JP2000331632A - 電子銃、電子線露光転写装置及び半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
電子銃、電子線露光転写装置及び半導体デバイスの製造方法Info
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- JP2000331632A JP2000331632A JP11136934A JP13693499A JP2000331632A JP 2000331632 A JP2000331632 A JP 2000331632A JP 11136934 A JP11136934 A JP 11136934A JP 13693499 A JP13693499 A JP 13693499A JP 2000331632 A JP2000331632 A JP 2000331632A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きな容量の電源や大きな冷却機構を必要と
しない電子銃及びそれを利用した電子線露光転写装置を
提供する。 【解決手段】 カソード１から放出された電子ビーム
２は、引き出し電極３に印加されたカソードに対して正
の電圧により加速されて、電子銃から放出される。カソ
ード１の周囲にはウェネルト電極５が設けられ、カソー
ド１に対して負の電圧により、電子ビーム２が外側に広
がるのを防止し、電子ビームが集中するクロスオーバー
を作り出している。電子銃から放出された電子ビーム
は、カソード−アース間電圧印加電源７でさらに加速さ
れ、電子線露光転写等に使用される。第１のクロスオー
バーは引き出し電極３内に形成されるようになってお
り、その位置にアパーチャー８が設けられて、クロスオ
ーバーで外周側に位置する、カソードの端面から放出さ
れた電子ビーム２’を遮蔽して吸収する。
しない電子銃及びそれを利用した電子線露光転写装置を
提供する。 【解決手段】 カソード１から放出された電子ビーム
２は、引き出し電極３に印加されたカソードに対して正
の電圧により加速されて、電子銃から放出される。カソ
ード１の周囲にはウェネルト電極５が設けられ、カソー
ド１に対して負の電圧により、電子ビーム２が外側に広
がるのを防止し、電子ビームが集中するクロスオーバー
を作り出している。電子銃から放出された電子ビーム
は、カソード−アース間電圧印加電源７でさらに加速さ
れ、電子線露光転写等に使用される。第１のクロスオー
バーは引き出し電極３内に形成されるようになってお
り、その位置にアパーチャー８が設けられて、クロスオ
ーバーで外周側に位置する、カソードの端面から放出さ
れた電子ビーム２’を遮蔽して吸収する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に、半導体集積
回路等のリソグラフィーに用いられる電子線露光装置に
使用する電子銃、それを使用した電子線露光転写装置、
及びその電子線露光転写装置を使用した半導体デバイス
の製造方法に関するものである。
回路等のリソグラフィーに用いられる電子線露光装置に
使用する電子銃、それを使用した電子線露光転写装置、
及びその電子線露光転写装置を使用した半導体デバイス
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体に要求される回路パターンの寸法
が0.1μｍ以下となるに伴ない、従来の光学方式の露光
転写装置の使用が限界に達し、これを克服するものとし
て電子線露光装置の開発が進められている。従来、一般
的に使用されていた電子線露光装置は、電子線により描
画を行うものや、可変成形方式、セルプロ方式などの転
写方式のもので、スループットが著しく低いという問題
点を有していた。
が0.1μｍ以下となるに伴ない、従来の光学方式の露光
転写装置の使用が限界に達し、これを克服するものとし
て電子線露光装置の開発が進められている。従来、一般
的に使用されていた電子線露光装置は、電子線により描
画を行うものや、可変成形方式、セルプロ方式などの転
写方式のもので、スループットが著しく低いという問題
点を有していた。
【０００３】そこで、近年新たに、露光の高解像と高ス
ループットの両方を兼ね備えた電子線露光方式の検討が
進められている。このような方式の内で最近注目をあつ
めている方式は、１ダイまたは複数ダイを一度に露光す
るのではなく、サブフィールドと呼ばれる小さな領域に
分割して転写露光するという方式である。この分割転写
方式の小領域は数100μm角以上であることが要求され、
従来の可変成形方式やセルプロ方式の数10倍以上の大き
さである。
ループットの両方を兼ね備えた電子線露光方式の検討が
進められている。このような方式の内で最近注目をあつ
めている方式は、１ダイまたは複数ダイを一度に露光す
るのではなく、サブフィールドと呼ばれる小さな領域に
分割して転写露光するという方式である。この分割転写
