DE102007001044A1

DE102007001044A1 - Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem

Info

Publication number: DE102007001044A1
Application number: DE102007001044A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Tanaka; Akio Yamada; Hiroshi Yasuda; Yoshihisa Ooae
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2006-01-06
Filing date: 2007-01-03
Publication date: 2007-07-12
Also published as: JP2007184398A; JP4729403B2; US20070181829A1

Abstract

Ein Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem beinhaltet: eine Elektronenkanone; eine erste Maske, die eine erste Öffnung zum Formen des Strahls von Elektronen enthält; eine zweite Maske, die eine zweite Öffnung zum Formen des Strahls von Elektronen enthält; eine Schablonenmaske, die unter der ersten Maske und der zweiten Maske angeordnet ist, wobei die Schablonenmaske eine Vielzahl von kollektiv geformten Öffnungen jeweils zum Formen des Strahls von Elektronen beinhaltet; eine Parallelisierungslinse, um zu veranlassen, dass der Strahl von Elektronen, der in eine der kollektiv geformten Öffnungen übertragen worden ist und daraus herauskommt, in einen Strahl von Elektronen umgewandelt wird, der ungefähr parallel zur optischen Achse verläuft; und einen Rückschwungmaskendeflektor, zum Zurückschwingen des Strahls von Elektronen, der durch die Schablonenmaske gelaufen ist. N¶2¶ > N¶1¶ kann erfüllt werden, wobei 1/N¶1¶ das Verkleinerungsverhältnis eines Musters in der Schablonenmaske zu einem Muster auf der Oberfläche des Werkstücks bedeutet und 1/N¶2¶ das Verkleinerungsverhältnis eines Musters in der ersten Maske zu einem Muster auf der Oberfläche des Werkstücks bedeutet.

Description

Erfindungshintergrund
1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem und insbesondere ein Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem, das es ermöglicht, durch teilweise kollektive Bestrahlung ein Muster mit hoher Präzision auf ein Werkstück zu schreiben.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Im Fall von Elektronenstrahl-Bestrahlungssystemen der vergangenen Jahre werden im Vorhinein variable rechteckige Öffnungen oder eine Vielzahl von Maskenmustern verfügbar gemacht und eine bzw. eines von diesen wird durch Strahlablenkung ausgewählt. Anschließend wird das ausgewählte auf ein Werkstück übertragen, gefolgt von Bestrahlung.

Ein Bestrahlungssystem dieses Typs ist ein Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem, das die teilweise kollektive Bestrahlung verwirklicht, wie es beispielsweise im Amtsblatt der ungeprüften Japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-88071 offenbart ist. Die teilweise kollektive Bestrahlung ist eine Technik wie folgt. Ein Muster wird aus einer Vielzahl von Mustern, die auf einer Maske angeordnet sind, durch Strahlablenkung ausgewählt und folglich wird ein Strahl auf den derart ausgewählten Musterbereich gestrahlt. Dadurch wird ein Querschnitt des Strahls in die Form geformt, die durch das ausgewählte Muster repräsentiert wird. Anschließend wird veranlasst, dass der Strahl durch die Maske läuft, und danach wird der sich ergebende Strahl durch einen Deflektor, der in einem späteren Abschnitt des Elektronenstrahl-Bestrahlungssystems angebracht ist, ablenkend zurückgeschwungen. Der sich ergebende Strahl wird mit einem bestimmten Verkleinerungsverhältnis, das durch das elektrooptische System festgelegt wird, in der Größe verringert. Danach wird das durch den derart erhaltenen Strahl repräsentierte Muster auf ein Werkstück übertragen.

Die Zahl der für die teilweise kollektive Bestrahlung benötigten Bestrahlungen ist bedeutend kleiner, wenn häufig verwendete Muster im Vorhinein auf der Maske verfügbar gemacht werden, als wenn nur variable rechtwinklige Öffnungen im Vorhinein auf der Maske verfügbar gemacht werden. Dies erhöht den Durchsatz.

Allerdings sind die Muster, die für die teilweise kollektive Bestrahlung verfügbar gemacht werden können, in der Zahl beschränkt. Das liegt daran, dass die Maske für die teilweise kollektive Bestrahlung in einem beschränkten Raum ausgebildet ist, beispielsweise einer Fläche von 2000 μm × 2000 μm.

Im Gegensatz dazu schlägt das Japanische Patentamtsblatt Nr. 2849184 ein Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem vor, das es ermöglicht, die Zahl der Mustertypen zu erhöhen, die durch teilweise kollektive Bestrahlung gebildet werden. Im Fall dieses Typs von Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem sind drei Blenden oder mehr auf der optischen Achse angeordnet. Ein Strahl von Elektronen wird unter Verwendung einer ersten Blende und einer zweiten Blende in ein Rechteck geformt. Der sich ergebende Strahl kann teilweise auf ein Muster in einer dritten Blende (Schablonenmaske) gestrahlt werden.

Die Formung des Strahls von Elektronen unter Verwendung der Vielzahl von Blenden (Öffnungen) in einem die Schablonenmaske vorangehenden Abschnitt, wie es oben beschrieben wurde, ermöglicht es, die Zahl der Mustertypen praktisch zu erhöhen.

Nichtsdestotrotz führt der Bestrahlungsprozess, der unter Verwendung des Elektronenstrahl-Bestrahlungssystems mit der vorangehenden Konfiguration ausgeführt wird, manchmal zum Auftreten eines Phänomens, bei dem sich ein gestrahltes Muster von einem gewünschten Muster unterscheidet.

Sogar in einem Fall, bei dem beispielsweise ein Strahl von Elektronen durch Anlegen einer Spannung an einen Austastdeflektor auf eine Austastfläche auf der Maske abgelenkt wird, damit der Strahl von Elektronen nicht auf das Werkstück gestrahlt wird, passiert es manchmal, dass ein unerwünschtes Muster auf dem Werkstück gebildet wird.

Im Fall eines rechtwinkligen Austastmechanismus beträgt der Dämpfungsgrad eines Strahls ungefähr 1 × 10^–6 und es treten keine Probleme auf, wenn sich die Bühne kontinuierlich bewegt. Wenn sich die Bühne ungefähr eine Sekunde lang nicht bewegt, wird jedoch ein Teil eines Strahls von Elektronen, der aus der Öffnung der Schablonenmaske ausläuft, versehentlich auf das Werkstück gestrahlt. Im Ergebnis wird ein unerwartetes Muster gebildet.

Darüber hinaus können sich in einem Fall, bei dem ein Strahl von Elektronen auf einen ausgewählten Teil der Öffnung in der Schablonenmaske gestrahlt werden, Linienbreiten des gestrahlten Musters in manchen Fällen von gewünschten Linienbreiten unterscheiden. Dies liegt daran, dass das Bestrahlungssystem ein System zum Bilden eines Musters mit feinen Linienbreiten ist.

