JP2001023898A - Ｅ−ビーム投影リソグラフィにおけるサブフィールド内配線幅変動の補正 - Google Patents

Ｅ−ビーム投影リソグラフィにおけるサブフィールド内配線幅変動の補正

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JP2001023898A JP2000174790A JP2000174790A JP2001023898A JP 2001023898 A JP2001023898 A JP 2001023898A JP 2000174790 A JP2000174790 A JP 2000174790A JP 2000174790 A JP2000174790 A JP 2000174790A JP 2001023898 A JP2001023898 A JP 2001023898A
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C Feiffer Hans
シ−． ファイファ− ハンス
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レジスト上の画像忠実度の改善方法。 【解決手段】 上記方法によって、電子ビームの強度分
布が調節されて、サブフィールドの端縁部と中心部にお
けるフィーチャ・サイズが同じ幅“ｗ”を持つように成
される。この調節は、画像が小さい(画像ブレが大きい)
場合には意図的に入射強度を高くし、画像が大きい(画
像ブレが大きくない)場合には意図的に入射強度を低く
することにより行われる。例えば、適量だけ半径方向に
増減するカソード温度プロファイルを保持することによ
り上記調節を達成することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に半導体ウエハ
上の画像忠実度を改善する方法に関し、具体的には、電
子ビーム投影リソグラフィ・システムの電子ビームの強
度を制御してレジスト・パターンのサブフィールド全体
にわたって均一なフィーチャ・サイズを設ける方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に半導体メーカーは、非常に特殊な
印刷工程によるリソグラフィ処理を用いて、シリコン・
ウエハ上へ詳細なパターン形成を行う。一般に、“レジ
スト”と呼ばれる写真感光性材料からなる層がシリコン
・ウエハ上へ成膜され、所望のエネルギー・パターンを
含む画像または荷電粒子がシリコン・ウエハ上へ投影さ
れる。現像後、所望の回路パターンにマッチするステン
シル・パターン(例えば画像)がウエハ面上にわたってレ
ジストにより形成される。
【０００３】特に、電子ビーム・リソグラフィでは、一
連の光学レンズの中を通って精密に合焦される電子ビー
ムがカソード面と、パターン形成されたレチクルとから
放射され、微細なライン・パターンや画像がレジスト面
上に描かれる。４倍のレチクルが電子光学的に結像さ
れ、次いで書き込み面(レジストなど)上への縮小が一般
に行われる。一般的に、４倍のレチクルは1mm幅の正方
形サブフィールドを有するので、レジスト上には0.25mm
幅のサブフィールド画像が得られることになる。しか
し、リソグラフィ・システムでは等倍、２倍、３倍など
のレチクルを用いることもできる。
【０００４】図1は一般的な設計による電子ビーム装置
を示す図である。特に、図1の装置では、非常に均一な
強度分布で熱い(例えば約1700°K)カソードから電子が
放射される。このとき電子は、均一な強度分布を持つ電
子ビーム12を形成する荷電粒子放射素子10(例えば結晶
など)から放射される。電子ビーム12は、レチクル22上
に光学的に結像され、次いで、ターゲット28(例えばレ
ジスト)上へ縮小される前に一連の光学系(補助レンズ1
4、コンデンサ16、照明用ダブレット20など)の中を通
る。ターゲット28上への電子ビームの縮小に先立って、
確実にターゲット28上へ電子ビーム12を適切に合焦する
ために、電子ビームはまず一連の光学系(投影用ダブレ
ット24とコントラスト・アパーチャ26など)の中を通
る。図1の破線30は結像された側部領域を表し、図1の垂
直実線32は電子ビーム10の理想的パスを表す。
【０００５】電子ビームリソグラフィの使用に伴って存
在する典型的問題として、サブフィールド内で当然に生
じる電子的光収差の発生に起因する画像忠実度の劣化が
ある。収差は一般に画素サイズの変動として定義され、
通常サブフィールドの中心部周辺で半径方向に左右対称
に変動する。
【０００６】収差は通常、(i)集束系および偏向系のジ
オメトリ・フィールド収差、および、(ii)ビーム内での
空間電荷の相互作用の２つの原因から生じる。ジオメト
リ・フィールド収差はウエハ面に印刷されたパターンと
は無関係で、光学系の位置合わせが適切に行われている
場合、限界値は計算によって予測可能であり、非点収差
のない画像が中心軸上に得られる。しかし、ウエハ面に
印刷されたパターンが電子ビーム・パス内の局所的電流
密度を決定し、次いで空間電荷の相互作用を支配する限
り、空間電荷の相互作用によって生じる収差は上記パタ
ーンに依存することになる。空間電荷の相互作用によっ
て生じる収差も計算によって予測可能である。(i)ジオ
メトリ・フィールド収差と(ii)空間電荷の相互作用の双
方から結果として生じるフィールド収差は所定の組の状
