JP2000348662A - Charged particle beam irradiating system, charged particle beam exposure device and manufacture of semiconductor device - Google Patents

Charged particle beam irradiating system, charged particle beam exposure device and manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JP2000348662A
JP2000348662A JP11155191A JP15519199A JP2000348662A JP 2000348662 A JP2000348662 A JP 2000348662A JP 11155191 A JP11155191 A JP 11155191A JP 15519199 A JP15519199 A JP 15519199A JP 2000348662 A JP2000348662 A JP 2000348662A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charged particle
particle beam
aperture
optical axis
electrode
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
Application number
JP11155191A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hajime Yamamoto
一 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP11155191A priority Critical patent/JP2000348662A/en
Publication of JP2000348662A publication Critical patent/JP2000348662A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charged particle beam irradiating system capable of completely removing charged particles around the optical axis having no contribution to image formation. SOLUTION: This irradiating system is equipped with a light source 9 to radiate a charged particle, an extraction electrode 12 and an acceleration electrode 11. It is also equipped with a trim aperture 13 to shield an outer peripheral part comparatively away from the optical axis of the flux of the charged corpuscular ray which has not been accelerated yet and a mechanism 10 to adjust the position of the trim aperture 13 in the vertical surface of the optical axis.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、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等に装備
される電子銃に代表される荷電粒子線照射系に関する。
特には、結像に寄与しない光軸周辺部の荷電粒子を、高
加速される前により完全に除去できるよう改良を加えた
電子銃に関する。さらには、そのような荷電粒子線露光
装置を用い高精度の半導体デバイス製造を行う方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged particle beam irradiation system represented by an electron gun provided in an electron beam exposure apparatus used for lithography of semiconductor integrated circuits and the like.
In particular, the present invention relates to an electron gun improved so that charged particles around the optical axis that do not contribute to imaging can be more completely removed before high acceleration. Further, the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device with high accuracy using such a charged particle beam exposure apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電子銃では光源となるチップ(カ
ソード)の光軸方向だけでなく、その側面からも電子が
放出される。このような荷電粒子は結像に影響を与えな
いムダ電流となるだけでなく、加速電極によって高速に
加速された後に光軸を外れて電子銃内の構造物に衝突
し、特に絶縁物に当たった荷電粒子はそこにとどまり、
ある量を超えると放電現象を引き起こす。これは電子銃
内部の真空度、電流の安定性、電子銃の操作回路等に悪
影響を与える。
2. Description of the Related Art In a conventional electron gun, electrons are emitted not only from the optical axis direction of a chip (cathode) as a light source but also from the side surface thereof. Such charged particles not only result in wasted currents that do not affect imaging, but also accelerate off the optical axis after being accelerated at high speed by the accelerating electrode and collide with structures inside the electron gun, particularly hitting insulators. Charged particles stay there,
Exceeding a certain amount causes a discharge phenomenon. This adversely affects the degree of vacuum inside the electron gun, the stability of the current, the operation circuit of the electron gun, and the like.

【0003】これを防止するため、引き出電極上で有効
なビームがクロスオーバーを結ぶ地点に、そのクロスオ
ーバー径程度のアパーチャ(トリムアパーチャ)を置
き、これを引き出し電極に接続することにより、光軸か
ら外れる荷電粒子が高速に加速されることを防止してい
た。
In order to prevent this, an aperture (trim aperture) having a diameter approximately equal to the crossover diameter is placed at a point where the effective beam connects the crossover on the extraction electrode, and this is connected to the extraction electrode. Off-axis charged particles were prevented from being accelerated at high speed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記トリムアパーチャ
は、電子銃のケーシングに対して機械的嵌め合いにより
位置決めされている。そのため、光源(カソード)の中
心と加速電極(アパーチャ)の中心とを結ぶ線である電
子銃の中心線(光軸)にトリムアパーチャの中心が合致
しないことがある。その場合、結像に寄与しないムダな
電子線が電子銃から放出されて、上述同様の不具合を起
こす恐れがある。
The trim aperture is positioned by mechanical fitting with respect to the casing of the electron gun. Therefore, the center of the trim aperture may not coincide with the center line (optical axis) of the electron gun, which is a line connecting the center of the light source (cathode) and the center of the acceleration electrode (aperture). In that case, a wasteful electron beam that does not contribute to image formation may be emitted from the electron gun, causing the same problem as described above.