Eine Allgemeine Praxis zur Steigerung des Durchsatzes eines Elektronenstrahl-Bestrahlungssystems ist die Verwendung eines Verfahrens der Steigerung der Strommenge eines Strahls von Elektronen. Ein Strahl von Elektronen ist jedoch nicht frei von einem Phänomen, das als der Coulomb-Effekt genannt wird. Dieser Effekt stellt eine Ursache der Zunahme der Beeinträchtigung der Kantenschärfe eines zu bildenden Musters und eine Ursache der Verzerrung dar. Der Coulomb-Effekt wird als ein Phänomen definiert, bei dem die Spur eines Strahls von Elektronen infolge des Einflusses einer abstoßenden Kraft, die durch elektrische Ladungen von Elektronen des Strahls verursacht wird, verbogen wird, so dass der Strahl von Elektronen nicht fokussiert wird. Der Coulomb-Effekt ist umso größer je größer der Betrag des Stroms und gleichzeitig kleiner der Radius eines im optischen Linsentubus laufenden Strahls ist. Insbesondere bei einem Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem vom normalen Typ ist der Einfluss des Coulomb-Effekts größer. Dies liegt daran, dass ein Strahl von Elektronen, der in eine Öffnung in der Schablonenmaske geleitet worden ist und daraus herauskommt, als ein Ergebnis des Effekts einer Reduzierlinse in einem schmaleren Bereich konzentriert ist.

Kurzfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der Probleme mit dem Stand der Technik gemacht worden. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem bereitzustellen, das es ermöglicht, den Durchsatz einer teilweisen kollektiven Bestrahlung zu erhöhen und die Präzision zu steigern, mit der ein Muster geformt wird.

Es ist beabsichtigt, die vorigen Probleme durch ein Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem zu lösen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Elektronenkanone, eine erste Maske, eine zweite Maske einen ersten Deflektor, eine Schablonenmaske, eine runde Blende, einen zweiten Deflektor, eine Parallelisierungslinse, einen Rückschwungmaskendeflektor und eine Projektionslinse enthält. Die Elektronenkanone emittiert einen Strahl von Elektronen. Die erste Maske weist eine erste Öffnung zum Formen des Strahls von Elektronen auf. Die zweite Maske weist eine zweite Öffnung zum Formen des Strahls von Elektronen auf. Der erste Deflektor ist zwischen der ersten Maske und der zweiten Maske angeordnet und lenkt den Strahl von Elektronen ab. Die Schablonenmaske ist unter der ersten Maske und der zweiten Maske angeordnet und weist eine Vielzahl von kollektiv geformten Öffnungen zum Formen des Strahls von Elektronen auf. Die runde Blende ist zwischen der Schablonenmaske und einem Werkstück angeordnet.

Der zweite Deflektor ist zwischen der zweiten Maske und der Schablonenmaske angeordnet und lenkt den Strahl von Elektronen ab. Die Parallelisierungslinse ist zwischen der Schablonenmaske und der runden Blende angeordnet und veranlasst, dass der Strahl von Elektronen, der in eine der kollektiv geformten Öffnungen übertragen worden ist und daraus herauskommt, in einen Strahl von Elektronen verwandelt wird, der ungefähr parallel zur optischen Achse verläuft. Der Rückschwungdeflektor ist zwischen der Schablonenmaske und der runden Blende angeordnet und schwingt den Strahl von Elektronen zurück. Die Projektionslinse ist zwischen der runden Blende und dem Werkstück angeordnet und fokussiert den Strahl von Elektronen auf das Werkstück, um ein Bild darauf zu bilden.

Das Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann N₂ > N₁ erfüllen, wobei 1/N₁ das Verkleinerungsverhältnis eines Musters in der Schablonenmaske zu einem Muster auf der Oberfläche des Werkstücks bedeutet und 1/N₂ das Verkleinerungsverhältnis eines Musters in der ersten Maske zu einem Muster auf der Oberfläche des Werkstücks bedeutet. Zudem kann das Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Austastdeflektor umfassen, der zwischen der Schablonenmaske und der runden Blende angeordnet ist, so dass die Austastoperation mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt wird.

Darüber hinaus kann das Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel Steuermittel mit den folgenden Funktionen beinhalten. Das Steuermittel veranlasst, dass der Austastdeflektor den Strahl von Elektronen, der in eine der kollektiv geformten Öffnungen in der Schablonenmaske übertragen worden ist und daraus herauskommt, austastet. Das Steuermittel veranlasst, wenn der Strahl von Elektronen ausgetastet wird, dass die Größe des Strahls von Elektronen auf Null verkleinert wird. Das Steuermittel betreibt den Maskendeflektor und veranlasst auf diese Weise, dass der Maskendeflektor eine Laufbahn des Strahls von Elektronen zu einer festgelegten geformten Öffnung in der Schablonenmaske verschiebt. Danach veranlasst das Steuermittel, dass die Größe des Strahls von Elektronen größer wird als die Größe der festgelegten geformten Öffnung in der Schablonenmaske. Anschließend veranlasst das Steuermittel, dass die Austastoperation ausgeschaltet wird. Dadurch veranlasst das Steuermittel, dass eine der geformten Öffnungen in der Schablonenmaske ausgewählt wird.

Im Fall der vorliegenden Erfindung ist eine der Linsen zwischen der Schablonenmaske und dem Werkstück angeordnet und diese Linse veranlasst, dass der Strahl von Elektronen, der in die Schablonenmaske übertragen worden ist und daraus herauskommt, ungefähr parallel zur optischen Achse verläuft. Zudem ist einer der Deflektoren zwischen der Schablonenmaske und dem Werkstück angeordnet und schwingt der Strahl von Elektronen, der ungefähr parallel zur optischen Achse verläuft, zurück zur optischen Achse. Diese Anordnung verhindert, dass ein Strahl von Elektronen, der im Begriff ist, ein Schablonenbild zu bilden, nachdem er durch die Schablonenmaske gelaufen ist, irgendeinen anderen Strahl von Elektronen kreuzt, der im Begriff ist, ein anderes Schablonenbild zu bilden, nachdem er durch die Schablonenmaske gelaufen ist. Diese Anordnung verhindert zudem, dass der Radius des Strahls von Elektronen schmäler wird. Demgemäß macht es dies möglich, den Einfluss des Coulomb-Effekts zu vermindern.

