JP2000331633A - 荷電粒子線露光装置及び半導体デバイスの製造方法 - Google Patents
荷電粒子線露光装置及び半導体デバイスの製造方法Info
- Publication number
- JP2000331633A JP2000331633A JP11136935A JP13693599A JP2000331633A JP 2000331633 A JP2000331633 A JP 2000331633A JP 11136935 A JP11136935 A JP 11136935A JP 13693599 A JP13693599 A JP 13693599A JP 2000331633 A JP2000331633 A JP 2000331633A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aperture
- charged particle
- particle beam
- scattering
- mask
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
- G21K1/02—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/3002—Details
- H01J37/3007—Electron or ion-optical systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/04—Means for controlling the discharge
- H01J2237/045—Diaphragms
Abstract
(57)【要約】
【課題】 輪帯アパーチャーが高熱になるのを防止する
と共に、輪帯アパーチャーを加工のし易い材料で構成し
た荷電粒子線露光装置を提供する。 【解決手段】 クロスオーバー面Ａに、（ｂ）に示すよ
うな断面形状を有する散乱アパーチャー４が設けられて
いる。すなわち、Ｓｉウェハーを微細加工して作成され
た基板部４Ａには、輪帯状の孔４Ｂが設けられている。
散乱アパーチャー４の厚みは、数μｍとされている。散
乱アパーチャー４に入射荷電粒子線１が入射すると、そ
のうち、孔４Ｂの部分にあたったものは通りぬけて、透
過荷電粒子線２として直進するが、それ以外の基板部４
Ａに当たったものは、散乱されて散乱荷電粒子線２’と
なる。透過荷電粒子線２はアパーチャー５を通過する
が、散乱荷電粒子線２’はそのほとんどがアパーチャー
５で吸収されてしまい、それより下流には流れない。
と共に、輪帯アパーチャーを加工のし易い材料で構成し
た荷電粒子線露光装置を提供する。 【解決手段】 クロスオーバー面Ａに、（ｂ）に示すよ
うな断面形状を有する散乱アパーチャー４が設けられて
いる。すなわち、Ｓｉウェハーを微細加工して作成され
た基板部４Ａには、輪帯状の孔４Ｂが設けられている。
散乱アパーチャー４の厚みは、数μｍとされている。散
乱アパーチャー４に入射荷電粒子線１が入射すると、そ
のうち、孔４Ｂの部分にあたったものは通りぬけて、透
過荷電粒子線２として直進するが、それ以外の基板部４
Ａに当たったものは、散乱されて散乱荷電粒子線２’と
なる。透過荷電粒子線２はアパーチャー５を通過する
が、散乱荷電粒子線２’はそのほとんどがアパーチャー
５で吸収されてしまい、それより下流には流れない。
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荷電粒子線露光装置
に関するものであり、さらに詳しくは、クーロン効果に
よる焦点ずれや像の歪みを小さくした荷電粒子線露光装
置及びそれを用いた半導体デバイスの製造方法に関する
ものである。
路等のリソグラフィーに用いられる荷電粒子線露光装置
に関するものであり、さらに詳しくは、クーロン効果に
よる焦点ずれや像の歪みを小さくした荷電粒子線露光装
置及びそれを用い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】近年、半導体集積回路の集積度が高まる
につれて、回路パターンの微細化が要求されている。要
求される回路パターンの最小幅が0.1μｍ以下となるの
に伴い、従来の光学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、露光時の高解像度と高
スループットの両方を兼ね備えた荷電粒子線露光装置の
方式の検討が進められている。
につれて、回路パターンの微細化が要求されている。要
求される回路パターンの最小幅が0.1μｍ以下となるの
に伴い、従来の光学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、露光時の高解像度と高
スループットの両方を兼ね備えた荷電粒子線露光装置の
方式の検討が進められている。
【０００３】この目的で最初に開発されようとした方式
は、一括転写方式である。これは１ダイまたは複数ダイ
を一度に露光する方式である。しかし、この方式は転写
のための原版となるマスクの製作が困難であること、１
ダイ以上というような大きな光学フィールド内で収差を
必要程度以下にするのが難しいこと等の理由により、最
近では、その開発が下火になってきている。
は、一括転写方式である。これは１ダイまたは複数ダイ
を一度に露光する方式である。しかし、この方式は転写
のための原版となるマスクの製作が困難であること、１
ダイ以上というような大きな光学フィールド内で収差を
必要程度以下にするのが難しいこと等の理由により、最
近では、その開発が下火になってきている。
【０００４】一括転写方式に代わり、最近よく検討され
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、数100μｍ□程度の小さな領域（サブフィー
ルド）に分割して露光転写する方式であり、一般的に分
割転写方式とよばれている。露光転写の際、サブフィー
ルド毎に、被露光面上に結像される像の焦点や偏向フィ
ールドの歪み等の収差等を補正しながら露光する。これ
により、一括転写に比べて光学的に広い領域にわたって
解像度、精度の良い露光を行うことができる。
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、数100μｍ□程度の小さな領域（サブフィー