【0005】あるいは、光源や加速電極の位置をトリム
アパーチャの中心に合わせようとすると、電子銃の光軸
と電子銃以降の光学系(照明光学系等)の光軸の調整自
由度が下がることもある。本発明は、このような問題点
に鑑みてなされたもので、結像に寄与しない光軸周辺部
の荷電粒子を高加速される前により完全に除去できるよ
う改良を加えた荷電粒子線照射系を提供することを目的
とする。さらには、そのような荷電粒子線照射系を有す
る露光装置を用い高精度の半導体デバイス製造を行う方
法を提供することを目的とする。
[0005] Alternatively, if the position of the light source or the accelerating electrode is to be adjusted to the center of the trim aperture, the degree of freedom in adjusting the optical axis of the electron gun and the optical axis of the optical system (illumination optical system, etc.) after the electron gun decreases. There is also. The present invention has been made in view of such a problem, and a charged particle beam irradiation system improved so that charged particles around the optical axis that do not contribute to image formation can be more completely removed before being highly accelerated. The purpose is to provide. Still another object is to provide a method for manufacturing a semiconductor device with high accuracy by using an exposure apparatus having such a charged particle beam irradiation system.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の荷電粒子線照射系は、荷電粒子を放射する
光源、引き出し電極、加速電極、及び未加速の荷電粒子
線束の光軸から比較的離れた外周部を遮るトリムアパー
チャを備える荷電粒子線照射系であって; 光軸垂直面
内において上記トリムアパーチャの位置を調整する機構
をさらに備えることを特徴とする。また、本発明の荷電
粒子線露光装置は上記の荷電粒子線照射系を有すること
を特徴とする。
In order to solve the above problems, a charged particle beam irradiation system according to the present invention comprises a light source for emitting charged particles, an extraction electrode, an acceleration electrode, and an optical axis of an unaccelerated charged particle beam. A charged particle beam irradiation system provided with a trim aperture for blocking a relatively distant outer peripheral portion, further comprising a mechanism for adjusting a position of the trim aperture in a plane perpendicular to an optical axis. A charged particle beam exposure apparatus according to the present invention includes the above charged particle beam irradiation system.

【0007】本発明では、光軸から外れ結像に寄与しな
い荷電粒子を、引き出電極に設置されたアパーチャによ
って高加速される前に除く機構を可動としたため、荷電
粒子線照射系の光軸にトリムアパーチャの中心を容易に
合わせることができる。そのため、結像に寄与しない光
軸周辺部の荷電粒子を高加速される前により完全に除去
でき、荷電粒子線照射系の安定的な作動に有害な機器の
チャージアップを抑制することができる。
In the present invention, the mechanism for removing charged particles that are off the optical axis and do not contribute to image formation before being accelerated by an aperture provided on the extraction electrode is made movable. The center of the trim aperture can be easily adjusted. Therefore, charged particles around the optical axis that do not contribute to image formation can be more completely removed before high acceleration, and charge-up of equipment harmful to stable operation of the charged particle beam irradiation system can be suppressed.

【0008】本発明の半導体デバイス製造方法は、荷電
粒子線露光装置を用いてリソグラフィー工程の露光を行
うことを特徴とする。
[0008] A semiconductor device manufacturing method according to the present invention is characterized in that exposure in a lithography step is performed using a charged particle beam exposure apparatus.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。まず、荷電粒子線の一種である電子線を用いる露光
装置全体の構成例について説明する。図3は、分割転写
方式の電子線投影露光装置の光学系全体における結像関
係及び制御系の構成例を示す図である。光学系の最上流
に配置されている電子銃41は、下方に向けて電子線を
放射する。電子銃41の下方には2段のコンデンサレン
ズ42、43が備えられており、電子線は、これらのコ
ンデンサレンズ42、43によって収束され、ブランキ
ング開口47にクロスオーバーC.O.を結像する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a configuration example of an entire exposure apparatus using an electron beam, which is a kind of charged particle beam, will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the image forming relationship and the configuration of a control system in the entire optical system of the electron beam projection exposure apparatus of the division transfer system. The electron gun 41 arranged at the uppermost stream of the optical system emits an electron beam downward. Below the electron gun 41, two stages of condenser lenses 42 and 43 are provided. The electron beam is converged by these condenser lenses 42 and 43 and forms a crossover CO on a blanking aperture 47.

【0010】コンデンサレンズ43の下には、矩形開口
44が備えられている。この矩形開口(照明ビーム成形
開口)44は、マスク(レチクル)110の一つのサブ
フィールド(単位露光パターン領域)を照明する照明ビ
ームのみを通過させる。具体的には、開口44は、照明
ビームをマスクサイズ換算で1mm角強の寸法の正方形に
成形する。この開口44の像は、レンズ49によってマ
スク110に結像される。
Below the condenser lens 43, a rectangular opening 44 is provided. The rectangular aperture (illumination beam shaping aperture) 44 allows only an illumination beam that illuminates one subfield (unit exposure pattern area) of the mask (reticle) 110 to pass. Specifically, the opening 44 forms the illumination beam into a square having a dimension of slightly more than 1 mm square in mask size conversion. The image of the opening 44 is formed on the mask 110 by the lens 49.

【0011】ビーム成形開口44の下方には、ブランキ
ング偏向器45が配置されている。同偏向器45は、照
明ビームを偏向させてブランキング開口47の非開口部
に当て、ビームがマスク110に当たらないようにす
る。ブランキング開口47の下には、照明ビーム偏向器
48が配置されている。この偏向器48は、主に照明ビ
ームを図3の左右方向に順次走査して、照明光学系の視
野内にあるマスク110の各サブフィールドの照明を行
う。偏向器48の下方には、コンデンサレンズ49が配
置されている。コンデンサレンズ49は、電子線を平行
ビーム化してマスク110に当て、マスク110上にビ
ーム成形開口44を結像させる。
A blanking deflector 45 is disposed below the beam forming opening 44. The deflector 45 deflects the illumination beam so that the beam falls on the non-opening portion of the blanking opening 47 so that the beam does not hit the mask 110. Below the blanking opening 47, an illumination beam deflector 48 is arranged. The deflector 48 mainly scans the illumination beam sequentially in the horizontal direction in FIG. 3 to illuminate each subfield of the mask 110 within the field of view of the illumination optical system. A condenser lens 49 is arranged below the deflector 48. The condenser lens 49 converts the electron beam into a parallel beam, impinges the beam on the mask 110, and forms an image of the beam forming aperture 44 on the mask 110.

