JPH0727854B2 - 電子線描画装置 - Google Patents
電子線描画装置Info
- Publication number
- JPH0727854B2 JPH0727854B2 JP59098677A JP9867784A JPH0727854B2 JP H0727854 B2 JPH0727854 B2 JP H0727854B2 JP 59098677 A JP59098677 A JP 59098677A JP 9867784 A JP9867784 A JP 9867784A JP H0727854 B2 JPH0727854 B2 JP H0727854B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron
- electron beam
- lens
- beam diameter
- switching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- 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
-
- 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
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/304—Controlling tubes
- H01J2237/30472—Controlling the beam
- H01J2237/30483—Scanning
- H01J2237/30488—Raster scan
-
- 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
- H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
- H01J2237/317—Processing objects on a microscale
- H01J2237/3175—Lithography
- H01J2237/31761—Patterning strategy
- H01J2237/31764—Dividing into sub-patterns
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電子線により超微細図形を描画する電子線描
画装置に関する。
画装置に関する。
電子線を集束偏向して基板上に照射し、任意の図形を描
画する電子線描画は、半導体集積回路素子の製造等に用
いられている。これを用いて0.2μｍまたはそれ以下と
いつた超微細図形を描画する場合、照射するビームは収
差によるぼけを小さくする必要からビーム開き角が小さ
く制限されるため、電流の値が小さく描画に長時間を要
する欠点を生じる。
画する電子線描画は、半導体集積回路素子の製造等に用
いられている。これを用いて0.2μｍまたはそれ以下と
いつた超微細図形を描画する場合、照射するビームは収
差によるぼけを小さくする必要からビーム開き角が小さ
く制限されるため、電流の値が小さく描画に長時間を要
する欠点を生じる。
先行技術では問題を解消するため、図形に応じビームス
ポットを可変して描画の高速化をはかる点が特開昭58−
89579号公報に開示されている。
ポットを可変して描画の高速化をはかる点が特開昭58−
89579号公報に開示されている。
しかしこの先行技術では、レンズ倍率の変更に伴って偏
向方向、焦点位置ずれに対し補正することが記載されて
いるが多大の時間と手間を要する問題を有していた。
向方向、焦点位置ずれに対し補正することが記載されて
いるが多大の時間と手間を要する問題を有していた。
上記先行技術ではビーム径を変更するために電子銃のバ
イアス電圧を調整する以外に、レンズ条件を変えその際
偏向方向の再調整についても示されている。この作業は
一般に長時間を要し自動化が望ましいと記載されている
ものの具体的開示は示されていない。
イアス電圧を調整する以外に、レンズ条件を変えその際
偏向方向の再調整についても示されている。この作業は
一般に長時間を要し自動化が望ましいと記載されている
ものの具体的開示は示されていない。
第２図（ａ）（ｂ）を用いレンズ動作と図（ｃ）（ｄ）
で正方形を描画する際の偏向方向や偏向感度のずれの調
整について説明する。
で正方形を描画する際の偏向方向や偏向感度のずれの調
整について説明する。
図（ａ）のビーム径を標準とし、ビーム径を増大すると
図中（ａ）の物点位置Ａをより対物レンズ側に近づくよ
うに集束レンズの励磁を弱める。この時対物レンズの焦
点位置が被露光物上から変化する。再度対物レンズの焦
点位置を被露光物上に合わすため対物レンズを強励磁し
て調整する。これにより集束レンズ、対物レンズ共に
（ａ）に比べ拡大系となりビーム径は増大する。
図中（ａ）の物点位置Ａをより対物レンズ側に近づくよ
うに集束レンズの励磁を弱める。この時対物レンズの焦
点位置が被露光物上から変化する。再度対物レンズの焦
点位置を被露光物上に合わすため対物レンズを強励磁し
て調整する。これにより集束レンズ、対物レンズ共に
（ａ）に比べ拡大系となりビーム径は増大する。
対物レンズの励磁変化に伴い偏向器の偏向の方向や、偏
向感度は図（ｂ）と図（ａ）では全く異なってくる。
向感度は図（ｂ）と図（ａ）では全く異なってくる。
したがって偏向の校正を（一般に大変に長時間を必要と
する）やり直す必要が生じる。
する）やり直す必要が生じる。