ルド）に分割して露光転写する方式であり、一般的に分
割転写方式とよばれている。露光転写の際、サブフィー
ルド毎に、被露光面上に結像される像の焦点や偏向フィ
ールドの歪み等の収差等を補正しながら露光する。これ
により、一括転写に比べて光学的に広い領域にわたって
解像度、精度の良い露光を行うことができる。
【０００５】ところで、このような荷電粒子線露光装置
に避けられない問題として、クーロン効果による像のボ
ケや歪みの問題がある。クーロン効果とは、近接する荷
電粒子線同士が反発して、その結果、荷電粒子の軌道が
乱される現象である。この現象は分割転写方式において
も当然起こり、その対策の一例として、電流量に応じて
リフォーカスレンズ等により焦点を調整することが検討
されている。しかしながら実際には、クーロン効果によ
り焦点が変わるだけでなく、転写領域には歪みも生じて
いる。
に避けられない問題として、クーロン効果による像のボ
ケや歪みの問題がある。クーロン効果とは、近接する荷
電粒子線同士が反発して、その結果、荷電粒子の軌道が
乱される現象である。この現象は分割転写方式において
も当然起こり、その対策の一例として、電流量に応じて
リフォーカスレンズ等により焦点を調整することが検討
されている。しかしながら実際には、クーロン効果によ
り焦点が変わるだけでなく、転写領域には歪みも生じて
いる。
【０００６】この歪みを取り除く方法として、発明者
は、フォーカスレンズ３個、スティグメータ２個を配し
た光学系を使用する発明を行い、平成９年特許願２３７
３０３号として特許出願している。しかしながら、この
発明においては、低次の歪みは除去可能ではあるが、高
次の歪みの除去が困難である。また、転写される小領域
パターンに応じてフォーカスや歪み補正をしなければな
らず、システムとして複雑で、且つ各補正定数を決定す
るための測定や計算時間等も無視し得ないものである。
は、フォーカスレンズ３個、スティグメータ２個を配し
た光学系を使用する発明を行い、平成９年特許願２３７
３０３号として特許出願している。しかしながら、この
発明においては、低次の歪みは除去可能ではあるが、高
次の歪みの除去が困難である。また、転写される小領域
パターンに応じてフォーカスや歪み補正をしなければな
らず、システムとして複雑で、且つ各補正定数を決定す
るための測定や計算時間等も無視し得ないものである。
【０００７】また、他の方法として、クーロン効果で発
生する歪みを予想又は測定し、レチクルパターンをこの
クーロン歪みを補正するように最初から歪ませ、露光さ
れる小領域毎に焦点補正を調整するという方法も考えら
れている。しかしながら、この方法も、前記の方法と同
様、クーロン歪みを予め計算、又は測定せねばならず、
露光システムとしては複雑で時間のかかるものである。
生する歪みを予想又は測定し、レチクルパターンをこの
クーロン歪みを補正するように最初から歪ませ、露光さ
れる小領域毎に焦点補正を調整するという方法も考えら
れている。しかしながら、この方法も、前記の方法と同
様、クーロン歪みを予め計算、又は測定せねばならず、
露光システムとしては複雑で時間のかかるものである。
【０００８】以上のような解決方法の問題点を克服する
ものとして、発明者の同僚は、荷電粒子線の断面形状を
リング状のもの（ホロービーム）とすることにより、ク
ーロン効果自体を低減させる方法を発明し、平成１０年
特許願第１１１３５７号として特許出願した（先願発
明）。その方法の実施の形態の例を図４、図５を用いて
説明する。
ものとして、発明者の同僚は、荷電粒子線の断面形状を
リング状のもの（ホロービーム）とすることにより、ク
ーロン効果自体を低減させる方法を発明し、平成１０年
特許願第１１１３５７号として特許出願した（先願発
明）。その方法の実施の形態の例を図４、図５を用いて
説明する。
【０００９】図４はホロービームの形成方法を示したも
のであり、電子ビーム２１の軌道の中間に、（ｂ）に示
されるようにＭｏやＷからなる基板２５Ａにリング状の
孔２５Ｂを開けた輪帯アパーチャー２４を設ける。する
と、輪帯アパーチャー２４の基板部２５Ａに当たった電
子線は吸収され、孔２５Ｂを通過した電子線２２のみが
以後の露光転写に用いられることになる。輪帯アパーチ
ャー２４は、電子ビームが細く絞られるクロスオーバー
面Ａに設けられる。
のであり、電子ビーム２１の軌道の中間に、（ｂ）に示
されるようにＭｏやＷからなる基板２５Ａにリング状の
孔２５Ｂを開けた輪帯アパーチャー２４を設ける。する
と、輪帯アパーチャー２４の基板部２５Ａに当たった電
子線は吸収され、孔２５Ｂを通過した電子線２２のみが
以後の露光転写に用いられることになる。輪帯アパーチ
ャー２４は、電子ビームが細く絞られるクロスオーバー
面Ａに設けられる。
【００１０】図５において、電子源２６から放出された
電子線２１は、照明レンズ２７、２８を通った後、輪帯
アパーチャー２４に入射する。視野制限アパーチャー２
９は視野角を制限しビームを整形するためのもので、照
明レンズ２７、２８からなるレンズ系に対して、電子源
２６における電子放出面と共役な位置に置かれる。
電子線２１は、照明レンズ２７、２８を通った後、輪帯
アパーチャー２４に入射する。視野制限アパーチャー２
９は視野角を制限しビームを整形するためのもので、照
明レンズ２７、２８からなるレンズ系に対して、電子源
２６における電子放出面と共役な位置に置かれる。
【００１１】電子源２６の最初のクロスオーバー３０の
像は、照明レンズ２７、２８により、図４に示したよう
な輪帯アパーチャー２４上に結像される。すなわち、輪
帯アパーチャー２４はクロスオーバーの位置に設けられ
ている。輪帯アパーチャー２４を透過したホロービーム
状の電子線２２は、照明レンズ３２によって、電子源２
６の電子放出面の像をマスク３３上に形成し、マスク３
３上を一様に照明する。視野制限アパーチャー２９は、
照明レンズ２８、３２からなるレンズ系に対して、マス
ク３３と共役な位置に置かれる。
像は、照明レンズ２７、２８により、図４に示したよう
な輪帯アパーチャー２４上に結像される。すなわち、輪
帯アパーチャー２４はクロスオーバーの位置に設けられ
ている。輪帯アパーチャー２４を透過したホロービーム
状の電子線２２は、照明レンズ３２によって、電子源２
６の電子放出面の像をマスク３３上に形成し、マスク３
３上を一様に照明する。視野制限アパーチャー２９は、
照明レンズ２８、３２からなるレンズ系に対して、マス