【0012】マスク110は、図3では光軸上の1サブ
フィールドのみが示されているが、実際には光軸垂直面
内(X−Y面)に広がっており多数のサブフィールドを
有する。マスク110上には、全体として一個の半導体
デバイスチップをなすパターン(チップパターン)が形
成されている。
Although only one subfield on the optical axis is shown in FIG. 3, the mask 110 actually extends in a plane perpendicular to the optical axis (XY plane) and has many subfields. On the mask 110, a pattern (chip pattern) forming one semiconductor device chip as a whole is formed.

【0013】照明光学系の視野内で各サブフィールドを
照明するため、上述のように偏向器48で電子線を偏向
することができる。照明光学系の視野を越えて各サブフ
ィールドを照明するため、マスク110はXY方向に移
動可能なマスクステージ111上に載置されている。
To illuminate each subfield within the field of view of the illumination optical system, the electron beam can be deflected by the deflector 48 as described above. In order to illuminate each subfield beyond the field of view of the illumination optical system, the mask 110 is mounted on a mask stage 111 movable in the X and Y directions.

【0014】マスク110の下方には投影レンズ112
及び114並びに偏向器113が設けられている。そし
て、マスク110のあるサブフィールドに照明ビームが
当てられ、マスク110のパターン部を通過した電子線
は、投影レンズ112、114によって縮小されるとと
もに、該レンズ及び偏向器113により偏向されてウエ
ハ115上の所定の位置に結像される。ウエハ115上
には、適当なレジストが塗布されており、レジストに電
子ビームのドーズが与えられてマスク上のパターンが縮
小されてウエハ115上に転写される。
A projection lens 112 is provided below the mask 110.
And 114 and a deflector 113 are provided. Then, an illumination beam is applied to a certain subfield of the mask 110, and the electron beam passing through the pattern portion of the mask 110 is reduced by the projection lenses 112 and 114, and deflected by the lenses and the deflector 113 to be deflected by the wafer 115. An image is formed at a predetermined position above. An appropriate resist is applied on the wafer 115, and the resist is given a dose of an electron beam, so that the pattern on the mask is reduced and transferred onto the wafer 115.

【0015】なお、マスク110とウエハ115の間を
縮小率比で内分する点にクロスオーバーC.O.が形成さ
れ、同クロスオーバー位置にはコントラスト開口118
が設けられている。同開口118は、マスク110の非
パターン部で散乱された電子線がウエハ115に到達し
ないよう遮断する。
A crossover CO is formed at a point where the space between the mask 110 and the wafer 115 is internally divided at a reduction ratio, and a contrast aperture 118 is formed at the crossover position.
Is provided. The opening 118 blocks the electron beam scattered by the non-pattern portion of the mask 110 from reaching the wafer 115.

【0016】第2の投影レンズ114の下には、2次電
子検出器119、131が配置されている。2次電子検
出器は、ウエハ115から生じる2次電子を検出する。
検出した2次電子信号から、ウエハ115上やウエハス
テージ117上のマークの位置を知ることができ、ウエ
ハと光学系やマスクとの間のアライメントの基礎情報を
得ることができる。
Below the second projection lens 114, secondary electron detectors 119 and 131 are arranged. The secondary electron detector detects secondary electrons generated from the wafer 115.
The position of the mark on the wafer 115 or the wafer stage 117 can be known from the detected secondary electron signal, and basic information on alignment between the wafer and the optical system or the mask can be obtained.

【0017】ウエハ115は、静電チャック116を介
して、XY方向に移動可能なウエハステージ117上に
載置されている。上記マスクステージ111とウエハス
テージ117とを、互いに逆の方向に同期走査すること
により、チップパターン内で多数配列されたサブフィー
ルドを順次露光することができる。なお、両ステージ1
11、117には、レーザ干渉計を用いた正確な位置測
定システムが装備されており、ステージ位置は正確に測
定されその結果によりビーム位置がコントロールされ
る。
The wafer 115 is placed on a wafer stage 117 that can move in the X and Y directions via an electrostatic chuck 116. By synchronously scanning the mask stage 111 and the wafer stage 117 in directions opposite to each other, it is possible to sequentially expose a number of subfields arranged in a chip pattern. In addition, both stages 1
11 and 117 are equipped with an accurate position measuring system using a laser interferometer, and the stage position is accurately measured, and the beam position is controlled based on the result.