偏向感度と偏向方向がどのように異なってくるかを概念
的に記述すると次のようになる。
的に記述すると次のようになる。
即ち、例えば第２図（ａ）の状態で一辺がＬの正方形を
描画するように偏向器の調整したとする。（同図Ｃ），
図（ｂ）の状態（対物レンズが強励磁になっている）で
図（ａ）と同じ偏向信号を与えると、極端に書くと図
（ｄ）の実線のようにＬより小さな一辺１の回転した正
方形になる。これでは描画精度が向上しない。レンズが
図（ｂ）の状態で図（ｃ）のように一辺Ｌの正方形を描
画するためには、偏向器に図（ａ）とは異なる強い信号
を与えなければならない。これを式で書くと Ｘ′＝(1+A1)X＋B1Y＋C1X2＋D1XY＋E1Y2＋O1(3) Ｙ′＝A2X＋(1+B2)Y＋C2X2XY＋E2Y2＋O2(3) ここでＡ〜Ｅは係数、Ｏ（３）はX,Yの３次以上の補正
項である。
描画するように偏向器の調整したとする。（同図Ｃ），
図（ｂ）の状態（対物レンズが強励磁になっている）で
図（ａ）と同じ偏向信号を与えると、極端に書くと図
（ｄ）の実線のようにＬより小さな一辺１の回転した正
方形になる。これでは描画精度が向上しない。レンズが
図（ｂ）の状態で図（ｃ）のように一辺Ｌの正方形を描
画するためには、偏向器に図（ａ）とは異なる強い信号
を与えなければならない。これを式で書くと Ｘ′＝(1+A1)X＋B1Y＋C1X2＋D1XY＋E1Y2＋O1(3) Ｙ′＝A2X＋(1+B2)Y＋C2X2XY＋E2Y2＋O2(3) ここでＡ〜Ｅは係数、Ｏ（３）はX,Yの３次以上の補正
項である。
さて、偏向信号X,Yに対し、（ａ）状態では仮に全ての
係数が Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝Ｄ＝Ｅ＝Ｏ、O1＝O2＝Ｏ で図（Ｃ）の一辺の正方形が描画できるが、（ｂ）状態
では、Ｏでない係数を求めて上式に従って加えこんだ
Ｘ′,Y′なる信号を偏向器に与えなければならない。こ
れらの係数を求めるのに一般に長時間を要する。もし、
手計算で行うとすれば時間のオーダが必要となる。その
上、ビームの焦点が非点調整と同時に校正する必要が有
り更に複雑となり時間を要する。
係数が Ａ＝Ｂ＝Ｃ＝Ｄ＝Ｅ＝Ｏ、O1＝O2＝Ｏ で図（Ｃ）の一辺の正方形が描画できるが、（ｂ）状態
では、Ｏでない係数を求めて上式に従って加えこんだ
Ｘ′,Y′なる信号を偏向器に与えなければならない。こ
れらの係数を求めるのに一般に長時間を要する。もし、
手計算で行うとすれば時間のオーダが必要となる。その
上、ビームの焦点が非点調整と同時に校正する必要が有
り更に複雑となり時間を要する。
本願発明は、上記のようなビーム変更に伴う径偏向方向
及び偏向感度のずれに対する調整時の欠点を除き、高精
度で高速の電子線描画を可能とする電子線描画装置を提
供することにある。
及び偏向感度のずれに対する調整時の欠点を除き、高精
度で高速の電子線描画を可能とする電子線描画装置を提
供することにある。
本願発明は上記公知例では実現できなかっ高速描画をな
し得るため、物点位置を同じ位置でビーム径を可変でき
る描画装置を提供するものである。
し得るため、物点位置を同じ位置でビーム径を可変でき
る描画装置を提供するものである。
上記目的を達成するために、本発明では、半導体集積回
路素子等の描画すべき図形のすべてが微細で高精度を必
要とするものではなく、多くの部分は緩い精度で充分な
場合が多い。したがってビーム径（及び電流）を図形に
応じて切換え、微細高精度のものは、小さいビーム径で
小さいピッチで描画し、それ以外は大きいビーム径で大
きいピツチで描画する如く構成したもので、全体として
の描画時間を大巾に短縮出来るものである。
路素子等の描画すべき図形のすべてが微細で高精度を必
要とするものではなく、多くの部分は緩い精度で充分な
場合が多い。したがってビーム径（及び電流）を図形に
応じて切換え、微細高精度のものは、小さいビーム径で
小さいピッチで描画し、それ以外は大きいビーム径で大
きいピツチで描画する如く構成したもので、全体として
の描画時間を大巾に短縮出来るものである。
以下、本発明の一実施例を説明する。第１図はビーム径
（および電流）を切換える一例を示すもので、１は電子
源で、超微細図形を描画する目的のためには、線源径が
小さく、輝度の大きい、電界放射陰極を用いることが好
ましい。2,3,4は電子レンズ、５は描画すべき基板であ
る。図の（ａ）はビーム径が小さい状態で、電子レンズ
は３および４のみを使用し、線源を縮小して基板上に投
影する。同図（ｂ）はビーム径を大きくした状態で、電
子レンズは2,4を使用し拡大系としている。この場合、
電子レンズ４の物点の位置を同じとなるように電子レン
ズ２および３を設定することにより、電子レンズ４の使
用条件は同じとすることが出来る。すなわち、レンズ２
および３のどちらを使用するかを選ぶだけでビーム径を
変えることが出来る。この場合ビーム電流の変化は、倍
率の自乗となる。したがつて倍率比を1:2としておけ
ば、ビーム径（および電流）は1:4で変化する。
（および電流）を切換える一例を示すもので、１は電子
源で、超微細図形を描画する目的のためには、線源径が
小さく、輝度の大きい、電界放射陰極を用いることが好
ましい。2,3,4は電子レンズ、５は描画すべき基板であ
る。図の（ａ）はビーム径が小さい状態で、電子レンズ
は３および４のみを使用し、線源を縮小して基板上に投
影する。同図（ｂ）はビーム径を大きくした状態で、電
子レンズは2,4を使用し拡大系としている。この場合、
電子レンズ４の物点の位置を同じとなるように電子レン
