DE102015109529B4

DE102015109529B4 - Belichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102015109529B4
Application number: DE102015109529.7A
Authority: DE
Inventors: Akio Yamada; Shinji Sugatani
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2035-06-16
Also published as: DE102015109529A1; JP2016046501A; JP6356538B2; US20160062249A1; US9684245B2

Abstract

Belichtungsvorrichtung (100) mit:mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen;einem Tisch (WS), der dafür eingerichtet ist, ein Bestrahlungstarget der mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen zu halten;einem zwischen den mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen und dem Tisch (WS) angeordneten Substrat (171), wobei das Substrat (171) mehrere Strahldurchgangslöcher (171c) und eine entsprechende Anzahl von Öffnungslochgruppen aufweist, wobei die mehreren Strahldurchgangslöcher (171c) derart angeordnet sind, dass ein geladener Teilchenstrahl von jeder der mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen jeweils ein zugeordnetes Strahldurchgangsloch (171c) durchläuft, wobei jede der Öffnungslochgruppen eine Mehrzahl von Öffnungslöchern (171a0) aufweist, die um das zugehörige Strahldurchgangsloch (171c) herum angeordnet sind; undmehrere Detektoren (44) für geladene Teilchen, die auf der gleichen Seite des Substrats (171) angeordnet sind wie die mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen, wobei jeder der Detektoren (44) für geladene Teilchen dafür eingerichtet ist, geladene Teilchen zu erfassen, die eine entsprechende der Öffnungslochgruppen durchlaufen haben, nachdem sie vom Bestrahlungstarget gestreut wurden,wobei die Durchmesser der Strahldurchgangslöcher (171c) größer sind als die Durchmesser der Mehrzahl der Öffnungslöcher (171a0); undwobei das Substrat (171) ferner in einem von den Öffnungslochgruppen verschiedenen Bereich kontinuierlich zwischen benachbarten Öffnungslochgruppen einen Minderungsabschnitt aufweist, der mehrere nicht durchgehende Löcher aufweist, die zum Tisch (WS) hin offen sind und sich nicht durch das Substrat (171) erstrecken, wobei jede Gruppe von nicht durchgehenden Löchern um eine zugeordnete Öffnungslochgruppe herum angeordnet ist.

Description

HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Belichtungsvorrichtung.
2. Stand der Technik
Aufgrund einer höheren Integration elektronischer Bauelemente, wie beispielsweise integrierte Halbleiterschaltkreise, besteht eine Nachfrage nach einer Belichtungstechnik zum Ausbilden feiner Muster. Eine Belichtung mit Hilfe eines geladenen Teilchenstrahls zeichnet sich durch die feine Verarbeitbarkeit (Auflösung) und die Mustererzeugungsfunktion aus und wird insbesondere beispielsweise bei der Herstellung einer Licht-Belichtungsmaske (Zeichnen einer Maskenstruktur) oder bei der Testproduktion innovativer Bauelemente verwendet. Bei der Belichtung durch einen geladenen Teilchenstrahl wird eine Probe mit einem geladenen Teilchenstrahl, wie beispielsweise einem Elektronenstrahl oder einem Ionenstrahl, bestrahlt, um die Probe mit einem Bauelement-Lichtmuster zu belichten (um das Bauelementmuster auf die Probe zu zeichnen). In den letzten Jahren ist die Entwicklung einer Mehrsäulentechnik zum parallelen Erzeugen mehrerer geladener Teilchenstrahlen weiter vorangeschritten, die darauf abzielt, den Durchsatz zu verbessern (vergl. beispielsweise Nicht-Patentliteratur 1).
Die Auflösung bei der Elektronenstrahlbelichtung als ein Beispiel einer Belichtung durch einen geladenen Teilchenstrahl ist durch Streuung begrenzt, insbesondere durch Fogging eines Elektronenstrahls. Fogging eines Elektronenstrahls ist eine Erscheinung, bei der ein Teil (d.h. Elektronen) eines Elektronenstrahls, der auf eine Probenoberfläche aufgestrahlt wird, darauf reflektiert wird und die reflektierten Elektronen als Ergebnis davon, dass die Elektronen erneut an einem der Probenoberfläche zugewandten Bodenabschnitt und dergleichen einer Elektronenstrahlsäule reflektiert werden, über einen weiten Bereich verteilt werden. Nicht nur der Teil des Elektronenstrahls, der auf einer Probenoberfläche reflektiert wird, sondern auch Sekundärelektronen, die dadurch erzeugt werden, dass der Elektronenstrahl in der Probe gestreut wird (inelastische Streuung) können von der Probenoberfläche gestreut und auf der Probenoberfläche verteilt werden. Wenn beispielsweise das Reflexionsvermögen an einer Probenoberfläche für einen Elektronenstrahl mit einer Beschleunigungsspannung von 50 kV etwa 20% und das Reflexionsvermögen an einem Bodenabschnitt einer Elektronenstrahlsäule 50% betragen, werden etwa 10% des Elektronenstrahls auf der Probenoberfläche verteilt.
Um Fogging eines Elektronenstrahls zu unterdrücken, wird ein Fogging-Unterdrückungsmechanismus zwischen einer Elektronenstrahlsäule und einer Probe (einem Tisch, der die Probe hält) bereitgestellt. Beispielsweise sind in Patentliteratur 1 und 2 Fogging-Unterdrückungsmechanismen beschrieben. In den Fogging-Unterdrückungsmechanismen überlappen sich mehrere dünne Metallplatten, in denen mehrere Öffnungen ausgebildet sind, wobei die Positionen der Öffnungen derart ausgerichtet oder leicht verschoben sind, dass die mehreren Öffnungen in der Überlappungsrichtung kontinuierlich angeordnet sind und mehrere Löcher bilden. Außerdem ist in Patentliteratur 3 ein Fogging-Unterdrückungsmechanismus beschrieben, in dem durch anisotropes Ätzen unter Verwendung einer alkalischen Lösung mehrere nutenförmige oder schlitzförmige Löcher in einem aus Silizium hergestellten Substrat ausgebildet sind. In diesen Fogging-Unterdrückungsmechanismen werden Elektronen, die zu mehreren Löchern geführt worden sind, darin wiederholt gestreut und durch ein Basismaterial absorbiert, so dass Streuung eines Elektronenstrahls, d.h. Fogging, auf einer Probenoberfläche unterdrückt werden kann.

Patentliteratur 1: Japanische Patentpublikation JP H11-251223 A
Patentliteratur 2: Japanische Patentpublikation JP H11-54390 A
Patentliteratur 3: Japanische Patentpublikation JP H10-92370 A

Nicht-Patentliteratur 1: Proc. SPIE 7637, Alternative Lithographie Technologies II, 76370C (10. März 2010).
Bei der Elektronenstrahlbelichtung wird jedoch zum Erfassen von Positionsinformation einer Probe eine auf einer Probenoberfläche bereitgestellte Ausrichtungsmarkierung (auch einfach als eine Markierung bezeichnet) mit einem Elektronenstrahl bestrahlt, und von der Probenoberfläche gestreute Elektronen werden unter Verwendung eines Elektronendetektors erfasst, der auf der Rückseite (der Seite der Elektronenstrahlsäule) eines Fogging-Unterdrückungsmechanismus angeordnet ist. Daher ist es notwendig, mit Hilfe eines Fogging-Unterdrückungsmechanismus nicht nur eine Streuung von Elektronen zu unterdrücken und Fogging auf einer Probenoberfläche zu verhindern, sondern auch von einer Probenoberfläche gestreute Elektronen zu einem Elektronendetektor zu führen. Außerdem ist es aufgrund einer komplexen Struktur, einer geringen Steifigkeit oder dergleichen der bislang vorgeschlagenen Fogging-Unterdrückungsmechanismen schwierig gewesen, einen Fogging-Unterdrückungsmechanismus für jede Elektronenstrahlsäule in einer Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung zu installieren, die eine Mehrsäulentechnik verwendet.
Aus der US 2012/235054 A1 ist eine Elektronenstrahlvorrichtung bekannt mit einer Objektivlinse, die zum Bestrahlen einer Probenoberfläche mit einem Elektronenstrahl konfiguriert ist, einem Elektronendetektor, der zwischen der Objektivlinse und der Probenoberfläche vorgesehen ist und der zum Detektieren reflektierter Elektronen oder Sekundärelektronen konfiguriert ist von der Probenoberfläche emittiert wird, und einem Antireflexionsmechanismus, der zwischen dem Elektronendetektor und der Probenoberfläche vorgesehen ist. Der Antireflexionsmechanismus weist eine Vielzahl von Löchern auf, die Spiralbahnen von reflektierten Elektronen oder Sekundärelektronen folgen, die von der Probenoberfläche emittiert werden und dazu konfiguriert sind, zu verhindern, dass die reflektierten Elektronen oder Sekundärelektronen zur Probenoberfläche zurück reflektiert werden und einen Teil des Reflektierten lenken Elektronen oder Sekundärelektronen zum Elektronendetektor.
Die US 2008/099693 A1 beschreibt, dass in einer Teilchenstrahlprojektionsverarbeitungsvorrichtung ein Target mittels eines Strahls von energetisch elektrisch geladenen Teilchen bestrahlt wird, wobei ein Projektionssystem verwendet wird, um ein in einer Musterdefinitionseinrichtung definiertes Muster abzubilden. Um Verschmutzungen aus dem Target-Raum in das Projektionssystem zu reduzieren, ist zwischen dem Projektionssystem und der dem Target-Raum eine Schutzblende vorgesehen, die eine zentrale Apertur aufweist, die den Pfad des Strahls umgibt.
