JP2001007010A - 荷電粒子線転写装置及びこれを用いるデバイス製造方法 - Google Patents
荷電粒子線転写装置及びこれを用いるデバイス製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リング状開口が安定に存在するような電流密
度のクロスオーバを形成する手段を提供する。 【解決手段】 本装置は、荷電粒子線源１を含む照明光
学系を具備する。記荷電粒子線源１の形成するクロスオ
ーバの直径が４mm以上であり、このクロスオーバ位置
に、ほぼリング状の開口６が設けられている。半径２．
０mm以上のクロスオーバとすればタングステン、タンタ
ル製のアパーチャが蒸発して、短日時で寸法が変化して
しまうことはない。
度のクロスオーバを形成する手段を提供する。 【解決手段】 本装置は、荷電粒子線源１を含む照明光
学系を具備する。記荷電粒子線源１の形成するクロスオ
ーバの直径が４mm以上であり、このクロスオーバ位置
に、ほぼリング状の開口６が設けられている。半径２．
０mm以上のクロスオーバとすればタングステン、タンタ
ル製のアパーチャが蒸発して、短日時で寸法が変化して
しまうことはない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス等
のリソグラフィー工程において用いられる荷電粒子線転
写装置及びこれを用いるデバイス製造方法に関する。特
には空間電荷効果によるボケを低減でき、最小線幅０．
１μm 以下の高密度・微細パターンを高スループット・
高精度で形成することをも企図した荷電粒子線転写装置
等に関する。
のリソグラフィー工程において用いられる荷電粒子線転
写装置及びこれを用いるデバイス製造方法に関する。特
には空間電荷効果によるボケを低減でき、最小線幅０．
１μm 以下の高密度・微細パターンを高スループット・
高精度で形成することをも企図した荷電粒子線転写装置
等に関する。
【０００２】
【従来の技術】荷電粒子線の一種である電子線を用いる
転写装置において、スループットを向上させるためビー
ム電流を増加させると、ビーム中の電子相互間のクーロ
ン反力（空間電荷効果）によりビームが広がり、転写像
がボケたり歪んだりすることが知られている。この空間
電荷効果のためにビーム電流を大きくすることができ
ず、実露光時間が長くなってスループットが下がる主要
因となっている。
転写装置において、スループットを向上させるためビー
ム電流を増加させると、ビーム中の電子相互間のクーロ
ン反力（空間電荷効果）によりビームが広がり、転写像
がボケたり歪んだりすることが知られている。この空間
電荷効果のためにビーム電流を大きくすることができ
ず、実露光時間が長くなってスループットが下がる主要
因となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで空間電荷効果を
減らすためのクロスオーバ位置にリング状の開口を設け
る案が公開されているが（特開平９−２４５７０８
号）、通常のクロスオーバでは寸法が小さいため開口の
寸法が小さく、リング状開口の島状の部分が蒸発あるい
は溶融してしまう問題があった。
減らすためのクロスオーバ位置にリング状の開口を設け
る案が公開されているが（特開平９−２４５７０８
号）、通常のクロスオーバでは寸法が小さいため開口の
寸法が小さく、リング状開口の島状の部分が蒸発あるい
は溶融してしまう問題があった。
【０００４】本発明はリング状開口が安定に存在するよ
うな電流密度のクロスオーバを形成する手段を提供する
ことを目的とする。
うな電流密度のクロスオーバを形成する手段を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】上
記課題を解決するため、本発明の第１態様の荷電粒子線
転写装置は、荷電粒子線源を含む照明光学系と、この照
明光学系の照明を受けるマスクを通過した荷電粒子線を
感応基板上に投影結像させる投影光学系と、を具備する
荷電粒子線転写露光装置であって； 上記荷電粒子線源
の形成するクロスオーバの直径が４mm以上であり、 こ
のクロスオーバ位置に、ほぼリング状の開口が設けられ
ていることを特徴とする。
記課題を解決するため、本発明の第１態様の荷電粒子線
転写装置は、荷電粒子線源を含む照明光学系と、この照
明光学系の照明を受けるマスクを通過した荷電粒子線を
感応基板上に投影結像させる投影光学系と、を具備する
荷電粒子線転写露光装置であって； 上記荷電粒子線源
の形成するクロスオーバの直径が４mm以上であり、 こ
のクロスオーバ位置に、ほぼリング状の開口が設けられ