態について測定可能である。
【０００７】収差によって画像ブレが生じ、この画像ブ
レが画像の強度分布や照射線量(強度×時間)に影響を与
え、次いでこの画像がレジスト上に印刷される線幅に影
響を与えることになる。画像ブレの結果は濃度現象とし
て一般に観察され、画像がレジスト上で完全に現像され
ないときにこの現象が生じる。
【０００８】この画像ブレが大きくなるにつれて、より
広い領域にわたって強度(すなわち照射線量)が拡散し、
フィーチャの中心部強度が低下する。この結果、完全な
現像を行うための照射線量の閾値と、望ましいレジスト
のハイコントラスト性に起因する印刷画像の狭まり(nar
rowing)とが生じることになる。この画像ブレが十分に
大きくない場合、中心部強度がレジストの露光を行うの
に不十分となるため画像の印刷が行われないことがあ
る。
【０００９】レチクルのフィーチャ・サイズを選択する
ことによりレチクルの画像サイズの変動補正が一般に行
われ、これらの変動が補正される。この補正を行うには
レチクル製造工程における画像サイズ情報の取り込みが
必要となり、この取り込みのために工程全体の複雑さが
増すことになる。さらにレチクルは一度作られると変更
することができず、レチクルの変更が必要な場合には工
程全体を停止しなければならない。以上のようなことは
製造コストおよび時間の大幅な増大を伴うことになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】レジスト上でフィーチ
ャ・サイズの増減を行う方法を提供することが本発明の
目的である。
【００１１】当然に生じる収差を補正し、高いレジスト
画像の忠実度を与える方法を提供することが本発明のさ
らなる目的である。
【００１２】レジスト画像中の画像ブレによる有害な影
響を取り除くことが本発明の別の目的である。
【００１３】電子ビームの強度制御を行って、レジスト
のサブフィールド全体にわたって均一なフィーチャ・サ
イズを設ける方法を提供することも本発明のさらなる目
的である。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明はレジスト上の画
像忠実度を改善する方法及び装置について記述するもの
である。特に、本発明の方法は、サブフィールド内で入
射強度分布を選択することによりレジストのサブフィー
ルド全体にわたって均一なフィーチャ・サイズを設け
て、印刷サイズを各ポイントで補正するようにするもの
である。この補正は、画像が小さい(画像ブレが大きい)
場合には意図的に入射強度を高くし、画像が大きい(画
像ブレが大きくない)場合には意図的に入射強度を低く
することにより行われる。
【００１５】上記のような１実施例では、電子ビームの
端縁部周辺で電子ビームのエネルギーを選択的に上昇さ
せて電子ビームの周辺に非均一な強度分布を生じさせ
る。この選択的上昇によって、電子ビームの強度が電子
ビームの端縁部において閾値強度レベル以上に上昇し、
サブフィールドの端縁部におけるフィーチャ・サイズが
サブフィールドの中心部におけるフィーチャ・サイズと
等しくなるように成される。例えば、適量だけ半径方向
に上昇するカソード温度プロファイルを保持することに
より上記を達成することが可能となる。
【００１６】電子ビームの端縁部または中心部周辺で電
子ビームの内の強度分布の増減(局所的強度分布調節な
ど)を行うために、カソードの温度はカソードの端縁部
または中心部のいずれか一方の周辺でそれぞれ選択的に
調節される。カソードの温度は、衝撃用電子ビームでカ
ソードの後側(非放射側)の端縁部または中心部にそれぞ
れ局所的に衝撃を与えることによりカソードの端縁部ま
たは中心部のいずれか一方の周辺で選択的に調節され
る。カソードの後側への局所的衝撃によって電子ビーム
の端縁部または中心部周辺の局所的強度を適宜調節する
ことが可能となる。
【００１７】本発明の装置には、レジスト層に電子ビー
ム(強度分布を有する)を放射する第１のカソードが含ま
れる。この装置にはさらに電子ビームの強度分布を調節
する調節装置が含まれ、電子ビームの強度分布が電子デ
バイスのレジスト層のサブフィールドで非均一になるよ
う成される。この調節装置は中心カソード及び／又は環
状カソードを含み、このカソードから衝撃用電子が第１
のカソードの後側(非放射側)に放射される。衝撃用電子
の放射は第１のカソード部分の周辺温度を選択的に上昇
させ、次いで、第１のカソードの選択部分周辺の電子ビ
ームの強度分布を高める。
【００１８】
【発明の実施の形態】上述の目的および他の目的、態様
および利点は、図面を参照して本発明の推奨実施例につ
いての以下の詳細な説明からさらに良く理解される。
【００１９】本発明は、パターン形成されたレジスト上
の画像忠実度を改善する方法を目的とするものである。
特に、本発明は、当然に発生する収差を補正することに
よりレジスト上に均一なパターンが形成される画像を設
ける方法を目的とするものである。
【００２０】従来の技術ではレジストのサブフィールド
全体にわたって均一な照度分布が与えられる。しかし、
レジストのサブフィールド全体にわたって均一な照度分
布を与えようと試みると、カソードの一方の外側端縁部
は一般にカソードの内部部分より温度が低くなる。この
結果電子ビームの中心部周辺の方に強い電子ビーム分布
が生じ、電子ビームの端縁部近くの方には強くない電子