Gemäß der US 2009/166552 A1 enthält eine Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung eine Elektronenkanone, die einen Elektronenstrahl zur Belichtung einer auf einem Substrat gebildeten Resistschicht bereitstellt, ein Elektronenstrahlsäulenteil, das den Weg des von der Elektronenkanone erzeugten Elektronenstrahls induziert, und einen Elektronensammelteil, der an der Peripherie des Wegs des von dem Elektronenstrahlsäulenteil auf der Resistschicht projizierten Elektronenstrahls angeordnet ist, um gestreute Elektronen zu absorbieren, die aus der Emission des auftreffenden Elektronenstrahls von der Resistschicht resultieren.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Belichtungsvorrichtung bereitzustellen, die einen Fogging-Unterdrückungsmechanismus aufweist, der mindestens einen Teil der Elektronen, die von einer Probenoberfläche gestreut werden, zu einem Elektronenstrahldetektor führt, und verhindert, dass ein Elektronenstrahl sich auf der Probenoberfläche verteilt.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Belichtungsvorrichtung bereitgestellt, mit: mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen, die mehrere geladene Teilchenstrahlen erzeugen, einem Tisch, auf dem eine Probe angeordnet ist, die ein Bestrahlungstarget der mehreren geladenen Teilchenstrahlen sein soll, einem Plattenabschnitt, der zwischen den mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen und dem Tisch angeordnet ist, und in dem mehrere Strahldurchgangslöcher und eine Öffnungslochgruppe vorgesehen sind, wobei die mehreren Strahldurchgangslöcher Löcher sind, die die mehreren geladenen Teilchenstrahlen durchlaufen, wobei die Öffnungslochgruppe die Anzahl der von der Probe zur Probe hin zurückkehrenden geladenen Teilchen vermindert, wobei die geladenen Teilchen einer jeweiligen Bestrahlung durch die mehreren geladenen Teilchenstrahlen entsprechen, und mehreren Erfassungseinheiten, die auf der Seite der mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen des Plattenabschnitts angeordnet sind und jeweils die geladenen Teilchen von der Probe erfassen, die die Öffnungslochgruppe durchlaufen haben.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Belichtungsvorrichtung bereitgestellt, mit: einer Quelle für einen geladenen Teilchenstrahl, die einen geladenen Teilchenstrahl erzeugt, einem Tisch, auf dem eine Probe angeordnet ist, die ein Bestrahlungstarget des geladenen Teilchenstrahls sein soll, einem Plattenabschnitt, der zwischen der Quelle für einen geladenen Teilchenstrahl und dem Tisch angeordnet ist, und in dem ein Strahldurchgangsloch und eine Öffnungslochgruppe vorgesehen sind, wobei das Strahldurchgangsloch ein Loch ist, das der geladene Teilchenstrahl durchläuft, wobei die Öffnungslochgruppe die Anzahl der von der Probe zur Probe hin zurückkehrenden geladenen Teilchen vermindert, wobei die geladenen Teilchen einer Bestrahlung durch den geladenen Teilchenstrahl entsprechen, und einer Erfassungseinheit, die auf der Seite der Quelle für den geladenen Teilchenstrahl des Plattenabschnitts angeordnet ist und geladene Teilchen von der Probe erfasst, die die Öffnungslochgruppe durchlaufen haben, wobei Öffnungslöcher der Öffnungslochgruppe Durchgangslöcher sind, die sich durch den Plattenabschnitt erstrecken, und wobei der Plattenabschnitt einen Minderungsabschnitt aufweist, der an einem Außenumfang der um das Strahldurchgangsloch herum angeordneten Öffnungslochgruppe angeordnet ist, um die Anzahl der von der Probe zur Probe zurückkehrenden geladenen Teilchen zu vermindern.
In der Kurzbeschreibung der Erfindung sind nicht unbedingt alle erforderlichen Merkmale der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Teilkombination der vorstehend beschriebenen Merkmale beinhalten.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Konfiguration einer Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform;
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Fogging-Unterdrückungsmechanismus der in 1 dargestellten Belichtungsvorrichtung und jeder seiner peripheren Komponenten;
3A (Querschnittansicht) zeigt eine Konfiguration eines Fogging-Unterdrückungsmechanismus;
3B (Unteransicht im Querschnitt) zeigt eine Konfiguration eines Fogging-Unterdrückungsmechanismus;
4 (perspektivische Ansicht) zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Konfiguration eines Öffnungslochabschnitts (des Abschnitts, der durch einen Kreis C in 3A dargestellt ist), der auf einem Substrat eines Fogging-Unterdrückungsmechanismus bereitgestellt wird;
5 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Fogging-Unterdrückungsmechanismus in einer Mehrsäulen-Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung und jeder seiner peripheren Komponenten gemäß einer Variante;
6A (Querschnittansicht) zeigt eine Konfiguration eines Fogging-Unterdrückungsmechanismus gemäß einer Variante; und
6B (Unteransicht im Querschnitt) zeigt eine Konfiguration eines Fogging-Unterdrückungsmechanismus gemäß einer Variante.

BESCHREIBUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend wird eine (werden einige) Ausführungsform(en) der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungsform(en) schränkt (schränken) die Erfindung gemäß den Ansprüchen nicht ein, und alle Kombinationen der in der (den) Ausführungsform(en) beschriebenen Merkmale sind für durch Aspekte der Erfindung bereitgestellte Einrichtungen nicht unbedingt wesentlich.
1 zeigt eine schematische Konfiguration einer Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung (einfach als Belichtungsvorrichtung bezeichnet) 100 gemäß einer Ausführungsform. Die Belichtungsvorrichtung 100 ist eine Belichtungsvorrichtung, die ein Muster auf eine Probenoberfläche (eine Oberfläche einer Bestrahlungstargetprobe, die durch Licht belichtet werden soll) überträgt (zeichnet), indem sie mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird, und ist dafür vorgesehen, mindestens einen Teil von von einer Probenoberfläche gestreuten Elektronen zu einem Elektronendetektor zu führen und zu verhindern, dass ein Elektronenstrahl sich auf der Probenoberfläche verteilt. Grob gesagt weist die Belichtungsvorrichtung 100 eine Belichtungseinheit 150, die eine Probe mit Licht belichtet, und ein Steuersystem 140 auf, dass jede Komponente der Belichtungseinheit 150 steuert. Es wird darauf hingewiesen, dass in der Figur die Lichtachse (die Mittelachse eines nachstehend beschriebenen elektronenoptischen Systems 108) LA eines Elektronenstrahls durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist. Die sich parallel zur Lichtachse LA erstreckende Richtung ist als die Lichtachsenrichtung definiert, die sich in der Lichtachsenrichtung und zur Elektronenstrahlquelle (eine nachstehend beschriebene Elektronenkanone 12) hin erstreckende Richtung ist als die Aufwärtsrichtung definiert, und die sich in der Lichtachsenrichtung und zu einer Probe (einem Wafer W) hin erstreckende Richtung ist als die Abwärtsrichtung definiert.
Die Belichtungseinheit 150 weist auf: das elektronenoptische System 108, das einen Elektronenstrahl erzeugt, den Elektronenstrahl formt, klein macht und ablenkt und eine Probenoberfläche mit dem Elektronenstrahl bestrahlt, einen Maskentisch MS, der eine Maske M und eine Maskentischantriebseinheit MD hält, die den Maskentisch MS antreibt, einen Wafertisch WS, der eine Probe und eine Wafertischantriebseinheit WD hält, der den Wafertisch WS antreibt, einen Elektronendetektor 44, der von der Probenoberfläche gestreute Elektronen erfasst, und einen Fogging-Unterdückungsmechanismus 70, der verhindert, dass der Elektronenstrahl sich auf der Probenoberfläche verteilt. Jede dieser Komponenten ist in einem Linsengehäuse 10 aufgenommen. Es wird darauf hingewiesen, dass mehrere Öffnungsmuster zum Formen eines Elektronenstrahls in der Maske M ausgebildet sind. Außerdem ist die Probe gemäß einem Beispiel ein Halbleiterwafer (einfach als Wafer bezeichnet) W. Eine Resistschicht ist auf einer Oberfläche des Wafers W ausgebildet.
Das elektronenoptische System 108 weist ein Elektronenstrahlungserzeugungssystem 110, ein Maskenprojektionssystem 112, ein Fokuseinstellungslinsensystem 114 und ein Waferprojektionssystem 116 auf. Diese Systeme bilden eine einzige Elektronenstrahlsäule (auch als eine Säule des optischen Systems bezeichnet), die einen einzelnen Elektronenstrahl erzeugt und einen Punkt auf dem Wafer W (in einem einzigen Feld) mit dem Elektronenstrahl bestrahlt.
Das Elektronenstrahlungserzeugungssystem 110 ist ein System, das einen Elektronenstrahl erzeugt und emittiert und die Elektronenkanone 12, die eine Elektronenstrahlquelle zum Erzeugen eines Elektronenstrahls ist, eine erste Elektronenlinse 14, die die Fokusposition des Elektronenstrahls einstellt, und einen Schlitzabschnitt 16 aufweist, der das Strahlprofil (die Querschnittsform) des Elektronenstrahl formt. Eine elektromagnetische Linse (magnetische Feldlinse), die einen Linseneffekt unter Verwendung eines magnetischen Feldes realisiert, wird als die erste Elektronenlinse 14 verwendet. Eine rechteckige Öffnung (Schlitz) ist im Schlitzabschnitt 16 ausgebildet. Ein durch die Elektronenkanone 12 erzeugter Elektronenstrahl wird durch die erste Elektronenlinse 14 konvergent ausgerichtet und durchläuft die Öffnung des Schlitzabschnitts 16, so dass sein Strahlprofil in eine rechteckige Form geformt wird.
Das Maskenprojektionssystem 112 ist ein System, das einen vom Elektronenstrahlerzeugungssystem 110 emittierten Elektronenstrahl auf die Maske M projiziert (ein Bild des Elektronenstrahls erzeugt) und einen vorgegebenen Bereich (bestrahlter Bereich) auf der Maske M mit dem Elektronenstrahl bestrahlt, und weist eine Ablenkeinrichtung (auch als Maskenablenkungssystem bezeichnet) 18 auf, die den Elektronenstrahl zum bestrahlten Bereich auf der Maske M hin ablenkt, und eine zweite Elektronenlinse (auch Maskenfokussierungssystem bezeichnet) 20, die die Fokusposition des Elektronenstrahls einstellt. Ein elektrisches Ablenkfeld (elektrostatische Ablenkung) zum Biegen des Pfades eines Elektronenstrahls unter Verwendung eines elektrischen Feldes wird für die Ablenkeinrichtung 18 verwendet. Eine elektromagnetische Linse wird als die zweite Elektronenlinse verwendet.
Das Fokuseinstellungslinsensystem 114 ist ein System, das die Bilderzeugungsposition eines vom Maskenprojektionssystem 112 ausgegebenen Elektronenstrahls auf dem Wafer W einstellt, und weist eine dritte und eine vierte Elektronenlinse 22, 26 auf, die oberhalb bzw. unterhalb der Maske M (Maskentisch MS) angeordnet sind. Elektromagnetische Linsen werden als die dritte und die vierte Elektronenlinse 22, 26 verwendet. Die dritte Elektronenlinse 22 stellt einen Bilderzeugungszustand eines Elektronenstrahl ein, bevor er die Maske M durchläuft. Die vierte Elektronenlinse 26 stellt einen Bilderzeugungszustand eines Elektronenstrahls ein, nachdem er die Maske M durchlaufen hat. Es wird darauf hingewiesen, dass jedes der in der Maske M ausgebildeten Öffnungsmuster derart angeordnet ist, dass es sich innerhalb des bestrahlten Bereichs auf der Maske M befindet. Weil der Elektronenstrahl das Öffnungsmuster durchläuft, wird das Strahlprofil (Querschnittsform) in die Form des Öffnungsmusters geformt.
Das Waferprojektionssystem 116 ist ein System, das einen vom Fokuseinstellungslinsensystem 114 ausgegebenen Elektronenstrahl (der die Maske M durchläuft) auf den Wafer projiziert und die Richtung und die Größe eines auf den Wafer W zu übertragenden Musterbildes einstellt und aufweist: eine Austastelektrode 28 und eine Blende (eine Austastblende) 34, eine fünfte Elektronenlinse 30, eine sechste Elektronenlinse 32, eine siebente Elektronenlinse 36 und eine achte Elektronenlinse 38 und eine Hauptablenkeinrichtung 40 und eine Unterablenkeinrichtung 42.
