JPS6231489B2 - - Google Patents

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JPS6231489B2
JPS6231489B2 JP53082270A JP8227078A JPS6231489B2 JP S6231489 B2 JPS6231489 B2 JP S6231489B2 JP 53082270 A JP53082270 A JP 53082270A JP 8227078 A JP8227078 A JP 8227078A JP S6231489 B2 JPS6231489 B2 JP S6231489B2
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JP
Japan
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JP53082270A
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English (en)
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JPS559447A (en
Inventor
Itsuo Yamamoto
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.)
Jeol Ltd
Original Assignee
Nihon Denshi KK
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Publication date
Application filed by Nihon Denshi KK filed Critical Nihon Denshi KK
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Publication of JPS559447A publication Critical patent/JPS559447A/ja
Publication of JPS6231489B2 publication Critical patent/JPS6231489B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/302Controlling tubes by external information, e.g. program control

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は超高速、高精度露光を可能にする電子
線露光装置に関する。
ここ数年、集積回路、特に大規模集積回路
(LSI)や超LSIの製作担い手として電子線露光装
置が俄然脚光を浴び出した。
この電子線露光装置には細く集束した電子線を
使用する集束ビーム型のものや矩形断面を有する
電子線を使用する面積露光型のものがあり、近
時、後者の型に類するものとして、走査或いは回
路作製過程に於いて、描くべき図形に合わせて矩
形断面の電子線の形状及び大きさを可変し、走査
の速度を著しく速めた可変面積型のものも提案さ
れている。
しかし乍ら、何れの型の露光装置においても、
試料上に照射される電子線の照射位置をデイジタ
ル電子計算機からデイジタル・アナログコンバー
タ(以下D・A・Cと称す)を介して位置信号が
供給される偏向系により指定して所望の図形を試
料上に描いているので、全範囲(2mm×2mmの範
囲)に図形を描こうとする場合、1μm×1μm
の断面形状の電子線で縦横(x方向、y方向のこ
と)0.05μmの精度で走査しようとすれば、
0.05μm/2mm=1/40000すなわち縦横それ
ぞれ16ビツト 以上の精度を有するD・A・Cが必要となり、こ
の様なD・A・Cは第1図に示す様に応答速度が
非常に遅くて(フルスイング時のセトリングタイ
ムに25μsec程度)、従つて露光時間も非常に遅い
ものとなる。
この様な欠点を補う為に、偏向範囲を大区分と
小区分に別けて、別々の偏向系で広域偏向を行な
うことにより、露光時間を大幅にスピードアツプ
できる装置が提案されている。すなわち、試料面
の一定領域(例えば2mm×2mm)を基準区画(例
えば100μm×100μm)に区分し、該基準区画内
での電子線照射位置を高精偏向系(例えば12ビツ
トの高速D・A・Cを使用)にて指定し(いわゆ
る小区分走査)、該基準区画を高精度偏向系(例
えば16ビツトの高精度D・A・Cを使用)にて順