【0018】上記各レンズ42、43、49、112、
114及び各偏向器45、48、113は、各々のコイ
ル電源42a、43a、49a、112a、114a及
び45a、48a、113aを介して制御部121によ
りコントロールされる。また、マスクステージ111及
びウエハステージ117も、ステージ駆動モータ制御部
111a、117aを介して、制御部121によりコン
トロールされる。静電チャック116は、静電チャック
制御部116aを介して、メインコントローラ121に
よりコントロールされる。正確なステージ位置と光学系
のコントロールにより、ウエハ115上でマスク110
上のサブフィールドの縮小像が正確に繋ぎ合わされ、マ
スク上のチップパターン全体がウエハ上に転写される。
Each of the lenses 42, 43, 49, 112,
114 and the deflectors 45, 48, 113 are controlled by the control unit 121 via the respective coil power supplies 42a, 43a, 49a, 112a, 114a and 45a, 48a, 113a. Further, the mask stage 111 and the wafer stage 117 are also controlled by the control unit 121 via the stage drive motor control units 111a and 117a. The electrostatic chuck 116 is controlled by the main controller 121 via an electrostatic chuck control unit 116a. By controlling the accurate stage position and the optical system, the mask 110
The reduced images of the upper subfield are accurately joined, and the entire chip pattern on the mask is transferred onto the wafer.

【0019】図1は、本発明の1実施例に係る荷電粒子
線照射系の構造を模式的に示す断面図である。光源9の
下流には、引き出し電極12、加速電極11が配置され
ている。引き出し電極12と加速電極11は、絶縁体1
6aで電気的に独立した状態で外壁5に固定されてい
る。引き出し電極12の中央部には、アパーチャ13
が、同電極12に接触して光軸方向に直角な方向に移動
するように設置されている(詳細は後述)。引き出し電
極12には、引き出し電極端子1から−95KVの負電圧
が印加されている。同電極端子1は、絶縁体16bを介
して外壁5に固定されている。加速電極11は接地され
ている。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing the structure of a charged particle beam irradiation system according to one embodiment of the present invention. An extraction electrode 12 and an acceleration electrode 11 are disposed downstream of the light source 9. The extraction electrode 12 and the acceleration electrode 11 are
At 6a, it is fixed to the outer wall 5 in an electrically independent state. At the center of the extraction electrode 12, an aperture 13 is provided.
Is installed so as to contact the electrode 12 and move in a direction perpendicular to the optical axis direction (details will be described later). A negative voltage of −95 KV is applied to the extraction electrode 12 from the extraction electrode terminal 1. The electrode terminal 1 is fixed to the outer wall 5 via an insulator 16b. The acceleration electrode 11 is grounded.

【0020】光源9は、カソード部と、このカソード部
を挟んで保持する加熱電極7と、ウェーネルト電極8で
構成される。カソード部は単結晶LaB6 やWからな
り、−100kVの負電圧が印加されている。ウェーネル
ト電極8はリング状で、MoやW、ステンレスからな
り、カソード部よりやや低く数十V の負電圧が印加され
ている。加熱電極7とウェーネルト電極8の中央部は絶
縁体16cに固定されている。一方、加熱電極7の端部
の加熱電極端子3とウェーネルト電極8の端部のウェー
ネルト電極端子2は、絶縁体16dに接触しつつ光軸に
直角な方向に移動可能に保持されている。絶縁体16d
は外壁5に固定されている。
The light source 9 comprises a cathode portion, a heating electrode 7 which holds the cathode portion, and a Wehnelt electrode 8. The cathode unit consists of a single crystal LaB 6 and W, a negative voltage of -100kV is applied. The Wehnelt electrode 8 has a ring shape and is made of Mo, W, or stainless steel, and a negative voltage of several tens of volts is applied slightly lower than the cathode portion. The central portions of the heating electrode 7 and the Wehnelt electrode 8 are fixed to an insulator 16c. On the other hand, the heating electrode terminal 3 at the end of the heating electrode 7 and the Wehnelt electrode terminal 2 at the end of the Wehnelt electrode 8 are held movably in a direction perpendicular to the optical axis while contacting the insulator 16d. Insulator 16d
Are fixed to the outer wall 5.

【0021】荷電粒子はカソード部の下端面あるいは側
面から引き出され、アパーチャ13を通って、引き出し
電極12と加速電極11間の電位差(約100kV)によ
って加速される。こうして加速された荷電粒子ビーム
は、加速電極11の中央の孔11aから下方向に射出さ
れる。ウェーネルト電極8はカソード部から引き出され
た荷電粒子を広がらせないよう作用する。尚、光源9の
各部や各電極の周囲は、放電防止ガス雰囲気15や高真
空雰囲気14に維持されている。
The charged particles are extracted from the lower end surface or side surface of the cathode portion, pass through the aperture 13, and are accelerated by the potential difference (about 100 kV) between the extraction electrode 12 and the acceleration electrode 11. The charged particle beam accelerated in this manner is emitted downward from the central hole 11 a of the acceleration electrode 11. The Wehnelt electrode 8 acts to prevent the charged particles drawn from the cathode portion from spreading. In addition, each part of the light source 9 and the periphery of each electrode are maintained in a discharge preventing gas atmosphere 15 and a high vacuum atmosphere 14.