Die Austastelektrode 28 und die Blende (Austastblende) 34 bilden einen Strahlaustastungsmechanismus zum Ermöglichen des Durchgangs und der Blockierung eines Elektronenstrahls mit einer hohen Geschwindigkeit, um ein Musterbild mit einer hohen Geschwindigkeit auf den Wafer W zu übertragen. Beispielsweise ist eine kreisförmige Öffnung in der Blende 34 ausgebildet. Die Austastelektrode 28 ermöglicht den Durchgang eines Elektronenstrahls durch Ablenken des Elektronenstrahls derart, dass er innerhalb der Öffnung der Blende 34 angeordnet wird, und blockiert den Elektronenstrahl durch Ablenken des Elektronenstrahl derart, dass er außerhalb der Öffnung angeordnet wird.
Die fünfte Elektronenlinse 30 stellt das Drehmaß eines auf den Wafer W zu übertragenden Musterbildes ein. Die sechste und die siebente Elektronenlinse 32, 36 haben die Funktion einer Fokussierungslinse und stellen das Minderungsverhältnis eines auf den Wafer W zu übertragenden Musterbildes dar. Die achte Elektronenlinse 38 hat die Funktion einer Objektivlinse und konzentriert einen Elektronenstrahl derart, dass er ein Musterbild auf dem Wafer W erzeugt. Elektromagnetischen Linsen werden als die fünften bis achten Elektronenlinsen 30, 32, 36, 38 verwendet.
Die Hauptablenkeinrichtung 40 und die Unterablenkeinrichtung 42 lenken einen Elektronenstrahl zu einem Feld auf dem Wafer W hin ab und scannen das Feld. Eine Magnetfeldablenkung (elektromagnetische Ablenkung) zum Biegen des Pfades eines Elektronenstrahls unter Verwendung des durch eine elektromagnetische Spule erzeugten Magnetfeldes wird für die Hauptablenkeinrichtung 40 verwendet, und das vorstehend erwähnte elektrische Ablenkfeld (elektrostatische Ablenkung) wird für die Unterablenkeinrichtung 42 verwendet.
Mit dem elektronenoptischen System 108 mit der vorstehend erwähnten Konfiguration wird ein Bild eines Öffnungsmusters der Maske M innerhalb eines Feldes auf dem Wafer W mit einem Minderungsverhältnis von beispielsweise 1/20 unter Verwendung eines Elektronenstrahls übertragen, und durch Ablenken des Elektronenstrahls und Scannen des Feldes wird das Muster im Feld gezeichnet.
Der Maskentisch MS ist zwischen der dritten und der vierten Elektronenlinse 22, 26 angeordnet, die das vorstehend erwähnte Fokuseinstellungslinsensystem 114 bilden. Der Maskentisch MS hält die Maske M und wird durch die Maskentischantriebseinheit MD angetrieben.
Die Maskentischantriebseinheit MD weist eine Positionsmesseinrichtung (nicht dargestellt) auf, die die Position des Maskentischs MS einstellt, und eine (nicht dargestellte) Antriebsvorrichtung, die den Maskentisch MS antreibt. Ein Messergebnis, das durch die Positionsmesseinrichtung erhalten wird, die die Position des Maskentischs MS misst, wird einer nachstehend beschriebenen Maskentischsteuereinheit 84 zugeführt.
Der Wafertisch WS ist unterhalb des elektronenoptischen Systems 108 angeordnet, hält den Wafer W und wird durch die Wafertischantriebseinheit WD angetrieben.
Die Wafertischantriebseinheit WD weist eine Positionsmesseinrichtung (nicht dargestellt), die die Position des Wafertischs WS misst, und eine Antriebsvorrichtung (nicht dargestellt), die den Wafertisch WS antreibt. Ein Messergebnis, das durch die Positionsmesseinrichtung erhalten wird, die die Position des Wafertischs WS misst, wird einer nachstehend beschriebenen Wafertischsteuereinheit 92 zugeführt.
Der Elektronendetektor 44 und der Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 werden nachstehend beschrieben.
Grob gesagt weist das Steuersystem 140 eine kollektive Steuereinheit 130 und eine individuelle Steuereinheit 120 auf. Die kollektive Steuereinheit 130 weist beispielsweise ein Arbeitsplatzgerät auf und steuert kollektiv jede in der individuellen Steuereinheit 120 enthaltene Steuereinheit. Die individuelle Steuereinheit 120 weist eine Ablenkungssteuereinheit 80, eine Maskentischsteuereinheit 84, eine Austastelektrodensteuereinheit 86, eine Elektronenlinsensteuereinheit 88, eine elektronische Verarbeitungseinheit 90 und eine Wafertischsteuereinheit 92 auf.
Die Ablenkungssteuereinheit 80 steuert die Ablenkeinrichtung 18, die Hauptablenkeinrichtung 40 und die Unterablenkeinrichtung 42 (angelegte Spannung oder Erregerstrom) zum Ablenken eines Elektronenstrahls. Durch Steuern der Ablenkungseinrichtung 18 wird ein Elektronenstrahl abgelenkt und wird ein bestrahlter Bereich auf einer Maske mit dem Elektronenstrahl bestrahlt. Durch Steuern der Hauptablenkeinrichtung 40 und der Unterablenkeinrichtung 42 gemäß Musterdaten wird ein Elektronenstrahl abgelenkt, wird ein Feld auf einem Wafer gescannt und wird ein Muster gezeichnet. Alternativ wird eine auf einer Oberfläche des Wafers W vorgesehene Markierung erfasst.
Die Maskentischsteuereinheit 84 empfängt ein Positionsmessergebnis des Maskentischs MS von einem (nicht dargestellten) Positionsmesssystem, das Teil der Maskentischantriebseinheit MD ist, und steuert die (nicht dargestellte) Antriebsvorrichtung gemäß dem Positionsmessergebnis, um den Maskentisch MS anzutreiben (Antriebssteuerung). Dadurch wird jedes der Öffnungsmuster, die in der durch den Maskentisch MS gehaltenen Maske M ausgebildet sind, innerhalb des bestrahlten Bereichs positioniert.
Die Austastelektrodensteuereinheit 86 steuert die Austastelektrode 28, um den Durchgang eines Elektronenstrahls mit einer hohen Geschwindigkeit zu ermöglichen oder zu blockieren. Bei der Positionierung eines weiteren Öffnungsmusters der Maske M innerhalb des bestrahlten Bereichs durch Antreiben des Maskentischs MS, um ein auf den Wafer W übertragenes Muster (die Form eines auf den Wafer zu übertragenden Musters) zu ändern, wird der Wafertisch WS, der den Wafer W hält, schrittweise angetrieben, um ein Feld auf dem Wafer, auf dem ein Muster übertragen (gezeichnet) wird, zu ändern, oder andernfalls wird ein Elektronenstrahl blockiert (ausgeschaltet), so dass der Wafer nicht mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird.
Die Elektronenlinsensteuereinheit 88 steuert die ersten bis achten Elektronenlinsen 14, 20, 22, 26, 30, 32, 36, 38 (den diesen Elektronenlinsen zuzuführenden Erregerstrom), um einen jede Linse durchlaufenden Elektronenstrahl konvergent auszurichten oder ein Bild eines jede Linse durchlaufenden Elektronenstrahls zu erzeugen.
Die elektronische Verarbeitungseinheit 90 empfängt ein Erfassungsergebnis über die Menge gestreuter Elektronen vom Elektronendetektor 44, verarbeitet das Ergebnis und führt es der kollektiven Steuereinheit 130 zu. Beispielsweise werden durch Erfassen von durch Scannen eines Wafers mit einem Elektronenstrahl erhaltenen gestreuten Elektronen die Position einer auf einer Oberfläche des Wafers vorgesehenen Markierung, die Linienbreite eines auf dem Wafer ausgebildeten Musters oder dergleichen erfasst.
Die Wafertischsteuereinheit 92 empfängt ein Positionsmessergebnis des Wafertischs WS von einem (nicht dargestellten) Positionsmesssystem, das Teil der Wafertischantriebseinheit WD ist, und steuert die (nicht dargestellte) Antriebsvorrichtung gemäß dem Positionsmessergebnis, um den Wafertisch WS anzutreiben (Antriebssteuerung). Bereiche der Ablenkung eines Elektronenstrahls durch die Hauptablenkeinrichtung 40 und die Unterablenkeinrichtung 42 sind normalerweise kleiner als die Oberflächen eines Wafers. Dementsprechend wird das Step-and-Repeat-Verfahren zum Ausführen eines Schrittantriebs des Wafertischs WS, zum aufeinanderfolgenden Positionieren benachbarter Felder auf der Lichtachse LA und zum Zeichnen von Mustern innerhalb der Felder verwendet, um die gesamte Oberfläche des Wafers mit einem Lichtmuster zu belichten.
2 zeigt den Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 und jede seiner peripheren Komponenten (insbesondere den Elektronendetektor 44). Der Elektronendetektor 44 und der Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 sind zwischen dem elektronenoptischen System 108 (Waferprojektionssystem 116) und dem Wafertisch WS (dem durch den Wafertisch gehaltenen Wafer W) angeordnet.
Der Elektronendetektor 44 ist ein Detektor, der von einer Probenoberfläche gestreute Elektronen erfasst, und als der Elektronendetektor 44 kann beispielsweise ein Halbleiterdetektor, wie beispielsweise eine Photodiode oder ein Photoelektronenvervielfachungsdetektor, z.B. eine Mikrokanalplatte (MCP), verwendet werden. Der Elektronendetektor 44 weist beispielsweise eine ringförmige Erfassungsfläche mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einem Innendurchmesser von 4 mm auf. Die Erfassungsfläche ist nach unten (zum Wafer W auf dem Wafertisch WS hin) gerichtet, ihr Mittelpunkt ist auf der Lichtachse LA angeordnet, und der Elektronendetektor 44 ist unter der optischen Systemsäule (dem elektronenoptischen System 108) unter Verwendung eines Halteelements (nicht dargestellt) befestigt. Daher deckt die Erfassungsfläche des Elektronendetektors 44 in einem Beispiel einen Raumwinkelbereich (Erfassungsraumwinkel) von etwa 20 bis 30° Neigungswinkel bezüglich der Lichtachse LA vom Schnittpunkt zwischen der Oberfläche des Wafers W und der Lichtachse LA ab. Es wird darauf hingewiesen, dass ein Erfassungsergebnis des Elektronendetektors 44 der elektronischen Verarbeitungseinheit 90 zugeführt wird.
Der Elektronendetektor 44 wird beispielsweise zum Erfassen einer auf einer Oberfläche des Wafers W vorgesehenen Ausrichtungsmarkierung (auch einfach als Markierung bezeichnet) verwendet. Die Markierung wird im Voraus durch Ausbilden einer Vertiefung auf einer Oberfläche des Wafers W oder Einbetten einer Substanz mit einer hohen Ordnungszahl, wie beispielsweise Gold, ausgebildet. Die Belichtungsvorrichtung 100 erfasst von der Markierung gestreute Elektronen durch den Elektronendetektor 44, während ein Elektronenstrahl durch die Hauptablenkeinrichtung 40 und die Unterablenkeinrichtung 42 abgelenkt und eine Oberfläche des Wafers W gescannt wird. Die Belichtungsvorrichtung 100 bestimmt eine Relativpositionsbeziehung zwischen der Bestrahlungsposition eines Elektronenstrahls und der Position des durch den Wafertisch WS gehaltenen Wafers W (Feld) auf der Basis eines Erfassungsergebnisses des Elektronendetektors 44, des Steuersignals der Hauptablenkeinrichtung 40 und der Unterablenkeinrichtung 42 (des Ablenkmaßes eines Elektronenstrahls) und eines Positionsmessergebnisses des Wafertischs WS. Gemäß dieser Positionsbeziehung treibt die Belichtungsvorrichtung 100 den Wafertisch WS an, positioniert das Feld auf dem Wafer W (die Mitte des Feldes) in den Ablenkungsbereich (auf der Lichtachse LA) eines Elektronenstrahls, und scannt das Feld durch den Elektronenstrahl, um ein nächstes Muster überlappend auf ein Muster zu zeichnen, das bereits auf dem Wafer W ausgebildet worden ist.