次指定(第2図に示す様にP,Q,R,S,……
の如くジグザグ状に100μmずつ試料上を走査す
る、いわゆる大区分走査)して所望の図形を試料
上に描いている。ここで1つの偏向系で電子線照
射位置を指定する装置と前述の大区分走査と小区
分走査にて電子線照射位置を指定する装置との露
光スピードを比較してみる。この場合、100μm
×100μmの基準区画に例えば20個の図形がある
として2mm×2mmの全範囲に0.05μmの精度を確
保して図形を描く場合を考えると、前者の走査速
度はおよそ1ステツプ25μsec程度なので、25μ
sec×20個×400回=0.2secの露光時間を要す。こ
れに対し後者の小区分走査用D・A・C
(12bitD・A・C)は1ステツプ2μsec以下の応
答速度なので、露光時間は{(2μsec×20個)+
25μsec}×400回=0.026secとなり、およそ8倍
スピードアツプする。しかし乍ら、この装置の露
光スピードでも末だ満足しうるものとはいえな
い。
本発明はこの様な点に鑑みてなされたもので、
複雑なソフトウエアーによらずに簡単なハード構
成により高精度を保持しつつ超高速露光を行う新
規なる電子線露光装置を提供するものである。
先ず、本発明の原理を以下に述べる。前にも述
べた様に、D・A・Cはビツト数と応答速度には
反比例的な関係があるので、従来の露光装置で使
用されている大区分走査用の偏向装置に使用され
る16ビツトのD・A・Cは高精度ではあるが、応
答(安定)速度が遅い(フルスイングに要する時
間が約25μsecかかる)。といつて、低ビツトの
D・A・Cを代わりに使うとスピードは上がる
が、図形の精度が落ち、実用上思わしくない。
又、16ビツトのD・A・Cの安定(応答)を無視
して高速に移動させると、図形の精度が非常に悪
くなる。そこで、基準区画に描くべき図形が無い
場合には、前記高精度低速D・A・Cの応答(安
定)を待たずに次の基準区画に移り、もし基準区
画に描くべき図形が有る場合には、いままで通り
応答を待つて高精度な露光を行なう。斯くの如き
露光を行なえば、描くべき図形の無い基準区画に
移動する場合にも長い応答時間を費やすという無
駄な時間が省け、全体の露光時間が大幅に短縮さ
れる。
第3図は該原理に基づいてなされた本発明の一
実施例である。図中1は電子銃を示し、該電子銃
からの電子線は、適宜な集束レンズ2を通して、
例えば矩形状の孔3hを有するマスク板3m上に
照射される。該孔を通過した断面形状が矩形にな
つた電子線は投影レンズ4により試料5上に集束
される。6及び7はx、yそれぞれ1対の偏向コ
イル等から成る小区分(基準区画)偏向装置で、
それぞれが上下二段構えで設けられており、互い
に逆励磁に構成されている。8はx、yの偏向コ
イル等から成る大区分偏向装置である。9は露光
に必要なデータを蓄積したデイスク10からデイ
ジタルコンピユータ12内のメモリ11を介して
読み出した入力データに基づいて各種指令を出す
高速データ伝送制御機構(以後HSCと称す)で
ある。該HSCは基準区画内の位置を指定する小
区分走査用位置信号を、例えば12ビツトの高速
D・A・C13及び増幅器14を介して前記小区
分(基準区画)偏向装置6,7に供給し、又、基
準区画の位置を指定する大区分走査用位置信号
を、例えば16ビツトの高精度D・A・C15及び
増幅器16を介して例えば1μsecの間隔で前記
大区分偏向装置8へ供給する。
17はRSフリツプフロツプで、HSC9からビ
ームシヨツトスタート信号が供給されるとセツト
の状態、後述するビームシヨツト時間制御回路2
0からのシヨツトエンド信号が供給されるとリセ
ツト状態になり、このような状態信号はAND回
路18の一方の入力端へ供給される。前記HSC
9からの大区分走査用位置信号はワンシヨツトマ
ルチバイブレーター19に供給されており、該ワ
ンシヨツトマルチバイブレーター19は該信号の
供給により一定パルス幅のパルスを発生する。該
パルス幅はD・A・C15が安定するのに要する
時間に等しくなるよう設定されている。該ワンシ
ヨツトマルチバイブレーター19の出力端は前
記AND回路18の他方の入力端に接続されてい
る。前記AND回路18の出力はHSC9からのビ
ームシヨツト時間指令信号によりビームシヨツト
時間を制御しているビームシヨツト時間制御回路
20に該制御回路の作動開始信号として供給され
る。該制御回路の出力信号はブランキング偏向系
21に供給される。該偏向系は前記制御回路20
から信号が入ると電子銃1からの電子線を無偏向
のまま下に配置された絞り22の孔を通過させ、
信号が入らない時は電子線を大きく偏向させて絞
り22の孔を通過させないように働く。尚、前記