【0022】上述の加熱電極7の中央部及びウェーネル
ト電極8の中央部を固定している絶縁体16cには、チ
ップ位置調整つまみ6が取り付けられている。チップ位
置調整つまみ6は、光軸(Z軸)に直角な面上をX軸方
向及びY軸方向に直交するように2つ配置されている
が、図では一方のみ示されている。このチップ位置調整
つまみ6はマイクロメータのようなもので、つまみ6を
回転させると絶縁体16cはX軸方向及びY軸方向に移
動する。
The tip position adjusting knob 6 is attached to the insulator 16c which fixes the center of the heating electrode 7 and the center of the Wehnelt electrode 8. Two chip position adjustment knobs 6 are arranged on a plane perpendicular to the optical axis (Z axis) so as to be orthogonal to the X axis direction and the Y axis direction, but only one is shown in the figure. The tip position adjusting knob 6 is like a micrometer. When the knob 6 is rotated, the insulator 16c moves in the X-axis direction and the Y-axis direction.

【0023】チップ位置調整つまみ6の外筒6aは絶縁
体で、外壁5に直角となるよう固定されている。さら
に、同つまみ6のフランジ6bは、蛇腹管4aを介し
て、引き出し電極12の上部に固定されている。蛇腹管
4aはステンレス又はベリリムと銅の合金等からなり、
つまみ6の回転に従い伸縮する。チップ位置調整つまみ
6の先端は、絶縁体16cの側面と摺動するように接し
ている。すなわち、どちらかの軸方向のチップ位置調整
つまみ6を回転させると、絶縁体16cは同軸方向に移
動し、この間、他方の軸方向のチップ位置調整つまみ6
の先端は、接する絶縁体16cの側面を摺動している。
したがって、絶縁体16cは、光軸と直角をなすXY平
面内を移動する。また、絶縁体16cは、絶縁体16e
から蛇腹管4bによって吊り下げられている。これらの
蛇腹管4a及び4bは、ガス雰囲気15と高真空雰囲気
14とを隔離する作用をなす。
The outer cylinder 6a of the tip position adjusting knob 6 is an insulator and is fixed to the outer wall 5 at right angles. Further, the flange 6b of the knob 6 is fixed to the upper part of the extraction electrode 12 via the bellows tube 4a. The bellows tube 4a is made of an alloy of stainless steel or berylim and copper,
It expands and contracts according to the rotation of the knob 6. The tip of the tip position adjustment knob 6 is in sliding contact with the side surface of the insulator 16c. That is, when one of the tip position adjusting knobs 6 in the axial direction is rotated, the insulator 16c moves in the coaxial direction, and during this, the other tip position adjusting knob 6 in the axial direction is moved.
Has slid on the side surface of the insulator 16c in contact therewith.
Therefore, the insulator 16c moves in the XY plane perpendicular to the optical axis. Further, the insulator 16c is made of an insulator 16e.
From the bellows tube 4b. These bellows tubes 4a and 4b serve to isolate the gas atmosphere 15 from the high vacuum atmosphere 14.

【0024】アパーチャ13にも、アパーチャ位置調整
つまみ10が取り付けられている。アパーチャ位置調整
つまみ10は、光軸(Z軸)に直角な面上をX軸方向及
びY軸方向に直交するように2つ配置されているが、図
では一方のみ示されている。このアパーチャ位置調整つ
まみ10はマイクロメータのようなもので、つまみ10
を回転させるとアパーチャ13はX軸方向及びY軸方向
に移動する。
An aperture position adjusting knob 10 is also attached to the aperture 13. Two aperture position adjustment knobs 10 are arranged on a plane perpendicular to the optical axis (Z axis) so as to be orthogonal to the X axis direction and the Y axis direction, but only one is shown in the figure. The aperture position adjusting knob 10 is like a micrometer, and the knob 10
Is rotated, the aperture 13 moves in the X-axis direction and the Y-axis direction.

【0025】このアパーチャ位置調整つまみ10も、チ
ップ位置調整つまみ6と同様の構造及び作用を有する。
すなわち、アパーチャ位置調整つまみ10の外筒10a
は絶縁体で、外壁5に直角となるよう固定されている。
さらに、同つまみ10のフランジ10bは、蛇腹管17
を介して、引き出し電極12の下部に固定されている。
蛇腹管17は、つまみ10の回転に従い伸縮する。アパ
ーチャ位置調整つまみ10の先端は、アパーチャ13の
側面と摺動するように接している。すなわち、どちらか
の軸方向のアパーチャ位置調整つまみ10を回転させる
と、アパーチャ13は同軸方向に移動し、この間、他方
の軸方向のアパーチャ位置調整つまみ10の先端は、接
するアパーチャ13の側面を摺動している。したがっ
て、絶縁体アパーチャ13は、光軸と直角をなすXY平
面内を移動する。
The aperture position adjusting knob 10 has the same structure and operation as the tip position adjusting knob 6.
That is, the outer cylinder 10a of the aperture position adjustment knob 10
Is an insulator fixed to the outer wall 5 at right angles.
Further, the flange 10b of the knob 10 is
Is fixed to the lower part of the extraction electrode 12 through the intervening electrode.
The bellows tube 17 expands and contracts as the knob 10 rotates. The tip of the aperture position adjusting knob 10 is in contact with the side surface of the aperture 13 so as to slide. That is, when one of the aperture position adjustment knobs 10 in the axial direction is rotated, the aperture 13 moves in the coaxial direction. During this time, the tip of the aperture position adjustment knob 10 in the other axial direction slides on the side surface of the contacting aperture 13. Moving. Therefore, the insulator aperture 13 moves in the XY plane perpendicular to the optical axis.