Der Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 ist ein Mechanismus zum Verhindern einer Verteilung von Elektronen auf der Probenoberfläche, d.h. zum Reduzieren einer Dispersion von von der Probenoberfläche gestreuten Elektronen, und wird beispielsweise durch einen unteren Abschnitt der Säule des optischen Systems (des elektronenoptischen Systems 108) oder einem Rahmen (nicht dargestellt) derart gehalten, dass der Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 zwischen dem Elektronendetektor 44 und dem Wafertisch WS (dem durch den Wafertisch gehaltenen Wafer W) angeordnet ist. Es wird darauf hingewiesen, dass für einen antistatischen Zweck der Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 (ein nachstehend beschriebenes Substrat 71) durch einen Leiter gebildet werden kann und an das Massepotential angeklemmt sein kann.
Um zu verhindern, dass ein Elektronenstrahl sich auf einer Probenoberfläche verteilt, unterdrückt der Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 nicht nur eine Streuung von Elektronen an seiner unteren Fläche, sondern führt auch einen Teil der Elektronen, die mit einem geeigneten Signal-zu-Rausch- (S/N) Verhältnis erfasst werden können, zum Elektronendetektor 44 auf der Rückseite (Oberseite). Wenn Elektronen, die von einer Probenoberfläche gestreut werden, zum Elektronendetektor 44 geführt werden, ohne dass sie blockiert werden, indem an einem Mittenabschnitt des Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 ein Fenster mit einer Größe bereitgestellt wird, die der Größe der Erfassungsfläche des Elektronendetektor 44 ungefähr gleicht, kann eine ausreichende Menge an Elektronen, die durch den Elektronendetektor 44 erfasst werden kann, ankommen, aber es besteht die Gefahr, dass die Elektronen von der Erfassungsfläche oder dergleichen gestreut und zur Probenoberfläche hin dispergiert werden. Daher ist es, um zu verhindern, dass die Elektronen, die zum Elektronendetektor 44 geführt wurden, zur Probenoberfläche zurückkehren, erforderlich die von der Probenoberfläche gestreuten Elektronen moderat abzubremsen und so zum Elektronendetektor 44 zu führen.
3A und 3B zeigen eine Struktur des Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70. 3A zeigt eine Querschnittansicht entlang der Bezugslinie AA in 3B, und 3B zeigt eine Unteransicht. Der Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 weist in einem Beispiel das aus Silizium hergestellte kreisförmigen Substrat 71 auf und hat einen Durchmesser φ von 300 mm und eine Dicke H von 500 µm.
Ein Durchgangsloch 71c, das einen kreisförmigen Querschnitt hat, Montagelöcher (nicht dargestellt) und eine Vertiefung 71d, die einen kreisförmigen Querschnitt hat, sind in der Mitte in der Nähe des Außenrandes bzw. an einem Mittenabschnitt der oberen Fläche des Substrats 71 ausgebildet. Die Anzahl der Montagelöcher beträgt in einem Beispiel vier. Das Durchgangsloch 71c ist ein Loch, das ein vom elektronenoptischen System 108 emittierter Elektronenstrahl I₀ durchlaufen kann (vergl. 2) und hat in einem Beispiel einen Innendurchmesser d von 2 bis 3 mm. Die Montagelöcher (nicht dargestellt) sind Löcher zum Halten des Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 an einem unteren Abschnitt der Säule des optischen Systems und kann beispielsweise die Mitte des Durchgangslochs 71c auf der Lichtachse LA positionieren und den Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 halten, wie in 2 dargestellt ist, indem vier (nicht dargestellte) Halteelemente von einem unteren Abschnitt der Säule des optischen Systems herabhängen und veranlasst wird, dass ihre unteren Ränder über die Montagelöcher mit dem Substrat 71 in Eingriff kommen. Die Vertiefung 71 d spielt eine Rolle beim Einstellen der Eindringtiefe h eines nachstehend beschriebenen Öffnungslochs 71a₀, und in einem Beispiel hat die Vertiefung 71d einen Außendurchmesser D von 10 mm und eine Tiefe (H-h) von 400 µm. Das Durchgangsloch 71c und die Montagelöcher (nicht dargestellt) können beispielsweise durch mechanisches Bearbeiten des Substrats 71 ausgebildet werden. Die Vertiefung 71 d kann beispielsweise durch Bearbeiten des Substrats 71 oder durch Ausführen einer Verarbeitung eines Halbleiterprozesses ausgebildet werden.
Das Substrat 71 mit der vorstehend erwähnten Konfiguration weist einen Halteabschnitt 71b und einen Öffnungslochabschnitt 71a auf. Der Halteabschnitt 71b weist einen dicken Abschnitt (Dicke H) auf, der den ringförmigen Außenrand (den Außendurchmesser φ und den Innendurchmesser D) bildet, und dient zum Halten eines dünnen Abschnitts (Dicke h) in seinem Inneren. Es wird darauf hingewiesen, dass das Substrat 71 durch Halten des dünnen Abschnitts durch den Halteabschnitt 71 b integral ausgebildet sein sein. Der Öffnungslochabschnitt 71a wird in einem Beispiel an einem quadratischen Bereich in einem Mittenabschnitt der Unterseite des Substrats 71 bereitgestellt. Die Länge l einer Seite davon beträgt in einem Beispiel 40 mm. Das Durchgangsloch 71c ist an der Mitte des Öffnungslochabschnitts 71a angeordnet.
4 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Öffnungslochabschnitts 71a (des durch einen Kreis C in 3A dargestellten Abschnitts). Mehrere sehr kleine Öffnungslöcher 71 a₀, durch die eine Fogging-Unterdrückungsfunktion erzielt wird, sind im Öffnungsloch 71a dicht ausgebildet. (Die mehreren dicht ausgebildeten Öffnungslöcher 71a₀ bilden eine Öffnungslochgruppe.) Die Öffnungslöcher 71a₀ haben quadratische Öffnungen mit der Öffnungsweite b (in einem Beispiel 4 bis 12 µm) und sind über Seitenwände mit der Dicke c (in einem Beispiel 0,35 µm) gitterförmig angeordnet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Form der Öffnungen nicht auf ein Quadrat beschränkt ist, sondern beispielsweise ein Kreis, ein Oval, ein Rechteck oder ein von einem Rechteck verschiedenes Polygon sein kann. Die Anordnung der Öffnungslöcher 71a₀ ist außerdem nicht auf eine Gitterform beschränkt, sondern kann beispielsweise ein hexagonales Gitter sein. Die Dicke c ist derart festgelegt, dass insbesondere die Steifigkeit des im dünnen Abschnitt (Dicke h) des Substrats 71 angeordneten Öffnungslochabschnitts 71a groß genug ist, so dass er seine Form gegen sein Eigengewicht beibehält. Außerdem ist die Dicke c derart festgelegt, dass Elektronen, die mit einer Seitenwand kollidiert sind, gestreut werden, ohne sie zu durchlaufen, und durch ein Basismaterial mit einem geeigneten Absorptionsvermögen absorbiert werden.
Die Öffnungslöcher 71a₀ können durch Bearbeiten der unteren Fläche des Substrats 71 beispielsweise durch einen Halbleiterprozess (anisotropes Ätzen, wie beispielsweise reaktives Ionenätzen (RIE)) ausgebildet werden. Die Tiefe der Öffnungslöcher 71a₀ ist gleich der Dicke h des dünnen Abschnitts des Substrats 71, d.h. ausreichend größer als die Öffnungsweite b. Hier weisen, weil der Innenrand des Halteabschnitts 71b (der Außenrand des dünnen Abschnitts (eines Kreis mit dem Durchmesser D)) bezüglich eines Bereichs klein ist, in dem der Öffnungslochabschnitt 71a angeordnet ist (ein Quadrat, dessen eine Seite die Länge l hat) (D < I), die Öffnungslöcher 71a₀ ein Durchgangsloch, das sich durch den dünnen Abschnitt erstreckt, und ein nicht durchgehendes Loch auf, das im Substrat 71 (Halteabschnitt 71b) geschlossen ist. Es wird darauf hingewiesen, dass mehrere der nicht durchgehenden Löcher eine Gruppe nicht durchgehender Löcher bilden.
Wie in 3B dargestellt ist, ist die untere Fläche des Substrats 71 geteilt in: einen ringförmigen ersten Bereich 71a₁ mit dem Außendurchmesser D und dem Innendurchmesser d, der der unteren Fläche des dünnen Abschnitts entspricht, einen zweiten Bereich 71a₂, der außerhalb des Umfangs des ersten Bereichs 71a₁ in einem rechteckigen Bereich angeordnet ist, in dem das Öffnungsloch 71a ausgebildet ist (der zweite Bereich 71a₂ im Öffnungsloch 71a wird auch als ein Minderungsabschnitt bezeichnet), und einen dritten Bereich 71a₃, der außerhalb des Umfangs des zweiten Bereichs 71a₂ angeordnet ist. Wie in 4 dargestellt ist, erstrecken sich die Öffnungslöcher 71a₀, die im ersten Bereich 71a₁ ausgebildet sind, durch den dünnen Abschnitt zur Vertiefung 71d, und die Öffnungslöcher 71a₀, die im zweiten Bereich 71a₂ angeordnet sind, sind im Halteabschnitt 71b geschlossen und erstrecken sich nicht durch den Halteabschnitt 71b.