ズ２および３を設定することにより、電子レンズ４の使
用条件は同じとすることが出来る。すなわち、レンズ２
および３のどちらを使用するかを選ぶだけでビーム径を
変えることが出来る。この場合ビーム電流の変化は、倍
率の自乗となる。したがつて倍率比を1:2としておけ
ば、ビーム径（および電流）は1:4で変化する。
電子ビーム電流を大きくした場合、描画のための偏向走
査のピツチを同じとすると走査の速度を大きくする必要
があるが、電子源として電界放射陰極を用いた場合大き
い電流密度のため必要な速度が非常に大きくなり、偏向
電気回路の応答性に問題が生じる。したがって、走査の
ピツチを荒くして走査の速度を等しくするように構成す
ることが好ましい。
査のピツチを同じとすると走査の速度を大きくする必要
があるが、電子源として電界放射陰極を用いた場合大き
い電流密度のため必要な速度が非常に大きくなり、偏向
電気回路の応答性に問題が生じる。したがって、走査の
ピツチを荒くして走査の速度を等しくするように構成す
ることが好ましい。
高精度の描画装置は通常デイジタル偏向が行なわれてい
る。したがつて、最小偏向単位（LSB）の整数倍比に走
査ピツチを選び、ビーム電流比がその自乗となるように
構成すれば、走査速度は等しくすることが出来る。第３
図は上記のような方法で描画した図形の例を示すもの
で、同図（イ）は小さいビーム径で細かい走査ピツチで
描画した図形、同図（ロ）は大きいビーム径で荒い走査
ピツチで描画した図形である。図から分るように、大き
いビーム径で描画した場合、ビーム照射回数が少なく
（ビーム電流比の逆数）走査速度が同じであるから、描
画時間が短縮される。
る。したがつて、最小偏向単位（LSB）の整数倍比に走
査ピツチを選び、ビーム電流比がその自乗となるように
構成すれば、走査速度は等しくすることが出来る。第３
図は上記のような方法で描画した図形の例を示すもの
で、同図（イ）は小さいビーム径で細かい走査ピツチで
描画した図形、同図（ロ）は大きいビーム径で荒い走査
ピツチで描画した図形である。図から分るように、大き
いビーム径で描画した場合、ビーム照射回数が少なく
（ビーム電流比の逆数）走査速度が同じであるから、描
画時間が短縮される。
以上、２段階の切換を例示したが、段数は図形の要求精
度により３段またはそれ以上にすることは容易で、第１
図の電子レンズ切換においては、２および３をそれぞれ
適当な励磁とすることにより、レンズ２のみ、およびレ
ンズ３のみで得られる倍率の間の任意の倍率を実現する
ことが出来る。
度により３段またはそれ以上にすることは容易で、第１
図の電子レンズ切換においては、２および３をそれぞれ
適当な励磁とすることにより、レンズ２のみ、およびレ
ンズ３のみで得られる倍率の間の任意の倍率を実現する
ことが出来る。
以上述べたように、本発明によれば、精度の緩い図形を
高速で描画出来るので、全体としての描画時間を大巾に
短縮出来る。たとえば描画面積比で高精度図形を20％と
し、ビーム径比1:2（ビーム電流比1:4）の２段階で描画
した場合、全体を小さいビーム径で描画する従来の方法
に比較して、40％の時間で描画出来る。
高速で描画出来るので、全体としての描画時間を大巾に
短縮出来る。たとえば描画面積比で高精度図形を20％と
し、ビーム径比1:2（ビーム電流比1:4）の２段階で描画
した場合、全体を小さいビーム径で描画する従来の方法
に比較して、40％の時間で描画出来る。
第１図は本発明の一実施例を説明する図、第２図は従来
公知例のレンズ動作と図形を描画した際の偏向方向及び
偏向感度を説明する図、第３図は本発明による描画図形
の一例を説明する図である。 １……電子源、2,3,4……電子レンズ、５……基板、6,
6′……絞り。
公知例のレンズ動作と図形を描画した際の偏向方向及び
偏向感度を説明する図、第３図は本発明による描画図形
の一例を説明する図である。 １……電子源、2,3,4……電子レンズ、５……基板、6,
6′……絞り。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 徳郎 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 原田 勝征 神奈川県厚木市小野1839番地 日本電信電 話公社厚木電気通信研究所内 (72)発明者 藤波 明平 神奈川県厚木市小野1839番地 日本電信電 話公社厚木電気通信研究所内 (72)発明者 岩立 和己 神奈川県厚木市小野1839番地 日本電信電 話公社厚木電気通信研究所内 (56)参考文献 特開 昭54−89579（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−49376（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】電子ビームを放射する電子源として電界放
射陰極を用い、該電子源から放射された電子ビームを複
数段の電子レンズを介して描画すべき基板上に投射する
ようにした電子線描画装置において、最終段の電子レン
ズの物点位置を保持した状態で他の２個の電子レンズの
励磁を切換えることによって基板上に投射される電子ビ
ームの径を複数段に切換える手段と、該投射電子ビーム
径の切換えに対応して描画走査ピッチをビーム径比に比
例して切換える手段とを付加してなることを特徴とする
電子線描画装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59098677A JPH0727854B2 (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 電子線描画装置 |