方式の小領域は数100μm角以上であることが要求され、
従来の可変成形方式やセルプロ方式の数10倍以上の大き
さである。
【０００４】発明者は、このような広い領域を一様照明
可能な電子銃を発明し、その内容は特開平１０−２２３
１６５号公報に公開されている。これは、温度制限領域
において動作するもので、カソードの先端が、径１mm以
上の平で仕事関数のそろった面を有し、カソードの先端
が、ウェネルト電極と同電位か、又はウェネルト電極よ
りアノード側に突出しているものである。この電子銃
は、低輝度（103A/cm2・sr以下）、高エミッタンス（10
0kVにおいて数1000μm・mrad）という特性を有してい
る。
可能な電子銃を発明し、その内容は特開平１０−２２３
１６５号公報に公開されている。これは、温度制限領域
において動作するもので、カソードの先端が、径１mm以
上の平で仕事関数のそろった面を有し、カソードの先端
が、ウェネルト電極と同電位か、又はウェネルト電極よ
りアノード側に突出しているものである。この電子銃
は、低輝度（103A/cm2・sr以下）、高エミッタンス（10
0kVにおいて数1000μm・mrad）という特性を有してい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１０−２２３１６５号公報に記載された電子銃では、露
光に寄与しない電子ビームが多いので、かなり大きな容
量の電源が必要であるという問題点があった。さらに、
無駄な電流による発熱を押さえるために、冷却機構も不
必要に大きなものが要求されるという問題点があった。
１０−２２３１６５号公報に記載された電子銃では、露
光に寄与しない電子ビームが多いので、かなり大きな容
量の電源が必要であるという問題点があった。さらに、
無駄な電流による発熱を押さえるために、冷却機構も不
必要に大きなものが要求されるという問題点があった。
【０００６】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、無駄な電子ビームをエネルギーが大
きくならないうちに吸収し、大きな容量の電源や大きな
冷却機構を必要としない電子銃及びそれを利用した電子
線露光転写装置を提供することを課題とする。
になされたもので、無駄な電子ビームをエネルギーが大
きくならないうちに吸収し、大きな容量の電源や大きな
冷却機構を必要としない電子銃及びそれを利用した電子
線露光転写装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、温度制限領域で動作させる電子銃にお
いて、カソードより下流にできる第１のクロスオーバ面
にクロスオーバの形状を制限するためのアパーチャーが
設けられていることを特徴とする電子銃（請求項１）で
ある。
の第１の手段は、温度制限領域で動作させる電子銃にお
いて、カソードより下流にできる第１のクロスオーバ面
にクロスオーバの形状を制限するためのアパーチャーが
設けられていることを特徴とする電子銃（請求項１）で
ある。
【０００８】本手段においては、電子ビームのエネルギ
ーが大きくない第１のクロスオーバー面において無駄な
電子ビームをカットしてしまうので、それ以後の加速に
より高エネルギーとされて電子線光学系を流れる電子ビ
ームは、ほとんど有効な電子ビームのみになる。よっ
て、必要な高電圧の電源の容量は小さくて済み、かつ、
高電圧の電流の有するエネルギーが小さくなるので、冷
却装置の容量も小さくて済むようになる。設けられるア
パーチャーで遮られる電子ビームの電流を吸収するため
には別の電源が必要であるが、第１クロスオーバー面に
おいては、まだ電子は十分に加速されておらず、そのエ
ネルギーが小さいので、高電圧の電源を必要としない。
ーが大きくない第１のクロスオーバー面において無駄な
電子ビームをカットしてしまうので、それ以後の加速に
より高エネルギーとされて電子線光学系を流れる電子ビ
ームは、ほとんど有効な電子ビームのみになる。よっ
て、必要な高電圧の電源の容量は小さくて済み、かつ、
高電圧の電流の有するエネルギーが小さくなるので、冷
却装置の容量も小さくて済むようになる。設けられるア
パーチャーで遮られる電子ビームの電流を吸収するため
には別の電源が必要であるが、第１クロスオーバー面に
おいては、まだ電子は十分に加速されておらず、そのエ
ネルギーが小さいので、高電圧の電源を必要としない。
【０００９】アパーチャーをクロスオーバー面に設ける
のは以下の理由による。すなわち、電子線露光装置の光
学系は、クロスオーバー面上での電流分布が、そのまま
被露光面上での電流の入射角に対する強度分布となるよ
うに設計されている。よって、クロスオーバー面上で、
その外側に位置する電流をアパーチャーによりカットす
れば、被露光面上で、中心となる入射角から離れた入射
角の電子ビームがカットされることになる。特に、被露
光面に入射する電子ビームがテレセントリックなもので