Um eine ausreichende Fogging-Unterdrückungsfunktion zu erzielen, ist, wie in 2 dargestellt ist, die Mitte des Substrats 71 auf der Lichtachse LA angeordnet, und der dünne Abschnitt (der erste Bereich 71a₁) ist mindestens in einem Teil des Raumwinkelbereichs (Erfassungsraumwinkel) angeordnet, der eine Erfassungsfläche des Elektronendetektors 44 vom Schnittpunkt zwischen der Oberfläche des Wafers W und der Lichtachse LA abdeckt (d.h., die Bestrahlungsposition des Elektronenstrahls I₀). Dadurch werden Elektronen I unter den von einer Oberfläche des Wafers W gestreuten Elektronen (gestreute Elektronen), die in den Erfassungsraumwinkel des Elektronendetektors 44 gestreut werden, über die im dünnen Abschnitt (erster Bereich 71a₁) ausgebildeten Öffnungslöcher 71a₀ (Durchgangslöcher) zur Erfassungsfläche geführt. Hierbei entweichen, weil die Öffnungsweite b der Öffnungslöcher 71a₀ sehr klein (bis zu 10 µm) bezüglich der Größe (bis zu 1 mm) der Erfassungsfläche des Elektronendetektors 44 ist, Elektronen über die mehreren Öffnungslöcher 71a₀ und werden zur Erfassungsfläche geführt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Elektronen I an den Innenwänden der Öffnungslöcher 71a₀ wiederholt gestreut werden, wenn sie die Öffnungslöcher 71a₀ durchlaufen, und abgebremst werden, indem sie durch ein Basismaterial absorbiert werden. Durch geeignetes Festlegen der Tiefe h der Öffnungslöcher 71a₀ bezüglich insbesondere der Öffnungsweite b (oder die Öffnungsfläche b²), kann eine Menge der Elektronen I, die mit einem geeigneten S/N-Verhältnis durch den Elektronendetektor 44 erfasst werden können und sich nicht auf einer Probenoberfläche verteilen, nachdem sie von einer Erfassungsoberfläche oder dergleichen gestreut werden, und die Öffnungslöcher 71a₀ wieder durchlaufen, zur Erfassungsfläche des Elektronendetektors 44 zurück geführt werden.
Andererseits treten Elektronen i unter den gestreuten Elektronen, die außerhalb des Erfassungsraumwinkels gestreut werden in die im Halteabschnitt 71b (zweiter Bereich 71a₂ (Minderungsabschnitt)) ausgebildeten Öffnungslöcher 71a₀ (nicht durchgehende Löcher) ein. Die Elektronen i, die in die Öffnungslöcher 71a₀ eingetreten sind, werden an ihren Innenwänden wiederholt gestreut und durch ein Basismaterial absorbiert. Ein Teil der Elektronen i wird durch das Basismaterial möglicherweise nicht absorbiert und kann sich auf der Oberfläche des Wafers W verteilen, durch geeignetes Festlegen der Tiefe h der Öffnungslöcher 71a₀ kann aber die Menge der Elektronen i die sich auf der Oberfläche des Wafers W verteilen, ausreichend vermindert werden. Infolgedessen wird die Menge an Elektronen i, die sich auf der Oberfläche des Wafers W verteilen, ausreichend klein bezüglich den Elektronen I, die zur Erfassungsfläche des Elektronendetektors 44 geführt werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass Elektronen, die in einen größeren Raumwinkelbereich gestreut werden, auf den dritten Bereich 71a₃ auf der unteren Fläche des Substrats 71 auftreffen. Weil die Öffnungslöcher 71a₀ in diesem Bereich nicht vorgesehen sind, werden Elektronen an der unteren Fläche gestreut und in Richtung der Oberfläche des Wafers W dispergiert. Weil der Streuwinkel groß ist, ist die Menge der Elektronen, die sich auf der Oberfläche des Wafers W verteilen, klein. D.h., die Öffnungslöcher 71a₀ werden ausgebildet, indem als der zweite Bereich 71a₂ (Minderungsabschnitt) ein Bereich der unteren Fläche des Substrats 71 festgelegt wird, an dem Elektronen, die unter kleinen Winkeln gestreut werden, erneut gestreut werden können und sich auf der Oberfläche des Wafers W verteilen können.
Wie vorstehend ausführlich erläutert wurde, weist die Belichtungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 auf, wobei der Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 derart konfiguriert ist, dass er das Substrat 71 aufweist, in dem die Öffnungslöcher 71a₀ (Durchgangslöcher), die sich bis zur oberen Fläche erstrecken, im ersten Bereich 71a₁ der unteren Fläche ausgebildet sind, und die Öffnungslöcher 71a₀ (nicht durchgehenden Durchgangslöcher), die innen geschlossen sind, im zweiten Bereich 71a₂ (Minderungsabschnitt) ausgebildet sind. Der erste Bereich 71a₁ ist in mindestens einem Teil des Raumwinkelbereichs (des Erfassungsraumwinkels) angeordnet, der die Erfassungsfläche des Elektronendetektors 44 von der Bestrahlungsposition eines Elektronenstrahls auf dem Wafer W abdeckt. Daher durchlaufen die Elektronen I, die von einer Oberfläche des Wafers W in den Erfassungsraumwinkel gestreut werden, die Öffnungslöcher 71a₀ (Durchgangslöcher) und werden zur Erfassungsfläche geführt. Der zweite Bereich 71a₂ (Minderungsabschnitt) ist um den ersten Bereich 71a₁ herum angeordnet. Daher treten, weil die Elektronen i, die außerhalb des Erfassungsraumwinkels gestreut werden, in die Öffnungslöcher 71a₀ (nicht durchgehenden Löcher) ein, werden darin wiederholt gestreut, und werden durch ein Basismaterial absorbiert, wird die Dispersion der Elektronen reduziert und wird Fogging eines Elektronstrahls auf einer Oberfläche des Wafers W unterdrückt.
5 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 in einer Belichtungsvorrichtung 200 und seine jeweiligen peripheren Komponenten gemäß einer Variante der vorliegenden Ausführungsform. Die Belichtungsvorrichtung 200 ist eine Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung, die der Belichtungsvorrichtung 100 von 1 ähnlich ist, und ist dafür vorgesehen, mindestens einen Teil der von einer Probenoberfläche gestreuten Elektronen zu einem Elektronendetektor zu führen und zu verhindern, dass ein Elektronenstrahl sich auf der Probenoberfläche verteilt. Die Belichtungsvorrichtung 200 ist eine Mehrsäulen-Belichtungsvorrichtung, die mehrere (in einem Beispiel 25) der Elektronenstrahlsäulen (Säulen für optische Systeme) aufweist, die Elektronenstrahlen erzeugen, und verwendet sie, um mehrere Punkte (in mehreren Feldern) auf dem Wafer W mit Elektronenstrahlen zu bestrahlen. Es wird darauf hingewiesen, dass Hauptkomponenten der Belichtungsvorrichtung 200 gemäß der vorliegenden Variante denjenigen der vorstehend erwähnten Belichtungsvorrichtung 100 im Wesentlichen gleichen, und nachstehend werden hauptsächlich die davon verschiedenen Komponenten erläutert. Außerdem sind Teile, die denjenigen der vorstehend erwähnten Belichtungsvorrichtung 100 gleiche oder äquivalent sind, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht näher beschrieben. Grob gesagt weist die Belichtungsvorrichtung 200 die Belichtungseinheit 150, die eine Probe (den Wafer W) mit Licht belichtet, und das Steuersystem 140 auf, das jede Komponente der Belichtungseinheit 150 steuert.
Die Belichtungseinheit 150 wird gebildet durch: mehrere elektronenoptische Systeme 108, Maskentische (nicht dargestellt), die Masken (nicht dargestellt) halten und jeweils einem der mehreren elektronenoptischen Systeme 108 zugeordnet sind, und eine (nicht dargestellte) Maskentischantriebseinheit, die die Maskentische antreibt, den Wafertisch WS, der eine Probe hält, und die Wafertischantriebseinheit (nicht dargestellt), die den Wafertisch WS antreibt, mehrere Elektronendetektoren 44, die von einer Probenoberfläche gestreute Elektronen erfassen und jeweils einem der mehreren elektronenoptischen Systeme 108 zugeordnet sind, und den Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70, der verhindert, dass ein Elektronenstrahl sich auf einer Probenoberfläche verteilt. Jede dieser Komponenten ist in einem Linsengehäuse 10 aufgenommen.
Jede der mehreren elektronenoptischen Systeme 108 bildet eine einzelne Elektronenstrahlsäule, die einen einzelnen Elektronenstrahl I₀ erzeugt, der einen einzelnen Punkt (in einem einzelnen Feld) auf dem Wafer W bestrahlt. Die 25 elektronenoptischen Systeme 108 sind in einer Matrix von fünf mal fünf in einer Richtung auf einer Ebene, die sich parallel zu einer Probenoberfläche (Links-Rechts-Richtung auf dem Blatt) erstreckt, und in der dazu orthogonalen Richtung (der vertikalen Richtung des Blattes) dazu angeordnet. Durch Ablenken von Elektronenstrahlen I₀ mittels dieser 25 elektronenoptischen Systeme 108 und Scannen von 25 verschiedenen Feldern werden Muster in den Feldern gezeichnet. Es wird darauf hingewiesen, dass in 5 fünf elektronenoptische Systeme 108 in der dritten Reihe in der orthogonalen Richtung dargestellt sind.
Jeder der mehreren Elektronendetektoren 44 ist zwischen einem entsprechenden elektronenoptischen System 108 und dem Wafertisch WS (dem durch den Wafertisch gehaltenen Wafer W) angeordnet, und bestrahlt, wie durch einen Pfeil in 5 dargestellt ist, eine Probenoberfläche mit einem vom elektronenoptischen System 108 emittierten Elektronenstrahl I₀, um die von der Bestrahlungsposition des Elektronenstrahls I₀ gestreuten Elektronen I zu erfassen.
Der Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 ist zwischen den mehreren Elektronendetektoren 44 und dem Wafertisch WS (dem durch den Wafertisch gehaltenen Wafer W) angeordnet. Im Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 gemäß der vorliegenden Variante muss, um Fogging der durch die mehreren elektronenoptischen Systeme 108 emittierten Elektronenstrahlen I₀ zu verhindern, der vorstehend erwähnte Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 derart modifiziert werden, dass Elektronen eines Elektronenstrahls I₀, die von einer Bestrahlungsposition gestreut werden, an der eine Probenoberfläche mit dem Elektronenstrahl I₀ bestrahlt wird, nur zu einem entsprechenden Elektronendetektor 44 geführt werden und die Elektronen derart blockiert werden, dass sie nicht die anderen Elektronenstrahlen I₀ zugeordneten Elektronendetektoren 44 erreichen.
Die 6A und 6B zeigen eine Struktur des Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 gemäß der vorliegenden Variante. 6A zeigt eine Querschnittansicht entlang der Bezugslinie AA in 6B, und 6B zeigt eine Unteransicht. Der Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 weist in einem Beispiel ein kreisförmiges Substrat 171 auf.
In dem Substrat 171 sind Durchgangslöcher 171c mit kreisförmigen Querschnitten an 25 Positionen in einer Matrix von fünf mal fünf in der Links-Rechts-Richtung auf dem Blatt (Zeilenrichtung) und in der Aufwärts-Abwärts-Richtung auf dem Blatt (Spaltenrichtung) ausgebildet, Vertiefungen 171d mit kreisförmigen Querschnitten sind um die Durchgangslöcher 171c herum ausgebildet, und Montagelöcher (nicht dargestellt) sind in der Nähe des Außenrandes ausgebildet. Die Anzahl der Montagelöcher beträgt in einem Beispiel vier. Wie in 5 dargestellt ist, kann unter Verwendung der Montagelöcher (nicht dargestellt) die Mitte jedes der Durchgangslöcher 171c auf einer entsprechenden Lichtachse LA angeordnet werden, und kann der Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 an einem Rahmen (nicht dargestellt) gehalten werden.