【0026】チップ位置調整つまみ6及びアパーチャ位
置調整つまみ10に使用されるマイクロメータは、可動
範囲1mm、位置決め精度10μm 程度が好ましい。
The micrometer used for the tip position adjustment knob 6 and the aperture position adjustment knob 10 preferably has a movable range of 1 mm and a positioning accuracy of about 10 μm.

【0027】図2は、図1の荷電粒子線照射系のアパー
チャ付近を拡大して示す断面図である。この図は、アパ
ーチャが光軸に対して適切な位置にある状態を示してい
る。上述のように、光源9のカソード部からは、引き出
し電極12によって荷電粒子線が射出している。アパー
チャ13は、引き出し電極12上で有効な荷電粒子線が
クロスオーバーを結ぶ位置に設けられている。すなわ
ち、カソード部の下面から射出された荷電粒子線31
は、光軸上でアパーチャ13の開口部の面内のクロスオ
ーバー35を通過する。しかし、カソード部の側面から
射出された荷電粒子線33は、光軸外を移動してアパー
チャ13の開口部の周辺に遮られる。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the aperture of the charged particle beam irradiation system in FIG. This figure shows a state where the aperture is at an appropriate position with respect to the optical axis. As described above, a charged particle beam is emitted from the cathode portion of the light source 9 by the extraction electrode 12. The aperture 13 is provided at a position where the effective charged particle beam on the extraction electrode 12 connects the crossover. That is, the charged particle beam 31 emitted from the lower surface of the cathode portion 31
Pass through the crossover 35 in the plane of the opening of the aperture 13 on the optical axis. However, the charged particle beam 33 emitted from the side surface of the cathode part moves outside the optical axis and is blocked around the opening of the aperture 13.

【0028】アパーチャ13をXY平面内に移動可能と
したことで、クロスオーバー35の位置に、正確にアパ
ーチャ13の開口部を合わせることができる。
Since the aperture 13 can be moved in the XY plane, the opening of the aperture 13 can be accurately adjusted to the position of the crossover 35.

【0029】この例の荷電粒子線照射系は、電子銃とし
てレンズや開口を備えた照明光学系の上部に設置され
る。この電子銃の光軸を一致させるには、最初に、光源
9を引き出し電極12と加速電極11とを結ぶ線に位置
させる。次に、2つのアパーチャ位置調整つまみ10を
操作して、電子銃の中心とアパーチャ13の中心と合わ
せる。この線が電子銃の中心線(光軸)となる。この電
子銃の光軸が照明光学系の光軸と一致していない場合
は、2つのチップ位置調整つまみ6と2つのアパーチャ
位置調整つまみ10を再度操作して、電子銃と照明光学
系の光軸を合致させる。
The charged particle beam irradiation system of this example is installed above an illumination optical system having a lens and an aperture as an electron gun. In order to match the optical axes of the electron gun, first, the light source 9 is positioned on a line connecting the extraction electrode 12 and the acceleration electrode 11. Next, the two aperture position adjustment knobs 10 are operated to align the center of the electron gun with the center of the aperture 13. This line becomes the center line (optical axis) of the electron gun. If the optical axis of the electron gun does not coincide with the optical axis of the illumination optical system, the two chip position adjustment knobs 6 and the two aperture position adjustment knobs 10 are operated again, and the light emitted from the electron gun and the illumination optical system is operated. Align the axes.

【0030】次に本発明の露光装置の使用形態の一例を
説明する。図4は、本発明の半導体デバイス製造方法の
一例を示すフローチャートである。この製造工程は以下
の各主工程を含む。 ウエハを製造するウエハ製造工程(又はウエハを準備
するウエハ準備工程) 露光に使用するマスクを製作するマスク製造工程(又
はマスクを準備するマスク準備工程) ウエハに必要な加工処理を行うウエハプロセッシング
工程 ウエハ上に形成されたチップを1個づつ切り出し、動
作可能にならしめるチップ組立工程 できたチップを検査するチップ検査工程 なお、それぞれの工程はさらにいくつかのサブ工程から
なっている。
Next, an example of a mode of use of the exposure apparatus of the present invention will be described. FIG. 4 is a flowchart showing an example of the semiconductor device manufacturing method of the present invention. This manufacturing process includes the following main steps. Wafer manufacturing process for manufacturing a wafer (or wafer preparing process for preparing a wafer) Mask manufacturing process for manufacturing a mask to be used for exposure (or mask preparing process for preparing a mask) Wafer processing process for performing necessary processing on a wafer Wafer Chip assembling step of cutting out the chips formed on the chip one by one to make it operable Chip inspecting step of inspecting the resulting chips Each of the steps further includes several sub-steps.