ク３３と共役な位置に置かれる。
【００１２】マスク３３上のパターンは、投影レンズ３
４、３５により、マスク３６上に結像される。その際、
マスク３３で散乱された電子線を遮蔽するため、コント
ラストアパーチャー３７が設けられている。この実施の
形態においては、マスク３３を照射する前にビーム形状
がホロービームとされているため、クーロン効果の影響
が低減され、電流量を少なくしなくても、ボケや歪みが
低減されるので、スループットを低下させることなく、
解像度や転写精度を上げることができるというメリット
を有する。
４、３５により、マスク３６上に結像される。その際、
マスク３３で散乱された電子線を遮蔽するため、コント
ラストアパーチャー３７が設けられている。この実施の
形態においては、マスク３３を照射する前にビーム形状
がホロービームとされているため、クーロン効果の影響
が低減され、電流量を少なくしなくても、ボケや歪みが
低減されるので、スループットを低下させることなく、
解像度や転写精度を上げることができるというメリット
を有する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、平
成１０年特許願第１１１３５７号に係る発明は優れたも
のであるが、輪帯アパーチャーの製造に問題点を有して
いた。すなわち、通常、クロスオーバーの直径は数100
μｍであり、このような電子ビームの絞られた位置に輪
帯アパーチャ２４（厚さ数100μｍ）を設けると輪帯ア
パーチャ２４の温度は数1000℃に達する。そのため、輪
帯アパーチャー２４の材料はＭｏ、Ｗ等に限られる。こ
のような材料であって厚さ数100μｍのものに、μｍの
単位で孔を加工することは困難であった。また、輪帯ア
パーチャー２４の高熱が、露光光学系の熱不安定性の一
因ともなるという問題もあった。
成１０年特許願第１１１３５７号に係る発明は優れたも
のであるが、輪帯アパーチャーの製造に問題点を有して
いた。すなわち、通常、クロスオーバーの直径は数100
μｍであり、このような電子ビームの絞られた位置に輪
帯アパーチャ２４（厚さ数100μｍ）を設けると輪帯ア
パーチャ２４の温度は数1000℃に達する。そのため、輪
帯アパーチャー２４の材料はＭｏ、Ｗ等に限られる。こ
のような材料であって厚さ数100μｍのものに、μｍの
単位で孔を加工することは困難であった。また、輪帯ア
パーチャー２４の高熱が、露光光学系の熱不安定性の一
因ともなるという問題もあった。
【００１４】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、輪帯アパーチャーが高熱になるのを防
止すると共に、輪帯アパーチャーを加工のし易い材料で
構成した荷電粒子線露光装置を提供することを課題とす
る。
なされたもので、輪帯アパーチャーが高熱になるのを防
止すると共に、輪帯アパーチャーを加工のし易い材料で
構成した荷電粒子線露光装置を提供することを課題とす
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する第１
の手段は、荷電粒子線によりマスクを照明し、マスク上
に形成されたパターンをウェハー上に露光転写する荷電
粒子線露光装置であって、前記マスクより荷電粒子線の
線源側のクロスオーバ像面近傍に、少なくとも第１の半
径の円形領域内を通過する荷電粒子線を散乱する散乱部
と、少なくとも前記第１の半径より大きい第２の半径の
円形領域外を通過する荷電粒子線を散乱する散乱部とを
併せ持った散乱アパーチャーを有すると共に、当該散乱
アパーチャーと前記マスクの間に、当該散乱アパーチャ
ーで散乱された電子の大部分を吸収する、中心に開口部
を有したアパーチャが配置されていることを特徴とする
荷電粒子線露光装置（請求項１）である。
の手段は、荷電粒子線によりマスクを照明し、マスク上
に形成されたパターンをウェハー上に露光転写する荷電
粒子線露光装置であって、前記マスクより荷電粒子線の
線源側のクロスオーバ像面近傍に、少なくとも第１の半
径の円形領域内を通過する荷電粒子線を散乱する散乱部
と、少なくとも前記第１の半径より大きい第２の半径の
円形領域外を通過する荷電粒子線を散乱する散乱部とを
併せ持った散乱アパーチャーを有すると共に、当該散乱
アパーチャーと前記マスクの間に、当該散乱アパーチャ
ーで散乱された電子の大部分を吸収する、中心に開口部
を有したアパーチャが配置されていることを特徴とする
荷電粒子線露光装置（請求項１）である。
【００１６】本手段においては、輪帯アパーチャーを、
荷電粒子線を吸収する材料で製作せず、荷電粒子線を散
乱する材料で製作する。よって、輪帯アパーチャー（散
乱アパーチャー）に吸収される荷電粒子線は少ないの
で、この部分が高熱になることはない。散乱された荷電
粒子線は、散乱アパーチャーとマスクの間に配置されて
いるアパーチャーにより吸収されるが、その部分では荷
電粒子線は広い範囲に散乱され、電流密度がクロスオー
バー位置の１／10程度に減少している。また、アパーチ
ャーの厚みも数ｍｍ以上とすることができるので、この
アパーチャーの温度を数100℃程度に下げることができ
る。よって、ＭｏやＷ等の加工のしにくい材料を使用す
る必要がない。また、このアパーチャーには精密加工を
する必要がないので、加工上の問題が解決される。さら
に、装置全体の熱的安定性を向上させることができる。
荷電粒子線を吸収する材料で製作せず、荷電粒子線を散
乱する材料で製作する。よって、輪帯アパーチャー（散
乱アパーチャー）に吸収される荷電粒子線は少ないの
で、この部分が高熱になることはない。散乱された荷電
粒子線は、散乱アパーチャーとマスクの間に配置されて
いるアパーチャーにより吸収されるが、その部分では荷
電粒子線は広い範囲に散乱され、電流密度がクロスオー
バー位置の１／10程度に減少している。また、アパーチ
ャーの厚みも数ｍｍ以上とすることができるので、この
アパーチャーの温度を数100℃程度に下げることができ
る。よって、ＭｏやＷ等の加工のしにくい材料を使用す
る必要がない。また、このアパーチャーには精密加工を
する必要がないので、加工上の問題が解決される。さら
に、装置全体の熱的安定性を向上させることができる。
【００１７】一方、散乱アパーチャーは、厚さ数μｍの
Ｓｉ等で製作できるため、リソグラフィーによる微細加
工技術を使用することができ、容易に精度の良い微細開
