JPS63314833A - ビ−ム描画装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明はビーム描画装置に関し、更に詳しくは描画パタ
ーンの倍率を可変することができるようにしたビーム描
画装置に関する。

（従来の技術） 電子ビーム描画装置や集束イオンビーム描画装置等の荷
電粒子ビームを用いたビーム描画装置は材料台上に載置
された材料にビームを１次元又は２次元方向に照射して
所定のパターンを描画するようになっている。近年、半
導体（特にＩＣ）１造の分野において、ウェハ上に直接
ビーム描画を行えることから脚光をあびてきている。こ
の種の装置を用いて、光学装置の光ピツクアップ等に用
いる回折格子を製造することも行われている。

回折格子のパターンとしては、ラインとスペース（以下
Ｌ／Ｓと略す）のパターンが用いられる。

このＬ／Ｓの寸法は、使用する光学素子の波長に関係す
る値となるため、微細な調整が必要となる。

ところで、この種のビーム描画装置を用いて、材料上に
パターンを描画する場合、偏向器によりビームを偏向で
きる距離には一定の制限があり、し、　／Ｓパターンの
全長を一度に描画することはできない場合も生じる。

そこで、ある一定距離だけ描画したら、今度は材料を載
置している材料台（材料ステージともいう）を一定距離
移動させて、次に一定距離だけ描、　画する。以上のシ
ーケンスを必要なだけ繰り返して所定のＬ／Ｓパターン
を作成する。第２図は材料Ｓのビーム描画の状態を示す
図である。Ｆ１〜Ｆ６は、フィールドと呼ばれビームの
偏向で描画できる範囲を表わしている。例えばフィール
ドＦ１の描画が終了したら材料台を移動させて、今度は
フィールドＦ２を描画する。以下同様のシーケンスを繰
り返して所定のＬ／ＳパターンＰＡを作成する。

このような方法を用いてＬ／Ｓパターンを作成する場合
において、描くべきパターンの大きさが１つのフィール
ド内に納まる大きさのものであれば、フィールド寸法を
微細に変化−させればＬ／Ｓはその比率分変化するので
、容易にパターン倍率を変化させることができる。第３
図はＬ／Ｓパターンを縮小する場合を示す図である。パ
ターンが１フイールド内に納まっており、パターン縮小
は容易に行うことができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、パターンが複数のフィールドにまたがっ
ている場合もあり、このように複数のフィールドにまた
がったパターンの倍率を変化させる場合には、材料台を
移動して、フィールド間を接合しなければならない。こ
の場合、材料台の移動を、従来と同じ距離だけ移動させ
ると、第４図に示すように、接合部でＬ／Ｓパターンが
不連続になってしまうという不都合が生じる（第４図の
Ｄ部）。以上説明したような不都合はパターンを縮小す
る場合のみならず、拡大する場合についても同様に起き
る。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、
その目的は、パターンの拡大・縮小を行う場合に、描画
パターンの倍率に応じて正確にパターンを描画すること
ができるビーム描画装置を実現することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決する本発明は、材料台上に載置さ
れた材料にビームを照射して所定の描画パターンを樽る
ようにした荷電粒子ビーム描画装置において、ビームを
２次元方向に偏向する偏向器への印加電圧の値を可変し
てフィールドサイズを微小変化させるフィールド制御手
段と、フィールドサイズの変化に対応して材料台を移動
させるようにした材料台移動制御手段を具備したことを
特徴とするものである。

（作用） 微小にＬ／Ｓを変える場合に、材料台の移動に対しても
フィールドサイズを変えた分だけ移動量も補正してやる
。これにより、補正後のフィールド間の接合を正しく行
うことができる。例えばＬ／Ｓ５−２５０ｎを２４０ｎ
ｌに変えたい場合、正常なフィールドにおいて２５０ｎ
ｍＬ／Ｓのデータが与えられているものとすれば、２４
０ｎｍＬ／Ｓに変えた時には、フィールドサイズを４％
縮小するコトになる。この場合、縮小比率に応じて描画
パターンは変わるが、フィールドサイズを元のままにし
ておくとステージ移動ｍは縮小されないので、４％の接
合部不良が発生する（第４図のＤ参照）。