ていることを特徴とする。
【０００６】荷電粒子線が入射した時に開口板の温度が
どの程度に上昇するかは、次のように求めることができ
る。１００KVの加速電圧の電子線を仮定し、２mAの電子
銃電流の５０％をリング状の開口の中央部で吸収すると
仮定する。ここで、開口板への入力熱が放射で開口板か
ら逃げる熱量と等しいと考えると下式となる。 Ｓ・σＴ4 ＝１０5 ×２×１０-3×０．５＝１００[W] なお、Ｓは開口板の表面積、σはステファン・ボルワマ
ン定数であり、単位は［W/m2°K ］、開口板を構成する
材料の放射率は１と仮定した。Ｔは開口板の絶対温度で
ある。
どの程度に上昇するかは、次のように求めることができ
る。１００KVの加速電圧の電子線を仮定し、２mAの電子
銃電流の５０％をリング状の開口の中央部で吸収すると
仮定する。ここで、開口板への入力熱が放射で開口板か
ら逃げる熱量と等しいと考えると下式となる。 Ｓ・σＴ4 ＝１０5 ×２×１０-3×０．５＝１００[W] なお、Ｓは開口板の表面積、σはステファン・ボルワマ
ン定数であり、単位は［W/m2°K ］、開口板を構成する
材料の放射率は１と仮定した。Ｔは開口板の絶対温度で
ある。
【０００７】ここで開口の材料をタングステンやタンタ
ル等の高融点金属とするとして、σ＝５．６７×１０-8
W/m2T4、Ｔ＝２５００°K 、とすると以下となる。 Ｓ＝４．５１×１０-5 この島状の半径をＲ、開口の厚みを０．５mmとすると、
その面積Ｓは以下の式で表せる。 Ｓ＝２πＲ2 ＋２πＲ×０．５×１０-3＝４．５１×１
０-5 これを解くとＲ＝２．４４mmとなる。実際には伝導で熱
が少しは逃げるのでＲ≧２．０mmとすれば特に問題はな
い。すなわち、半径２．０mm以上のクロスオーバとすれ
ばタングステン、タンタル製のアパーチャが蒸発して、
短日時で寸法が変化してしまうことはない。
ル等の高融点金属とするとして、σ＝５．６７×１０-8
W/m2T4、Ｔ＝２５００°K 、とすると以下となる。 Ｓ＝４．５１×１０-5 この島状の半径をＲ、開口の厚みを０．５mmとすると、
その面積Ｓは以下の式で表せる。 Ｓ＝２πＲ2 ＋２πＲ×０．５×１０-3＝４．５１×１
０-5 これを解くとＲ＝２．４４mmとなる。実際には伝導で熱
が少しは逃げるのでＲ≧２．０mmとすれば特に問題はな
い。すなわち、半径２．０mm以上のクロスオーバとすれ
ばタングステン、タンタル製のアパーチャが蒸発して、
短日時で寸法が変化してしまうことはない。
【０００８】本発明の第２態様の荷電粒子線転写装置
は、荷電粒子線源を含む照明光学系と、この照明光学系
の照明を受けるマスクを通過した荷電粒子線を感応基板
上に投影結像させる投影光学系と、を具備する荷電粒子
線転写露光装置であって； 上記照明光学系が、 荷電
粒子線源の形成するクロスオーバ位置の下流側に設置さ
れた該クロスオーバを拡大するレンズと、 該レンズに
よって拡大されたクロスオーバの位置に設置されたほぼ
リング状の開口と、を有することを特徴とする。上記レ
ンズによってクロスオーバを拡大することによりクロス
オーバのエネルギ密度を下げることができる。
は、荷電粒子線源を含む照明光学系と、この照明光学系
の照明を受けるマスクを通過した荷電粒子線を感応基板
上に投影結像させる投影光学系と、を具備する荷電粒子
線転写露光装置であって； 上記照明光学系が、 荷電
粒子線源の形成するクロスオーバ位置の下流側に設置さ
れた該クロスオーバを拡大するレンズと、 該レンズに
よって拡大されたクロスオーバの位置に設置されたほぼ
リング状の開口と、を有することを特徴とする。上記レ
ンズによってクロスオーバを拡大することによりクロス
オーバのエネルギ密度を下げることができる。
【０００９】本発明の荷電粒子線転写装置においては、
上記クロスオーバが、荷電粒子線源が形成する集束ビー
ムによって作られる実のクロスオーバであり、上記荷電
粒子線源が、荷電ビームの通過する孔を有するアノード
を備え、このアノードの孔の凹レンズ作用によってクロ
スオーバ径を拡大することが好ましい。上記アノードの
孔の凹レンズ作用によってクロスオーバを拡大すること
によりクロスオーバのエネルギ密度を下げることができ
る。
上記クロスオーバが、荷電粒子線源が形成する集束ビー
ムによって作られる実のクロスオーバであり、上記荷電
粒子線源が、荷電ビームの通過する孔を有するアノード
を備え、このアノードの孔の凹レンズ作用によってクロ
スオーバ径を拡大することが好ましい。上記アノードの
孔の凹レンズ作用によってクロスオーバを拡大すること
によりクロスオーバのエネルギ密度を下げることができ
る。
【００１０】本発明の第３態様の荷電粒子線転写装置