口を形成することができる。よって、本手段において
は、平成１０年特許願第１１１３５７号に係る発明の有
する問題点を解消しながら、その利点を活用することが
できる。
Ｓｉ等で製作できるため、リソグラフィーによる微細加
工技術を使用することができ、容易に精度の良い微細開
口を形成することができる。よって、本手段において
は、平成１０年特許願第１１１３５７号に係る発明の有
する問題点を解消しながら、その利点を活用することが
できる。
【００１８】散乱アパーチャーをクロスオーバー近傍に
置くのは、クロスオーバーにおける光軸からの距離と荷
電粒子線の強度の関係が、マスク面における荷電粒子線
の入射角と荷電粒子線の強度の関係に等しくなるよう
に、照明光学系が設計されているためである。この関係
により、リング状のアパーチャーをクロスオーバー位置
に置けば、マスク面にはほぼ一定の入射角の荷電粒子が
入射することになり、照明の一様性を損なうことは無
い。クロスオーバー「近傍」というのは、散乱アパーチ
ャーの位置が、ある程度クロスオーバー位置から離れて
もよいことを意味する。どの程度離れることが許される
かは、要求される照明の一様性に応じて、当業者が適宜
決定することができる。
置くのは、クロスオーバーにおける光軸からの距離と荷
電粒子線の強度の関係が、マスク面における荷電粒子線
の入射角と荷電粒子線の強度の関係に等しくなるよう
に、照明光学系が設計されているためである。この関係
により、リング状のアパーチャーをクロスオーバー位置
に置けば、マスク面にはほぼ一定の入射角の荷電粒子が
入射することになり、照明の一様性を損なうことは無
い。クロスオーバー「近傍」というのは、散乱アパーチ
ャーの位置が、ある程度クロスオーバー位置から離れて
もよいことを意味する。どの程度離れることが許される
かは、要求される照明の一様性に応じて、当業者が適宜
決定することができる。
【００１９】また、本発明の骨子は、露光に寄与する荷
電粒子線をホロービームとし、残りの荷電粒子線を散乱
させた上で吸収することにあるので、散乱アパーチャー
の開口部がリング状のものでなく、多角形のものであっ
ても、同様の効果が得られるものであり、このようなも
のが本発明の均等物であることは言うまでもない。
電粒子線をホロービームとし、残りの荷電粒子線を散乱
させた上で吸収することにあるので、散乱アパーチャー
の開口部がリング状のものでなく、多角形のものであっ
ても、同様の効果が得られるものであり、このようなも
のが本発明の均等物であることは言うまでもない。
【００２０】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、前記散乱アパーチャーの前
に、荷電粒子線の分布の端部における荷電粒子線を予め
吸収する電流吸収アパーチャーが配置されていることを
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、前記散乱アパーチャーの前
に、荷電粒子線の分布の端部における荷電粒子線を予め
吸収する電流吸収アパーチャーが配置されていることを
特徴とするもの（請求項２）である。
【００２１】本手段においては、端部の荷電粒子線が、
散乱アパーチャーに入る前に電流吸収アパーチャーによ
って吸収されるので、散乱アパーチャーの熱負荷が軽減
される。
散乱アパーチャーに入る前に電流吸収アパーチャーによ
って吸収されるので、散乱アパーチャーの熱負荷が軽減
される。
【００２２】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、前記中心に開
口部を有するアパーチャーが、複数枚設けられているこ
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、前記中心に開
口部を有するアパーチャーが、複数枚設けられているこ
とを特徴とするもの（請求項３）である。
【００２３】散乱された荷電粒子線を吸収するアパーチ
ャーは、中心部に散乱されない荷電粒子線を通すための
開口を有するので、散乱された荷電粒子線の一部もこの
開口部を通りぬけることになる。本手段においては、こ
のようなアパーチャーを複数枚設けているので、散乱さ
れた荷電粒子線がマスクに到達するのを、ほぼ完全に防
止することができる。
ャーは、中心部に散乱されない荷電粒子線を通すための
開口を有するので、散乱された荷電粒子線の一部もこの
開口部を通りぬけることになる。本手段においては、こ
のようなアパーチャーを複数枚設けているので、散乱さ
れた荷電粒子線がマスクに到達するのを、ほぼ完全に防
止することができる。
【００２４】前記課題を解決するための大４の手段は、
前記第１の手段から第３の手段のうちいずれかの荷電粒
子線露光装置を用いて、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４）で
ある。
前記第１の手段から第３の手段のうちいずれかの荷電粒
子線露光装置を用いて、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４）で
ある。
【００２５】本手段においては、クーロン効果の影響が
低減され、電流量を少なくしなくても、ボケや歪みが低
減されるので、スループットを低下させることなく、解
像度や転写精度の高い状態で半導体デバイスを製造する
ことができる。
低減され、電流量を少なくしなくても、ボケや歪みが低
減されるので、スループットを低下させることなく、解
像度や転写精度の高い状態で半導体デバイスを製造する
ことができる。
【００２６】
【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に使
用される散乱アパーチャーとその作用を説明するための
図である。図１において１は入射荷電粒子線、２は透過
荷電粒子線、２’は散乱荷電粒子線、４は散乱アパーチ
ャー、４Ａは散乱基板、４Ｂは孔、５はアパーチャーで
ある。なお、以下の図において前出の図における構成要
素と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略す
る。
図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に使
用される散乱アパーチャーとその作用を説明するための
図である。図１において１は入射荷電粒子線、２は透過
