JPS6139728B2 - - Google Patents

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JPS6139728B2
JPS6139728B2 JP52040938A JP4093877A JPS6139728B2 JP S6139728 B2 JPS6139728 B2 JP S6139728B2 JP 52040938 A JP52040938 A JP 52040938A JP 4093877 A JP4093877 A JP 4093877A JP S6139728 B2 JPS6139728 B2 JP S6139728B2
Authority
JP
Japan
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electron beam
distance
scanning
pattern
moving distance
Prior art date
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Expired
Application number
JP52040938A
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English (en)
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JPS53126597A (en
Inventor
Tadahiro Takigawa
Masahiko Washimi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHO ERU ESU AI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
Original Assignee
CHO ERU ESU AI GIJUTSU KENKYU KUMIAI
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Publication date
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Priority to JP4093877A priority Critical patent/JPS53126597A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は露光パターン寸法を微細なピツチで調
整することのできる電子線露光装置に関する。
半導体集積回路のパターンを電子線を照射して
露光形成する場合、従来、光写真技術を用いて作
成されたマスクを用いて行つている。例えば0.1
μmの寸法差を以つて形成された略2.0μm程度
のアパーチヤマスクを複数用意し、これらのマス
クを選択して用いていた。これは半導体基板の状
態にマスクを対応させ、集積回路(LSI)の歩留
りの向上をはかる為である。
ところで、上記のようにマスクを択一的に用い
ることは製作工程上、非常にめんどうである。そ
こで、露光装置の電子線を電気的に偏向走査して
パターン形成する電子線露光装置が考えられた。
しかし、この種の電子線露光装置では上記マスク
の大きさに相当する最小パターン寸法を細かく変
化させることができないという大きな欠点があ
る。この為、この電子線露光装置では製作に於る
歩留りに向上をはかることが望めないと云う問題
を有していた。
本発明はこのような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、電子線を電気的
に偏向走査してパターンを形成するに際し、この
パターンの最小パターン寸法を細かく制御するこ
とができ、露光形成されるパターンの歩留りの向
上をはかることのできる電子線露光装置を提供す
ることにある。
まず、本発明の概要を説明する。
ハイブリツドラスタ走査型の電子線露光装置で
は、試料を載置したテーブルを一方向に連続移動
すると共に、この移動方向と直角の方向に電子線
を偏向走査するが、このとき電子線の走査ピツチ
はテーブルの移動速度及び電子線の1回の偏向走
査時間等により一義的に規定される。したがつ
て、電子線の走査ピツチをむやみに可変すること
はできず、これがために最小パターン寸法を細か
く制御することは不可能であつた。
本発明では、電子線の偏向走査距離と走査ピツ
チとの比を一定の関係を保つて、偏向走査距離及
び走査ピツチを変化させている。さらに、電子線
の偏向走査の開始点をレーザ測長系の検出情報で
あるテーブルの移動距離を基に定めている。した
がつて、テーブル移動速度を可変する等の操作を
要することなく電子線の走査ピツチを可変するこ
とが可能となり、最小パターンの寸法を細かく制
御できるものである。しかも、テーブルの移動距
離を基に偏向走査の開始点を定めているので、テ
ーブル移動速度が変動したとしても試料に照射さ
れる電子線の走査ピツチが変動することはない。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。
第1図は本発明装置の概略系統図で、電子線露
光に供される試料を一方向に連続移動すると共
に、この移動方向と直角の方向に電子ビームを偏
向走査するハイブリツドラスタ走査型の電子線露
光装置である。図中1はタングステン陰極等から
なる電子銃で、電子ビームを出力している。この
電子ビームはブランキング板2,2間を通つてプ
ランキング制御されたのち、コンデンサレンズ3