ビーム分布が生じる。この結果今度は特に露光されてい
るサブフィールドの外側端縁部のレジスト上に画像忠実
度の劣化が生じることになる。
【００２１】本発明の方法によって、サブフィールド内
の入射強度分布を選択することにより、サブフィールド
全体にわたってレジスト画像の忠実度が大きく改善され
る。このようにして、サブフィールド全体にわたって各
ポイントで強度の調節を行うことにより印刷されたフィ
ーチャ・サイズの補正を行うようにする。換言すれば、
本発明の方法によって、(i)画像が小さく、サブフィー
ルドの端縁部にある(画像ブレが大きい)場合、意図的に
入射強度を高くし、(ii)画像が大きく、サブフィールド
の中心部に配置されている(画像ブレが大きくない)場
合、意図的に入射強度を低くするようにする。このよう
にして、サブフィールド内の入射強度分布を選択するこ
とにより、パターン形成された画像のフィーチャ・サイ
ズの系の変動を取り除くことが可能となる。
【００２２】図面(具体的には図2)を参照すると、パタ
ーン特性を表す電子ビームの最適に合焦したガウス分布
(例えば理想的分布)が図示されている。図2は、図1に図
示のような従来の光学系で用いられる均一な強度を持つ
電子ビームのガウス分布を表すものである。
【００２３】具体的には、図2では、垂直軸に強度レベ
ル、水平軸にフィーチャ・サイズの測定値が示されてい
る。水平線200は露光強度閾値レベル(本明細書では以後
強度閾値レベルと呼ぶ)を表し、強度閾値レベル200より
上の任意の強度レベルは露光されたレジストを結果とし
て示し、強度閾値レベル200より下の任意の強度レベル
は対応する場所で露光されていないレジストを結果とし
て示すことになる。当業者であれば、強度閾値レベル20
0以下の強度レベルは印刷されない画像を(たとえば画像
ブレに起因して)結果的に生じることを理解されるであ
ろう。
【００２４】また図2を参照すると、画素の形状を表す
曲線206は交点204で強度閾値レベル200と交わってい
る。曲線206より下の領域は電子ビームのエネルギーを
表し、強度閾値レベル200との交点204間の距離は印刷さ
れたフィーチャの幅“ｗ”(例えば80nm)を表す。
【００２５】図2に見られるように、曲線206の形状に起
因する電子ビームの強度は、水平軸“ｘ”上の曲線206
の分布からわかるように印刷されたフィーチャの幅
“ｗ”にほぼ等しい領域に限定される。したがって
“ｗ”によって表される領域は印刷されたフィーチャの
幅を表し、一方“ｗ”の外側の領域は印刷されたフィー
チャを表さない。
【００２６】図3は図2に図示のものと同じサブフィール
ドの端縁部周辺の電子ビームの強度分布を示すものであ
る。したがって、図2の場合と同様、図3はサブフィール
ド全体にわたって均一な強度分布を持つ電子ビームにつ
いてのガウス分布を表す。注目すべき重要な点は以下説
明するように、図3が、露光されたサブフィールドの端
縁部周辺のレジスト画像の忠実度の劣化を結果として生
じる非理想的強度分布であるという点である。
【００２７】特に、図3はサブフィールドの端縁部にお
ける画素の形状を表す曲線306を示す図である。曲線306
は図2の曲線206に比べると平たく、幅が広い。そして
(水平軸“ｘ”上の曲線306の分布からわかるように)画
像ブレに起因してより広い領域にわたって拡散している
電子ビームの強度を示す。曲線306より下の領域は系の
総エネルギーを表し、図2の曲線206より下のエネルギー
に等しい。しかし、曲線206がサブフィールドの中心部
における電子ビームの強度分布を表すのに対して、曲線
306はサブフィールドの端縁部における電子ビームの強
度分布を表す。当業者であれば、図2と図3の強度分布
は、サブフィールドの中心部と端縁部を含むサブフィー
ルド全体について均一な強度分布を表すことを十分に理
解されるであろう。
【００２８】図3の平たい、幅の広い曲線306はピーク30
6aを有し、このピークは図2の強度閾値レベル200と同じ
強度閾値レベル200より上方にはわずかしか出ていな
い。この結果幅の広い曲線306が生じて、この曲線の多
くは閾値レベル200より下に在ることになり、ピーク306
aの小さな部分しか強度閾値レベル200より上には生じな
くなる。フィーチャ幅“ｗ”(図2)より狭いフィーチャ
幅“ｗ’”(図3)からわかるように、曲線の形状(および
電子ビームのエネルギー分布)に起因して、サブフィー
ルドの端縁部周辺に印刷されたフィーチャはサブフィー
ルドの中心部のフィーチャより小さくなる。したがっ
て、図2の場合と同様、“ｗ’”によって表される領域
は印刷されたフィーチャの幅を表し、一方“ｗ’”の外
側の領域は印刷されたフィーチャを表さない。
【００２９】したがって図2と図3から想像できるよう
に、従来の電子ビームの均一な強度分布を用いる画像忠
実度は、変動するフィーチャ・サイズ“ｗ”と“ｗ’”
に起因して上記のように劣化する。また、強度が(図2と
比較して)より広い領域にわたって拡散するので画像ブ
レが大きくなる。
【００３０】この場合注目すべき重要な点は、本発明の
方法で使用するレジストのタイプに依存して、強度閾値
レベル200を変更できること、並びに、使用するレジス
トのタイプは、本発明の理解にとって決定的に重要なも
のではないという点である。上記のように強度閾値レベ
ル200は大小の強度閾値を表すことができ、本発明の方
法の利用に先立って当業者には周知のものである。