ある場合は、入射角の大きな電子ビームがカットされる
ことになり、露光転写上好ましい。また、このことによ
り、投影光学系から発生する幾何収差を低減させること
が可能である。
のは以下の理由による。すなわち、電子線露光装置の光
学系は、クロスオーバー面上での電流分布が、そのまま
被露光面上での電流の入射角に対する強度分布となるよ
うに設計されている。よって、クロスオーバー面上で、
その外側に位置する電流をアパーチャーによりカットす
れば、被露光面上で、中心となる入射角から離れた入射
角の電子ビームがカットされることになる。特に、被露
光面に入射する電子ビームがテレセントリックなもので
ある場合は、入射角の大きな電子ビームがカットされる
ことになり、露光転写上好ましい。また、このことによ
り、投影光学系から発生する幾何収差を低減させること
が可能である。
【００１０】また、本手段において、電子銃を温度制限
領域で用いるものに制限しているのは、空間電荷制限領
域で使用する場合は、クロスオーバーをカソードに近い
位置にせざるを得ず、アパーチャーをこの位置に設ける
と、電子銃全体の設計が困難になるからである。
領域で用いるものに制限しているのは、空間電荷制限領
域で使用する場合は、クロスオーバーをカソードに近い
位置にせざるを得ず、アパーチャーをこの位置に設ける
と、電子銃全体の設計が困難になるからである。
【００１１】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、前記第１のクロスオーバー
が、引き出し電極内に形成されるようにされていること
を特徴とするもの（請求項２）である。
前記第１の手段であって、前記第１のクロスオーバー
が、引き出し電極内に形成されるようにされていること
を特徴とするもの（請求項２）である。
【００１２】第１のクロスオーバーを引き出し電極より
手前（カソード側）に形成すると、電子ビームの形状が
形成される場所にアパーチャーが置かれることになり、
その分電子銃の設計が困難になる。第１のクロスオーバ
ーを引き出し電極より後に形成すると、すでに電子線が
十分加速された後に、その一部をアパーチャーによりカ
ットする必要があり、高圧の電源が必要となって本発明
の効果が低減してしまう。本手段においては、前記第１
のクロスオーバーが、引き出し電極内に形成されるよう
にされているので、このような不都合が生じない。
手前（カソード側）に形成すると、電子ビームの形状が
形成される場所にアパーチャーが置かれることになり、
その分電子銃の設計が困難になる。第１のクロスオーバ
ーを引き出し電極より後に形成すると、すでに電子線が
十分加速された後に、その一部をアパーチャーによりカ
ットする必要があり、高圧の電源が必要となって本発明
の効果が低減してしまう。本手段においては、前記第１
のクロスオーバーが、引き出し電極内に形成されるよう
にされているので、このような不都合が生じない。
【００１３】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第１の手段又は第２の手段であって、前記アパーチ
ャーにより反射された電子を吸収する反射防止板を有す
ることを特徴とするもの（請求項３）である。
前記第１の手段又は第２の手段であって、前記アパーチ
ャーにより反射された電子を吸収する反射防止板を有す
ることを特徴とするもの（請求項３）である。
【００１４】前記アパーチャーに入射した電子の一部は
反射電子となってカソード側に戻り、電子線の形状が形
成される部分の電場を乱す恐れがある。本手段において
は、アパーチャーにより反射された電子を吸収する反射
防止板が設けられているので、このようなことが防止さ
れる。
反射電子となってカソード側に戻り、電子線の形状が形
成される部分の電場を乱す恐れがある。本手段において
は、アパーチャーにより反射された電子を吸収する反射
防止板が設けられているので、このようなことが防止さ
れる。
【００１５】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、電
子銃から放出される電子ビームのエネルギーが100kV程
度であり、カソードと前記第１のクロスオーバーの電位
差が20kV以下であることを特徴とするもの（請求項４）
である。
前記第１の手段から第３の手段のいずれかであって、電
子銃から放出される電子ビームのエネルギーが100kV程
度であり、カソードと前記第１のクロスオーバーの電位
差が20kV以下であることを特徴とするもの（請求項４）
である。
【００１６】電子ビームのエネルギーが100kV程度の電
子銃の場合、カソードと第１のクロスオーバーの電位差
が20kV以下とすれば、アパーチャー用の電源の製造も容
易であり、かつ、この引き出し電極部でむだ電流を除去
すれば、100kVでアースに対して流れる電流が減少し、
その分だけ100kV電源の容量を小さくすることができ
る。
子銃の場合、カソードと第１のクロスオーバーの電位差