| US06/735,184 US4692579A (en) | 1984-05-18 | 1985-05-17 | Electron beam lithography apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59098677A JPH0727854B2 (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 電子線描画装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60244025A JPS60244025A (ja) | 1985-12-03 |
| JPH0727854B2 true JPH0727854B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=14226140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59098677A Expired - Lifetime JPH0727854B2 (ja) | 1984-05-18 | 1984-05-18 | 電子線描画装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727854B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2404782B (en) * | 2003-08-01 | 2005-12-07 | Leica Microsys Lithography Ltd | Pattern-writing equipment |
| GB2404783B (en) * | 2003-08-01 | 2005-12-14 | Leica Microsys Lithography Ltd | Dual-mode electron beam lithography machine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5489579A (en) * | 1977-12-27 | 1979-07-16 | Toshiba Corp | Electron ray exposure system |
-
1984
- 1984-05-18 JP JP59098677A patent/JPH0727854B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60244025A (ja) | 1985-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6042825A (ja) | 荷電ビ−ム露光装置 | |
| JPH0336299B2 (ja) | ||
| JPS5871545A (ja) | 可変成形ビ−ム電子光学系 | |
| JP2872420B2 (ja) | 荷電粒子ビーム露光の方法と装置 | |
| KR20190138583A (ko) | 하전 입자 빔 묘화 장치 및 하전 입자 빔 묘화 방법 | |
| US5444257A (en) | Electron-beam exposure system for reduced distortion of electron beam spot | |
| US5245194A (en) | Electron beam exposure system having an electrostatic deflector wherein an electrostatic charge-up is eliminated | |
| JP2002511197A (ja) | 電子ビームコラム用成形陰影投影 | |
| JPH0727854B2 (ja) | 電子線描画装置 | |
| US3978338A (en) | Illumination system in a scanning electron microscope | |
| US20050035308A1 (en) | Pattern writing equipment | |
| JP3357874B2 (ja) | 電子ビーム描画装置及び電子ビーム描画方法 | |
| JP2006294962A (ja) | 電子ビーム描画装置および描画方法 | |
| JP3155050B2 (ja) | 荷電粒子ビームを用いた露光方法 | |
| JPH0654643B2 (ja) | 電界放射型電子銃用レンズ | |
| JPH0669112A (ja) | 透過マスク板 | |
| JP2002100317A (ja) | 荷電ビーム装置、電子ビーム装置及び電子ビーム描画装置 | |
| JP3577487B2 (ja) | 電子ビーム描画装置 | |
| JP3101100B2 (ja) | 電子ビーム露光装置 | |
| JP2914926B2 (ja) | 荷電粒子ビーム露光方法 | |
| JPS6221216A (ja) | 電子ビ−ム露光装置 | |
| JPS62144323A (ja) | 荷電ビ−ム露光装置 | |
| JP3236162B2 (ja) | 荷電粒子ビーム露光方法及びその装置 | |
| JP3157968B2 (ja) | 荷電粒子ビーム露光方法 | |
| JP2713591B2 (ja) | 半導体製造装置 |