を介して集束されている。この集束された電子ビ
ームは静電偏向板4,4間を通つて偏向制御され
たのち、対物レンズ5を介して半導体素子等の被
露光物(試料)6に照射されている。この被露光
物6は試料室(図示せず)内のX―Yテーブル7
上に設置されたもので、テーブル駆動機構8によ
つて、上記電子ビームの照射方向、及び静電偏向
板4,4による電子ビームの走査方向にそれぞれ
直角な方向に移動され、位置設定されている。テ
ーブル駆動機構8はテーブル移動制御装置9から
の移動制御信号に基づいて作動するものである。
また前記X―Yテーブル7の側部にはレーザ参照
鏡10が配設されており、レーザ測長系11から
レーザ光11aが照射されている。そしてレーザ
参照鏡10で反射されたレーザ光11aは前記レ
ーザ測長系11に入力し、レーザ光11aの照射
及び反射光から前記X―Yテーブル7の移動距離
が測定されている。
一方、レーザ測長系11で測長された結果はパ
ルス発生回路12に供給されると共に、作動制御
回路(インターフエース)13に供給されてい
る。上記パルス発生回路12は、前記レーザ光1
1aの波長をλとした場合、前記X―Yテーブル
7がm/n・λ移動する毎にパルス信号を出力するも のである。但し、m及びnは自然数であり、これ
らについては後述する。このパルス信号は後述す
る各部の同期信号として作用するもので、前記作
動制御回路(インターフエース)13に入力して
いる。この作動制御回路(インターフエース)1
3は上記同期信号に基づいて偏向制御回路14を
作動させたり、パターン発生器15から入力され
るパターン情報を描画回路16に供給したりす
る。また前記テーブル移動制御装置9にも同期信
号やテーブル移動指令信号等を供給している。こ
の作動制御回路(インターフエース)13から供
給される信号によつて作動する偏向制御回路14
は前記静電偏向板4,4間に偏向バイアス電圧を
印加して、前記電子ビームを偏向させるものであ
る。また描画回路16は前記ブランキング板2,
2間にブランキング電圧を印加して電子ビームを
ブランキング制御するものである。
このように構成された装置は次のように作用す
る。この作用を第2図を参照して説明する。テー
ブル駆動機構8の作動によつてX―Yテーブル7
(被露光物6)が移動されると、この移動距離は
レーザ測長系11によるレーザ光11aによつて
測定されている。この測定結果はパルス発生回路
12に入力しており、レーザ光11aの波長λの
1/nを前記被露光物6の基準移動距離、つまり
移動距離単位として計測している。例えば被露光
物6が距離λ/n移動する毎にパルス信号を発し
ている。このパルス信号はパルス発生回路12内
に設けられたmビツトのカウンタ(図示せず)に
入力され、m回カウントされている。そしてパル
ス信号がm回カウントされたとき、つまり被露光
物6が距離m/n・λ(単位移動距離)移動したとき に同期信号を出力している。なお、上記カウント
数mは作動制御回路(インターフエース)13を
介して設定されるものである。一方、この同期信
号によつて偏向制御回路14は静電偏向板4,4
間に時間掃引されるランプ電圧を偏向バイアス信
号として印加している。このランプ電圧の最大信
号レベルは前記設定されたカウント数mの値に比
例するものである。この為、偏向バイアス信号の
変化幅が前記カウント数mと比例し、電子ビーム
の走査偏向幅も比例する。従つて、被露光物6が
距離m/n・λ移動したとき、前記電子銃1から放出 される電子ビームは上記被露光物6の移動方向と
直角の方向に距離K・m/n・λ偏向走査される。但 し、Kは比例定数である。即ち、設定されるmが
m1である場合、第2図aに示すように走査ピツ
チm/n・λに対して距離K・m/n・λの電子ビ
ーム 走査が行われる。またm2<m1なる数を設定した
場合には同図bに示すように走査ピツチm/n・λ に対してK・m/n・λの電子ビームの走査が行わ れる。この図に示されるようにmを適宜設定する
ことによつて電子ビームの走査ピツチ間隔と走査
幅が共に比例して変化する。
一方、前記描画回路16も上記同期信号に基づ
いて作動している。例えば、被露光物6が距離
m/n・λ移動する毎にパターン発生器15からパタ ーン発生信号を直列的な信号に変換し、整形及び
電力増幅して前記ブランキング板2,2に印加し
ている。この直列的なパターン信号は前記静電偏
向板4,4による偏向時間に対応した時間幅を有
するものである。そしてブランキング板2,2間
の印加電圧をNO―OFFして、前記電子ビームの
通過をOFF―ONしている。つまりパターン信号
の情報信号が入力したときブランキング板2,2
間への電圧印加を停止して電子ビームを通過させ
る。そしてパターン信号の無情報信号が入力した
ときブランキング板2,2間に電圧を印加して電
子ビームの通過を阻止している。従つて描画回路
16の作動によつて前記パターン発生器15から
発せられるパターン信号、つまりパターンが被露
光物6上にパターン形成される。
このように本装置によれば、設定されるmの値
によつて、電子ビームの露光照射範囲が設定され
る。そして、被露光物6の移動距離の変化分に比
例して、電子ビームの走査幅も変化する。つま
り、電子ビームで走査露光される範囲は縦横の比
(移動距離と走査幅の比)を保つて変化すること
になる。したがつて、テーブル7の移動速度を変
えることなく電子ビーム走査ピツチを可変して露
光を行うことが可能となる。また、上記走査ピツ
チの変化する割合はレーザ光11aの波長λを基
準として、1/nλづつ変化させることができる。例 えば波長λが6328Åのレーザ光11aを用いて測