荷電粒子線、２’は散乱荷電粒子線、４は散乱アパーチ
ャー、４Ａは散乱基板、４Ｂは孔、５はアパーチャーで
ある。なお、以下の図において前出の図における構成要
素と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略す
る。
【００２７】図１において、クロスオーバー面Ａに、
（ｂ）に示すような断面形状を有する散乱アパーチャー
４が設けられている。すなわち、Ｓｉウェハーを微細加
工して作成された基板部４Ａには、輪帯状の孔４Ｂが設
けられている。散乱アパーチャー４の厚みは、数μｍと
されている。
（ｂ）に示すような断面形状を有する散乱アパーチャー
４が設けられている。すなわち、Ｓｉウェハーを微細加
工して作成された基板部４Ａには、輪帯状の孔４Ｂが設
けられている。散乱アパーチャー４の厚みは、数μｍと
されている。
【００２８】散乱アパーチャー４に入射荷電粒子線１が
入射すると、そのうち、孔４Ｂの部分にあたったものは
通りぬけて、透過荷電粒子線２として直進するが、それ
以外の基板部４Ａに当たったものは、散乱されて散乱荷
電粒子線２’となる。
入射すると、そのうち、孔４Ｂの部分にあたったものは
通りぬけて、透過荷電粒子線２として直進するが、それ
以外の基板部４Ａに当たったものは、散乱されて散乱荷
電粒子線２’となる。
【００２９】散乱アパーチャーとマスクの間には、中央
部に開口を有する別のアパーチャー５が設けられてい
る。アパーチャー５は数100℃の高温に耐えうる耐熱材
料で形成され、厚さも数ｍｍ以上とされている。中央部
の開口は、透過荷電粒子線２の通過を妨げないような大
きさとされている。
部に開口を有する別のアパーチャー５が設けられてい
る。アパーチャー５は数100℃の高温に耐えうる耐熱材
料で形成され、厚さも数ｍｍ以上とされている。中央部
の開口は、透過荷電粒子線２の通過を妨げないような大
きさとされている。
【００３０】よって、透過荷電粒子線２はアパーチャー
５を通過するが、散乱荷電粒子線２’はそのほとんどが
アパーチャー５で吸収されてしまい、それより下流には
流れない。なお、アパーチャー５の開口部より散乱荷電
粒子線２’が漏れるが、この散乱荷電粒子は僅かである
上に散乱性を有しているので、露光転写系においてはあ
まり問題とならない。なお、後に述べるように、散乱荷
電粒子線を吸収するアパーチャーの枚数を増やすことに
より、この散乱荷電粒子線がマスクに到達するのを、ほ
ぼ完全に防止することができる。
５を通過するが、散乱荷電粒子線２’はそのほとんどが
アパーチャー５で吸収されてしまい、それより下流には
流れない。なお、アパーチャー５の開口部より散乱荷電
粒子線２’が漏れるが、この散乱荷電粒子は僅かである
上に散乱性を有しているので、露光転写系においてはあ
まり問題とならない。なお、後に述べるように、散乱荷
電粒子線を吸収するアパーチャーの枚数を増やすことに
より、この散乱荷電粒子線がマスクに到達するのを、ほ
ぼ完全に防止することができる。
【００３１】図２に、本発明の実施の形態である電子線
露光装置の例を示す。図２において、６は電子源、７、
８は照明レンズ、９は視野制限アパーチャー、１０は最
初のクロスオーバー、１１は電流制限用アパーチャー、
１２は照明レンズ、１３はマスク、１４、１５は投影レ
ンズ、１６はウェハー、１７はコントラストアパーチャ
ーである。
露光装置の例を示す。図２において、６は電子源、７、
８は照明レンズ、９は視野制限アパーチャー、１０は最
初のクロスオーバー、１１は電流制限用アパーチャー、
１２は照明レンズ、１３はマスク、１４、１５は投影レ
ンズ、１６はウェハー、１７はコントラストアパーチャ
ーである。
【００３２】電子源６から放出された電子線１は、照明
レンズ７、８を通った後、散乱アパーチャー４に入射す
る。視野制限アパーチャー９は視野を制限し、ビームを
整形するためのもので、照明レンズ７、８からなるレン
ズ系に対して、電子源６における電子放出面と共役な位
置に置かれる。
レンズ７、８を通った後、散乱アパーチャー４に入射す
る。視野制限アパーチャー９は視野を制限し、ビームを
整形するためのもので、照明レンズ７、８からなるレン
ズ系に対して、電子源６における電子放出面と共役な位
置に置かれる。
【００３３】電子源６の最初のクロスオーバー１０の像
は、照明レンズ７、８により、図１に示したような散乱
アパーチャー４上に結像される。すなわち、散乱アパー
チャー４はクロスオーバーの位置に設けられている。散
乱アパーチャー４の前側には、電流制限用アパーチャー
１１が設けられている。電流制限アパーチャー１１は、
クロスオーバーでの電子線分布の端部を予めカットする
ことにより、散乱アパーチャー４の熱負荷を軽減するも
のである。散乱アパーチャー４を透過したホロービーム
状の電子線２は、照明レンズ１２によって、電子源６の
電子放出面の像をマスク１３上に形成し、マスク１３上
を一様に照明する。視野制限アパーチャー９は、照明レ
ンズ８、１２からなるレンズ系に対して、マスク１３と
共役な位置に置かれる。散乱アパーチャー４で散乱され
た散乱電子線２’は、図１の説明で述べたように、アパ
ーチャー５によって、そのほとんどが吸収される。
は、照明レンズ７、８により、図１に示したような散乱
アパーチャー４上に結像される。すなわち、散乱アパー
チャー４はクロスオーバーの位置に設けられている。散
乱アパーチャー４の前側には、電流制限用アパーチャー
１１が設けられている。電流制限アパーチャー１１は、
クロスオーバーでの電子線分布の端部を予めカットする
ことにより、散乱アパーチャー４の熱負荷を軽減するも
のである。散乱アパーチャー４を透過したホロービーム
状の電子線２は、照明レンズ１２によって、電子源６の
電子放出面の像をマスク１３上に形成し、マスク１３上
を一様に照明する。視野制限アパーチャー９は、照明レ
ンズ８、１２からなるレンズ系に対して、マスク１３と
共役な位置に置かれる。散乱アパーチャー４で散乱され
た散乱電子線２’は、図１の説明で述べたように、アパ
ーチャー５によって、そのほとんどが吸収される。
【００３４】マスク１３上のパターンは、投影レンズ１
４、１５により、マスク１６上に結像される。その際、
マスク１３面で散乱された電子線を遮蔽するため、コン
トラストアパーチャー１７が設けられている。この実施
の形態においては、マスク１３を照射する前にビーム形
状がホロービームとされているため、クーロン効果の影