【００３１】図4は、本発明による非均一な強度分布を
用いたサブフィールドの端縁部周辺の電子ビームの強度
分布を図示するものである。図2と相俟って、本発明の
方法により、サブフィールド全体にわたって理想的強度
分布が設けられ、それによってサブフィールド全体にわ
たって均一なフィーチャ・サイズに起因して画像忠実度
が大きく高められる。
【００３２】サブフィールドの端縁部周辺に電子ビーム
の理想的強度分布を設けるために、本発明の方法によっ
て、電子ビームの端縁部の近傍で電子ビームの強度が選
択的に調節される(例えば、電子ビーム内で局所的強度
分布が調節される)。このようにして、電子ビームの分
布は電子ビーム全体にわたり非均一になり、電子ビーム
の中心部の強度の方が電子ビームの端縁部の強度より低
くなるように調節される。例えば、適量だけ半径方向に
上昇するカソード温度プロファイルを保持することによ
り上記のような調節を行うことが可能となる。
【００３３】代替実施例では、電子ビームの端縁部の強
度の方を電子ビームの中心部の強度よりも低くなるよう
に、本発明の方法により電子ビームの中心部周辺の電子
ビームの強度の調節が選択的に行われる。
【００３４】図4を再び参照すると、曲線406より下の増
加領域によってわかるように図4の電子ビームのエネル
ギーは図3と比べて上昇している。図3と比較すると、こ
の上昇エネルギーによって強度閾値レベル200より上に
曲線406のピーク406aが押し上げられている。(図4の強
度閾値レベル200は図2と図3の強度閾値レベル200と同じ
である。)次いで、電子ビームのエネルギーの上昇の結
果、サブフィールドでのレジストの露光が増加し、それ
によって端縁部で印刷されたフィーチャ・サイズが大き
くなり、画像忠実度が改善される。図3と比較して、図4
では電子ビームのエネルギーは上昇するものの、(曲線3
06、406によって表されるように)画素の形状は同じまま
である。
【００３５】したがって、図4のグラフによってわかる
ように、図3の印刷されたフィーチャの幅“ｗ”は、理
想的強度分布を表す図2の印刷されたフィーチャの幅
“ｗ”と同じである。換言すれば、サブフィールドの中
心部の印刷されたフィーチャ・サイズは、サブフィール
ドの端縁部の印刷されたフィーチャ・サイズと同じサイ
ズになり、それによってパターン形成された画像に対し
て画像忠実度が復元される。したがって、図4に見られ
るように、サブフィールドの中心部からの半径方向の関
数として照度を高めることにより、画像サイズの変動
(例えば収差)の修正が可能となる。このように、何らか
の形の補正が行われない場合には、図3に描かれている
ように画像ブレから生じる画像サイズが極度に小さくな
ることが予想される。
【００３６】本発明の方法の理解にとって決定的に重要
なものではないとはいえ、当業者であれば、曲線406(図
4)と曲線306(図3)は形状が類似していることに注目する
であろう。しかし、曲線406より下の領域の方が曲線306
より下の領域より広くなっている。本発明の理解にとっ
て決定的に重要なことは、曲線406のピーク406aによっ
てこの広い方の領域(たとえば高いエネルギー)が強度閾
値レベル200より上に押し上げられるという点である。
この結果、サブフィールドの中心部と端縁部周辺に印刷
されたフィーチャ・サイズ“ｗ”が得られる。従って、
サブフィールドの中心部と端縁部周辺に印刷されたフィ
ーチャ・サイズ“ｗ”は同じなので画像品質の大きな改
善が達成されることになる。
【００３７】図5は、レジストのサブフィールド周辺の
電子ビームの均一な照度分布を示す。図5の均一な照度
分布を用いることにより、図2に図示のようにサブフィ
ールドの中心部に理想的分布が生じる。しかし、図5の
この同じ均一な照度分布によって図3に図示のようにサ
ブフィールドの端縁部では非理想的強度分布が生じる。
したがって、サブフィールドの中心部で印刷されたフィ
ーチャの幅“ｗ”はサブフィールドの端縁部で印刷され
たフィーチャ・サイズの幅“ｗ’”と同じにはならな
い。これに応じて、サブフィールドの中心部と端縁部で
印刷されたフィーチャ・サイズが均一でないことに起因
して画像品質の劣化が生じる。同様に、図3を参照して
説明したようにレジストの中にも画像ブレが生じる。
【００３８】図6と図7はサブフィールド照度の非均一な
強度分布を示す。図6には、サブフィールドの中心部よ
り高い強度を持つサブフィールドの端縁部が更に詳細に
示されている。これに対して、図7には電子ビームの端
縁部より高い強度を持つサブフィールドの中心部が図示
されている。
【００３９】端縁部で電子ビームの強度を高くすること
により(図6)、サブフィールドの端縁部におけるフィー
チャ・サイズは、図3に図示のように強度分布が均一な
ままの場合のフィーチャ・サイズと比べて、および、従
来技術の光学系のフィーチャ・サイズと比べて相対的に
大きくなる。すなわち、サブフィールドの端縁部におけ
るフィーチャ・サイズは、画像ブレを補正する高められ
た強度に起因して、サブフィールドの中心部のフィーチ
ャ・サイズに等しくなり(例えば、図2のサブフィールド
の中心部のフィーチャ・サイズ幅“ｗ”は図4のサブフ
ィールドの端縁部のフィーチャ・サイズ幅“ｗ”と同じ
サイズである)、レジスト上の画質の改善が達成され
る。このようにして、サブフィールド内で強度分布を選
択することにより、パターン形成された画像のフィーチ