が20kV以下とすれば、アパーチャー用の電源の製造も容
易であり、かつ、この引き出し電極部でむだ電流を除去
すれば、100kVでアースに対して流れる電流が減少し、
その分だけ100kV電源の容量を小さくすることができ
る。
【００１７】前記課題を解決するための第５の手段は、
前記第１の手段から第４の手段に係る電子銃を有してな
ることを特徴とする電子線露光転写装置（請求項５）で
ある。
前記第１の手段から第４の手段に係る電子銃を有してな
ることを特徴とする電子線露光転写装置（請求項５）で
ある。
【００１８】本手段においては、前記第１の手段か第４
の手段に係る電子銃を有しているので、高電圧大容量電
源や、大きな冷却装置を必要としない。また、投影光学
系から発生する幾何収差を低減させることが可能であ
る。
の手段に係る電子銃を有しているので、高電圧大容量電
源や、大きな冷却装置を必要としない。また、投影光学
系から発生する幾何収差を低減させることが可能であ
る。
【００１９】前記課題を解決するための第６の手段は、
前記第５の手段である電子線露光転写装置を用いて、マ
スク又はレチクル上に形成されたパターンを、ウェハー
に転写する工程を有することを特徴とする半導体デバイ
スの製造方法（請求項６）である。
前記第５の手段である電子線露光転写装置を用いて、マ
スク又はレチクル上に形成されたパターンを、ウェハー
に転写する工程を有することを特徴とする半導体デバイ
スの製造方法（請求項６）である。
【００２０】本手段においては、高電圧大容量電源や、
大きな冷却装置を必要としない電子線露光転写装置を用
いているので、安価に半導体デバイスを製造できると共
に、幾何収差の少ない電子線露光転写装置を用いている
ので、パターン幅の小さい半導体デバイスを製造するこ
とができる。
大きな冷却装置を必要としない電子線露光転写装置を用
いているので、安価に半導体デバイスを製造できると共
に、幾何収差の少ない電子線露光転写装置を用いている
ので、パターン幅の小さい半導体デバイスを製造するこ
とができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の一
例である電子銃の構成を示す概要図である。図１におい
て、１はカソード、２はカソードから放出された電子ビ
ーム、２’はカソードの端面から放出された電子ビー
ム、３は引き出し電極、４はカソード−引き出し電極間
電圧印加電源、５はウェネルト電極、６はカソード−ウ
ェネルト間電圧印加電源、７はカソード−アース間電圧
印加電源、８はアパーチャー、９はアパーチャーを通過
した電子ビーム、１０は反射電子防止板である。
図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の一
例である電子銃の構成を示す概要図である。図１におい
て、１はカソード、２はカソードから放出された電子ビ
ーム、２’はカソードの端面から放出された電子ビー
ム、３は引き出し電極、４はカソード−引き出し電極間
電圧印加電源、５はウェネルト電極、６はカソード−ウ
ェネルト間電圧印加電源、７はカソード−アース間電圧
印加電源、８はアパーチャー、９はアパーチャーを通過
した電子ビーム、１０は反射電子防止板である。
【００２２】カソード１から放出された電子ビーム２
は、引き出し電極３に印加されたカソードに対して正の
電圧により加速されて、電子銃から放出される。引き出
し電極３には、カソード−引き出し電極間電圧印加電源
４により、カソード１に対して正の電圧が印加されてい
る。カソード１の周囲にはウェネルト電極５が設けら
れ、カソード−ウェネルト間電圧印加電源６により印加
された、カソード１に対して負の電圧により、電子ビー
ム２が外側に広がるのを防止し、電子ビームが集中する
クロスオーバーを作り出している。電子銃から放出され
た電子ビームは、カソード−アース間電圧印加電源７で
さらに加速され、電子線露光転写等に使用される。
は、引き出し電極３に印加されたカソードに対して正の
電圧により加速されて、電子銃から放出される。引き出
し電極３には、カソード−引き出し電極間電圧印加電源
４により、カソード１に対して正の電圧が印加されてい
る。カソード１の周囲にはウェネルト電極５が設けら
れ、カソード−ウェネルト間電圧印加電源６により印加
された、カソード１に対して負の電圧により、電子ビー
ム２が外側に広がるのを防止し、電子ビームが集中する
クロスオーバーを作り出している。電子銃から放出され
た電子ビームは、カソード−アース間電圧印加電源７で
さらに加速され、電子線露光転写等に使用される。
【００２３】本実施の形態においては、最初のクロスオ
ーバー（第１のクロスオーバー）は引き出し電極３内に
形成されるようになっており、その位置にアパーチャー
８が設けられ、カソードの端面から放出された電子ビー
ム２’を遮蔽して吸収する。アパーチャー８は引き出し
電極３に接続されて、引き出し電極３と同電位にされて