響が低減され、電流量を少なくしなくても、ボケや歪み
が低減されるので、スループットを低下させることな
く、解像度や転写精度を上げることができるというメリ
ットを有する。すなわち、像点移動は数μｍ以下、像の
歪みも数ｎｍ以下に押さえられる。
４、１５により、マスク１６上に結像される。その際、
マスク１３面で散乱された電子線を遮蔽するため、コン
トラストアパーチャー１７が設けられている。この実施
の形態においては、マスク１３を照射する前にビーム形
状がホロービームとされているため、クーロン効果の影
響が低減され、電流量を少なくしなくても、ボケや歪み
が低減されるので、スループットを低下させることな
く、解像度や転写精度を上げることができるというメリ
ットを有する。すなわち、像点移動は数μｍ以下、像の
歪みも数ｎｍ以下に押さえられる。
【００３５】なお、図２には示していないが、アパーチ
ャー５で吸収できなかったり、アパーチャー５の開口部
を通ってきた散乱電子線２’を取り除くために、マスク
１３の上に複数のアパーチャーを設けてもよい。
ャー５で吸収できなかったり、アパーチャー５の開口部
を通ってきた散乱電子線２’を取り除くために、マスク
１３の上に複数のアパーチャーを設けてもよい。
【００３６】図３は、散乱アパーチャーの形状の例を示
すものであり、このように、リングを２つ割りにしたよ
うな形状のものでも、同心円状に複数の円状の開口を設
けたものでもよい。散乱アパーチャーの形状は、このよ
うにいろいろなものが考えられるが、第１の半径の円形
領域内を通過する荷電粒子線と、第１の半径より大きい
半径の第２の円形領域外を通過する荷電粒子線を散乱す
るものであればどのようなものでもよい。
すものであり、このように、リングを２つ割りにしたよ
うな形状のものでも、同心円状に複数の円状の開口を設
けたものでもよい。散乱アパーチャーの形状は、このよ
うにいろいろなものが考えられるが、第１の半径の円形
領域内を通過する荷電粒子線と、第１の半径より大きい
半径の第２の円形領域外を通過する荷電粒子線を散乱す
るものであればどのようなものでもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る発明においては、ホロービームを形成した残
りの荷電粒子線を散乱させた上で他のアパーチャーによ
り吸収するようにしているので、ホロービームを形成す
るアパーチャー、荷電粒子線を吸収するアパーチャーと
も高温とならない。よって、ホロービームを形成するア
パーチャーをＳｉ等の精密加工のしやすい材料で形成で
きると共に、荷電粒子線を吸収するアパーチャーの厚み
を大きくできる。従って、平成１０年特許願第１１１３
５７号に係る発明の有する問題点を解消しながら、その
利点を活用することができる。
項１に係る発明においては、ホロービームを形成した残
りの荷電粒子線を散乱させた上で他のアパーチャーによ
り吸収するようにしているので、ホロービームを形成す
るアパーチャー、荷電粒子線を吸収するアパーチャーと
も高温とならない。よって、ホロービームを形成するア
パーチャーをＳｉ等の精密加工のしやすい材料で形成で
きると共に、荷電粒子線を吸収するアパーチャーの厚み
を大きくできる。従って、平成１０年特許願第１１１３
５７号に係る発明の有する問題点を解消しながら、その
利点を活用することができる。
【００３８】請求項２に係る発明においては、端部の荷
電粒子線が、散乱アパーチャーに入る前に電流吸収アパ
ーチャーによって吸収されるので、散乱アパーチャーの
熱負荷が軽減される。
電粒子線が、散乱アパーチャーに入る前に電流吸収アパ
ーチャーによって吸収されるので、散乱アパーチャーの
熱負荷が軽減される。
【００３９】請求項３に係る発明においては、散乱され
た荷電粒子線がマスクに到達するのを、ほぼ完全に防止
することができる。
た荷電粒子線がマスクに到達するのを、ほぼ完全に防止
することができる。
【００４０】請求項４に係る発明においては、スループ
ットを低下させることなく、解像度や転写精度の高い状
態で半導体デバイスを製造することができる。
ットを低下させることなく、解像度や転写精度の高い状
態で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に使用される散乱アパーチ
ャーとその作用を説明するための図である。
ャーとその作用を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態である電子線露光装置の例
を示す図である。
を示す図である。
【図３】散乱アパーチャーの形状の例を示す図である。
【図４】先願発明における輪帯アパーチャーの例を示す
図である。
図である。
【図５】先願発明の実施の形態の例を示す図である。
１…入射荷電粒子線、２…透過荷電粒子線、２’…散乱
荷電粒子線、４…散乱アパーチャー、４Ａ…散乱基板、
４Ｂ…孔、５…アパーチャー、６…電子源、７、８…照
明レンズ、９…視野制限アパーチャー、１０…最初のク
ロスオーバー、１１…電流制限用アパーチャー、１２…
照明レンズ、１３…マスク、１４、１５…投影レンズ、
１６…ウェハー、１７…コントラストアパーチャー
荷電粒子線、４…散乱アパーチャー、４Ａ…散乱基板、
４Ｂ…孔、５…アパーチャー、６…電子源、７、８…照
明レンズ、９…視野制限アパーチャー、１０…最初のク
ロスオーバー、１１…電流制限用アパーチャー、１２…
照明レンズ、１３…マスク、１４、１５…投影レンズ、
１６…ウェハー、１７…コントラストアパーチャー
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/30 ５４１Ｂ
Claims (4)
- 【請求項１】 荷電粒子線によりマスクを照明し、マス
ク上に形成されたパターンをウェハー上に露光転写する
荷電粒子線露光装置であって、前記マスクより荷電粒子
線の線源側のクロスオーバ像面近傍に、少なくとも第１
の半径の円形領域内を通過する荷電粒子線を散乱する散
乱部と、少なくとも前記第１の半径より大きい第２の半
径の円形領域外を通過する荷電粒子線を散乱する散乱部
とを併せ持った散乱アパーチャーを有すると共に、当該
散乱アパーチャーと前記マスクの間に、当該散乱アパー
チャーで散乱された電子の大部分を吸収する、中心に開
口部を有したアパーチャが配置されていることを特徴と