は、荷電粒子線源を含む照明光学系と、この照明光学系
の照明を受けるマスクを通過した荷電粒子線を感応基板
上に投影結像させる投影光学系と、を具備する荷電粒子
線転写露光装置であって； 開口を溶融あるいは蒸発さ
せない程度に大きい寸法のクロスオーバ位置にほぼリン
グ状の開口を設け、 後段のレンズで上記開口の像を縮
小してブランキング開口あるいはコントラスト開口に結
像させることを特徴とする。
は、荷電粒子線源を含む照明光学系と、この照明光学系
の照明を受けるマスクを通過した荷電粒子線を感応基板
上に投影結像させる投影光学系と、を具備する荷電粒子
線転写露光装置であって； 開口を溶融あるいは蒸発さ
せない程度に大きい寸法のクロスオーバ位置にほぼリン
グ状の開口を設け、 後段のレンズで上記開口の像を縮
小してブランキング開口あるいはコントラスト開口に結
像させることを特徴とする。
【００１１】これによって、コントラスト開口ではビー
ムがリング状に形成されているホロービームとなるた
め、空間電荷効果が小さく、多少ビーム電流を大きくし
ても空間電荷効果によるビームのボケがあまり増えず、
同効果によるパターン歪も小さくできるので高精度の転
写が可能になる。
ムがリング状に形成されているホロービームとなるた
め、空間電荷効果が小さく、多少ビーム電流を大きくし
ても空間電荷効果によるビームのボケがあまり増えず、
同効果によるパターン歪も小さくできるので高精度の転
写が可能になる。
【００１２】本発明のデバイス製造方法は、上記いずれ
かの態様の荷電粒子線転写装置を用いるリソグラフィー
工程を含むことを特徴とする。
かの態様の荷電粒子線転写装置を用いるリソグラフィー
工程を含むことを特徴とする。
【００１３】以下、図面を参照しつつ説明する。図１
は、本発明の１実施例に係る電子線転写装置の照明光学
系の構成及び結像関係を示す図である。この例の照明光
学系は、図の最下部に示されているマスク１６を以下の
条件で照明することを前提とするものである。 加速電圧 １００kV 電流密度 ０．１mA/mm2 照明ビーム寸法 １mm角
は、本発明の１実施例に係る電子線転写装置の照明光学
系の構成及び結像関係を示す図である。この例の照明光
学系は、図の最下部に示されているマスク１６を以下の
条件で照明することを前提とするものである。 加速電圧 １００kV 電流密度 ０．１mA/mm2 照明ビーム寸法 １mm角
【００１４】光学系の最上流に位置する電子銃１は、下
方に向けて電子ビームを放射する。この電子銃１は、ボ
ンバード用フィラメント１ａ、カソード１ｂ、カソード
支持体１ｃ、制御電極１ｄ及びアノード１ｅを有する。
ボンバード用フィラメント１ａはカソード１ｂの背面に
電子ボンバードを与えて加熱する。カソード１ｂは、タ
ングステンからなり、下面の電子放出面から電子を放出
する。カソードの電子放出面の径は直径８mm程度であ
る。カソード支持体１ｃは、タングステン等からなり、
カソード１ｂを所定の位置に支持する。カソード１ｂに
は、一例として−１００kVの負電圧（加速電圧）が印加
される。
方に向けて電子ビームを放射する。この電子銃１は、ボ
ンバード用フィラメント１ａ、カソード１ｂ、カソード
支持体１ｃ、制御電極１ｄ及びアノード１ｅを有する。
ボンバード用フィラメント１ａはカソード１ｂの背面に
電子ボンバードを与えて加熱する。カソード１ｂは、タ
ングステンからなり、下面の電子放出面から電子を放出
する。カソードの電子放出面の径は直径８mm程度であ
る。カソード支持体１ｃは、タングステン等からなり、
カソード１ｂを所定の位置に支持する。カソード１ｂに
は、一例として−１００kVの負電圧（加速電圧）が印加
される。
【００１５】制御電極１ｄは、カソード１ｂの下に位置
し円形穴を持つものである。この制御電極１ｄには例え
ば、−１００．０２kVの負電圧が印加される。制御電極
１ｄは、カソード１ｂから放出される電子線を光軸方向
に寄せる作用をする。アノード１ｅは、中央に電子線の
通過する孔１ｇを有し、通常、０Ｖ（グラウンドレベ
ル）である。アノード１ｅは制御電極１ｄの下に配置さ
れており、カソード１ｂとアノード１ｅに加速電界（こ
の場合１００kV）を形成する。
し円形穴を持つものである。この制御電極１ｄには例え
ば、−１００．０２kVの負電圧が印加される。制御電極
１ｄは、カソード１ｂから放出される電子線を光軸方向
に寄せる作用をする。アノード１ｅは、中央に電子線の
通過する孔１ｇを有し、通常、０Ｖ（グラウンドレベ
ル）である。アノード１ｅは制御電極１ｄの下に配置さ
れており、カソード１ｂとアノード１ｅに加速電界（こ
の場合１００kV）を形成する。