Das Substrat 171 mit der vorstehend erwähnten Konfiguration weist einen Halteabschnitt 171b und einen Öffnungslochabschnitt 171a auf. Der Halteabschnitt 171b weist einen dicken Abschnitt (Dicke H) auf, der einen inneren Abschnitt des Außenrandes der mehreren Vertiefungen 171d in einer Draufsicht ausschließt, und dient zum Halten eines dünnen Abschnitts (Dicke h) innerhalb des Außenrandes der Vertiefung 171d. Es wird darauf hingewiesen, dass das Substrat 171 durch Halten mehrerer dünner Abschnitte mit dem Halteabschnitt 171b integral ausgebildet sein kann. Dadurch kann der Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 mit einer einfachen Konfiguration und mit einer Größe konfiguriert werden, die eine gemeinsame Verwendung durch die mehreren elektronenoptischen Systeme 108 ermöglichen. Der Öffnungslochabschnitt 171a ist in einem quadratischen Bereich an einem Mittelabschnitt der unteren Fläche des Substrats 171 angeordnet. Die Länge l seiner einen Seite beträgt in einem Beispiel 200 mm. Die mehreren Durchgangslöcher 171c sind in einem Bereich angeordnet, in dem der Öffnungslochabschnitt 171a angeordnet ist.
Mehrere sehr kleine Öffnungslöcher 171a₀, durch die eine Fogging-Unterdrückungsfunktion erzielt wird, sind im Öffnungslochabschnitt 171a dicht ausgebildet. (Die mehreren dicht ausgebildeten Öffnungslöcher 171a₀ bilden eine Öffnungslochgruppe.) Ihre Konfiguration und ein Verfahren zu ihrer Herstellung sind der Konfiguration und dem Verfahren ähnlich, die vorstehend erwähnt wurden. Die Tiefe der Öffnungslöcher 171a₀ ist gleich der Dicke h des dünnen Abschnitts des Substrats 171. Hier ist, wie in 6B dargestellt ist, die untere Fläche des Substrats 171 geteilt in: mehrere (25) ringförmige erste Bereiche 171a₁ mit dem Außendurchmesser D und dem Innendurchmesser d, die der unteren Fläche des dünnen Abschnitts entsprechen, einen zweiten Bereich 171a₂, der mit angrenzenden ersten Bereichen 171a₁ in einem rechteckigen Bereich zusammenhängend ist, in dem der Öffnungslochabschnitt 171a angeordnet ist (der zweite Bereich 171a₂ im Öffnungslochabschnitt 171a wird auch das Minderungsabschnitt bezeichnet), und einen dritten Bereich 171a₃, der außerhalb des zweiten Bereichs 171a₂ angeordnet ist. Die Öffnungslöcher 171a₀, die im ersten Bereich 171a₁ angeordnet sind, erstrecken sich durch den dünnen Abschnitt und durch die Vertiefung 171d, und die Öffnungslöcher 171a₀, die im zweiten Bereich 171a₂ angeordnet sind, sind im Halteabschnitt 171b geschlossen und erstrecken sich nicht durch den Halteabschnitt 171b. D.h., die Öffnungslöcher 171a₀ weisen Durchgangslöcher und nicht durchgehende Löcher auf. Es wird darauf hingewiesen, dass mehrere der nicht durchgehenden Löcher eine Gruppe nicht durchgehender Löcher bilden.
Um eine ausreichende Fogging-Unterdrückungsfunktion zu erzielen, sind, wie in 5 dargestellt ist, die Mitten der mehreren Durchgangslöcher 171c auf den jeweiligen Lichtachsen LA (mehreren Lichtachsen LA) der mehreren elektronenoptischen Systeme 108 angeordnet, und die dünnen Abschnitte (mehrere der ersten Bereiche 171a₁) sind jeweils in mindestens Teilen der Raumwinkelbereiche (Erfassungsraumwinkel) angeordnet, die die Erfassungsflächen der entsprechenden Elektronendetektoren 44 von den Schnittpunkten zwischen der Oberfläche des Wafers W und den Lichtachsen LA abdecken (d.h., die Bestrahlungspositionen der Elektronenstrahlen I₀). Dadurch werden Elektronen unter den von einer bestrahlten Position eines Elektronenstrahls I₀ gestreuten Elektronen, die in den Erfassungsraumwinkel eines entsprechenden Elektronendetektors 44 gestreut werden, jeweils durch die Öffnungslöcher 171a₀ (Durchgangslöcher), die in einem dünnen Abschnitt (erster Bereich 171a₁) angeordnet sind, zur Erfassungsfläche des entsprechenden Elektronendetektors 44 geführt, wie durch Pfeile in der Figur dargestellt ist. Hierbei entweichen, weil die Öffnungsbreite der Öffnungslöcher 171a₀ im Verhältnis zur Größe der Erfassungsflächen der Elektronendetektoren 44 sehr klein ist, Elektronen über die mehreren Öffnungslöcher 171a₀ und werden zu den Erfassungsflächen geführt.
Andererseits treten Elektronen, die von der Bestrahlungsposition des Elektronenstrahls I₀ außerhalb des Erfassungsraumwinkels (des entsprechenden Elektronendetektors 44) gestreut werden, in die im Halteabschnitt 171b (zweiter Bereich 171a₂ (Minderungsabschnitt)) angeordneten Öffnungslöcher 171a₀ (nicht durchgehenden Löcher) ein. Die Elektronen, die in die Öffnungslöcher 171a₀ eingetreten sind, werden an ihren Innenwänden wiederholt gestreut und durch ein Basismaterial absorbiert. Hierbei ist beispielsweise, wie durch gestrichelte Linien in 5 dargestellt ist, die untere Fläche des Halteabschnitts 171b, d.h. der zweite Bereich 171a₂ (Minderungsabschnitt), in den Raumwinkelbereichen angeordnet (d.h., der erste Bereich 171a₁ ist nicht in den Raumwinkelbereichen angeordnet), die sich von der Bestrahlungsposition des durch das mittlere elektronenoptische System 108 emittierten Elektronenstrahls I₀ erstrecken und die Erfassungsflächen der Elektronendetektoren 44 abdecken, die von dem entsprechenden Elektronendetektor verschieden sind. Daher treten Elektronen unter Elektronen, die von der Bestrahlungsposition des Elektronenstrahls I₀ in die Raumwinkelbereiche gestreut werden, die die Erfassungsflächen der anderen Elektronendetektoren 44 abdecken, in die Öffnungslöcher 171a₀ (nicht durchgehenden Löcher) ein, die im zweiten Bereich 171a₂ ausgebildet sind, werden an ihren Innenwänden wiederholt gestreut und von einem Basismaterial absorbiert, so dass verhindert wird, dass sie durch die anderen Elektronendetektoren erfasst werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass es in der vorliegenden Variante hinsichtlich des Öffnungslochabschnitts 171a, der in der unteren Fläche des Substrats 171 angeordnet ist, das den Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 bildet, wünschenswert ist, die untere Fläche des Halteabschnitts 171b, d.h., den zweiten Bereich 171a₂, in den Raumwinkelbereichen anzuordnen (d.h., den ersten Bereich 171a₁ nicht in den Raumwinkelbereichen anzuordnen), die sich von den Bestrahlungspositionen des Elektronenstrahls I₀ erstrecken und die Erfassungsflächen aller Elektronendetektoren 44 abdecken, die von einem entsprechenden Elektronendetektor 44 verschieden sind. Diesbezüglich besteht jedoch keinerlei Einschränkung, sondern der zweite Bereich 171a₂ kann in Raumwinkelbereichen angeordnet sein, die Erfassungsflächen eines Teils der Elektronendetektoren 44 abdecken, die von einem entsprechenden Elektronendetektor 44 verschieden sind, beispielsweise von Elektronendetektoren 44, die dem entsprechenden Elektronendetektor 44 benachbart sind.
Auch in der vorliegenden Variante kann, ähnlich wie beim Öffnungslochabschnitt 171a, der an der unteren Fläche des Substrats 171 angeordnet ist, das den Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 bildet, obwohl der zweite Bereich 171a₂, in dem die Öffnungslöcher 171a₀ (nicht durchgehenden Löcher) ausgebildet sind, im gesamten Bereich des Öffnungslochabschnitts 171a mit Ausnahme der ersten Bereiche 171a₁ (des größten Teils der unteren Fläche des Substrats 171) angeordnet ist, der zweite Bereich 171a₂ beispielsweise um jeden der ersten Bereiche 171a₁ herum angeordnet sein, die der Bestrahlungsposition des Elektronenstrahls I₀ entsprechen, wenn der Streuwinkel (die Streuraumwinkel) von Elektronen klein ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass, obwohl in der vorliegenden Ausführungsform (Variante), die Form des ersten Bereichs 71a₁ (171a₁) ringförmig ist, es keine Einschränkung in dieser Hinsicht gibt, sondern es kann eine beliebige Form verwendet werden. Außerdem gibt es, obwohl die Form des Außenrandes des zweiten Bereichs 71a₂ (171a₂) rechteckig (quadratisch) ist, keine Einschränkung in dieser Hinsicht, sondern es kann eine beliebige Form verwendet werden.
Obwohl ferner in der vorliegenden Ausführungsform (Variante) der zweite Bereich 71a₂ (171a₂) in einem übrigen Bereich mit Ausnahme des ersten Bereichs 71a₁ (171a₁) und in der Nähe des Außenrandes (des dritten Bereichs 71a₃ (171a₃)) der unteren Fläche des Substrats 71 (171) angeordnet ist, kann der zweite Bereich 71a₂ in der gesamten unteren Fläche des Substrats 71 (171) mit Ausnahme des ersten Bereichs 71a₁ (171a₁) angeordnet sein, wenn der Streuwinkel (der Streuraumwinkel) der Elektronen groß ist. D.h., der dritte Bereich 71a₃ (171a₃) muss nicht vorgesehen sein.
Außerdem können, obwohl der Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform (einschließlich der Variante) unter Verwendung der aus Silizium hergestellten Substrate 71, 171 konfiguriert ist, andere Substanzen, die zum Verhindern der Streuung von Elektronen geeignet sind, als ein Basismaterial verwendet werden. Zur Fogging-Unterdrückung ist eine hohe Leitfähigkeit der Substrate 71, 171 erwünscht, und aus diesem Grund kann die untere Fläche der Substrate 71, 171 mit einer Substanz mit einer relativ niedrigen Atomzahl, wie beispielsweise Beryllium und Aluminium, dotiert sein oder kann die untere Fläche mit einer aus solchen Substanzen hergestellten dünnen Schicht beschichtet sein.
Außerdem können die Substrate 71, 171 unter Verwendung verschiedener Substanzen für die ersten Bereiche 71a₁, 171a₁, die zweiten Bereiche 71a₂, 171a₂ und die dritten Bereiche 71a₃, 171a₃ konfiguriert sein. Beispielsweise kann im Vergleich zu den ersten Bereichen 71a₁, 171a₁ (d.h., der dünne Abschnitt), die dafür vorgesehen sind, Elektronen zum Elektronendetektor 44 zu führen, eine Substanz mit einer niedrigen Ordnungszahl (wie beispielsweise Beryllium oder Aluminium), die Elektronen weniger streut (mehr Elektronen absorbiert) für die zweiten Bereiche 71a₂, 171a₂ verwendet werden (d.h., für die Halteabschnitte 71b, 171b), die dafür vorgesehen sind, Fogging zu unterdrücken.