ャ・サイズの系の変動を取り除くことが可能となる。
【００４０】図7は、電子ビームの中心部のサブフィー
ルドの強度の上昇を(図6と比較して)図示する本発明の
代替実施例を示す図である。サブフィールドの端縁部が
サブフィールドの中心部より良好に合焦している場合、
サブフィールドの中心部におけるこの上昇した強度はフ
ィールド状況の曲率補正に好都合である。
【００４１】本発明の推奨実施例では、電子ビーム内で
強度分布の増減を行うことを目的として、カソードまた
は荷電粒子放射素子(結晶など)の温度が結晶の端縁部ま
たは中心部で選択的に調節される(局所的に調節され
る)。この選択的温度調節は、推奨実施例では、結晶の
後側(非放射側)の端縁部または中心部に衝撃用電子ビー
ムで衝撃を与えることにより行われる。この結晶によっ
て今度は電子ビームの端縁部または中心部周辺で電子ビ
ームの強度分布の局所的増減が行われる。このようにし
て、結晶の温度の局所的調節により強度分布もまた局所
的に調節され、それによってレジスト上の画像忠実度が
高まることになる。
【００４２】図8aは、結晶の端縁部と中心部のそれぞれ
において電子ビーム10c、10dで結晶12の後側に衝撃を与
える環状カソード12'と中心カソード12a'とを図示す
る。中心カソード12a'(電子ビーム10d)より強い衝撃用
電子ビーム10cが環状カソード12'から放射され、結晶12
の端縁部は結晶12の中心部より熱くなるように成され
る。これによって、結晶12の端縁部から放射される電子
ビーム強度10aが高くなる。電子ビーム強度10a、10bに
より、サブフィールドの露光された中心部と端縁部にお
いて均一なフィーチャ・サイズ幅“ｗ”が得られる。
【００４３】図8bには、電子ビーム10c、10dを用いてそ
れぞれ電子ビームの端縁部と中心部で結晶12の後側に衝
撃を与える環状カソード12'と中心カソード12a'とが図
示されている。この実施例では、中心カソード12a'によ
って環状カソード12'より強い衝撃用電子ビーム10dが放
射され(電子ビーム10c)、結晶12の中心部の方が結晶12
の端縁部よりも熱くなるように成される。これによって
結晶12の中心部から放射される電子ビームの強度10bの
方が高くなる。この電子ビームの強度10a、10bによっ
て、サブフィールドの露光された中心部と端縁部で均一
なフィーチャ・サイズ幅“ｗ”が得られる。
【００４４】図8bの代替実施例では、結晶12の中心に中
心部を持つ単一カソードを設けることができる。この実
施例では、電子ビーム10dは、結晶12の中心部の方が端
縁部より熱くなるように結晶12の中心部へしか放射が行
われない。この放射によって今度は電子ビームの中心部
周辺で照度分布が高められることになる。
【００４５】推奨実施例では、結晶12の任意の初期温度
の範囲で電子ビームの中心部と端縁部間の温度差を約＋
/−100°Kに調節することができる。より好ましい実施
例では、結晶12の中心部が約1700°Kであるとき、結晶1
2の端縁部の望ましい温度は1720°Kに調節される。しか
し、使用する特定の結晶および結晶の初期温度に依存し
て、結晶の中心部と同様、結晶12’、12”の電子強度を
単に調節することにより端縁部の温度も適宜調節するこ
とができる。
【００４６】さらに注目すべき点として、共通して使用
する結晶の放射率が周知であり予測可能に振る舞うこ
と、および、結晶の温度の増減によって結晶の放射率の
対応する比例的増減が生じるという点が挙げられる。こ
の増減によって今度は結晶から放射される電子ビームの
強度の対応する比例的増減が生じる。したがって、１つ
または比較的少数のテスト・パターンで生成された線幅
を知ることにより、当業者はそのテスト線幅から適切な
強度分布の補外及び／又は補間を行ってレジストのサブ
フィールド内に所定の線幅を得ることができる。
【００４７】本方法の利点として、処理中に照度を変更
して不測のエラーを“取り除く(tune-out)”ことができ
るという点があるが、これと対照的に、他の系では工程
全体を停止して様々なフィーチャ・サイズの調節を行わ
なければならない。したがって、他のシステムによる調
節では、本発明であれば回避される製造コストと時間が
大きく増えることになる。
【００４８】図9は、本発明を利用する半導体素子(また
は装置)の製造工程の概要を表す一般化した流れ図を示
す。半導体素子の製造工程を示す高水準のブロック図を
図9が同様に表すものであることは当業者によって十分
に理解されるであろう。またこの高水準のブロック図
が、一般化されたものではあるが望ましい製造方法を表
すこと、および、本発明を用いて他の製造方法を同様に
利用可能であることも十分に理解されるであろう。特定
の製造方法の細部は本発明の実施にとっては重要ではな
い。しかし、少なくとも１回のリソグラフィ露光は素子
の配置と寸法を決定するために常に必要である。上述の
本発明によるリソグラフィ処理を行うとき、高い機能性
と改善された性能を具有する集積回路の製造において高
いスループットを保ちながらより正確に配置されたパタ
ーンの達成が可能となる。本発明を利用しない他の現在
周知のリソグラフィ技術による他の方法では上記のよう
な正確に配置されたパターンの形成は不可能である。
【００４９】図9を参照すると半導体素子の製造は工程S
10でマスクの製造から開始される。マスクの製造は、例
えば、レジスト塗布、電子ビームまたは電磁気エネルギ