【００１６】アノード１ｅの下には、円環状のホロビー
ム成形開口６が配置されている。この成形開口６は、円
形の中央板６ａと、同板６ａの外周をある間隔を開けて
取り囲む外周板６ｃを備える。中央板６ａと外周板６ｃ
の間に円環状の開口６ｂが形成されている。なお、中央
板６ａは、円周上に３、４カ所設けられているブリッジ
（図示されず）によって支持されている。
ム成形開口６が配置されている。この成形開口６は、円
形の中央板６ａと、同板６ａの外周をある間隔を開けて
取り囲む外周板６ｃを備える。中央板６ａと外周板６ｃ
の間に円環状の開口６ｂが形成されている。なお、中央
板６ａは、円周上に３、４カ所設けられているブリッジ
（図示されず）によって支持されている。
【００１７】リング状開口６の下方には、２段のコンデ
ンサレンズ７、８が配置されている。コンデンサレンズ
７、８間には静電式のブランキング偏向器１１が配置さ
れている。コンデンサレンズ８とほぼ同位置には、照明
ビームの外形を成形する開口９が配置されている。ビー
ム外形成形開口９の像は、マスク１６上の一つのサブフ
ィールド（パターン小領域）に結像される。
ンサレンズ７、８が配置されている。コンデンサレンズ
７、８間には静電式のブランキング偏向器１１が配置さ
れている。コンデンサレンズ８とほぼ同位置には、照明
ビームの外形を成形する開口９が配置されている。ビー
ム外形成形開口９の像は、マスク１６上の一つのサブフ
ィールド（パターン小領域）に結像される。
【００１８】成形開口９の下には、ブランキング開口１
０が配置されている。ブランキング開口１０は、マスク
１６への照明が不要なときに照明ビームを遮断する。成
形開口９の下にはコンデンサレンズ１５が配置されてい
る。このコンデンサレンズ１５はマスク１６上に成形開
口９の像を結像させる。
０が配置されている。ブランキング開口１０は、マスク
１６への照明が不要なときに照明ビームを遮断する。成
形開口９の下にはコンデンサレンズ１５が配置されてい
る。このコンデンサレンズ１５はマスク１６上に成形開
口９の像を結像させる。
【００１９】ビーム外形成形開口９の下方には、図示せ
ぬ視野選択偏向器が配置されており、主に照明ビームを
図の横方向に順次走査して、マスク１６上の偏向を含む
光学的視野内の全てのサブフィールドの照明を行う。さ
らに、マスクステージ（図示されず）を走査して、光学
系の視野を越える広い領域を露光することもできる。
ぬ視野選択偏向器が配置されており、主に照明ビームを
図の横方向に順次走査して、マスク１６上の偏向を含む
光学的視野内の全てのサブフィールドの照明を行う。さ
らに、マスクステージ（図示されず）を走査して、光学
系の視野を越える広い領域を露光することもできる。
【００２０】次に、この実施例の装置における電子線の
挙動について説明する。カソード１ｂから放出された電
子線は、放出直後は光軸にほぼ平行に進むが、制御電極
１ｄによって光軸方向に収束され、アノード１ｅの少し
先でクロスオーバを形成する。このクロスオーバは、ア
ノード孔１ｇの凹レンズ作用がなければ本来符号１２の
位置にでき、直径２mmφ程度である。アノード１ｅの孔
径を適切な値とし、アノード孔１ｇの凹レンズ作用によ
って、クロスオーバの位置を下方のリング状開口６の位
置へ移動させるとともに、同位置でのクロスオーバ径も
約６mmφに拡大する。
挙動について説明する。カソード１ｂから放出された電
子線は、放出直後は光軸にほぼ平行に進むが、制御電極
１ｄによって光軸方向に収束され、アノード１ｅの少し
先でクロスオーバを形成する。このクロスオーバは、ア
ノード孔１ｇの凹レンズ作用がなければ本来符号１２の
位置にでき、直径２mmφ程度である。アノード１ｅの孔
径を適切な値とし、アノード孔１ｇの凹レンズ作用によ
って、クロスオーバの位置を下方のリング状開口６の位
置へ移動させるとともに、同位置でのクロスオーバ径も
約６mmφに拡大する。
【００２１】このクロスオーバ位置に、５mmφ（内径）
のリング状開口６を設け、コンデンサレンズ７で縮小し
て、ブランキング開口１０上で４００μm φになるよう
にする。この寸法は、感応基板（試料）面からコントラ
ス開口への収束半角に直すと８mradに相当する値であ
る。なお、リング状開口６の円環状の開口６ｂの幅は、
この実施例では０．５mmである。
のリング状開口６を設け、コンデンサレンズ７で縮小し
て、ブランキング開口１０上で４００μm φになるよう
にする。この寸法は、感応基板（試料）面からコントラ
ス開口への収束半角に直すと８mradに相当する値であ
る。なお、リング状開口６の円環状の開口６ｂの幅は、
この実施例では０．５mmである。