Außerdem kann, ähnlich wie bei den zweiten Bereichen 71a₂, 171a₂ (d.h., den Halteabschnitten 71b, 171b), die dafür vorgesehen sind, Fogging zu unterdrücken, ein positives Potential an die Substrate 71, 171 angelegt werden, so dass Elektronen (geladene Teilchen), die von einem Wafer gestreut werden, zu den Substraten 71, 171 hin beschleunigt und absorbiert werden. Im Fall einer Ionenstrahlbelichtung kann ein Potential, das einer elektrischen Ladung des lonenstrahls entgegengesetzt ist, an die Substrate 71, 171 angelegt werden, so dass ein vom Wafer gestreuter Ionenstrahl zu den Substraten 71, 171 hin beschleunigt und absorbiert wird.
Außerdem kann, obwohl im Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform (einschließlich der Variante) festgelegt ist, dass die Tiefe der in den ersten Bereichen 71a₁, 171a₁ und in den zweiten Bereichen 71a₂, 171a₂ ausgebildeten Öffnungslöcher 71a₀, 171a₀ gleich ist, unterschiedliche Tiefen verwendet werden. Beispielsweise kann die Tiefe der Öffnungslöcher 71a₀, 171a₀ der ersten Bereiche 71a₁, 171a₁ klein ausgebildet sein, um eine ausreichende Menge an Elektronen zum Elektronendetektor 44 zu führen, und die Tiefe der Öffnungslöcher 71a₀, 171a₀ der zweiten Bereiche 71a₂, 171a₂ kann groß ausgebildet sein, um Fogging eines Elektronenstrahls ausreichend zu unterdrücken. Umgekehrt kann, wenn Fogging eines Elektronenstrahls ausreichend unterdrückt wird, die Tiefe der Öffnungslöcher 71a₀, 171a₀ der zweiten Bereiche 71a₂, 171a₂ klein ausgebildet sein oder Null betragen, d.h., die Öffnungslöcher 71a₀, 171a₀ müssen nicht in den zweiten Bereichen 71a₂, 171a₂ ausgebildet sein.
Außerdem kann die Tiefe h der Öffnungslöcher 71a₀, 171a₀ der ersten Bereiche 71a₁, 171a₁ durch dickeres oder dünneres Ausbilden des dünnen Abschnitts der Substrate 71, 171 eingestellt werden, d.h., durch flacheres oder tieferes Ausbilden der Vertiefungen 71d, 171d.
Außerdem besteht, obwohl im Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform (einschließlich der Variante) die Halteabschnitte 71b, 171b und der dünne Abschnitt (oder die Öffnungslochabschnitte 71a, 171a) der Substrate 71, 171 integral ausgebildet sind, keine Einschränkung in dieser Hinsicht, sondern sie können auch als separate Elemente ausgebildet sein. Beispielsweise können die Substrate 71, 171 konfiguriert werden durch: Ausbilden der Öffnungslöcher 71a₀, 171a₀, auf einer Oberfläche einer aus Silizium hergestellten Membran mit einer Dicke von etwa 100 µm, wobei die Öffnungslöcher sich in der Dickenrichtung durch die Membran erstrecken, durch Ausführen eines anisotropen Ätzvorgangs bezüglich der Membran, und Verbinden der Membran als der dünne Abschnitt (oder die Öffnungslochabschnitte 71a, 171a) mit der unteren Fläche der Halteabschnitte 71b, 171b. Außerdem können die Substrate 71, 171 konfiguriert werden, indem mehrere der Membrane, die eine Fläche aufweisen, auf der die Öffnungslöcher 71a₀, 171a₀ ausgebildet sind, mit oder ohne Zwischenraum dazwischen überlappend angeordnet werden.
Außerdem kann, wenn die Steifigkeit des dünnen Abschnitts (der Öffnungslochabschnitte 71a, 171a) ausreichend ist, um seine Form gegen das eigene Gewicht beizubehalten, die Dicke der Halteabschnitte 71b, 171b derjenigen des dünnen Abschnitts gleichen. In diesem Fall kann die Tiefe der Öffnungslöcher 71a₀, 171a₀ in den ersten Bereichen 71a₁, 171a₁ auf der unteren Fläche des Substrats 71, 171 der Dicke H gleich sein, um sie als Durchgangslöcher auszubilden, und die Tiefe der Öffnungslöcher 71a₀, 171a₀ in den zweiten Bereichen 71a₂, 171a₂ kann kleiner oder gleich der Dicke H sei, um sie als nicht durchgehende Löcher auszubilden.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Belichtungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform eine Belichtungsvorrichtung sein kann, die einen punktförmigen Strahl, einen Strahl mit einer festen Form oder einen Strahl mit einer variablen Form erzeugt und gemäß der Strahlform eines Elektronenstrahl klassifiziert sein kann. Außerdem kann die Belichtungsvorrichtung 100 eine Mehrstrahl- oder eine Mehrsäulen-Belichtungsvorrichtung sein, die mehrere Elektronenstrahlen erzeugt und unter Verwendung der Elektronenstrahlen ein Muster auf einem Wafer zeichnet.
Außerdem kann, obwohl in der Belichtungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Maske M, in der mehrere Öffnungsmuster zum Formen eines Elektronenstrahls ausgebildet sind, statt dessen ein variables rechteckiges Muster, dessen Öffnungsmustergröße verändert werden kann, oder dergleichen verwendet werden.
Außerdem ist, obwohl in der Belichtungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Wafer (Halbleiterwafer) als Belichtungstarget (Probe) behandelt wird, dies lediglich ein Beispiel, und das Belichtungstarget kann beispielsweise eine Maske oder ein Retikel (ein Maskenrohling), ein Glassubstrat, ein Keramiksubstrat, ein Folienelement oder dergleichen sein, das in einer optischen Belichtungsvorrichtung oder dergleichen verwendet wird.
Außerdem besteht, obwohl die Belichtungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform als ein Beispiel eine Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung ist, die eine Probe unter Verwendung eines Elektronenstrahls mit Licht belichtet, keine Einschränkung in dieser Hinsicht, sondern die Belichtungsvorrichtung 100 kann eine Belichtungsvorrichtung unter Verwendung eines geladenen Teilchenstrahls sein, die eine Probe unter Verwendung eines geladenen Teilchenstrahls, wie beispielsweise eines lonenstrahls, mit Licht belichtet. Der Fogging-Unterdrückungsmechanismus 70 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist auch in einer Belichtungsvorrichtung unter Verwendung eines geladenen Teilchenstrahls wirksam.
Außerdem können die elektronenoptischen Systeme 108, die eine Elektronenstrahlbestrahlungseinheit der Belichtungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bilden, oder dergleichen außer für eine Elektronenstrahlbelichtungsvorrichtung auch für ein Elektronenmikroskop, ein Elektronenstrahltestgerät und dergleichen verwendet werden.
Außerdem wird ein elektronisches Bauelement, wie beispielsweise eine integrierte Halbleiterschaltung, durch die Schritte hergestellt: einen Schritt zum Designen eines Bauelements (eines Musters); einen Schritt zum Herstellen eines Siliziumsubstrats (eines Wafers); einen Schritt zum Aufbringen eines Resistmaterials auf eine Oberfläche des Wafers und zum Bereitstellen einer Resistschicht; einen Schritt zum Belichten des Wafers mit Licht mittels einer Belichtungsvorrichtung gemäß der vorstehend erwähnten Ausführungsform (Zeichnen des Musters auf den Wafer); einen Schritt zum Entwickeln des belichteten Wafers; einen Schritt zum Verarbeiten des Wafers unter Verwendung des Resistmusters als eine Ätzmaske (Ätzen, Dotieren, usw.); einen Schritt zum Entfernen des Resistmaterials; einen Schritt zum Montieren des Bauelements (einschließlich eines Vereinzelungsschritts, eines Bondingschritts, eines Einhäusungsschritts, usw.); und einen Schritt zum Prüfen des montierten Bauelements. Durch die Verwendung der Belichtungsvorrichtung gemäß der vorstehend erwähnten Ausführungsform zum Belichten des Wafers mit Licht im Belichtungsschritt werden feine Muster ausgebildet, die gleichzeitig sehr genau ausgerichtet sind, und kann ein Bauelement mit einem hohen Integrationsgrad mit einer hohen Produktivität hergestellt werden.
Obwohl eine spezifische Ausführungsform (spezifische Ausführungsformen) der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist (sind), ist der technische Umfang der Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene(n) Ausführungsform(en) beschränkt. Für Fachleute ist ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Verbesserungen an der (den) vorstehend beschriebene(n) Ausführungsform(en) vorgenommen werden können. Außerdem ist innerhalb des Umfangs der Ansprüche ersichtlich, dass die Ausführungsformen, an denen derartige Änderungen oder Verbesserungen vorgenommen wurden, innerhalb des technischen Umfangs der Erfindung enthalten sind.
Die Arbeitsvorgänge, Prozeduren, Schritte und Phasen jedes durch eine Vorrichtung, ein System, ein Programm und ein Verfahren ausgeführten Prozesses, die in den Ansprüchen, in den Ausführungsformen oder in den Diagrammen dargestellt sind, können in einer beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden, solange die Reihenfolge nicht durch „vor“, „zuvor“, oder dergleichen festgelegt ist, und solange das Ausgangsprodukt eines vorherigen Prozesses nicht in einem späteren Prozess verwendet wird. Auch wenn der Prozessablauf in den Ansprüchen, Ausführungsformen oder Diagrammen unter Verwendung von Phrasen wie „zuerst“ oder „nächste“ beschrieben ist, bedeutet dies nicht zwangsläufig, dass der Prozess in dieser Reihenfolge ausgeführt werden muss.

Claims

Belichtungsvorrichtung (100) mit: mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen; einem Tisch (WS), der dafür eingerichtet ist, ein Bestrahlungstarget der mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen zu halten; einem zwischen den mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen und dem Tisch (WS) angeordneten Substrat (171), wobei das Substrat (171) mehrere Strahldurchgangslöcher (171c) und eine entsprechende Anzahl von Öffnungslochgruppen aufweist, wobei die mehreren Strahldurchgangslöcher (171c) derart angeordnet sind, dass ein geladener Teilchenstrahl von jeder der mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen jeweils ein zugeordnetes Strahldurchgangsloch (171c) durchläuft, wobei jede der Öffnungslochgruppen eine Mehrzahl von Öffnungslöchern (171a₀) aufweist, die um das zugehörige Strahldurchgangsloch (171c) herum angeordnet sind; und mehrere Detektoren (44) für geladene Teilchen, die auf der gleichen Seite des Substrats (171) angeordnet sind wie die mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen, wobei jeder der Detektoren (44) für geladene Teilchen dafür eingerichtet ist, geladene Teilchen zu erfassen, die eine entsprechende der Öffnungslochgruppen durchlaufen haben, nachdem sie vom Bestrahlungstarget gestreut wurden, wobei die Durchmesser der Strahldurchgangslöcher (171c) größer sind als die Durchmesser der Mehrzahl der Öffnungslöcher (171a₀); und wobei das Substrat (171) ferner in einem von den Öffnungslochgruppen verschiedenen Bereich kontinuierlich zwischen benachbarten Öffnungslochgruppen einen Minderungsabschnitt aufweist, der mehrere nicht durchgehende Löcher aufweist, die zum Tisch (WS) hin offen sind und sich nicht durch das Substrat (171) erstrecken, wobei jede Gruppe von nicht durchgehenden Löchern um eine zugeordnete Öffnungslochgruppe herum angeordnet ist.
Belichtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei jeder der Detektoren (44) für geladene Teilchen dafür eingerichtet ist, geladene Teilchen zu erfassen, die ein erstes Öffnungsloch (171a₀) der entsprechenden Öffnungslochgruppe durchlaufen haben, nachdem sie vom Bestrahlungstarget gestreut wurden, und geladene Teilchen, die ein zweites Öffnungsloch (171a₀) der entsprechenden Öffnungslochgruppen durchlaufen haben, nachdem sie vom Bestrahlungstarget gestreut wurden.
Belichtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Minderungsabschnitt einer von mehreren Minderungsabschnitten ist, die den mehreren Strahldurchgangslöchern (171c) zugeordnet sind, wobei jeder der Minderungsabschnitte an einem Außenumfang der Öffnungslochgruppe angeordnet ist, die um das entsprechende Strahldurchgangsloch (171c) herum angeordnet ist.
Belichtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei jede der Öffnungslochgruppen in einem kreisförmigen Bereich um das entsprechende Strahldurchgangsloch (171c) herum angeordnet ist.
Belichtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Minderungsabschnitt einer von mehreren Minderungsabschnitten ist, die den mehreren Strahldurchgangslöchern (171c) zugeordnet sind, wobei jeder der Minderungsabschnitte in einem rechteckigen Bereich um einen Bereich herum angeordnet ist, in dem die entsprechende Öffnungslochgruppe angeordnet ist.
Belichtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei jede der Öffnungslochgruppen zwischen einem Bereich auf dem Bestrahlungstarget, der mit dem entsprechenden geladenen Teilchenstrahl bestrahlt wird, und einer Erfassungsfläche des entsprechenden Detektors (44) für geladene Teilchen angeordnet ist.
Belichtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Dicke des Substrats (171) an der Stelle, wo die Öffnungslochgruppen angeordnet sind, kleiner ist als die Dicke des Substrats (171) an der Stelle, wo der Minderungsabschnitt angeordnet ist.
Belichtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Öffnungslöcher (171a₀) derart angeordnet sind, dass die Anzahl der geladenen Teilchen, die die Öffnungslochgruppen durchlaufen, größer ist als die Anzahl der geladenen Teilchen, die zum Bestrahlungstarget hin zurückkehren, nachdem sie aufgrund der Bestrahlung durch die mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen gestreut worden sind.
Belichtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, mit einem Halteabschnitt im Substrat (171); wobei die Öffnungslöcher (171a₀) und die nicht durchgehenden Löcher ein Gitter bilden, das ein Lochmuster aufweist, bei dem die Löcher, die von dem Halteabschnitt überdeckt sind, nicht durchgehende Löcher sind, und die Löcher, die von dem Halteabschnitt nicht überdeckt sind, Durchgangslöcher (171c) sind.
Belichtungsvorrichtung (100) mit: mehreren Quellen (108) für geladene Teilchenstrahlen; einem Tisch (WS), der dafür eingerichtet ist, ein Bestrahlungstarget der mehreren Quellen (108) für geladene Teilchenstrahlen zu halten; einem zwischen den mehreren Quellen (108) für geladene Teilchenstrahlen und dem Tisch (WS) angeordneten Substrat (171), wobei das Substrat (171) mehrere Strahldurchgangslöcher (171c) und eine entsprechende Anzahl von Öffnungslochgruppen aufweist, wobei die mehreren Strahldurchgangslöcher (171c) derart angeordnet sind, dass ein geladener Teilchenstrahl von jeder der mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen eines der Strahldurchgangslöcher (171c) durchläuft, wobei die Öffnungslochgruppen derart angeordnet sind, dass die Anzahl geladener Teilchen, die zum Bestrahlungstarget hin zurückkehren, nachdem sie aufgrund der Bestrahlung durch die mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen vom Bestrahlungstarget gestreut wurden, reduziert wird; und mehrere Detektoren (44) für geladene Teilchen, die auf der gleichen Seite des Substrats (171) angeordnet sind wie die mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen, wobei jeder der Detektoren (44) für geladene Teilchen dafür eingerichtet ist, geladene Teilchen zu erfassen, die eine entsprechende der Öffnungslochgruppen durchlaufen haben, nachdem sie vom Bestrahlungstarget gestreut wurden, wobei das Substrat (171) ferner in einem von den Öffnungslochgruppen verschiedenen Bereich einen Minderungsabschnitt aufweist, der dafür eingerichtet ist, die Anzahl geladener Teilchen zu vermindern, die zum Bestrahlungstarget hin zurückkehren, nachdem sie aufgrund der Bestrahlung durch die mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen vom Bestrahlungstarget gestreut worden sind wobei jede der Öffnungslochgruppen um das entsprechende Strahldurchgangsloch (171c) herum angeordnet ist, und der Minderungsabschnitt zwischen benachbarten der Öffnungslochgruppen kontinuierlich angeordnet ist.
Belichtungsvorrichtung (100) mit: mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen; einem Tisch (WS), der dafür eingerichtet ist, ein Bestrahlungstarget der mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen zu halten; einem zwischen den mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen und dem Tisch (WS) angeordneten Substrat (171), wobei das Substrat (171) mehrere Strahldurchgangslöcher (171c) und eine entsprechende Anzahl von Öffnungslochgruppen aufweist, wobei die mehreren Strahldurchgangslöcher (171c) derart angeordnet sind, dass ein geladener Teilchenstrahl von jeder der mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen eines der Strahldurchgangslöcher (171c) durchläuft, wobei die Öffnungslochgruppen derart angeordnet sind, dass die Anzahl geladener Teilchen, die zum Bestrahlungstarget hin zurückkehren, nachdem sie aufgrund der Bestrahlung durch die mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen vom Bestrahlungstarget gestreut wurden, reduziert wird; und mehrere Detektoren (44) für geladene Teilchen, die auf der gleichen Seite des Substrats (171) angeordnet sind wie die mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen, wobei jeder der Detektoren (44) für geladene Teilchen dafür eingerichtet ist, geladene Teilchen zu erfassen, die eine entsprechende der Öffnungslochgruppen durchlaufen haben, nachdem sie vom Bestrahlungstarget gestreut wurden, wobei das Substrat (171) ferner in einem von den Öffnungslochgruppen verschiedenen Bereich einen Minderungsabschnitt aufweist, der dafür eingerichtet ist, die Anzahl geladener Teilchen zu vermindern, die zum Bestrahlungstarget hin zurückkehren, nachdem sie aufgrund der Bestrahlung durch die mehreren Quellen für geladene Teilchenstrahlen vom Bestrahlungstarget gestreut worden sind, wobei der Minderungsabschnitt eine Mehrzahl von nicht durchgehenden Löcher aufweist, die zum Tisch (WS) hin offen sind und sich nicht durch das Substrat (171) erstrecken, und wobei die Tiefe der nicht durchgehenden Löcher größer oder gleich der Dicke des Substrats (171) an der Stelle ist, wo die Öffnungslochgruppen angeordnet sind.
Belichtungsvorrichtung (100) mit: einer Quelle für einen geladenen Teilchenstrahl; einem Tisch (WS), der dafür eingerichtet ist, ein Bestrahlungstarget der Quelle für einen geladenen Teilchenstrahl zu halten; einem zwischen der Quelle für einen geladenen Teilchenstrahl und dem Tisch (WS) angeordneten Substrat (71), wobei das Substrat (71) ein Strahldurchgangsloch (71c) und eine Öffnungslochgruppe aufweist, wobei das Strahldurchgangsloch (71c) derart angeordnet sind, dass ein geladener Teilchenstrahl der Quelle für einen geladenen Teilchenstrahl das Strahldurchgangsloch (71c) durchläuft, wobei die Öffnungslochgruppe eine Mehrzahl von Öffnungslöchern (71a₀,) aufweist und um das Strahldurchgangsloch (71c) herum angeordnet ist; und einem Detektor (44) für geladene Teilchen, der auf der gleichen Seite des Substrats (71) angeordnet ist wie die Quelle für einen geladenen Teilchenstrahl, und dafür eingerichtet ist, geladene Teilchen zu erfassen, die die Öffnungslochgruppe durchlaufen haben, nachdem sie vom Bestrahlungstarget gestreut worden sind, wobei das Substrat (71) ferner einen Minderungsabschnitt aufweist, der nicht durchgehende Löcher aufweist, die zum Tisch hin offen sind und sich nicht durch das Substrat (71) erstrecken und kontinuierlich mit der Öffnungslochgruppe an einem Außenumfang der Öffnungslochgruppe angeordnet ist, wobei der Durchmesser des Strahldurchgangslochs (71c) größer ist als die Durchmesser der Mehrzahl der Öffnungslöcher (71a₀).
Belichtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 12, wobei der Detektor (44) für geladene Teilchen dafür eingerichtet ist, geladene Teilchen, die ein erstes Öffnungsloch (71a₀) der Öffnungslochgruppe durchlaufen haben, nachdem sie vom Bestrahlungstarget gestreut worden sind, und geladene Teilchen zu erfassen, die ein zweites Öffnungsloch (71a₀) der Öffnungslochgruppe durchlaufen haben, nachdem sie vom Bestrahlungstarget gestreut worden sind.
Belichtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 12, wobei die Öffnungslochgruppe in einem kreisförmigen Bereich um das Strahldurchgangsloch (71c) herum angeordnet ist, und der Minderungsabschnitt in einem rechteckigen Bereich um einen Bereich herum angeordnet ist, in dem die Öffnungslochgruppe angeordnet ist.
Belichtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 12, wobei die Öffnungslochgruppe zwischen einem Bereich auf dem Bestrahlungstarget, der mit dem geladenen Teilchenstrahl bestrahlt wird, und einer Erfassungsfläche des Detektors (44) für geladene Teilchen angeordnet ist.
Belichtungsvorrichtung (100) nach Anspruch 12, wobei die Dicke des Substrats (71) an der Stelle, wo die Öffnungslochgruppe angeordnet ist, kleiner ist als die Dicke des Substrats (71) an der Stelle, wo der Minderungsabschnitt angeordnet ist.
Belichtungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Öffnungsflächen der Mehrzahl von Öffnungslöchern (71a₀) im Wesentlichen den Öffnungsflächen der Mehrzahl von nicht durchgehenden Löchern entsprechen.
Belichtungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei der Abstand der Mehrzahl von Öffnungslöchern (71a₀) voneinander im Wesentlichen der selbe ist wie der Abstand der Mehrzahl von nicht durchgehenden Löchern voneinander.
Belichtungsvorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei die Längsachse eines jeden Öffnungslochs und die Längsachse eines jeden nicht durchgehenden Lochs im Wesentlichen parallel zu der Achse des geladenen Teilchenstrahls sind.