おり、遮蔽された電子ビーム２’の電流は、カソード−
引き出し電極間電圧印加電源４に吸収される。アパーチ
ャー８を通過した電子ビーム９のみが露光転写等に使用
される。
ーバー（第１のクロスオーバー）は引き出し電極３内に
形成されるようになっており、その位置にアパーチャー
８が設けられ、カソードの端面から放出された電子ビー
ム２’を遮蔽して吸収する。アパーチャー８は引き出し
電極３に接続されて、引き出し電極３と同電位にされて
おり、遮蔽された電子ビーム２’の電流は、カソード−
引き出し電極間電圧印加電源４に吸収される。アパーチ
ャー８を通過した電子ビーム９のみが露光転写等に使用
される。
【００２４】本実施の形態においては、アパーチャー８
よりカソード側に、反射防止板１０が設けられている。
反射防止板１０は、アパーチャー８で反射された反射電
子を吸収するもので、引き出し電極３から見てカソード
１側の電場を乱さない位置に設けられ、図に示す例で
は、引き出し電極３に接続、支持されている。反射防止
板１０そのものは、電子ビーム２の流れを遮ることがな
いように、十分大きな開口を有している。
よりカソード側に、反射防止板１０が設けられている。
反射防止板１０は、アパーチャー８で反射された反射電
子を吸収するもので、引き出し電極３から見てカソード
１側の電場を乱さない位置に設けられ、図に示す例で
は、引き出し電極３に接続、支持されている。反射防止
板１０そのものは、電子ビーム２の流れを遮ることがな
いように、十分大きな開口を有している。
【００２５】図２は、第１のクロスオーバ面上での電子
ビームの電流分布を示す図であり、Ａが全電流分布、
Ａ’がアパーチャー８でカットされる部分の電流分布を
示している。電子線露光装置の電子線光学系は、クロス
オーバ面上の電流分布が、そのまま被露光面上での電流
の角強度分布となるように設計される。すなわち、クロ
スオーバー面において光軸から離れた部分を通過する電
子ビームは、被露光面で入射光の光軸に対して、クロス
オーバー面での光軸からの距離に対応した傾きを持って
入射する。
ビームの電流分布を示す図であり、Ａが全電流分布、
Ａ’がアパーチャー８でカットされる部分の電流分布を
示している。電子線露光装置の電子線光学系は、クロス
オーバ面上の電流分布が、そのまま被露光面上での電流
の角強度分布となるように設計される。すなわち、クロ
スオーバー面において光軸から離れた部分を通過する電
子ビームは、被露光面で入射光の光軸に対して、クロス
オーバー面での光軸からの距離に対応した傾きを持って
入射する。
【００２６】また、被露光面に入射する電子ビームはテ
レセントリックになるように電子線光学系が設計されて
いるので、クロスオーバー面において光軸から離れた部
分を通過する電子ビームは、それに応じた入射角で被露
光面に入射することになる。よって、図２は、被露光面
での電子ビームの入射角分布を示す図でもある。図２に
示すように引き出し電極内のアパーチャ８により、入射
角分布の裾がカットされ、９で示された部分のみ透過さ
せているので、この裾部分から発生する幾何収差を低減
させる効果も生じることになる。
レセントリックになるように電子線光学系が設計されて
いるので、クロスオーバー面において光軸から離れた部
分を通過する電子ビームは、それに応じた入射角で被露
光面に入射することになる。よって、図２は、被露光面
での電子ビームの入射角分布を示す図でもある。図２に
示すように引き出し電極内のアパーチャ８により、入射
角分布の裾がカットされ、９で示された部分のみ透過さ
せているので、この裾部分から発生する幾何収差を低減
させる効果も生じることになる。
【００２７】多くの電子線露光装置においては、カソー
ド−アース間電圧印加電源は100kV程度の電圧を印加す
る。この場合には、アパーチャー８とカソード１間の電
圧、すなわち図１の場合はカソード−引き出し電極間電
圧印加電源４の電圧は20kV以下とすると、アパーチャー
８用の電源として、特別な高圧電源とならない範囲で電
源装置を製造することができ、かつ、この引き出し電極
部でむだ電流を除去すれば、100kVでアースに対して流
れる電流が減少し、その分だけ100kV電源の容量を小さ
くすることができる。
ド−アース間電圧印加電源は100kV程度の電圧を印加す
る。この場合には、アパーチャー８とカソード１間の電
圧、すなわち図１の場合はカソード−引き出し電極間電
圧印加電源４の電圧は20kV以下とすると、アパーチャー
８用の電源として、特別な高圧電源とならない範囲で電
源装置を製造することができ、かつ、この引き出し電極
部でむだ電流を除去すれば、100kVでアースに対して流
れる電流が減少し、その分だけ100kV電源の容量を小さ
くすることができる。
【００２８】アパーチャー８及び反射防止板１０を構成
する材料としては高融点金属が適当であり、例えば、タ
ングステンやモリブデンが使用できる。また、導電性で
高融点であることに加え、反射電子が少ない材料とし