Darüber hinaus wird im Fall der vorliegenden Erfindung, nachdem der Strahl von Elektronen durch den Austastdeflektor ausgetastet wird, die Größe des Strahls von Elektronen auf null reduziert und auf diese Weise wird eine Öffnung in der Schablonenmaske ausgewählt. Dies macht es möglich, zu verhindern, dass ein unerwartetes Muster auf dem Werkstück gebildet wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine graphische Darstellung, die eine Konfiguration eines erfindungsgemäßen Elektronenstrahl-Bestrahlungssystems zeigt.
2 ist eine graphische Darstellung, die Laufbahnen jeweils von Strahlen von Elektronen im erfindungsgemäßen Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem zeigt.
3 ist eine graphische Darstellung, die zur Erläuterung eines Prozesses der Wahl einer Öffnung in einer Schablonenmaske verwendet wird.
4 ist eine graphische Darstellung, die zur Erläuterung eines Austastprozesses verwendet wird, der unter Verwendung einer ersten Maske und einer zweiten Maske ausgeführt wird.
Die 5a und 5B sind graphische Darstellungen, die schematisch zeigen, wie ein Teil der Öffnungen in der Schablonenmaske ausgewählt wird.
6 ist eine graphische Darstellung, die schematisch zeigt, wie eine Öffnung in der Schablonenmaske ausgewählt wird.
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Im Folgenden werden Beschreibungen für ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung bereitgestellt.
Zuerst werden Beschreibungen für eine Konfiguration eines Elektronenstrahl-Bestrahlungssystems bereitgestellt. Anschließend werden Beschreibungen für Masken bereitgestellt, die jeweils eine Öffnung zur Formung eines Strahls von Elektronen enthalten. Danach werden Beschreibungen für Operationen des Bestrahlungssystems bereitgestellt, hauptsächlich für eine Operation der Veranlassung, dass der Strahl von Elektronen, der in eine Schablonenmaske geleitet worden ist und daraus herauskommt, parallel zur optischen Achse läuft, und für eine Operation des Austastens des Strahls von Elektronen. Schließlich werden Beschreibungen für ein Elektronenstrahl-Bestrahlungsverfahren bereitgestellt.
(Konfiguration des Elektronenstrahl-Bestrahlungssystems)
1 zeigt eine graphische Darstellung einer Konfiguration des Elektronenstrahl-Bestrahlungssystems gemäß diesen Ausführungsbeispiels. Das Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem ist in ein Bestrahlungsgerät 100 und ein Steuermodul 200 zur Steuerung des Bestrahlungsgeräts 100 unterteilt. Von diesen ist das Bestrahlungsgerät 100 aus einem Elektronenstrahlerzeugungsmodul 130, einem Maskenablenkungsmodul 140 und einem Substratablenkmodul 150 aufgebaut.
Beim Elektronenstrahlerzeugungsmodul 130 erzeugt eine Elektronenkanone 101 einen Strahl von Elektronen EB. Eine erste elektromagnetische Linse 102 unterwirft den Strahl von Elektronen EB einem Konvergenzeffekt. Danach wird der sich ergebende Strahl von Elektronen EB in eine rechtwinklige Blende 103a (erste Öffnung) einer ersten Maske 103 zum Formen des Strahls überragen und auf diese Weise wird der Querschnitt des Strahls von Elektronen EB in ein Rechteck geformt.
Eine zweite elektromagnetische Linse 105a und eine dritte elektromagnetische Linse 105b fokussieren den Strahl von Elektronen EB, der in das Rechteck geformt worden ist, auf eine zweite Maske 106 zur Formung des Strahls und auf diese Weise bildet der Strahl von Elektronen EB ein Bild darauf. Zudem wird der Strahl von Elektronen EB durch einen ersten elektrostatischen Deflektor 104 zur Formung des Strahls von Elektronen in ein variables Rechteck abgelenkt. Danach wird der auf diese Weise abgelenkte Strahl von Elektronen EB in eine rechtwinklige Blende 106a (zweite Öffnung) der zweiten Maske 106 zur Formung des Strahls übertragen und kommt aus der rechtwinkligen Blende 106a der zweiten Maske 106. Der Strahl von Elektronen EB wird durch die erste Öffnung und die zweite Öffnung geformt.
Danach wird der Strahl von Elektronen EB durch eine vierte elektromagnetische Linse 107a und eine fünfte elektromagnetische Linse 107b des Maskenablenkungsmoduls 140 auf eine Schablonenmaske 111 fokussiert und bildet auf diese Weise ein Bild darauf. Zudem wird der Strahl von Elektronen EB durch einen zweiten elektrostatischen Deflektor 108 zu einem speziellen Muster Si abgelenkt, das in der Schablonenmaske 11 ausgebildet worden ist. Auf diese Weise wird die Querschnittform des abgelenkten Strahls von Elektronen EB in die gleiche Form geformt, wie sie das spezielle Muster Si aufweist. Der Strahl von Elektronen EB wird durch einen Deflektor 108b abgelenkt, der in der Nähe der fünften elektromagnetischen Linse 107b angeordnet ist, damit der Strahl von Elektronen EB veranlasst wird, auf die Schablonenmaske 111 aufzutreffen, während er sich parallel zur optischen Achse bewegt.
Es wird angemerkt, dass die Schablonenmaske 111 auf einer Maskenbühne 123 fixiert ist, wohingegen die Maskenbühne 123 in der Lage ist, sich in der horizontalen Ebene zu bewegen. Aus diesem Grund wird in einem Fall, bei dem beabsichtigt ist, ein Muster Si, das in einem Teil jenseits des Ablenkungsbereichs (Strahlablenkfläche) des elektrostatischen Deflektors 108 existiert, zu verwenden, das Muster Si durch Bewegen der Maskenbühne 123 zur Strahlablenkfläche bewegt.
Eine sechste elektromagnetische Linse 113 ist unter der Schablonenmaske 111 angeordnet. Durch Steuern des Strombetrags, der zur sechsten elektromagnetischen Linse 113 fließt, spielt diese Linse eine Rolle des Veranlassens des Strahls von Elektronen EB, parallel zur optischen Achse nahe einer Abschirmplatte 115 zu verlaufen.
Der Strahl von Elektronen EB, der durch die Schablonenmaske 111 hindurch gelaufen ist und daraus herausläuft, wird durch einen Ablenkeffekt eines dritten elektrostatischen Deflektors 112 zurück zur optischen Achse C geschwungen. Ein Deflektor 112b ist nahe der sechsten elektromagnetischen Linse 113 angeordnet. Der Deflektor 112b lenkt den Strahl von Elektronen EB so ab, dass der Strahl von Elektronen EB auf der optischen Achse verläuft, wenn der Strahl von Elektronen EB zurück auf die optische Achse gelangt.
Das Maskenablenkungsmodul 140 ist mit einer ersten Korrekturspule 109 und einer zweiten Korrekturspule 110 versehen. Die Korrekturspulen 109 und 110 korrigieren die Aberration der Ablenkung des Strahls, die durch den ersten bis dritten elektrostatischen Deflektor 104, 108 und 112 verursacht wird.
Anschließend läuft der Strahl von Elektronen EB durch eine runde Blende 115a der Abschirmplatte 115, die das Substratablenkmodul 150 bildet.