【0031】この主工程の中で、半導体のデバイスの性
能に決定的な影響を及ぼす主工程がウエハプロセッシン
グ工程である。この工程では、設計された回路パターン
をウエハ上に順次積層し、メモリやMPUとして動作す
るチップを多数形成する。このウエハプロセッシング工
程は以下の各工程を含む。 絶縁層となる誘電体薄膜や配線部、あるいは電極部を
形成する金属薄膜等を形成する薄膜形成工程(CVDや
スパッタリング等を用いる) この薄膜層やウエハ基板を酸化する酸化工程 薄膜層やウエハ基板等を選択的に加工するためにマス
ク(レチクル)を用いてレジストのパターンを形成する
リソグラフィー工程 レジストパターンに従って薄膜層や基板を加工するエ
ッチング工程(例えばドライエッチング技術を用いる) イオン・不純物注入拡散工程 レジスト剥離工程 さらに加工されたウエハを検査する検査工程 なお、ウエハプロセッシング工程は必要な層数だけ繰り
返し行い、設計通り動作する半導体デバイスを製造す
る。
Among these main steps, the main step that has a decisive effect on the performance of the semiconductor device is the wafer processing step. In this step, designed circuit patterns are sequentially stacked on a wafer, and a number of chips that operate as memories and MPUs are formed. This wafer processing step includes the following steps. A thin film forming step of forming a dielectric thin film to be an insulating layer, a wiring portion, or a metal thin film forming an electrode portion (using CVD or sputtering, etc.) An oxidation step of oxidizing the thin film layer or the wafer substrate Thin film layer or wafer substrate A lithography process of forming a resist pattern using a mask (reticle) in order to selectively process etc. An etching process of processing a thin film layer or a substrate according to a resist pattern (for example, using a dry etching technology) An ion / impurity implantation diffusion process Resist stripping step Inspection step for inspecting the processed wafer Further, the wafer processing step is repeated by a necessary number of layers to manufacture a semiconductor device that operates as designed.

【0032】図5は、図4のウエハプロセッシング工程
の中核をなすリソグラフィー工程を示すフローチャート
である。このリソグラフィー工程は以下の各工程を含
む。 前段の工程で回路パターンが形成されたウエハ上にレ
ジストをコートするレジスト塗布工程 レジストを露光する露光工程 露光されたレジストを現像してレジストのパターンを
得る現像工程 現像されたレジストパターンを安定化させるためのア
ニール工程 上記露光工程に本発明の露光装置を用いると、リソグラ
フィー工程のパターン形成の精度が大幅に改善される。
特に、必要な最小線幅、及びそれに見合った重ね合わせ
精度を実現することに係わる工程はリソグラフィー工
程、その中でも位置合わせ制御を含めた露光工程であ
り、本発明の適用により、今まで困難であった半導体デ
バイスの製造が可能になる。
FIG. 5 is a flowchart showing a lithography step which is the core of the wafer processing step shown in FIG. This lithography step includes the following steps. A resist coating step of coating a resist on a wafer on which a circuit pattern has been formed in the preceding step An exposing step of exposing the resist A developing step of developing the exposed resist to obtain a resist pattern Stabilizing the developed resist pattern Annealing Step for Using the exposure apparatus of the present invention in the above-mentioned exposure step, the accuracy of pattern formation in the lithography step is greatly improved.
In particular, the process related to realizing the required minimum line width and the overlay accuracy corresponding thereto is a lithography process, in particular, an exposure process including alignment control, and it has been difficult until now by applying the present invention. Semiconductor devices can be manufactured.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、光軸から外れ結像に寄与しない荷電粒子を、
引き出電極に設置されたアパーチャによって高加速され
る前に除く機構を可動としたため、荷電粒子線照射系の
光軸にトリムアパーチャの中心を容易に合わせることが
できる。そのため、結像に寄与しない光軸周辺部の荷電
粒子を高加速される前により完全に除去でき、荷電粒子
線照射系の安定的な作動に有害な機器のチャージアップ
を抑制することができる。さらには、高精度のパターン
形成が可能な荷電粒子線露光装置や半導体デバイス製造
方法を提供できる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, charged particles that are off the optical axis and do not contribute to imaging are
Since the mechanism for removing before high acceleration by the aperture provided on the extraction electrode is made movable, the center of the trim aperture can be easily adjusted to the optical axis of the charged particle beam irradiation system. Therefore, charged particles around the optical axis that do not contribute to image formation can be more completely removed before high acceleration, and charge-up of equipment harmful to stable operation of the charged particle beam irradiation system can be suppressed. Further, a charged particle beam exposure apparatus and a semiconductor device manufacturing method capable of forming a pattern with high precision can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の1実施例に係る荷電粒子線照射系の構
造を模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a charged particle beam irradiation system according to one embodiment of the present invention.

【図2】図1の荷電粒子線照射系のアパーチャ付近を拡
大して示す断面図である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of an aperture of the charged particle beam irradiation system in FIG. 1;

【図3】分割転写方式の電子線投影露光装置の光学系全
体における結像関係及び制御系の構成例を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of an imaging relationship and a control system in the entire optical system of the electron beam projection exposure apparatus of the division transfer system.

【図4】本発明の半導体デバイス製造方法の一例を示す
フローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of a semiconductor device manufacturing method according to the present invention.