する荷電粒子線露光装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の荷電粒子線露光装置で
あって、前記散乱アパーチャーの前に、荷電粒子線の分
布の端部における荷電粒子線を予め吸収する電流吸収ア
パーチャーが配置されていることを特徴とする荷電粒子
線露光装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の荷電粒子
線露光装置であって、前記中心に開口部を有したアパー
チャーが、複数枚設けられていることを特徴とする荷電
粒子線露光装置。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３のうちいずれか１
項に記載の荷電粒子線露光装置を用いて、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 (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11136935A JP2000331633A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 荷電粒子線露光装置及び半導体デバイスの製造方法 |
| US09/575,211 US6563125B1 (en) | 1999-05-18 | 2000-05-18 | Charged-particle-beam microlithography apparatus and methods for preventing coulomb effects using the hollow-beam technique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11136935A JP2000331633A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 荷電粒子線露光装置及び半導体デバイスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000331633A true JP2000331633A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15186994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11136935A Pending JP2000331633A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 荷電粒子線露光装置及び半導体デバイスの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6563125B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000331633A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006278028A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Ebara Corp | 電子線装置及び該装置を用いたデバイス製造方法 |
| JP2007528106A (ja) * | 2004-03-19 | 2007-10-04 | イツェーテー インテグレイテッド サーキット テスティング ゲゼルシャフト フュール ハルブライタープリュッフテヒニク ミット ベシュレンクテル ハフツング | 高電流密度粒子ビームシステム |
| JP7474372B2 (ja) | 2018-04-13 | 2024-04-24 | 株式会社ホロン | 電子検出装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7205206B2 (en) * | 2004-03-03 | 2007-04-17 | International Business Machines Corporation | Method of fabricating mobility enhanced CMOS devices |
| US7071478B2 (en) * | 2004-04-02 | 2006-07-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | System and method for passing particles on selected areas on a wafer |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3200894B2 (ja) * | 1991-03-05 | 2001-08-20 | 株式会社日立製作所 | 露光方法及びその装置 |
| GB2291219B (en) * | 1994-07-05 | 1998-07-01 | Nec Corp | Photo-mask fabrication and use |
| US5561008A (en) * | 1995-01-27 | 1996-10-01 | Lucent Technologies Inc. | Process for device fabrication using projection lithography and an apparatus therefor |
| GB9525767D0 (en) * | 1995-12-16 | 1996-02-14 | At & T Global Inf Solution | Apparatus for detecting multiple superposed sheets |
| US5821542A (en) * | 1996-06-26 | 1998-10-13 | International Business Machines Corporation | Particle beam imaging system having hollow beam illumination |
| JPH10111357A (ja) * | 1996-10-04 | 1998-04-28 | Mitsubishi Electric Corp | モノパルスレーダ装置 |