フィールドサイズが８０ｕｍの場合、接合部不良スペー
スは、３．２μｍとなる。そこで、この４％ニ相当する
分だけ材料台の移動量を補正すれば、フィールド間を正
しく接合することができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示す要部構成図である。図
において、１は荷電粒子ビーム１３ｉを出射する荷電粉
子源である。該荷電粒子源１としては、例えば電子銃や
イオン源が用いられる。２゜３はビームＢｉｅＳＩ束す
る電子レンズ、４はビーム３ｉを２次元方向に偏向させ
る偏向器（デフレクタ）である。５はビームが照射され
る材料、６は該材料５がその上に載置される材料台（材
料ステージ）である。該材料台６は２次元方向に移動可
能になっており、駆動源７により駆動されるようになっ
ている。

８は材料台６の位置を検出する位置検出センサ、９は該
位置検出センサ８の出力を受けて材料台６の移動量に基
づく補正信号を算出する測長処理回路である。位置検出
センサ８としては、高精度の位置検出を行う必要がある
ことから、例えばレーザビームを用いたインターフェロ
メータが用いられる。１０−２は描画信号及び材料台６
の移動誤差に基づく補正信号を受ける制御アンプ、１１
は該制御アンプ１０−２の出力を増幅して偏向器４に印
加する偏向アンプである。制御アンプ１０−１は、その
入力と出力間に接続された可変抵抗Ｒの抵抗値を変える
ことにより、増幅率を変えることができるようになって
いる。

１２は駆動源７．可変抵抗Ｒを制御すると共に、描画す
べきパターンデータを出力するＣＰＵ、１３は該ＣＰＵ
１１から出力される描画パターンデータ〈ディジタル信
号）をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器である。該
Ｄ／Ａ変換器１３の出力は制御アンプ１０−１の入力と
なり、制皿アンプ１０−２の入力には測長処理回路９の
出力が入り、材料上の正しい位置に荷電粒子ビームを位
置させる。１４はＣＰＵ１２の各種コマンドを与えるキ
ーボードである。このように構成された装置の動作を説
明すれば、以下の通りである。

先ず、正常なフィールドを用いてパターン描画を行う場
合について説明する。荷電粒子源１から出射されたビー
ム１３ｉは、電子レンズ２，３によって集束され、偏向
器４まで到達する。。一方、ＣＰＵ１２は抵抗Ｒを調整
して、偏向アンプ１１の増幅率を標準値にセットするた
めにマーク検出法等を用いて１フイールドが規定値にな
るようにビームＢｉの偏向量を定める。このようにして
、初期設定が終了したら、次に、ＣＰＵ１２はＤ／Ａ変
換器１３に描画パターンデータを出力する。

Ｄ／Ａ変換器１３は入力データに応じたアナログ信号を
出力して制御アンプ１０−１に加える。

制御アンプ１０−２の出力は偏向アンプ１１に与えられ
、該偏向アンプ１１は正常フィールド時における入力信
号を増幅して偏向器４に印加する。

偏向器４に到達したビームＢｉは所定の偏向を受けて、
材料５を照射する。ＣＰＬＪ１２からは、順次描画デー
タが出力され、材料５に所定のパターンが描画される。

若し、パターンが複数のフィールドにまたがる場合には
、ＣＰＩＪ１２により駆動源７が駆動されて、材料台６
を所定方向に１フイ一ルド分だけ移動させる。この時の
材料台６の移動誤差は、位置検出センサ８により材料台
６の位置が検出されて測長処理回路９に入った後、該測
長処理回路９から制御アンプ１０−２に補正量として与
えられる。

この状態で、ＣＰＵ１２から出力された描画データはＤ
／Ａ変換器１３を介して制御アンプ１０−１に与えられ
、該制御アンプ１０−２で位置補正量と加算された後、
偏向アンプ１１に与えられる。