Der Strahl von Elektronen EB, der durch die runde Blende 115a gelaufen ist, wird durch eine elektromagnetische Projektionslinse 121 auf das Substrat projiziert. dadurch wird ein Bild, das das Muster der Schablonenmaske 111 repräsentiert, mit einem festgelegten Verkleinerungsverhältnis, d. h. einem Verkleinerungsverhältnis von 1/10, auf das Substrat übertragen.
Das Substratablenkmodul 150 ist mit einem vierten elektrostatischen Deflektor 119 und einem elektromagnetischen Deflektor 120 versehen. Der Strahl von Elektronen EB wird durch diese Deflektoren 119 und 120 abgelenkt und auf diese Weise wird das Bild, das das Muster der Schablonenmaske 111 repräsentiert, auf eine festgelegte Stelle im Substrat projiziert.
Darüber hinaus ist das Substratablenkmodul 150 mit einer dritten Korrekturspule 117 und einer vierten Korrekturspule 118 zur Korrektur der Abberation der Ablenkung des Strahls von Elektronen EB auf das Substrat vorgesehen.
Demgegenüber beinhaltet das Steuermodul 200 eine Elektronenkanonensteuerung 202, eine Steuerung 203 für das elektrooptische System, eine Maskenablenkungssteuerung 204, eine Maskenbühnensteuerung 205, eine Austaststeuerung 206 und eine Substratablenksteuerung 207. Von diesen Steuerungen steuert die Elektronenkanonensteuerung 202 die Elektronenkanone 101. Dadurch steuert die Elektronenkanonensteuerung 202 eine Beschleunigungsspannung, die an den Strahl von Elektronen EB angelegt wird, Bedingungen für das Emittieren des Strahls von Elektronen EB und dergleichen betreffend den Strahl von Elektronen EB. Zudem steuert die Steuerung 203 für das elektrooptische System den durch jede der elektromagnetischen Linsen 102, 105a, 105b, 107a, 107b, 113 und 121 fließenden Strombetrag sowie dergleichen. Dadurch stellt die Steuerung 203 für das elektrooptische System Vergrößerungen, Brennpunktpositionen und der gleichen des elektrooptischen Systems ein, in dem diese elektromagnetischen Linsen aufgebaut sind. Die Austaststeuerung 206 steuert eine Spannung, die an einen Austastdeflektor 114 angelegt wird. Dadurch lenkt die Austaststeuerung 206 den Strahl von Elektronen EB ab, der vor Begin der Bestrahlung erzeugt worden ist, auf das Oberteil der Abschirmplatte 115 ab. Auf diese Weise verhindert die Austaststeuerung 206, dass der Strahl von Elektronen EB vor der Bestrahlung auf das Substrat gestrahlt wird.
Die Substratablenksteuerung 207 steuert eine Spannung, die an den vierten elektrostatischen Deflektor 119 angelegt wird, und den Strombetrag, der zum elektrostatischen Deflektor 120 fließt. Dadurch lenkt die Substratablenksteuerung 207 den Strahl von Elektronen EB auf eine festgelegte Stelle im Substrat ab. Die vorigen Steuerungen 202 bis 207 werden gemeinsam durch ein gemeinsames Steuersystem 201 gesteuert, wie etwa einen Arbeitsplatzrechner.
(Masken)
In der ersten Maske 103 und der zweiten Maske 106 sind jeweils rechtwinklige Öffnungen vorgesehen. Die Öffnungen sind beispielsweise von einer Größe von 600 μm × 600 μm. Im Gegensatz dazu sind Öffnungen, die jeweils Figuren von Feinelementen repräsentieren, und Öffnungen, die jeweils Verdrahtungsmuster repräsentieren (gemeinsam als kollektive gemusterte Öffnungen bezeichnet), sind in der Schablonenmaske 111 angeordnet. Zudem ist ein winziges Muster, das dessen Präzision erfordert (Beispielsweise ein Muster zur Formung eines Gatters eines Transistors, das von einer Größe von 30 μm × 1 μm ist), in der Schablonenmaske 111 angeordnet. Dieses Muster wird auf das Oberteil des Werkstücks übertragen und ein auf diese Weise geformtes Muster ist von einer Größe von 3 μm × 0.1 μm.
Das Muster mit feinen Linienbreiten kann auch durch Formen eines variablen Rechtecks unter Verwendung der ersten Maske 103 und der zweiten Maske 106 erhalten werden.
Die Präzision des Musters mit feinen Linienbreiten ist jedoch nicht so hoch, weil die jeweiligen Öffnungen der erstem Maske 103 und der zweiten Maske 106 durch Schneidkanten gebildet werden. Darüber hinaus fluktuiert der Strahl von Elektronen, der abgelenkt wird, wenn das variable Rechteck geformt wird, wenn die Spannung fluktuiert. Die Fluktuation der Ablenkung stellt eine Ursache der Verminderung der Präzision dar, mit der das Muster auf dem Werkstück ausgebildet wird.
Unter Berücksichtigung dieser Tatsache wird ein Muster, das durch das Formen eines variablen Rechtecks unter Verwendung der ersten Maske 103 und der zweiten Maske 106 erhalten wird, als ein Muster verwendet, das keine Präzision erfordert, wie etwa ein Muster für Verdrahtungen oder für Erdungsleitungen.
Andererseits, wenn beabsichtigt ist, ein Muster mit Linienbreiten, das deren dimensionale Präzision erfordert, zu erhalten, wird eine Öffnung gewählt, die in der Schablonenmaske 111 ausgebildet ist. Um genau zu sein, ein variables Rechteck wird unter Verwendung der ersten Maske 103 und der zweiten Maske 106 geformt und auf diese Weise wird das gesamte Muster mit den Linienbreiten, die das variable Rechteck repräsentieren, ausgewählt. Dies macht es möglich, eine Öffnung auszuwählen, die eine hohe dimensionale Präzision aufweist, die in der Schablonenmaske 111 ausgebildet ist, und auf diese Weise ein Muster mit hoher Präzision zu formen.
Das Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass N₂ > N₁ erfüllt wird, wobei 1/N₁ das Verkleinerungsverhältnis eines Musters in der Schablonenmaske 111 zu einem Muster auf der Oberfläche des Werkstücks bedeutet (im Folgenden als „Schablonenmasken-Verkleinerungsverhältnis" bezeichnet), und 1/N₂ das Verkleinerungsverhältnis eines Musters in der ersten Maske 103 und eines Musters in der zweiten Maske 106 zu einem Muster auf der Oberfläche des Werkstücks bedeutet (im Folgenden als „Verkleinerungsverhältnis des Strahls des variablen Rechtecks" bezeichnet). Beispielsweise ist das Verkleinerungsverhältnis des Strahls des variablen Rechtecks auf 1/50 eingestellt und das Schablonenmasken-Verkleinerungsverhältnis ist auf 1/10 eingestellt. Die Einstellung dieses Verkleinerungsverhältnisses auf diese Art und Weise macht es möglich, die dimensionale Präzision eines durch die Bestrahlung erhaltenen Musters zu steigern, auch wenn die Kantenrauhigkeit und die Kegelwinkel einer rechtwinkligen Öffnung, die in der ersten Maske 103 und der zweiten Maske 106 ausgebildet sind, nicht so präzise sind, wie die Kantenrauhigkeit und die Kegelwinkel einer rechtwinkligen Öffnung, die in der Schablonenmaske 111 ausgebildet ist.
(Operation des Bestrahlungssystems)
2 ist eine graphische Darstellung, die Laufbahnen jeweils eines Überschneidungsbildes und eines Maskenbildes im in 1 gezeigten Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem. In 2 kennzeichnet eine Laufbahn (repräsentiert durch durchgezogene Linien), beginnend von der Elektronenkanone 101, eine Laufbahn des Überschneidungsbildes und eine Laufbahn, die durch gestrichelte repräsentiert wird, kennzeichnet eine Laufbahn des Maskenbildes.