【００２２】ここで、クロスオーバの光軸方向（Ｚ）位
置を正確にリング状開口６の位置と一致させるには、制
御電極１ｄの電圧を調整する。すなわち、制御電極４の
電圧を上げると、クロスオーバ位置は電子銃１から遠ざ
かる方向（図の下）に動き、電圧を下げると、クロスオ
ーバ位置は電子銃１に近くなる方向へ移動する。アノー
ド１ｅの孔の凹レンズ作用を利用しないでクロスオーバ
径を大きくする方法の１つとして、制御電極１ｄの電圧
を上げる方法がある。しかし、この方法によると、ビー
ム軌道は光軸に平行になりＺの∞位置にクロスオーバを
作りクロスオーバ径も∞になる。クロスオーバ径を６mm
φにするには、電子銃カソード１ｂとクロスオーバ間を
１ｍ以上にする必要があり、凹レンズ作用を利用する方
が鏡筒長を短くできる。
置を正確にリング状開口６の位置と一致させるには、制
御電極１ｄの電圧を調整する。すなわち、制御電極４の
電圧を上げると、クロスオーバ位置は電子銃１から遠ざ
かる方向（図の下）に動き、電圧を下げると、クロスオ
ーバ位置は電子銃１に近くなる方向へ移動する。アノー
ド１ｅの孔の凹レンズ作用を利用しないでクロスオーバ
径を大きくする方法の１つとして、制御電極１ｄの電圧
を上げる方法がある。しかし、この方法によると、ビー
ム軌道は光軸に平行になりＺの∞位置にクロスオーバを
作りクロスオーバ径も∞になる。クロスオーバ径を６mm
φにするには、電子銃カソード１ｂとクロスオーバ間を
１ｍ以上にする必要があり、凹レンズ作用を利用する方
が鏡筒長を短くできる。
【００２３】次に、本実施例の電子線転写装置の投影光
学系を説明する。図２は、本実施例の電子線転写装置の
投影光学系の構成及び結像関係を示す図である。マスク
１６の下方には、投影レンズ１７、１９、コントラスト
開口１８及び偏向器（図示されず）が設けられている。
そして、マスク１６の一つのサブフィールドが電子線照
射され、マスク１６でパターン化された電子線は、投影
レンズ１７、１９によって縮小されるとともに偏向さ
れ、ウエハ２０上の所定の位置に結像される。ウエハ２
０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
の縮小像がウエハ２０上に転写される。
学系を説明する。図２は、本実施例の電子線転写装置の
投影光学系の構成及び結像関係を示す図である。マスク
１６の下方には、投影レンズ１７、１９、コントラスト
開口１８及び偏向器（図示されず）が設けられている。
そして、マスク１６の一つのサブフィールドが電子線照
射され、マスク１６でパターン化された電子線は、投影
レンズ１７、１９によって縮小されるとともに偏向さ
れ、ウエハ２０上の所定の位置に結像される。ウエハ２
０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
の縮小像がウエハ２０上に転写される。
【００２４】投影レンズ１７、１９間を縮小率で内分す
る位置には、コントラスト開口１８が配置されている。
このコントラスト開口１８は、上述の円環状のビーム成
形開口６と光学的に共役な面に設けられている。コント
ラスト開口１８は、円形の中央板１８ａと、同板１８ａ
の外周をある間隔を開けて取り囲む外周板１８ｃを備え
る。中央板１８ａと外周板１８ｃの間には、円環状の開
口１８ｂが形成されている。この開口１８ｂは、円周上
に３、４カ所設けられているブリッジ（図示されず）に
よって支持されている。このコントラスト開口１８は、
マスク１６で散乱されたビームがウエハ２０に到達しな
いよう遮断する。
る位置には、コントラスト開口１８が配置されている。
このコントラスト開口１８は、上述の円環状のビーム成
形開口６と光学的に共役な面に設けられている。コント
ラスト開口１８は、円形の中央板１８ａと、同板１８ａ
の外周をある間隔を開けて取り囲む外周板１８ｃを備え
る。中央板１８ａと外周板１８ｃの間には、円環状の開
口１８ｂが形成されている。この開口１８ｂは、円周上
に３、４カ所設けられているブリッジ（図示されず）に
よって支持されている。このコントラスト開口１８は、
マスク１６で散乱されたビームがウエハ２０に到達しな
いよう遮断する。
【００２５】図３は、本発明の他の１実施例に係る電子
線転写装置の照明光学系の構成及び結像関係を示す図で
ある。この例では、電子銃アノード１ｅとリング状開口
６の間にコンデンサレンズ２１を設けている。鏡筒長を
さらに短くするには、アノード１ｅの後方近くにコンデ
ンサレンズ２１を設け、そのレンズ２１でクロスオーバ
１２′を拡大して、拡大されたクロスオーバ像の位置に
リング状の開口６を設ける。その後コンデンサレンズで