【図5】図4のウエハプロセッシング工程の中核をなす
リソグラフィー工程を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a lithography step which is the core of the wafer processing step shown in FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 引き出し電極端子 2 ウェーネ
ルト電極端子 3 チップ加熱電極端子 4、17 蛇
腹管 5 外壁 6 チップ位
置調整つまみ 7 チップ加熱電極 8 ウェーネ
ルト電極 9 光源 10 アパーチ
ャ位置調整つまみ 11 加速電極 12 引き出
し電極 13 アパーチャ 14 高真空
雰囲気 15 放電防止ガス雰囲気 16 絶縁体 31 光軸上の荷電粒子線 33 光軸外
の荷電粒子線 35 クロスオーバー
REFERENCE SIGNS LIST 1 extraction electrode terminal 2 Wehnelt electrode terminal 3 chip heating electrode terminal 4, 17 bellows tube 5 outer wall 6 chip position adjustment knob 7 chip heating electrode 8 Wehnelt electrode 9 light source 10 aperture position adjustment knob 11 acceleration electrode 12 extraction electrode 13 aperture 14 high vacuum Atmosphere 15 Discharge prevention gas atmosphere 16 Insulator 31 Charged particle beam on optical axis 33 Charged particle beam off optical axis 35 Crossover

───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/027 H01L 21/30 541B

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 荷電粒子を放射する光源、引き出し電
極、加速電極、及び、未加速の荷電粒子線束の光軸から
比較的離れた外周部を遮るトリムアパーチャを備える荷
電粒子線照射系であって;光軸垂直面内において上記ト
リムアパーチャの位置を調整する機構をさらに備えるこ
とを特徴とする荷電粒子線照射系。
1. A charged particle beam irradiation system comprising: a light source that emits charged particles; an extraction electrode; an acceleration electrode; and a trim aperture that blocks an outer portion relatively far from an optical axis of an unaccelerated charged particle beam flux. A charged particle beam irradiation system further comprising a mechanism for adjusting the position of the trim aperture in a plane perpendicular to the optical axis.
【請求項2】 請求項1記載の荷電粒子線照射系を有す
る荷電粒子線露光装置。
2. A charged particle beam exposure apparatus having the charged particle beam irradiation system according to claim 1.
【請求項3】 請求項2に記載の荷電粒子線露光装置を
用いてリソグラフィー工程の露光を行うことを特徴とす
る半導体デバイス製造方法。
3. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising performing exposure in a lithography step using the charged particle beam exposure apparatus according to claim 2.
JP11155191A 1999-06-02 1999-06-02 Charged particle beam irradiating system, charged particle beam exposure device and manufacture of semiconductor device Pending JP2000348662A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11155191A JP2000348662A (en) 1999-06-02 1999-06-02 Charged particle beam irradiating system, charged particle beam exposure device and manufacture of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11155191A JP2000348662A (en) 1999-06-02 1999-06-02 Charged particle beam irradiating system, charged particle beam exposure device and manufacture of semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000348662A true JP2000348662A (en) 2000-12-15

Family

ID=15600490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11155191A Pending JP2000348662A (en) 1999-06-02 1999-06-02 Charged particle beam irradiating system, charged particle beam exposure device and manufacture of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000348662A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104471669A (en) * 2012-05-14 2015-03-25 迈普尔平版印刷Ip有限公司 Charged particle multi-beamlet lithography system and cooling arrangement manufacturing method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104471669A (en) * 2012-05-14 2015-03-25 迈普尔平版印刷Ip有限公司 Charged particle multi-beamlet lithography system and cooling arrangement manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0075949B1 (en) Ion beam processing apparatus and method of correcting mask defects
US7256405B2 (en) Sample repairing apparatus, a sample repairing method and a device manufacturing method using the same method
JP2005056923A (en) Multi-charged particle beam optical lithography system and method, and method for manufacturing device employing the system or the method
US7361600B2 (en) Semiconductor manufacturing apparatus having a built-in inspection apparatus and a device manufacturing method using said manufacturing apparatus
JP3251875B2 (en) Charged particle beam exposure system
US3855023A (en) Manufacture of masks
CN113471041B (en) Scanning electron microscope device and electron beam detection apparatus
JPH08222175A (en) Fine machining method using charged particle and device thereof
JP2002170764A (en) Charged particle beam exposure system, its adjusting method, and method of manufacturing semiconductor device
JP2000348662A (en) Charged particle beam irradiating system, charged particle beam exposure device and manufacture of semiconductor device
JP2001144000A (en) Charged particle beam transferring apparatus, cleaning method thereof and device manufacturing method using same
JP3577026B2 (en) Electron beam writing apparatus, adjustment method for electron beam writing apparatus, and electron beam writing method
JP2005116784A (en) Electric charge beam exposing device
JP3803271B2 (en) Electron beam apparatus and device manufacturing method using the apparatus
JP2006054192A (en) Electron beam device and device manufacturing method using the same
JP2003332206A (en) Aligner using electron beam and processing device using the electronic beam
JP2003187733A (en) Electron beam apparatus and method for manufacturing device using the same
JP4387262B2 (en) Charged particle beam apparatus and microdevice manufacturing method
JP2003323860A (en) Electron beam equipment and manufacturing method of device using the same
JP2000058448A (en) Electron beam transfer equipment and semiconductor device manufacturing method therefor
JP4050504B2 (en) Electron beam apparatus and device manufacturing method using the apparatus
JP2006019326A (en) Pattern formation method, mask repair method and method for manufacturing device using them
JP2001093825A (en) Charged beam writing device, pattern writing method and storage medium
JPS6142129A (en) Charged beam exposure apparatus
JP2006066181A (en) Electron beam device and manufacturing method of device using the same

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20040629