偏向アンプ１１は入力信号を所定の倍率だけ増幅した後
、偏向器４に印加する。ＣＰＵ１２からは順次描画パタ
ーンデータが出力され、材料５に所定のパターンが描画
される。

次に描画パターンが例えばＬ／Ｓパターンの場合、前述
したように用いる光学素子の特性に応じてし／Ｓの比率
を変える必要が生じる。この場合には、キーボード１４
から設定されたＬ／Ｓの比率はＣＰＵ１２で読込まれる
。ＣＰＵ１２はＬ／Ｓ比率を確認すると、偏向７ンブ１
０−１のＲの抵抗値を変えて倍率を変化させる。これに
より偏向アンプ１１はＬ／Ｓ比率に応じた偏向器への出
力がセットされる。

ＣＰＵ１２から出力された描画パターンデータは、Ｄ／
Ａ変換器１３によりアナログ信号に変換された後、制御
アンプ１０−１に入り、Ｌ／Ｓ比率に応じて増幅される
。制御アンプ１ｏ−２は位置補正量を描画パターン信号
に加算し、偏向アンプ１１に入力する。このようにして
、ＣＰＵ１２から順次出力される描画パターンデータは
し／Ｓ比率に基づいたアナログ信号に変換され、偏向器
４に与えられる。この結果、材料５上には拡大又は縮小
されたＬ／Ｓパターンが描画される。

一方、パターンが複数のフィールドにまたがって形成さ
れている場合には、材料台６の移動ωもＬ／Ｓ比率に応
じて変化させる必要がある。つまり、当初は初期の移動
量が設定されているので、Ｌ／Ｓ比率の変更に合せて材
料台６の移１ＦＪｌ　ｌもそれに合せて補正する必要が
ある。ＣＰＵ１２は初期移動量をＬ／Ｓ比率にあった移
動量に変更して駆動源７に与える。これにより、フィー
ルドの変化した比率に応じて材料台６の移動ｍも変化す
ることになり、フィールド接合部の接合不良は発生゛し
なくなる。尚、駆動源７による材料台６の移動だけでは
正確な位置決めは不可能であるので、この場合も材料台
移動による誤差を補正するための信号を測長処理回路９
から制御アンプ１０に与えてやる。これにより偏向器４
によるビーム偏向量の拡大・縮小比率と、材料台６の移
動母の拡大・縮小比率とが一致し、フィールド間の接合
不良が生ずることなく、常に正確なビームパターンを材
料５上に描画することができる。

上述の説明ではＬ／Ｓ比率の変更による演算処理をＣＰ
Ｕ１２に行わせた場合を例にとったが、ＣＰＵを用いず
にハードの専用演算回路を設けるようにしてもよい。又
、上述の説明では主としてＬ／Ｓパターンの拡大・縮小
の場合を例にとったが、他の種類のパターンであっても
よいことは勿論である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、描画パタ
ーンの拡大・縮小処理（倍率変更）を行う場合において
、フィールドサイズの変更に加えて材料台の移動ｊにも
フィールドサイズの変更比率に応じた補正を加えること
により、パターンが複数のフィールドにまたがる場合で
も接合部の接合不良を生じることなく描画パターンの倍
率に応じて正確にパターンを描画することができるビー
ム描画装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部構成図、第２図は
材料のビーム描画の状態を示す図、第３図はパターンの
縮小処理の説明図、第４図は従来の縮小時における問題
点を示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 材料台上に載置された材料にビームを照射して所定の描
   画パターンを得るようにした荷電粒子ビーム描画装置に
   おいて、ビームを２次元方向に偏向する偏向器への印加
   電圧の値を可変してフィールドサイズを微小変化させる
   フィールド制御手段と、フィールドサイズの変化に対応
   して材料台を移動させるようにした材料台移動制御手段
   を具備したことを特徴とするビーム描画装置。