ー露光、現像、エッチング、レジスト・ストリッピング
およびその類の工程のような周知の方法によるマスクの
パターニングを有する。マスクの製造の完了時にマスク
が検査され、必要な場合にはマスクに対する補正が行わ
れる。マスクに存在する何らかの欠陥を補正するため
に、検査に続いてマスクのパターンニングが再度行われ
る。この完成したマスク(すなわちレチクル)は次いで工
程S14でウエハ処理用として使用される。
【００５０】ウエハの製造は一般に単一結晶の成長と、
成長した結晶に対する機械的処理とを有する。これらの
機械的処理には、例えば、ウエハのスライシングとカッ
ティングおよび端縁部の丸め処理とが含まれる。次い
で、ウエハを研磨し、所望のように周知の熱処理をウエ
ハに対して行って不純物及び/又は汚染物質の除去や、
結晶の損傷の修復やその類の処理が行われる。その後ウ
エハの欠陥検査が行われる。
【００５１】いったんウエハが製造され、所定の範囲内
で少量の許容可能な欠陥しか発見されなかった場合、ウ
エハ処理が工程S14で開始される。ウエハ処理には回路
素子を設けるためにウエハ上に薄膜を設けることが含ま
れる。薄膜の意図した材料に依存して、例えば蒸着ある
いはスパッタリング蒸着、ＣＶＤ(化学蒸着)、イオン注
入およびその類の処理を行うことによりウエハ上に薄膜
の形成を行うことができる。いったん薄膜がウエハ上に
成膜されると、薄膜に対する修正が行われ、必要な場合
には、ある一定の定義された電気的特性を備えた薄膜が
設けられる。薄膜の修正には、例えば回路パターンを形
成するためのエッチング、絶縁体を形成するための酸化
あるいは導電率を制御するためのドーピングが含まれ
る。イオン注入、熱拡散、ドープした薄膜の蒸着および
その類の処理のような任意の周知の方法によりドーピン
グを行うことができる。
【００５２】ウエハ処理(例えばエッチング、蒸着、注
入およびその類の処理)後、ウエハの洗浄を行うことが
できることは当業者により十分に理解されるであろう。
また、例えば２つまたはそれ以上のＣＶＤ処理工程また
はその類の工程のようないくつかの処理工程を行うこと
ができること、並びに、所望の場合、これらの個々の処
理工程の各々の間でウエハの洗浄を行うことができるこ
とも理解されるであろう。ウエハの洗浄と処理を任意の
回数繰り返すことができ、またこの洗浄と処理は完成し
た素子の設計と、意図する用途および機能とによっての
み限定される。
【００５３】薄膜には工程S10で製造したマスクを用い
てパターンが形成される。この薄膜のパターンには、リ
ソグラフィ処理(たとえば荷電粒子露光)によるレジスト
層の露光が含まれ、レジスト上に潜像が形成される。こ
の荷電粒子露光について図10を参照して詳細に説明す
る。レジストの化学組成を変更することにより、荷電粒
子露光によって所定のパターンのレジストが選択的に修
正されることがさらに十分に理解されるであろう。次い
で、このレジストの現像を行い、露光に従ってパターン
を形成し、あらゆる欠陥について検査が行われる。
【００５４】サブフィールド全体にわたって均一なフィ
ーチャ・サイズを設けることにより、特に、従来のＥ−
ビーム・リソグラフィ・システムのサブフィールドの範
囲内での均一な入射強度分布と比較して、本発明によ
り、当然に生じる収差が補正され、レジスト画像におけ
る画像ブレによる有害な影響が取り除かれ、それによっ
て、従前には到達し得なかったレベルまで高められたレ
ジスト画像の忠実度が達成される。本発明のこの価値の
ある利点は、画像が小さい(画像ブレが大きい)場合には
意図的に入射強度を高くし、画像が大きい(画像ブレが
大きくない)場合には、意図的に入射強度を低くするこ
とにより達成される。
【００５５】したがって本発明により製造上の歩留まり
が改善され、それによってレジスト現像後の検査によっ
て決定されるような、ほぼむらのない改善されたリソグ
ラフィ・パターニングが出力される。検査後、ウエハは
ベークされ、レジスト・パターンが安定化され、所望の
処理(例えばエッチング、蒸着、注入およびその類の処
理)の後、レジストをストリップし、必要な場合にはウ
エハの洗浄を行うことができる。
【００５６】工程S14と関連する荷電粒子露光を任意の
回数繰り返して、このような各層のパターン形成が行わ
れた領域で、ある一定の定義された電気的属性を持つ多
数の薄膜層を設けるようにすることができる。さらに、
それぞれ個々の荷電粒子露光処理を行った後、ウエハの
洗浄を行うことができる。次いで、専用アプリケーショ
ンに依存して、ウエハに絶縁層を塗布し、接続孔(例え
ばスルーホール)を設けることができる。
【００５７】工程S16で、このパターン形成されたウエ
ハが組み立てられて素子となる。この処理には、ウエハ
のテスト、検査、ダイシングが含まれ、ウエハからダイ
スされたチップのボンディングが行われる。ボンディン
グには、電極、半導体素子あるいは他の構成要素との接
続用リード線の接続が含まれる。次いで、この組み立て
られた半導体チップはパッケージ化され(例えばシール
され)、半導体チップが安定化され、任意の欠陥につい
て検査が行われる。工程S18では、組み立てられた半導
体チップの検査が行われ、テストされ、工程S20で市場
へ出荷される。
【００５８】図10は、図9の工程S14のレジスト・パター
ン形成に関して図示のようにレジスト・パターン形成の
詳細な工程を示す図である。当業者によって十分に理解