In 2 wird der von der Elektronenkanone emittierte Strahl von Elektronen auf die erste Maske 103 gestrahlt. Die erste Maske 103 ist mit der einzelnen rechteckigen Öffnung 103a versehen. Mit dem auf diese Weise gestrahlten Strahl von Elektronen wird ein Bild der Öffnung erhalten. Dieses Bild der Öffnung wird auf der zweiten Maske 106 durch zwei Linsen (den elektromagnetischen Linsen 105a und 105b zum Konvergieren des Strahls von Elektronen, der in das Rechteck geformt ist) geformt.
Eine Stelle der Bildformung auf der zweiten Maske 106 wird durch den Deflektor 104 (den ersten Deflektor) gesteuert. Nachdem er durch die Öffnung der zweiten Maske 106 gelaufen ist, bildet der Strahl von Elektronen durch zwei Linsen (den elektromagnetischen Linsen 107a und 107b zum Konvergieren des Strahls von Elektronen, der in das Rechteck geformt ist) ein Bild auf der Schablonenmaske 111, die im Abschnitt hinter der zweiten Maske 106 angeordnet ist. Der Strahl von Elektronen, der durch die Schablonenmaske 111 gelaufen ist, wird durch den Rückschwungmaskendeflektor 112 zur optischen Achse zurückgeschwungen. Anschließend veranlasst die Parallelisierungslinse 113 zum Parallelisieren des Strahls von Elektronen zur optischen Achse den Strahl von Elektronen, ungefähr parallel zur optischen Achse zu verlaufen. Der sich ergebende Strahl von Elektronen wird durch die elektromagnetische Projektionslinse 121 (die Projektionslinse) auf das Oberteil des Werkstücks projiziert, das auf der Bühne 124 angeordnet ist. Eine Stelle auf dem Werkstück, an der der Strahl von Elektronen ein Bild bildet, wird durch den vierten elektromagnetischen Deflektor 119 und den elektrostatischen Deflektor 120 bestimmt.
(Parallelisieren des Strahls von Elektronen)
Das Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Linse 113 im Abschnitt hinter der Schablonenmaske 111 angeordnet ist. Die elektromagnetische Linse 113 ist dazu da, den Strahl von Elektronen, der in die Öffnung der Schablonenmaske 111 übertragen worden ist und daraus herauskommt, zu veranlassen, in der Nähe der runden Blende 115a parallel zur optischen Achse zu verlaufen.
Im Fall des Stands der Technik wird der Strahl von Elektronen, wenn der Strahl von Elektronen einmal in die Öffnung der Schablonenmaske 111 übertragen wurde und daraus herauskommt, unter Verwendung der zwei Linsen gekreuzt. Anschließend bildet der Strahl von Elektronen ein Bild. Diese Praxis macht den Strahl von Elektronen schmäler in der Breite und verkürzt den Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Elektronen. Dies veranlasst, dass sich jeweils zwei benachbarte Elektronen einander beeinflussen, und der Coulomb-Effekt macht es unmöglich, die Elektronen zu konvergieren. Dies verursacht, dass der Strahl von Elektronen nicht fokussiert wird.
Im Allgemeinen wirkt zwischen den Elektronen eine stärkere Kraft, je größer die Stromdichte (Elektronendichte) ist, und diese Kraft veranlasst die Elektronen, sich einander abzustoßen. Dies verursacht, dass der Strahl von Elektronen nicht fokussiert wird.
Im Fall dieses Ausführungsbeispiels bildet der Strahl von Elektronen das Bild, das das Muster repräsentiert, auf dem Werkstück, ohne den Strahl von Elektronen zu überkreuzen, nachdem der Strahl von Elektronen in die Öffnung der Schablonenmaske 111 übertragen wird und daraus herauskommt. Dies verhindert, dass der Abstand zwischen jeweils zwei benachbarten Elektronen schmaler wird, und verhindert, dass der Strahl von Elektronen infolge des Coulomb-Effekts nicht fokussiert wird. Dies macht es möglich, das Muster auf dem Werkstück mit höherer Präzision zu bilden.
Die vorigen Beschreibungen sind hauptsächlich für das optische Bild der Maske bereitgestellt worden, das durch die gestrichelten Linien in 2 repräsentiert wird. Das Überschneidungsbild (repräsentiert durch die durchgezogenen Linien in 2), beginnend von der Elektronenkanone 101, wird auf die folgende Art und Weise gebildet. Um genau zu sein, wird ein erstes Überschneidungsbild, beginnend von der Elektronenkanone 101, in der Nähe des Zentrums des ersten elektrostatischen Deflektors 104 (im Folgenden auch als ein „elektrostatischer Deflektor zur variablen Formung" bezeichnet) unter Verwendung der zweiten elektromagnetischen Linse 105a gebildet. Anschließend wird das Überschneidungsbild der Reihe nach durch die Linsen 105b, 107b und 113 gebildet. Als ein Endprodukt wird in der runden Blende 115a ein Überschneidungsbild gebildet.
Das optische Beleuchtungssystem dieser Art ist nach einer Person namens Köhler benannt und wird als Köhler-Beleuchtung bezeichnet. Köhler-Beleuchtung ist ein Beleuchtungsverfahren, das zum gleichmäßigen Beleuchten des Maskenbildes auf der Oberfläche des Werkstücks oder zum gleichmäßigen Beleuchten des Schablonenmaskenbildes notwendig ist. Ein Bild, basierend auf dem Bild, das in der Nähe des Zentrums des elektrostatischen Deflektors 104 zur variablen Formung gebildet wird, wird immer an der gleichen Stelle in der runden Blende 115a gebildet, gemäß einem Linsenprinzip, dass die Positionen der entsprechenden Überschneidungsbilder, die nach dem elektrostatischen Deflektor 104 zur variablen Formung gebildet werden, in Abhängigkeit vom elektrischen Ablenkungsfeld des elektrostatischen Deflektors 104 zur variablen Formung unverändert bleiben. Dies stellt sicher, dass die Elektronenstärke oder die Stromdichte in einem Fall, bei dem die Größe des variablen rechteckigen Strahls verändert wird, konstant und unverändert bleibt.
(Austastoperation)
Das Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Austastoperation ausgeführt wird, um sicherzustellen, dass kein Streustrahl an der Öffnung in der Schablonenmaske 111 verursacht wird, wenn der Strahl von Elektronen ausgetastet wird.
Die Austastoperation wird durch den Austastdeflektor 114 ausgeführt. Der Austastdeflektor 114 ist vorgesehen, um die Geschwindigkeit der Austastablenkung zu steigern.
Wenn eine Öffnung in der Schablonenmaske 111 ausgewählt wird, ist es wahrscheinlich, dass der Strahl von Elektronen in die Öffnung übertragen wird und daraus herauskommt, auch in einem Fall, bei dem der Strahl von Elektronen zu einer Austastfläche auf der Schablonenmaske 111 abgelenkt wird.
Diskutieren wir einen Fall, bei dem beispielsweise die Auswahl einer Öffnung M1 von der Auswahl einer Öffnung M3 gefolgt wird, wie es in 3 gezeigt ist.