て、炭素を使用することも可能である。
する材料としては高融点金属が適当であり、例えば、タ
ングステンやモリブデンが使用できる。また、導電性で
高融点であることに加え、反射電子が少ない材料とし
て、炭素を使用することも可能である。
【００２９】図３は、本発明の実施の形態の一例である
電子線露光転写装置の構成の概要を示す図である。図３
において、１１は図１に示された電子銃、１２は電子ビ
ーム、１３ａ、１３ｂは照明レンズ、１４はマスク、１
５は第１投影レンズ、１６は第２投影レンズ、１７はウ
ェハー、１８はアパーチャー、１９、２０は偏向器であ
る。
電子線露光転写装置の構成の概要を示す図である。図３
において、１１は図１に示された電子銃、１２は電子ビ
ーム、１３ａ、１３ｂは照明レンズ、１４はマスク、１
５は第１投影レンズ、１６は第２投影レンズ、１７はウ
ェハー、１８はアパーチャー、１９、２０は偏向器であ
る。
【００３０】図１に示されたような電子銃１１から放出
された電子ビームは、照明レンズ１３ａ、１３ｂでテレ
セン性を有する照明とされ、マスク１４上に電子銃のカ
ソード面の像を作ることにより、マスク１４面を一様に
照明する。マスク１４上に形成された回路パターンは、
第１投影レンズ１５と第２投影レンズ１６により、ウェ
ハー１７の表面に結像する。マスク１４で散乱された電
子を除去するため、アパーチャー１８が設けられてい
る。
された電子ビームは、照明レンズ１３ａ、１３ｂでテレ
セン性を有する照明とされ、マスク１４上に電子銃のカ
ソード面の像を作ることにより、マスク１４面を一様に
照明する。マスク１４上に形成された回路パターンは、
第１投影レンズ１５と第２投影レンズ１６により、ウェ
ハー１７の表面に結像する。マスク１４で散乱された電
子を除去するため、アパーチャー１８が設けられてい
る。
【００３１】偏向器１９は、マスク１４の照明位置を変
化させ、偏向器２０は、マスクからの電子ビームの、ウ
ェハー面での結像位置を変化させるのに使用される。マ
スク１４、ウェハー１７、アパーチャー１８はアース電
位に保たれている。
化させ、偏向器２０は、マスクからの電子ビームの、ウ
ェハー面での結像位置を変化させるのに使用される。マ
スク１４、ウェハー１７、アパーチャー１８はアース電
位に保たれている。
【００３２】従来の電子線露光装置においては、露光に
使用されない電子ビームは、主としてアパーチャー１８
で吸収された。この位置では電子ビームのエネルギーが
高いので、吸収する電源として高電圧大電流のものが必
要であった。
使用されない電子ビームは、主としてアパーチャー１８
で吸収された。この位置では電子ビームのエネルギーが
高いので、吸収する電源として高電圧大電流のものが必
要であった。
【００３３】この装置においては、電子銃１１におい
て、露光に使用されない電子ビームがカットされている
ので、アパーチャー１８で吸収される電子ビームは少な
く、よって、電源として高電圧小電流のもので対処可能
である。また、これに伴ない、冷却装置の容量も小さく
て済むようになる。さらに、電子銃１１中のアパーチャ
ーにより、マスク１７に入射するときに開き角の大きな
電子線が初めからカットされているので、レンズ系の幾
何収差を低減することができる。
て、露光に使用されない電子ビームがカットされている
ので、アパーチャー１８で吸収される電子ビームは少な
く、よって、電源として高電圧小電流のもので対処可能
である。また、これに伴ない、冷却装置の容量も小さく
て済むようになる。さらに、電子銃１１中のアパーチャ
ーにより、マスク１７に入射するときに開き角の大きな
電子線が初めからカットされているので、レンズ系の幾
何収差を低減することができる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係るものにおいては、電子ビームのエネルギーが
大きくない第１のクロスオーバー面において、無駄な電
流をカットしてしまうので、必要な高電圧の電源の容量
は小さくて済み、かつ、冷却装置の容量も小さくて済む
ようになる。また、投影光学系から発生する幾何収差を
低減させることが可能である。
項１に係るものにおいては、電子ビームのエネルギーが
大きくない第１のクロスオーバー面において、無駄な電
流をカットしてしまうので、必要な高電圧の電源の容量
は小さくて済み、かつ、冷却装置の容量も小さくて済む
ようになる。また、投影光学系から発生する幾何収差を
低減させることが可能である。
【００３５】請求項２に係る発明においては、第１のク
ロスオーバーが、引き出し電極内に形成されるようにさ
れているので、電子銃の設計が困難にならず、かつ、電
子線のエネルギーが大きくならないうちに吸収すること
ができる。
ロスオーバーが、引き出し電極内に形成されるようにさ
れているので、電子銃の設計が困難にならず、かつ、電
子線のエネルギーが大きくならないうちに吸収すること
ができる。
【００３６】請求項３に係る発明においては、アパーチ