されるように、工程S22〜S26のリソグラフィ処理には常
にレジスト上の潜像の画定が含まれ、そのような潜像を
レジスト上に現像するために利用可能な技術の如何にか
かわらず、電子エレメントと導線の配置と基本寸法がそ
の技術によって確立されるので、レジストのパターンニ
ングが素子の設計全体にとって決定的に重要である。上
記目的のために、工程S22にレジスト塗布工程が示され
ている。工程S24で、本発明の利用による、大きく改善
された精度の露光配置で図9の工程S10で形成したマスク
を利用する、電子手段によるレジストの露光が行われ
る。この露光は、例えば本発明をインストールすること
ができる電子ビームステッパ装置によって行われる。工
程S26で、レジストが現像されて工程S24の露光に従って
パターンの形成が行われる。次いで、工程S26でレジス
トは焼き戻される。いったんこのようなパターンが形成
された後半導体製造工程は上述のように継続される。
【００５９】以上単一の推奨実施例に関して本発明を説
明したが、当業者であれば添付の請求項の精神と範囲内
で本発明を修正して実施できることを認識するであろ
う。
【００６０】
【発明の効果】請求項１の改善方法は、サブフィールド
の部分間において電子ビームの強度分布が非均一となる
ようにするために、ウエハのサブフィールド上に合焦す
る電子ビームの強度分布を調節するステップを有するこ
とを特徴とする。
【００６１】従って、精密に電子ビームを改善できる。
【００６２】請求項２の改善方法は、前記調節ステップ
が、電子ビームの端縁部周辺の電子ビームの強度分布を
高めることを特徴とする。
【００６３】従って、精密に電子ビームを改善できる。
【００６４】請求項３の改善方法は、前記調節ステップ
が、電子ビームの中心部周辺の電子ビームの強度分布を
高めることを特徴とする。
【００６５】従って、精密に電子ビームを改善できる。
【００６６】請求項４の改善方法は、前記調節ステップ
が、サブフィールド上に合焦する電子ビームを放射する
結晶またはカソードの端縁部周辺の温度を上昇させて、
前記結晶またはカソードの端縁部の方を結晶またはカソ
ードの中心部より熱くし、それによって電子ビームの端
縁部周辺の電子ビームの強度分布を高めるように成すこ
とを特徴とする。
【００６７】従って、精密に電子ビームを改善できる。
【００６８】請求項５の改善方法は、サブフィールドの
中心部と端縁部におけるフィーチャ・サイズが同じサイ
ズであることを特徴とする。
【００６９】従って、精密に電子ビームを改善できる。
【００７０】請求項６の改善方法は、結晶の非放射面上
へ衝撃用電子ビームの放射をさらに行って、結晶の端縁
部周辺の温度を上昇させるように成すことを特徴とす
る。
【００７１】従って、精密に電子ビームを改善できる。
【００７２】請求項７の改善方法は、結晶の非放射面の
端縁部上へ衝撃用電子ビームを放射することを特徴とす
る。
【００７３】従って、精密に電子ビームを改善できる。
【００７４】請求項８の改善方法は、前記調節ステップ
が、サブフィールド上に合焦する電子ビームを放射する
結晶またはカソードの中心部周辺の温度を上昇させて、
前記結晶またはカソードの中心部の方を結晶またはカソ
ードの端縁部より熱くし、それによって電子ビームの中
心部周辺の電子ビームの強度分布を高めるように成すこ
とを特徴とする。
【００７５】従って、精密に電子ビームを改善できる。
【００７６】請求項９の改善方法は、前記結晶の非放射
面の中心部へ衝撃用電子ビームの放射をさらに行って結
晶の中心部周辺の温度を上昇させるように成すことを特
徴とする。
【００７７】従って、精密に電子ビームを改善できる。
【００７８】請求項１０の改善方法は、電子ビームの端
縁部または中心部周辺の電子ビームの強度分布を調節す
るとき、ウエハのサブフィールドの中心部と端縁部にお
けるフィーチャ・サイズが同じサイズとなることを特徴
とする。
【００７９】従って、精密に電子ビームを改善できる。
【００８０】請求項１１の改善方法は、前記調節ステッ
プによって電子ビームの強度を高め、ウエハのサブフィ
ールドの端縁部または中心部におけるフィーチャ・サイ
ズを大きくすることを特徴とする。
【００８１】従って、精密に電子ビームを改善できる。
【００８２】請求項１２の改善方法は、前記調節ステッ
プによって第１のサイズのウエハ上にパターン形成され
た画像における入射強度を高め、第２のサイズのパター
ン形成された画像における入射強度を低めて、第１のサ
イズの方を第２のサイズより小さくするように成すこと
を特徴とする。
【００８３】従って、精密に電子ビームを改善できる。
【００８４】請求項１３の改善方法は、前記調節ステッ
プによって所定の閾値強度レベル以上に電子ビームの端
縁部における電子ビームの強度を高めて、サブフィール
ドの端縁部と中心部におけるフィーチャ・サイズが全く
同じサイズとなるように成すことを特徴とする。
【００８５】従って、精密に電子ビームを改善できる。
【００８６】請求項１４の方法は、請求項1に記載の方
法において、前記調節ステップが、サブフィールド上に
合焦する電子ビームを放射する結晶またはカソードの中
心部と端縁部に衝撃用電子ビームを出力し、中心部にお
ける衝撃用電子ビームの方が端縁部における衝撃用電子
ビームより強くなるように成し、前記衝撃用電子ビーム
が結晶またはカソードの中心部における温度を上昇させ