長し、その測長精度がn=48のレーザ測長系11
(例えばYHP社製レーザ測長システム)を用いた
場合には、mを1つづつ変化させることによつて
6328/48≒132Åづつパターン寸法を変えること
ができる。このような系を有する場合、4回の電
子ビーム走査によつて1つのパターンが形成され
るとすると、被露光物6の移動方向に、略500Å
の変化を以つてパターンを形成することができ
る。
しかして本装置によれば、半導体基板上にパタ
ーン寸法2μmのパターンを形成していて、その
歩留りが悪い場合には、前記設定されるmの値を
再設定することによつて上記パターン寸法を容易
に1.9μmにすることができる。この0.1μmの縮
小によつて半導体基板のパターン形成面積が略10
%も削減される。この略10%のパターン形成面積
の削減によつて、例えばピンホール等によつて不
良となる、不良パターン発生の度合は極めて少く
なる。従つて製作に於る歩留りの向上に著しいも
のがある。例えば超高集積化半導体(LSI)のパ
ターニングには極めて効果的に作用する。
また、テーブル7の移動距離、つまり電子ビー
ムの走査ピツチと偏向走査距離との比を一定に保
つてこれらを比例縮小することができるので、露
光データのソフト的な変更を殆んど要することな
く、露光パターンを比例縮小することが可能であ
る。さらに、レーザ測長系11の検出情報である
テーブル7の移動距離に基づき電子ビームの偏向
走査を行つているので、何らかの要因でテーブル
7の移動速度が変動したとしても走査ピツチが変
動する等の不都合を避けることができる。したが
つて、テーブル7の移動速度の変動に拘わらず高
精度な露光を行い得る。また、走査ピツチを容易
に可変できることから、電子ビームのビーム幅と
走査ピツチとの関係で定まる露光ムラをなくすこ
とができる等の効果も奏する。
なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はない。上記実施例では、測長系としてレーザ測
長系11を用いたが、モアレパターンを用いた測
長系を用いるようにしてもよい。また基準とする
移動距離単位を安定なレーザ波長λを用いたが、
他のものを用いてもよい。また露光パターンの変
化させる割合や、パターン範囲等は勿論仕様や用
途に応じて適宜設定すればよい。このように本発
明はそ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。
以上詳述したように本発明によれば、試料を載
置したテーブルが単位移動距離を移動する毎に、
電子線を上記移動方向と直角な方向に上記単位移
動距離に比例した距離だけ偏向走査するようにし
ているので、上記単位移動距離を細かく変化させ
ることによつて、露光形成されるパターンの寸法
を微細な単位で変化させることができる。従つ
て、例えばパターンが露光される半導体基板の状
態に最適なパターン寸法のパターンを露光するこ
とができ、その歩留りを著しく向上させることが
できると云う効果を奏する。また、テーブルの移
動距離をレーザ測長計により検出し、この検出移
動距離と前記設定された単位移動距離との比較に
よつて電子線の偏向走査および偏向走査距離を規
定しているので、露光精度の向上をはかり得る等
の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の一実施例を示す概略系統
図、第2図は同実施例の作用を説明する為の図で
ある。 6…被露光物、7…X―Yテーブル、8…テー
ブル駆動機構、11…レーザ測長系、12…パル
ス発生回路、14…偏向制御回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電子線露光に供される試料を載置したテーブ
    ルを一方向に移動すると共に、このテーブルの移
    動方向と直角の方向に電子線を偏向走査する電子
    線露光装置において、前記テーブルの移動距離を
    検出するレーザ測長系と、前記テーブルの単位移
    動距離を可変設定する手段と、前記レザー測長系
    により検出された移動距離が上記設定された単位
    移動距離と一致する毎にパルス信号を発生するパ
    ルス信号発生回路と、上記パルス信号に同期して
    電子線を偏向走査する手段と、上記電子線の偏光
    走査距離を前記設定された単位移動距離に比例し
    て可変する手段と、前記パルス信号に同期して前
    記電子線のブランキングタイミングを制御する手
    段とを具備してなることを特徴とする電子線露光
    装置。 2 前記電子線の偏向走査距離は、前記レーザ測
    長系のレーザ光波長を基準として前記単位移動距
    離と比例関係にあるものであることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の電子線露光装置。 3 前記レーザ測長系のレーザ光波長をλとする
    とき、前記テーブルの単位移動距離をm/n・λ(た だし、m,nは自然数)、前記電子線の偏向走査
    距離をK・m/n・n(ただし、Kは定数)に設定し てなることを特徴とする特許請求の範囲第2項記
    載の電子線露光装置。
JP4093877A 1977-04-12 1977-04-12 Electron ray exposing device Granted JPS53126597A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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