小領域に分割して該小領域
毎に順次パターンを描画するに際し、小領域の露光中に
前記試料台の移動により前記副偏向器の偏向可能領域外
に小領域内のパターンが位置したとき、前記副偏内器に
よる小領域内の露光を中断し、前記主偏向器によって荷
電ビームの偏向位置を残パターンが前記副偏向器の偏向
可能領域内に入るように変更した後、中断した残りのパ
ターンを描画するようにした方法である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、試料台移動により描画すべきパターン
が副偏向可能領域外に位置したとしても、主偏向器によ
りビームの偏向位置を補正することにより、上記パター
ンを副偏向可能領域内に位置させることができる。この
ため、描画パターンの副偏向可能領域オーバーによる描
画中の試料台移動速度の制限がなくなり、荷電ビーム露
光装置のスループットの向上をはかり得る。特に、副偏
向領域毎に描画パターン数が大きくばらつくようなＬＳ
Ｉパターンについては、スループット向上の効果は絶大
なものがある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

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１０は試料室であ
り、この試料室１０内には半導体ウェハ等の試料１１を
載置した試料台１２が収容されている。試料台１２は、
計算機３０からの指令を受けた試料台駆動回路３１によ
りＸ方向（紙面左右方向）及びＹ方向（紙面表裏方向）
に移動される。そして、試料台１２の移動位置はレーザ
測長系３２により測定され、その測定情報が計算１５！
３０及び後述する偏向制御回路３３に送出されるものと
なっている。

一方、試料室１０の上方には、電子銃２１．各種レンズ
２２ａ、〜、２２ｅ、各種偏向器２３゜〜、２６及びビ
ーム成形アパーチャマスク２７ａ。

２７ｂ等からなる電子光学鏡筒２０が設けられている。

ここで、偏向器２３は、ビームを０Ｎ−ＯＦ、Ｆするブ
ランキング用偏向板であり、この偏向板２３にはブラン
キング制御回路３４からブランキング信号が印加される
。偏向器２４は、アパーチャマスク２７ａ、２７ｂの光
学的なアパーチャ重なりを利用してビームの寸法を可変
制御するビーム寸法可変用偏向板であり、この偏向板２
４には可変ビーム寸法制御回路３５から偏向信号が印加
される。また、偏向器２５．２６は、ビームを試料上で
走査するビーム走査用偏向板であり、これらの偏向板２
５．２６には偏向制御回路３３から偏向信号が印加され
るものとなっている。

ここで、偏向板２５は、ビームを試料上で大きく偏向す
る主偏向板で、偏向板２６はビームを試料上で小さく偏
向する副偏向板である。そして、主偏向板２５でビーム
位置を決定し、副偏向板で該偏向板２６の偏向可能領域
内の領域を描画するものとなっている。なお、偏向制御
回路３３では、上記各偏向板２！５．２６に対し高速の
［）Ａ変換器を介して偏向電圧を印加するものとなって
いる。

次に、上記構成の露光装首を用いた電子ビーム露光方法
について説明する。

まず、本実施例における露光方式の基本は、第２図に示
す如く試料１１上を主偏向板２５の偏向幅で決まる複数
のフレーム（フィールド）４１に分割し、各フィールド
を副偏向板２６の偏向幅で決まる小領域（サブフィール
ド）４２に分割し、主偏向板２５によりビームの位置を
所定のサブフィールドにセットし、副偏向板２６により
該サブフィールドを描画する方法である。さらに、この
描画時に試料台１２を連続移動する方法である。

実際には、試料台を一方向（Ｙ方向）に連続移動しなが
ら、所定のフィールドのサブフィールドをＳ１→Ｓ２→
Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ８→Ｓ９の順に順次
描画していく。

このような露光方式において、例えばサブフィールド領
域Ｓ５を描画している状態について、第３図を参照して
詳しく説明する。また、このときの計算ｔａ３０の制御
フローを第４図に示しておく。

まず、主偏向板２５によりビームの主偏向位置を第３図
（ａ）に示す如＜Ａｔ点にセットする。

このとき、副偏向板２６の偏向可能領域（図中破線で囲
んだ領域）ＲはサブフィールドＳ５を全て含んでいる。

次いで、露光すべきパターンＰｉ。

Ｐ２．〜ＰＮ＋Ｊを順次描画する。パターン描画。

Ｐ２の描画終了時点では、第３図（ｂ）に示す如く試料
台１２の移動により副偏向板２６の偏向可能領域Ｒがサ
ブフィールドＳ５と僅かにずれている。しかし、これ以
降に描画するパターンＰｒ。