クロスオーバを縮小して、マスクを照明するビームの収
束半角を設計通り（例えば２．０mrad）にすることがで
きる。
線転写装置の照明光学系の構成及び結像関係を示す図で
ある。この例では、電子銃アノード１ｅとリング状開口
６の間にコンデンサレンズ２１を設けている。鏡筒長を
さらに短くするには、アノード１ｅの後方近くにコンデ
ンサレンズ２１を設け、そのレンズ２１でクロスオーバ
１２′を拡大して、拡大されたクロスオーバ像の位置に
リング状の開口６を設ける。その後コンデンサレンズで
クロスオーバを縮小して、マスクを照明するビームの収
束半角を設計通り（例えば２．０mrad）にすることがで
きる。
【００２６】クロスオーバをレンズで拡大するには、レ
ンズの物点距離を短くして像点距離を長くすればよい。
前者を行うにはレンズを高励磁にする必要があり、加速
電圧が１００kV等高い場合はレンズ電流が大きくなる問
題点がある。後者を行うには鏡筒長が長くなる問題点が
ある。しかし、クロスオーバとレンズで拡大する場合に
は、電子銃の設計が楽になるという利点がある。
ンズの物点距離を短くして像点距離を長くすればよい。
前者を行うにはレンズを高励磁にする必要があり、加速
電圧が１００kV等高い場合はレンズ電流が大きくなる問
題点がある。後者を行うには鏡筒長が長くなる問題点が
ある。しかし、クロスオーバとレンズで拡大する場合に
は、電子銃の設計が楽になるという利点がある。
【００２７】これら以外にクロスオーバ像を大きくする
には、カソード材料をタンスグテン、タンタル等仕事関
数の大きい材料を用いるとよい。カソード温度を高くす
ればカソード放出電子初速度が大きくなるので、仕事関
数の小さいＬａＢ6 カソードを用いるより明らかに大き
いクロスオーバが得られる。
には、カソード材料をタンスグテン、タンタル等仕事関
数の大きい材料を用いるとよい。カソード温度を高くす
ればカソード放出電子初速度が大きくなるので、仕事関
数の小さいＬａＢ6 カソードを用いるより明らかに大き
いクロスオーバが得られる。
【００２８】次に上記説明した電子線転写露光装置を利
用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図４は、
微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パ
ネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の
製造のフローを示す。
用したデバイス製造方法の実施例を説明する。図４は、
微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パ
ネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の
製造のフローを示す。
【００２９】ステップ１（回路設計）では、半導体デバ
イスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）で
は、設計した回路パターンを形成したマスクを製作す
る。この時、パターンについて局部的にリサイズを施す
ことにより近接効果や空間電荷効果によるビームボケの
補正を行ってもよい。一方、ステップ３（ウエハ製造）
では、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
イスの回路設計を行う。ステップ２（マスク製作）で
は、設計した回路パターンを形成したマスクを製作す
る。この時、パターンについて局部的にリサイズを施す
ことにより近接効果や空間電荷効果によるビームボケの
補正を行ってもよい。一方、ステップ３（ウエハ製造）
では、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【００３０】ステップ４（酸化）では、ウエハの表面を
酸化させる。ステップ５（ＣＶＤ）では、ウエハ表面に
絶縁膜を形成する。ステップ６（電極形成）では、ウエ
ハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ７（イオ
ン打ち込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステッ
プ８（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布す
る。ステップ９（電子ビーム露光）では、ステップ２で
作ったマスクを用いて電子ビーム転写装置によって、マ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ
１０（光露光）では、同じくステップ２で作った光露光
用マスクを用いて、光ステッパーによってマスクの回路
パターンをウエハに焼付露光する。この前又は後に、電
子ビームの後方散乱電子を均一化する近接効果補正露光
を行ってもよい。
酸化させる。ステップ５（ＣＶＤ）では、ウエハ表面に
絶縁膜を形成する。ステップ６（電極形成）では、ウエ
ハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ７（イオ
ン打ち込み）では、ウエハにイオンを打ち込む。ステッ
プ８（レジスト処理）では、ウエハに感光剤を塗布す
る。ステップ９（電子ビーム露光）では、ステップ２で
作ったマスクを用いて電子ビーム転写装置によって、マ
スクの回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ
１０（光露光）では、同じくステップ２で作った光露光
用マスクを用いて、光ステッパーによってマスクの回路
パターンをウエハに焼付露光する。この前又は後に、電
子ビームの後方散乱電子を均一化する近接効果補正露光
を行ってもよい。
【００３１】ステップ１１（現像）では、露光したウエ
ハを現像する。ステップ１２（エッチング）では、レジ
スト像以外の部分を選択的に削り取る。ステップ１３
（レジスト剥離）では、エッチングがすんで不要となっ
たレジストを取り除く。ステップ４からステップ１３を
繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パタ
ーンが形成される。
ハを現像する。ステップ１２（エッチング）では、レジ
スト像以外の部分を選択的に削り取る。ステップ１３
（レジスト剥離）では、エッチングがすんで不要となっ
たレジストを取り除く。ステップ４からステップ１３を
繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パタ
ーンが形成される。
【００３２】ステップ１４（組立）は、後工程と呼ば
れ、上の工程によって作製されたウエハを用いて半導体
チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシン
グ、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。ステップ１５（検査）では、ステ
ップ１４で作製された半導体デバイスの動作確認テス
ト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て
半導体デバイスが完成しこれが出荷（ステップ１６）さ
れる。
れ、上の工程によって作製されたウエハを用いて半導体
チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシン
グ、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。ステップ１５（検査）では、ステ
ップ１４で作製された半導体デバイスの動作確認テス
ト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て
半導体デバイスが完成しこれが出荷（ステップ１６）さ
れる。
【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、リング状開口が安定に存在する電子線転写装
置等を提供することができる。
によれば、リング状開口が安定に存在する電子線転写装
置等を提供することができる。
【図１】本発明の１実施例に係る荷電粒子線転写装置の
照明光学系の構成及び結像関係を模式的に示す図であ
る。
照明光学系の構成及び結像関係を模式的に示す図であ
る。
【図２】本実施例の荷電粒子線転写装置の投影光学系の
構成及び結像関係を示す図である。
構成及び結像関係を示す図である。
【図３】本発明の他の１実施例に係る電子線転写装置の
照明光学系の構成及び結像関係を示す図である。
照明光学系の構成及び結像関係を示す図である。
【図４】微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チッ
プ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマ
シン等）の製造のフローを示す。
プ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマ
シン等）の製造のフローを示す。
１ 電子銃 １ａ ボンバード
用フィラメント １ｂ カソード １ｃ カソード支
持体 １ｄ 制御電極 １ｅ アノード ６ リング状開口 ７、８ コンデン