ャーにより反射された電子を吸収する反射防止板が設け
られているので、カソード側に戻った反射電子により、
カソードがダメージを受けたり、多重散乱による絶縁物
のチャージアップが発生したりするのを回避することが
できる。
ャーにより反射された電子を吸収する反射防止板が設け
られているので、カソード側に戻った反射電子により、
カソードがダメージを受けたり、多重散乱による絶縁物
のチャージアップが発生したりするのを回避することが
できる。
【００３７】請求項４に係る発明においては、アパーチ
ャー用の電源の製造も容易であり、かつ、第１のクロス
オーバーの位置を電子銃の設計上適当な位置に設定する
ことができる。
ャー用の電源の製造も容易であり、かつ、第１のクロス
オーバーの位置を電子銃の設計上適当な位置に設定する
ことができる。
【００３８】請求項５に係る発明においては、本発明に
係る電子銃を使用しているので、高電圧大容量電源や、
大きな冷却装置を必要とせず、さらに、投影光学系から
発生する幾何収差を低減させることが可能である。
係る電子銃を使用しているので、高電圧大容量電源や、
大きな冷却装置を必要とせず、さらに、投影光学系から
発生する幾何収差を低減させることが可能である。
【００３９】請求項６に係る発明においては、安価に半
導体デバイスを製造できると共に、パターン幅の小さい
半導体デバイスを製造することができる。
導体デバイスを製造できると共に、パターン幅の小さい
半導体デバイスを製造することができる。
【図１】本発明の実施の形態の一例である電子銃の構成
を示す概要図である。
を示す概要図である。
【図２】図２は、第１のクロスオーバ面上での電子ビー
ムの電流分布を示す図である。
ムの電流分布を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例である電子線露光転
写装置の構成の概要を示す図である。
写装置の構成の概要を示す図である。
１…カソード、２…カソードから放出された電子ビー
ム、２’…カソードの端面から放出された電子ビーム、
３…引き出し電極、４…カソード−引き出し電極間電圧
印加電源、５…ウェネルト電極、６…カソード−ウェネ
ルト間電圧印加電源、７…カソード−アース間電圧印加
電源、８…アパーチャー、９…アパーチャーを通過した
電子ビーム、１０…反射電子防止板、１１…図１に示さ
れた電子銃、１２…電子ビーム、１３ａ、１３ｂ…照明
レンズ、１４…マスク、１５…第１投影レンズ、１６…
第２投影レンズ、１７…ウェハー、１８…アパーチャ
ー、１９、２０…偏向器、Ａ…全電流分布、Ａ’…アパ
ーチャーでカットされる部分の電流分布
ム、２’…カソードの端面から放出された電子ビーム、
３…引き出し電極、４…カソード−引き出し電極間電圧
印加電源、５…ウェネルト電極、６…カソード−ウェネ
ルト間電圧印加電源、７…カソード−アース間電圧印加
電源、８…アパーチャー、９…アパーチャーを通過した
電子ビーム、１０…反射電子防止板、１１…図１に示さ
れた電子銃、１２…電子ビーム、１３ａ、１３ｂ…照明
レンズ、１４…マスク、１５…第１投影レンズ、１６…
第２投影レンズ、１７…ウェハー、１８…アパーチャ
ー、１９、２０…偏向器、Ａ…全電流分布、Ａ’…アパ
ーチャーでカットされる部分の電流分布
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｂ
Claims (6)
- 【請求項１】 温度制限領域で動作させる電子銃におい
て、カソードより下流にできる第１のクロスオーバ面に
クロスオーバの形状を制限するためのアパーチャーが設
けられていることを特徴とする電子銃。 - 【請求項２】 請求項１に記載の電子銃であって、前記
第１のクロスオーバーが、引き出し電極内に形成される
ようにされていることを特徴とする電子銃。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の電子銃で
あって、前記アパーチャーよりカソード側に、前記アパ
ーチャーにより反射された電子を吸収する反射防止板を
有することを特徴とする電子銃。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のうちいずれか１
項に記載の電子銃であって、電子銃から放出される電子
ビームのエネルギーが100kV程度であり、カソードと前
記第１のクロスオーバーの電位差が20kV以下であること
を特徴とする電子銃。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４のうちいずれかに
記載の電子銃を有してなることを特徴とする電子線露光
転写装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の電子線露光転写装置を
用いて、マスク又はレチクル上に形成されたパターン
を、ウェハーに転写する工程を有することを特徴とする