| US6222197B1 (en) * | 1997-08-21 | 2001-04-24 | Nikon Corporation | Charged-particle-beam pattern-transfer methods and apparatus |
| US6441384B1 (en) | 1998-04-08 | 2002-08-27 | Nikon Corporation | Charged particle beam exposure device exhibiting reduced image blur |
| JPH11297610A (ja) * | 1998-04-08 | 1999-10-29 | Nikon Corp | 荷電粒子線露光装置 |
| US6218676B1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-04-17 | Nikon Corporation | Charged-particle-beam image-transfer apparatus exhibiting reduced space-charge effects and device fabrication methods using the same |
| JP2000232052A (ja) * | 1999-02-09 | 2000-08-22 | Nikon Corp | 荷電粒子線転写露光装置 |
| JP2001202912A (ja) * | 2000-01-21 | 2001-07-27 | Nikon Corp | 荷電粒子線装置の開口と光軸の軸合わせ方法 |
| JP2001203150A (ja) * | 2000-01-21 | 2001-07-27 | Nikon Corp | ホローアパーチャ、荷電粒子線露光装置、荷電粒子線露光装置におけるビームの位置合わせ方法、荷電粒子線量の調整方法、荷電粒子線発生源の調整方法、及び半導体デバイスの製造方法 |
-
1999
- 1999-05-18 JP JP11136935A patent/JP2000331633A/ja active Pending
-
2000
- 2000-05-18 US US09/575,211 patent/US6563125B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007528106A (ja) * | 2004-03-19 | 2007-10-04 | イツェーテー インテグレイテッド サーキット テスティング ゲゼルシャフト フュール ハルブライタープリュッフテヒニク ミット ベシュレンクテル ハフツング | 高電流密度粒子ビームシステム |
| JP2006278028A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Ebara Corp | 電子線装置及び該装置を用いたデバイス製造方法 |
| JP7474372B2 (ja) | 2018-04-13 | 2024-04-24 | 株式会社ホロン | 電子検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6563125B1 (en) | 2003-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI607286B (zh) | 用於ｅｕｖ投射微影之照射光學單元與光學系統 | |
| JP4603305B2 (ja) | 露光方法、パターン寸法調整方法及び焦点ぼかし量取得方法 | |
| US6218676B1 (en) | Charged-particle-beam image-transfer apparatus exhibiting reduced space-charge effects and device fabrication methods using the same | |
| JPH02125609A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JP2000331633A (ja) | 荷電粒子線露光装置及び半導体デバイスの製造方法 | |
| JP2000100715A (ja) | 電子ビーム露光装置の調整方法 | |
| US6440620B1 (en) | Electron beam lithography focusing through spherical aberration introduction | |
| JP3283218B2 (ja) | 電子線描画装置 | |
| JPS59184524A (ja) | 電子ビ−ム露光装置 | |
| JPH11176720A (ja) | 電子ビーム露光装置 | |
| TW201931422A (zh) | 多帶電荷粒子束描繪裝置 | |
| JPH08124834A (ja) | 荷電粒子線転写装置 | |
| JPH11297610A (ja) | 荷電粒子線露光装置 | |
| JPH11224846A (ja) | レチクル照明光学系 | |
| GB1587852A (en) | Electron beam apparatus | |
| US6831260B2 (en) | Electron beam exposure apparatus, reduction projection system, and device manufacturing method | |
| JPH10303117A (ja) | 電子線光学系 | |
| JP2007048804A (ja) | 荷電ビーム描画装置及び荷電ビームの成形方法 | |
| JP3324749B2 (ja) | 電子線描画方法および電子線描画装置 | |
| JP2000353662A (ja) | 電子ビーム投影リソグラフィ用の散乱パターンを含むステンシルレチクル | |
| JPH11176738A (ja) | 荷電ビーム露光装置及び荷電ビーム露光方法 | |
| JP2001244170A (ja) | 荷電粒子線装置用ホローアパーチャ及び荷電粒子線露光装置 | |
| JPH05259035A (ja) | 投影露光装置及びパターン形成方法 | |
| JP2947038B2 (ja) | 縮小投影露光装置 | |
| JPH01270225A (ja) | 露光方法及び露光装置 |