サレンズ ９ 成形開口 １０ ブランキン
グ開口 １１ ブランキング偏向器 １２ アノード孔の凹レンズがない場合のクロスオー
バ像位置 １５ コンデンサレンズ １６ マスク １７、１９ 投影レンズ １８ コントラ
スト開口 ２０ ウエハ
用フィラメント １ｂ カソード １ｃ カソード支
持体 １ｄ 制御電極 １ｅ アノード ６ リング状開口 ７、８ コンデン
サレンズ ９ 成形開口 １０ ブランキン
グ開口 １１ ブランキング偏向器 １２ アノード孔の凹レンズがない場合のクロスオー
バ像位置 １５ コンデンサレンズ １６ マスク １７、１９ 投影レンズ １８ コントラ
スト開口 ２０ ウエハ
Claims (6)
- 【請求項１】 荷電粒子線源を含む照明光学系と、この
照明光学系の照明を受けるマスクを通過した荷電粒子線
を感応基板上に投影結像させる投影光学系と、を具備す
る荷電粒子線転写露光装置であって；上記荷電粒子線源
の形成するクロスオーバの直径が４mm以上であり、 このクロスオーバ位置に、ほぼリング状の開口が設けら
れていることを特徴とする荷電粒子線転写装置。 - 【請求項２】 荷電粒子線源を含む照明光学系と、この
照明光学系の照明を受けるマスクを通過した荷電粒子線
を感応基板上に投影結像させる投影光学系と、を具備す
る荷電粒子線転写露光装置であって；上記照明光学系
が、 荷電粒子線源の形成するクロスオーバ位置の下流側に設
置された該クロスオーバを拡大するレンズと、 該レンズによって拡大されたクロスオーバの位置に設置
されたほぼリング状の開口と、 を有することを特徴とする荷電粒子線転写装置。 - 【請求項３】 上記クロスオーバが、荷電粒子線源が形
成する集束ビームによって作られる実のクロスオーバで
あることを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子線
転写装置。 - 【請求項４】 上記荷電粒子線源が、荷電粒子の通過す
る孔を有するアノードを備え、 このアノードの孔の凹レンズ作用によってクロスオーバ
径を拡大することを特徴とする請求項３記載の荷電粒子
線転写装置。 - 【請求項５】 荷電粒子線源を含む照明光学系と、この
照明光学系の照明を受けるマスクを通過した荷電粒子線
を感応基板上に投影結像させる投影光学系と、を具備す
る荷電粒子線転写露光装置であって；開口を溶融あるい
は蒸発させない程度に大きい寸法のクロスオーバ位置に
ほぼリング状の開口を設け、 後段のレンズで上記開口の像を縮小してブランキング開
口あるいはコントラスト開口に結像させることを特徴と
する荷電粒子線転写装置。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項記載の荷電
粒子線転写装置を用いるリソグラフィー工程を含むこと
を特徴とするデバイス製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11177822A JP2001007010A (ja) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | 荷電粒子線転写装置及びこれを用いるデバイス製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11177822A JP2001007010A (ja) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | 荷電粒子線転写装置及びこれを用いるデバイス製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001007010A true JP2001007010A (ja) | 2001-01-12 |
Family
ID=16037718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11177822A Pending JP2001007010A (ja) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | 荷電粒子線転写装置及びこれを用いるデバイス製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001007010A (ja) |
-
1999
- 1999-06-24 JP JP11177822A patent/JP2001007010A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040629 |