Gleichgültig, wie der Strahl von Elektronen durch den Austastdeflektor 114 abgelenkt wird, um nicht in die runde Blende 115a übertragen zu werden und daraus herauszukommen (wie es durch die gestrichelte Linie in 3 gezeigt ist), muss der Strahl von Elektronen eine Öffnung M2 in der Mitte der Verschiebung der Laufbahn des Strahls von Elektronen von der Öffnung M1 zur Öffnung M3 queren, wobei der Strahl von Elektronen als Ergebnis der Auswahl der Öffnung M3 mit normalem Betrag gestrahlt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Strahl von Elektronen, der in die Öffnung M2 übertragen worden ist und daraus herauskommt, auf eine Photolackoberfläche auf dem Werkstück gestrahlt. Dies macht es wahrscheinlich, dass ein unerwünschtes Muster auf dem Werkstück gebildet werden kann.
Im Fall des Elektronenstrahl-Bestrahlungssystems gemäß diesem Ausführungsbeispiel, um einen Schritt zu unternehmen, die vorhin genannten Problemen zu bewältigen, wird zuerst der Strahl von Elektronen unter Verwendung des Austastdeflektors 114 so angeordnet, dass er nicht in die runde Blende 115 übertragen wird und daraus herauskommt, wenn beabsichtigt wird, eine Öffnung in der Schablonenmaske 111 auszuwählen. Anschließend wird die Größe des Strahls, der ein variables Rechteck repräsentiert, in einer Weise verkleinert, dass der Strahl von Elektronen, der durch die rechteckige Öffnung der ersten Maske geformt wird, und der Strahl von Elektronen, der durch die rechteckige Öffnung der zweiten Maske geformt wird, nicht miteinander überlagert werden, wobei die erste Maske und die zweite Maske über der Schablonenmaske angeordnet sind. Während die Strahlgröße auf solche Art und Weise verkleinert wird, wird die Laufbahn des Strahls von Elektronen zu einer gewünschten Öffnung in der Schablonenmaske 111 durch Antreiben des Maskendeflektors 108 verschoben.
Danach wird die Größe des Strahls von Elektronen, der das variable Rechteck repräsentiert, vergrößert und die gewünschte Öffnung in der Schablonenmaske 111 wird erzielt. Anschließend wird die Austastoperation ausgeschaltet.
Weil eine Öffnung in der Schablonenmaske 111 auf diese Art und Weise ausgewählt wird, wird der Strahl von Elektronen nicht in die runde Blende 115 übertragen und kommt daraus heraus, während die Laufbahn des Strahls von Elektronen verschoben wird. Dies macht es möglich, zu verhindern, dass ein unerwünschtes Muster durch Bestrahlung des unerwünschten Musters durch den Strahl von Elektronen verhindert wird, was andernfalls passieren würde.
Zudem kann der Strahl von Elektronen auch so angeordnet werden, dass er nicht in eine unerwartete Öffnung in der Schablonenmaske 111 übertragen wird oder daraus herauskommt, durch Verwendung der ersten Maske und der zweiten Maske, die im Abschnitt vor der Schablonenmaske 111 angeordnet sind. 4 zeigt eine graphische Darstellung, die für das Erläutern eines Austastprozesses verwendet wird, der unter Verwendung der ersten Maske und der zweiten Maske ausgeführt wird. Wenn beabsichtigt wird, einen Austastprozess auf den Strahl von Elektronen anzuwenden, der in die Öffnung der ersten Maske 103 übertragen worden ist und daraus herauskommt, wird zuerst der Strahl von Elektronen unter Verwendung des Deflektors 104 abgelenkt. Dadurch wird der Strahl von Elektronen gesteuert, so dass er auf eine Austastfläche 106b der zweiten Maske 106 gestrahlt wird. Zu diesem Zeitpunkt, zusätzlich zum abzulenkenden Strahl von Elektronen, wird ein zu streuender Strahl von Elektronen SEB in die Öffnung der ersten Maske 103 übertragen und kommt daraus heraus. Anschließend werden die gestreuten Strahlen von Elektronen SEB (Streustrahlen), die in die Öffnung der zweiten Maske 106 übertragen worden sind und daraus herauskommen, unter Verwendung des Maskendeflektors 108 abgelenkt. Dadurch werden die gestreuten Strahlen von Elektronen so gesteuert, dass sie auf eine Austastfläche 111a der Schablonenmaske 111 gestrahlt werden. Die Strahlen von Elektronen, die in die Öffnung der zweiten Maske 106 übertragen worden sind und daraus herauskommen, sind die gestreuten Strahlen der Elektronen SEB, die vom Strahl von Elektronen gestreut werden, der in die Öffnung der ersten Maske 103 übertragen worden ist und daraus herauskommt. Aus diesem Grund weist die Energie der gestreuten Strahlen der Elektronen SEB, die in die Öffnung der zweiten Maske 106 übertragen worden sind und daraus herauskommen, einen kleinen Betrag auf. Im Ergebnis treten fast keine Strahlen von Elektronen aus dem Strahl von Elektronen auf, der in die Öffnung der zweiten Maske 106 übertragen worden ist und daraus herauskommt. Dies macht es möglich, zu verhindern, dass die Streustrahlen während der Austastoperation in die Öffnung in der Schablonenmaske 111 übertragen werden und daraus herauskommen.
Der Austastprozess dieses Typs, der auf den Strahl von Elektronen anzuwenden ist, ist wirksam zur Verhinderung, dass ein unerwünschtes Muster auf dem Werkstück gebildet wird, während die Bühne 124 nicht bewegt wird.
Im Fall des Elektronenstrahl-Bestrahlungssystems gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Parallelisierungslinse 113, wie es oben beschrieben wurde, unter der Schablonenmaske 111 angeordnet, so dass der Strahl von Elektronen parallel zur optischen Achse verläuft, nachdem er in die Öffnung in der Schablonenmaske 111 übertragen worden ist und daraus herauskommt. Aus diesem Grund muss der Strahl von Elektronen, der in die Öffnung in der Schablonenmaske 111 übertragen worden ist und daraus herauskommt, nicht unter Verwendung einer Verkleinerungslinse in der Größe verkleinert werden. Dies verhindert, dass der Abstand von jeweils zwei benachbarten Elektronen kürzer wird.
Dies macht es möglich, den Coulomb-Effekt zu minimieren und den unfokussierten Zustand des Strahls von Elektronen zu verringern.
Zudem, wenn beabsichtigt wird, eine Öffnung in der Schablonenmaske 111 auszuwählen, wird der Strahl von Elektronen, der das variable Rechteck repräsentiert, unter Verwendung des Austastdeflektors 114 so angeordnet, dass er nicht in die runde Blende 115 übertragen wird oder aus ihr herauskommt, und danach wird der Strahl von Elektronen in der Größe verkleinert. Anschließend wird eine gewünschte Öffnung in der Schablonenmaske 111 durch Betreiben des Maskendeflektors 108 gewählt.
Weil die Öffnung in der Schablonenmaske 111 auf diese Art und Weise ausgewählt wird, wird kein Strahl von Elektronen in die runde Blende 115 übertragen und kommt daraus heraus, während die Laufbahn des Strahls von Elektronen verschoben wird. Dies macht es möglich, zu verhindern, dass ein unerwünschtes Muster durch Bestrahlung des unerwünschten Musters durch den Strahl von Elektronen verhindert wird, was andernfalls passieren würde.