制御回路20はある基準区画内において1回のビ
ームシヨツトが終了する毎に、シヨツトエンド信
号を前記フリツプフロツプ及びHSC9に供給す
るので、該フリツプフロツプはリセツトされ、該
HSC9から新たなビームシヨツトスタート信号
が供給されると再度セツト状態になる。又、
HSC9はある基準区画内における微小図形をす
べて描く迄、新たな大区分走査用位置信号を前記
ワンシヨツトマルチバイブレーター19やD・
A・C15に供給せず、すべて描くと新たな位置
信号を供給するように作動する。
斯くの如き装置の動作を便宜上、第4図に示す
様に、基準区画A,E内に描くべき微小図形があ
つて、B,C,Dにない場合について以下に述べ
る。
先ず、HSC9から第5図aに示す如き基準区
画Aの位置を指定する位置信号PA,xA,yA
ワンシヨツトマルチバイブレーター19とD・
A・C15及び増幅器16を介して大区分偏向装
置8とに供給され、又、該基準区画A内の微小図
形A1の位置を指定する位置信号がD・A・C1
3及び増幅器14を介して小区分偏向装置6,7
へ供給され、更に、ビームシヨツト時間指令信号
がビームシヨツト時間制御回路20に供給され
る。而して、前記ワンシヨツトマルチバイブレー
タ19は入力されてきた位置信号に基づいて前記
D・A・C15が安定するのに必要な時間に相当
する時間幅t0を有する第5図bのPA′に示す如き
パルスを発生し、該パルスをAND回路18の一
方の入力端に供給する。該AND回路18の他方
の入力端には前記HSC9からフリツプフロツプ
17を介して第5図aのPA1に示す如きビームシ
ヨツトスタート信号が供給されるので、該AND
回路は前記HSC9が前記大区分偏向装置8に基
準区画Aの位置を指定する位置信号を供給してか
らt0時間後、ビームシヨツトスタート信号PA1
時間幅に相当する時間、前記ビームシヨツト時間
制御回路20にビームシヨツト開始信号を供給す
る。該制御回路は該時間に相当する期間の間に、
HSC9からのシヨツト時間指令信号をブランキ
ング偏向系21に供給するので、試料5上の基準
区画A内に微小図形A1が描かれる。微小図形A1
が描かれると前記制御回路20は前記フリツプフ
ロツプ17にシヨツトエンド信号を送り、該フリ
ツプフロツプをリセツトの状態にする。この間、
HSC9は基準区画A内の微小図形A2の位置を指
定する位置信号を前述と同様に小区分偏向装置
6,7へ供給し、又、直ぐ後フリツプフロツプ1
7を介してAND回路18の他方の入力端に第5
図bのPA2に示す如きビームシヨツトスタート信
号を供給するので、前述と同様な過程を行ない、
微小図形A2が描かれる。この様にして基準区画
A内の微小図形A1,A2′……Aoが描かれると、
HSC9から第5図a1PB,PC,PD,PEに示す如
き基準区画B,C,D,Eの位置を指定する位置
信号がワンシヨツトマルチバイブレータ19と
D・A・C15及び増幅器16を介して大区分偏
向装置8とに高速(例えば各位置信号を1μsec
毎に)に供給する。この間、各基準区画B,C,
D内には描くべき微小図形が無いので、HSC9
からフリツプフロツプ17にビームシヨツトスタ
ート信号が供給されず、AND回路18はビーム
シヨツト時間制御回路20にビームシヨツト開始
信号を供給しない。従つて、電子線の照射される
べき位置は高速にB,C,D,Eと移動する。し
かし、Eには描くべき微小図形があるので、
HSC9から基準区画Eの位置信号PEが導入され
たワンシヨツトマルチバイブレータ19は前に述
べた基準区画Aの位置信号が導入されてきた時と
同様に該位置信号の供給時から時間幅t0経過する
までローレベルに保たれる出力を発生し、該出力
をAND回路18の一方の入力端に供給する。該
AND回路の他方の入力端にはHSC9からフリツ
プフロツプ17を介して第5図cのPE1に示す如
きビームシヨツトスタート信号が供給されるの
で、前記基準区画A内の微小図形を描いた時と同
様な過程が繰り返されて、基準区画E内に微小図
形E1,E2……Enが描かれる。
尚、本発明を各々矩形状の孔を有する複数のマ
スクとその間に偏向系を配置して該偏向系により
最終段に設けられたマスクの孔を通過する電子線
の断面形状を可変する様になした可変面積型露光
装置に用いても有効である。
又、前記実施例では基準区画内を走査する小偏
向用の偏向装置と基準区画毎に走査する大偏向用
の偏向装置を別々に設けるように記載したが、1
つの偏向装置でこれらを兼用することができるこ
とは論を俟たない。
本発明によれば、複雑なソフトウエアーを用い
ることなく、極めて簡単なハード構成により、比