半導体デバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13693499A JP4214616B2 (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 電子銃、電子線露光転写装置及び半導体デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13693499A JP4214616B2 (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 電子銃、電子線露光転写装置及び半導体デバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000331632A true JP2000331632A (ja) | 2000-11-30 |
| JP4214616B2 JP4214616B2 (ja) | 2009-01-28 |
Family
ID=15186971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13693499A Expired - Fee Related JP4214616B2 (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 電子銃、電子線露光転写装置及び半導体デバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4214616B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1293592C (zh) * | 2003-04-21 | 2007-01-03 | 佳能株式会社 | 电子枪 |
| JP2013225395A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Canon Inc | 電子顕微鏡および試料の観察方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02306614A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-20 | Fujitsu Ltd | 電子ビーム露光装置 |
| JPH09260237A (ja) * | 1996-03-19 | 1997-10-03 | Fujitsu Ltd | 電子銃、電子ビーム装置及び電子ビーム照射方法 |
| JPH10162760A (ja) * | 1996-11-29 | 1998-06-19 | Shimadzu Corp | 電子ビーム装置 |
| JPH10223514A (ja) * | 1997-01-31 | 1998-08-21 | Nikon Corp | 電子線転写装置 |
| JPH10223165A (ja) * | 1997-01-31 | 1998-08-21 | Nikon Corp | 電子銃 |
| JP2000011932A (ja) * | 1998-06-18 | 2000-01-14 | Advantest Corp | 電子銃 |
-
1999
- 1999-05-18 JP JP13693499A patent/JP4214616B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH02306614A (ja) * | 1989-05-22 | 1990-12-20 | Fujitsu Ltd | 電子ビーム露光装置 |
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| JP2000011932A (ja) * | 1998-06-18 | 2000-01-14 | Advantest Corp | 電子銃 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN1293592C (zh) * | 2003-04-21 | 2007-01-03 | 佳能株式会社 | 电子枪 |
| US7189979B2 (en) | 2003-04-21 | 2007-03-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Electron gun |
| JP2013225395A (ja) * | 2012-04-20 | 2013-10-31 | Canon Inc | 電子顕微鏡および試料の観察方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4214616B2 (ja) | 2009-01-28 |
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