〜、ＰＮ、〜＊　Ｐ　Ｎ＋Ｊは副偏向器２６の偏向可能
領域Ｒ内に位置しているので、次の描画に何等不都合は
生じない。

ところが、パターン数が多く試料台１２の移動にパター
ン描画が追従できない場合、例えば第３図（Ｃ）に示す
如くパターンＰＩを描画した後にパターンＰＮを描画し
ようとする場合、描画すべきパターンＰＮが副偏向板２
６の偏向可能領域Ｒの外に位置することがある。これが
、試料台連続移動方式の描画を妨げる要因となっていた
のである。

そこで本実施例方法では、第３図（Ｃ）のような状態が
生じた場合、主偏向板２５によりビームの主偏向位置を
Ａ１点からＡ２点に再セットし、第３図（ｄ）に示す如
く描画すべきパターンＰＮが副偏向板２６の偏向可能領
域Ｒ′内に入るよう−１０＝にしている。このようにすることによって、パターンＰ
Ｎ、〜、ＰＮ＋Ｊを描画することが可能となる。従って
、先と同様にパターンＰＮ、〜。

ＰＮ−１−Ｊの順に描画すればよい。なお、パターンＰ
Ｎ、〜、ＰＮ＋−Ｊの描画中に再び描画すべきパターン
が副偏向板２６の偏向可能領域を外れた場合、先と同様
に主偏向板２５によりビームの主偏向位置を再セットす
ればよい。

かくして本実施例方法によれば、試料台１２を連続移動
しながら、主副２段の偏向によって、パターンを描画す
ることができる。さらに、試料台１２の移動によって描
画すべきパターンが副偏向器２６の偏向可能領域外に位
置した場合、主偏向器２５によりビームの偏向位置を再
セットすることにより、これらのパターンも同様に描画
することができる。つまり、試料台連続移動方式の主副
２段の偏向方式で、ＬＳＩ等のパターンを効果的に描画
できることになる。このため、試料台１２を停止してパ
ターンを描画する従来方法に比べ、露光スループットの
著しい向上をはかり得る。

また、本実施例方法では、ザブフィールドのパターンの
露光順序を試料台１２の移動方向と同方向に規定してい
るので、描画パターンの位置が副偏向板１６の偏向可能
領域の移動に伴って移動することになり、このため描画
すべきパターンの位置が偏向可能領域外に出る確率が少
なくなる。従って、主偏向板１５によるビームの再セツ
ト回数を極力少なくすることができ、これにより露光ス
ループットのより一層の向上をはかり得る。

なお、本発明は上述した実施例方法に限定されるもので
はない。例えば、前記フィールド内のサブフィールドの
分割例は第２図に何等限定されるものではなく、主偏向
器及び副偏向器の種類及びその駆動系（例えばＯＡ変換
器）の特性等に応じて適宜室めればよい。さらに、サブ
フィールドの露光順序も適宜変更可能であるのは、勿論
のことである。また、本発明方法に使用する露光装置の
構成は前記第１図に何等限定されるものではなく試料台
を移動するための試料台駆動系及び試料土でビームを偏
向するための主副２段の偏向器を備えたものであればよ
い。また、電子ビームの代りにイオンビームを用いるイ
オンど−ム露光方法に適用することも可能である。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図はフィールドとサブフ
ィールドとの関係を表わすための模式図、第３図（ａ）
〜（ｄ）は上記実施例方法における描画手順を説明する
ための模式図、第４図は上記描画時における計算機の制
御フローを示すフローチャートである。１０・・・試料室、１１・・・試料、１２・・・試料台
、２０・・・電子光学鏡筒、２１・・・電子銃、２２ａ
、〜。２２ｅ・・・レンズ、２３・・・ブランキング用偏向器
、２４・・・ビーム寸法可変用偏向器、２５・・・ビー
ム走査用偏向板（主偏向器）、２６・・・ビーム走査用
偏向板（副偏向器、２７ａ、２７ｂ・・・アパーチャマ
スク、３０・・・計算機、３１・・・試料台駆動回路、
３２・・・レーザ測長系、３３・・・偏向制御回路、３
４・・・ブランキング制御回路、３５・・・可変成形ビ
ーム寸法制御回路、４１・・・フィールド、４２・・・
サブフィールド。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ビーム偏向幅の大きな主偏向器及びビーム偏向幅
の小さな副偏向器を用い、試料が載置された試料台を連
続移動しながら試料上に所望のパターンを描画する荷電
ビーム露光方法において、露光すべき領域を前記副偏向
器により偏向可能な小領域に分割して該小領域毎に順次
パターンを描画するに際し、小領域の露光中に前記試料
台の移動により前記副偏向器の偏向可能領域外に小領域
内のパターンが位置したとき、前記副偏向器による小領
域内の露光を中断し、前記主偏向器によつて荷電ビーム
の偏向位置を残パターンが前記副偏向器の偏向可能領域
内に入るように変更した後、中断した残りのパターンを
描画することを特徴とする荷電ビーム露光方法。
（２）前記小領域内のパターンの露光順序を、前記試料
台の移動方向と同方向に設定したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の荷電ビーム露光方法。