較的大きな偏向を行つて描画すべき基準区画を変
えて露光する場合のみ自動的に高精度偏向系の応
答を待つて露光できる電子線露光装置が提供さ
れ、露光精度を損うことなく露光速度を向上させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はD・A・Cのビツト数と応答速度の特
性を示すグラフ、第2図は従来装置の大区分の偏
向の仕方を表わした図、第3図は本発明の一実施
例を示す電子線露光装置、第4図及び第5図は本
発明の動作を説明するために用いた図である。 1:電子銃、3m:マスク、5:試料、6,
7:小区分偏向装置、8:大区分偏向装置、9:
高速データ伝送制御機構、13,15:D・A・
C、17:RSフリツプフロツプ、18:AND回
路、19:ワンシヨツトマルチバイブレータ、2
0:ビームシヨツト時間制御回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 試料上に照射される電子線を制御するための
    データを読み出して各種指令を出す手段と、該手
    段から描画すべき試料の基準区画を指定する大区
    分走査用位置信号が供給される高精度偏向系と、
    該手段から描画すべき基準区画内での電子線照射
    位置を指定する小区分走査用位置信号が供給され
    る高速偏向系とを備えた装置において、前記手段
    から供給されるビームシヨツトスタート信号によ
    つてセツトされるフリツプフロツプ回路と、該フ
    リツプ回路よりの信号が供給されるゲート回路
    と、該ゲート回路を介して前記セツト信号が供給
    されると前記手段からのビームシヨツト時間指令
    信号に従つてブランキング偏向系を制御してビー
    ムシヨツトを開始させると共にシヨツトが終わる
    と次のビームシヨツトスタート信号を前記手段に
    要求し且つ前記フリツプフロツプ回路をリセツト
    させるためのビームシヨツト時間制御回路と、基
    準区画内の全描画が終了する毎に前記手段から供
    給される前記大区分走査用位置信号の供給に基づ
    いて高精度偏向系が安定するのに要する一定時間
    だけ前記ゲート回路を閉じるためのパルスを発生
    するワンシヨツトマルチバイブレーターとを具備
    することを特徴とする電子線露光装置。
JP8227078A 1978-07-06 1978-07-06 Electron ray exposure device Granted JPS559447A (en)

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JP8227078A JPS559447A (en) 1978-07-06 1978-07-06 Electron ray exposure device

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JP8227078A JPS559447A (en) 1978-07-06 1978-07-06 Electron ray exposure device

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JPS559447A JPS559447A (en) 1980-01-23
JPS6231489B2 true JPS6231489B2 (ja) 1987-07-08

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5577136A (en) * 1978-12-06 1980-06-10 Fujitsu Ltd Electron beam exposure control system
JPS5730331A (en) * 1980-07-31 1982-02-18 Nec Corp Method for exposure of electron beam

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52113683A (en) * 1976-03-19 1977-09-22 Nec Corp Electron beam stabilizing time control circuit

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JPS559447A (en) 1980-01-23

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