Darüber hinaus sind die erste Maske 103 und die zweite Maske 106 über der Schablonenmaske 111 angeordnet. Auf diese Weise wird der Strahl von Elektronen, der in die Öffnung der ersten Maske 103 übertragen worden ist und daraus herauskommt, so angeordnet, dass er beim Austastprozess unter Verwendung des Deflektors 104 zum Formen des Strahls von Elektronen in ein variables Rechteck auf die Austastfläche 106b auf der zweiten Maske 106 gestrahlt wird. Zudem werden gestreute Strahlen von Elektronen so angeordnet, dass sie unter Verwendung des Maskendeflektors 108 auf die Austastfläche 111a auf der Schablonenmaske 111 gestrahlt werden. Dies verhindert, dass Streustrahlen durch eine unerwünschte Öffnung in der Schablonenmaske 111 laufen, und verhindert demgemäß, dass der Strahl von Elektronen während der Austastoperation auf das Werkstück gestrahlt wird. Dies macht es möglich, eine unerwünschte Bestrahlung zu verhindern.
(Elektronenstrahl-Bestrahlungsverfahren)
Im Folgenden werden Beschreibungen für ein Bestrahlungsverfahren unter Verwendung des Elektronenstrahl-Bestrahlungssystems bereitgestellt werden, das oben beschrieben worden ist.
Diesbezüglich werden Beschreibungen für das Bestrahlungsverfahren bereitgestellt werden, wobei ein Beispiel eines Falls angeführt wird, bei dem eines der Muster, wie sie in 5A gezeigt sind, durch Bestrahlung des Musters durch den Strahl von Elektronen gebildet wird. Man beachte, dass angenommen wird, dass Öffnungen, wie sie in 5B gezeigt sind, im Vorhinein in der Schablonenmaske 111 ausgebildet werden.
In einem Fall, bei dem beabsichtigt ist, ein Muster A in 5A durch Bestrahlung des Musters A durch den Strahl von Elektronen zu bilden, wird ein Muster, das durch die Referenznummer A gezeigt ist (im Folgenden als ein „Muster A" gezeichnet), aus den Mustern, wie in 5B gezeigt, ausgewählt. Um das Muster A auszuwählen, wie es in 5B gezeigt ist, werden die Öffnung 103a der ersten Maske 103 und die Öffnung 106a der zweiten Maske 106 optisch miteinander überlagert und auf diese Weise wird der Strahl von Elektronen in die Form geformt, die nichts anderes als das Muster A enthält, wie es in 5B gezeigt ist. Der auf diese Weise geformte Strahl von Elektronen wird auf das Muster A gestrahlt, wie es in 5B gezeigt ist, welches sich in der Schablonenmaske 111 befindet, durch Betreiben des zweiten Deflektors 108. Der Strahl von Elektronen, der auf diese Weise gestrahlt wird, wird in die Form des Musters A geformt, wie es in 5B gezeigt ist. Anschließend wird der auf diese Weise geformte Strahl von Elektronen in den Öffnungsabschnitt der Schablonenmaske 111 übertragen und kommt daraus heraus. Danach wird der Strahl von Elektronen durch die Parallelisierungslinse 113 gesteuert, so dass er in der Nähe der dritten Maske 115 parallel zur optischen Achse verläuft. Der Strahl von Elektronen wird durch die Projektionslinse 121 konvergiert und auf diese Weise wird das Muster A, wie es in 5B gezeigt ist, auf dem Werkstück durch Bestrahlung des Musters A durch den Strahl von Elektronen geformt.
In einem Fall, bei dem beabsichtigt ist, eines der Muster B und C, die größer sind als das Muster A, zu formen, werden die erste Öffnung 103a und die zweite Öffnung 106a optisch miteinander überlagert, so dass der Strahl von Elektronen in die Form geformt werden kann, die nichts anderes als das gewählte Muster enthält, und auf diese Weise wird die Bestrahlung ausgeführt wie bei dem Fall, bei dem das Muster A gewählt wird.
Wenn, wie es oben beschrieben wird, der Strahl von Elektronen unter Verwendung einer der zwei Masken 103 und 106, die die jeweiligen Öffnungen aufweisen, die in dem Abschnitt vor der Schablonenmaske 111 angeordnet sind, geformt wird, macht es dies möglich, einen Teil der Öffnungen in der Schablonenmaske 111 auszuwählen. Dies macht es möglich, eine Vielzahl von Mustern aus einem der Öffnungsmustern in der Schablonenmaske 111 zu erhalten und auf diese Weise den gleichen Effekt zu erhalten, wie er in einem Fall erhalten wird, bei dem eine Vielzahl von Öffnungen im Vorhinein vorbereitet werden.
Wie es oben beschrieben wird, macht es die teilweise Bestrahlung des Strahls von Elektronen auf ein gewünschtes Muster der Öffnungsmuster möglich, das gewünschte Muster auf dem Werkstück durch die Bestrahlung des gewünschten Musters durch den Strahl von Elektronen zu bilden. Der Strahl von Elektronen, der in die Schablonenmaske 111 übertragen worden ist und daraus herauskommt, ist jedoch eine Mischung beinhaltend den Strahl von Elektronen, der durch Kanten in der Schablonenmaske 111 geformt wird, und den Strahl von Elektronen, der durch die erste Öffnung 103a und die zweite Öffnung 106a geformt wird. Es ist wahrscheinlich, dass diese Mischung die dimensionale Präzision des geformten Musters verringert. Aus diesem Grund muss der Strahl von Elektronen, der durch die erste Öffnung 103a und die zweite Öffnung 106a in die Form eines Rechtecks geformt wird, in einem Fall, bei dem eine höhere dimensionale Präzision für die Linienbreiten erforderlich ist, alles des Strahls von Elektronen enthalten, der durch das gewählte Muster in der Schablonenmaske 111 geformt wird.
6 zeigt ein Beispiel, bei dem Muster, die jeweils dimensionale Präzision für die Linienbreiten erfordern, in der Schablonenmaske 111 geformt werden. Muster, die jeweils eine solche Präzision erfordern, beinhalten ein 30 μm × 1 μm großes rechtwinkliges Muster, das beispielsweise zu verwenden ist, um ein Gatter eines Transistors zu bilden. In einem Fall, bei dem beabsichtigt wird, ein Muster P2, wie es in 6 gezeigt ist, auszuwählen, werden die erste Öffnung 103a und die zweite Öffnung 106a optisch miteinander überlagert und auf diese Weise wird der Strahl von Elektronen in die Form eines Rechtecks VSB geformt, so dass der geformte Strahl von Elektronen nicht anderes enthalten kann als das Muster P2, wie es in 6 gezeigt ist. Der Strahl von Elektronen, der in die Form des Musters P2 geformt ist, wird in den Öffnungsabschnitt der Schablonenmaske 111 übertragen und kommt daraus heraus. Anschließend wird der geformte Strahl von Elektronen durch die Parallelisierungslinse 113 so gesteuert, dass er in der Nähe der dritten Maske 115 parallel zur optischen Achse verläuft. Danach wird der Strahl von Elektronen durch die Projektionslinse 121 konvergiert und auf diese Weise wird ein Muster auf dem Werkstück durch die Bestrahlung des Musters P2 durch den Strahl von Elektronen gebildet, das durch das Muster P2 repräsentiert wird.
Die Bildung des Musters durch die Bestrahlung des Musters durch den Strahl von Elektronen unter Verwendung der Öffnung, die in der Schablonenmaske 111 ausgebildet worden ist, mit hoher Präzision auf diese Art und Weise, macht es möglich, die Bestrahlung mit hoher Präzision auszuführen.

Claims

Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem, umfassend: eine Elektronenkanone zum Emittieren eines Strahls von Elektronen; eine erste Maske, die eine erste Öffnung zum Formen des Strahls von Elektronen enthält; eine zweite Maske, die eine zweite Öffnung zum Formen des Strahls von Elektronen enthält; einen ersten Deflektor, der zwischen der ersten Maske und der zweiten Maske angeordnet ist, zum Ablenken des Strahls von Elektronen; eine Schablonenmaske, die unter der ersten Maske und der zweiten Maske angeordnet ist, wobei die Schablonenmaske eine Vielzahl von kollektiv geformten Öffnungen jeweils zum Formen des Strahls von Elektronen beinhaltet; eine runde Blende, die zwischen der Schablonenmaske und einem Werkstück angeordnet ist; einen zweiten Deflektor, der zwischen der zweiten Maske und der Schablonenmaske angeordnet ist, zum Ablenken des Strahls von Elektronen; eine Parallelisierungslinse, die zwischen der Schablonenmaske und der runden Blende angeordnet ist, um zu veranlassen, dass der Strahl von Elektronen, der in eine der kollektiv geformten Öffnungen übertragen worden ist und daraus herauskommt, in einen Strahl von Elektronen umgewandelt wird, der ungefähr parallel zur optischen Achse verläuft; einen Rückschwungmaskendeflektor, der zwischen der Schablonenmaske und der runden Blende angeordnet ist, zum Zurückschwingen des Strahls von Elektronen zur optischen Achse; und eine Projektionslinse, die zwischen der runden Blende und dem Werkstück angeordnet ist, zum Fokussieren des Strahls von Elektronen auf die Oberfläche des Werkstücks, um ein Bild darauf zu bilden.
Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem nach Anspruch 1, wobei ein Teil oder alle der kollektiv geformten Öffnungen, die in der Schablonenmaske ausgebildet sind, unter Verwendung des Strahls von Elektronen ausgewählt werden, der durch Überlagern der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung übereinander gebildet wird.
Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem nach Anspruch 1, wobei N₂ > N₁ erfüllt wird, wobei 1/N₁ das Verkleinerungsverhältnis eines Musters in der Schablonenmaske zu einem Muster auf der Oberfläche des Werkstücks bedeutet und 1/N₂ das Verkleinerungsverhältnis eines Musters in der ersten Maske zu einem Muster auf der Oberfläche des Werkstücks bedeutet.
Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem nach Anspruch 1, das darüber hinaus einen Austastdeflektor umfasst, der zwischen der Schablonenmaske und der runden Blende angeordnet ist, wobei eine Austastoperation mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt wird.
Elektronenstrahl-Bestrahlungssystem nach Anspruch 4, das darüber hinaus ein Steuermittel umfasst, wobei das Steuermittel veranlasst, dass der Austastdeflektor den Strahl von Elektronen, der in eine der kollektiv geformten Öffnungen in der Schablonenmaske übertragen worden ist und daraus herauskommt, austastet, das Steuermittel veranlasst, wenn der Strahl von Elektronen ausgetastet wird, dass die Größe des Strahls von Elektronen auf Null verkleinert wird, das Steuermittel den Maskendeflektor betreibt und auf diese Weise veranlasst, dass der Maskendeflektor eine Laufbahn des Strahls von Elektronen zu einer festgelegten geformten Öffnung in der Schablonenmaske verschiebt, danach das Steuermittel veranlasst, dass die Größe des Strahls von Elektronen größer wird als die Größe der festgelegten geformten Öffnung in der Schablonenmaske, anschließend das Steuermittel veranlasst, dass die Austastoperation ausgeschaltet wird und dadurch das Steuermittel veranlasst, dass eine der geformten Öffnungen in der Schablonenmaske ausgewählt wird.