て、結晶またはカソードの中心部の方をその端縁部より
熱くし、それによって電子ビームの中心部周辺の電子ビ
ームの強度分布を高めるように成すことを特徴とする。
【００８７】従って、精密に電子ビームを調整できる。
【００８８】請求項１５の方法は、請求項1に記載の方
法において、前記調節ステップによって結晶またはカソ
ードの中心部と端縁部に衝撃用電子ビームを出力し、サ
ブフィールド上に合焦する電子ビームの放射を行い、端
縁部における衝撃用電子ビームの方が中心部における衝
撃用電子ビームより強くなるように成し、衝撃用電子ビ
ームが結晶またはカソードの端縁部における温度を上昇
させて、結晶またはカソードの端縁部の方をその中心部
より熱くし、それによって電子ビームの端縁部周辺の電
子ビームの強度分布を高めるように成すことを特徴とす
る。
【００８９】従って、精密に電子ビームを調整できる。
【００９０】請求項１６の調節方法は、サブフィールド
上に合焦する電子ビームを放射する荷電粒子放射素子の
温度を調節して、電子ビームの強度分布がサブフィール
ドの部分間において非均一となるように成すステップを
有することを特徴とする。
【００９１】従って、精密に電子ビームを調整できる。
【００９２】請求項１７の調節方法は、前記調節ステッ
プが荷電粒子放射素子の端縁部における温度の上昇ステ
ップを含み、電子ビームの端縁部周辺の電子ビームの強
度分布を高めることを特徴とする。
【００９３】従って、精密に電子ビームを調整できる。
【００９４】請求項１８の調節方法は、前記調節ステッ
プが、荷電粒子放射素子の中心部における温度の上昇ス
テップを含み、電子ビームの中心部周辺の電子ビームの
強度分布を高めることを特徴とする。
【００９５】従って、精密に電子ビームを調整できる。
【００９６】請求項１９の調節方法は、電子ビームの端
縁部または中心部周辺の電子ビームの強度分布を調節し
て、ウエハのサブフィールドの中心部と端縁部における
フィーチャ・サイズが同じサイズになるように成すこと
を特徴とする。
【００９７】従って、精密に電子ビームを調整できる。
【００９８】請求項２０の調節方法は、荷電粒子放射素
子の非放射面に２次電子ビームをさらに放射して、結晶
の端縁部または中心部周辺の温度を上昇させることを特
徴とする。
【００９９】従って、精密に電子ビームを調整できる。
【０１００】請求項２１の調節方法は、前記調節ステッ
プが電子ビームのエネルギーを上昇させ、ウエハのサブ
フィールドの端縁部におけるフィーチャ・サイズを大き
くすることを特徴とする。
【０１０１】従って、精密に電子ビームを調整できる。
【０１０２】請求項２２の製造方法は、荷電粒子ビーム
・リソグラフィによる半導体材料上へのレジスト層の露
光を含む電子デバイスの製造方法において、露光ステッ
プが、第１の強度分布を示す荷電粒子の電子ビームをレ
ジスト層の端縁部上に投影し、レジスト層の中心部に第
２の強度分布を示す荷電粒子の電子ビームを投影するこ
とを含み、前記第１の強度分布が前記第２の強度分布と
異なるように成すことを特徴とする。
【０１０３】従って、精密な素子を製造できる。
【０１０４】請求項２３の製造方法は、前記第１の強度
分布の方が前記第２の強度分布より高いことを特徴とす
る。
【０１０５】従って、精密な素子を製造できる。
【０１０６】請求項２４の製造方法は、前記第１の強度
分布の荷電粒子の電子ビームを放射する結晶またはカソ
ードの端縁部周辺の温度をさらに上昇させて、該結晶ま
たはカソードの端縁部の方を該結晶またはカソードの中
心部より熱くし、それによって前記第２の強度分布に対
して前記第１の強度分布の方を高めるように成すことを
特徴とする。
【０１０７】従って、精密な素子を製造できる。
【０１０８】請求項２５の製造方法は、前記第１の強度
分布の方が前記第２の強度分布より低いことを特徴とす
る。
【０１０９】従って、精密な素子を製造できる。
【０１１０】請求項２６の製造方法は、前記第２の強度
分布の荷電粒子の電子ビームを放射する結晶またはカソ
ードの中心部周辺の温度をさらに上昇させて、結晶また
はカソードの中心部の方を結晶またはカソードの端縁部
より熱くし、それによって前記第１の強度分布に対して
前記第２の強度分布の方を高めることを特徴とする。
【０１１１】従って、精密な素子を製造できる。
【０１１２】請求項２７の装置は、電子デバイスのレジ
スト層上に電子ビームを放射する、強度分布を持つ第１
のカソードと、電子ビームの強度分布を調節して、該強
度分布が電子デバイスのレジスト層のサブフィールドに
おいて非均一となるように成す手段と、を有することを
特徴とする。
【０１１３】従って、精密な素子を製造できる。
【０１１４】請求項２８の装置は、前記調節手段が少な
くとも１つの環状カソードと中心カソードとを含むこと
を特徴とする。
【０１１５】従って、精密な素子を製造できる。
【０１１６】請求項２９の装置は、前記環状カソードと
中心カソードとが、電子ビームの端縁部と中心部にある
電子ビームでそれぞれ第１のカソードの後側に衝撃を与
えることを特徴とする。
【０１１７】従って、精密な素子を製造できる。
【０１１８】請求項３０の装置は、前記環状カソードが
前記中心カソードより強い衝撃用電子ビームを放射し
て、前記第１のカソードの端縁部の方を前記第１のカソ
ードの中心部より熱くし、それによって前記第１のカソ
ードの端縁部において放射される電子ビームの強度を前
記第１のカソードの中心部に対して高くすることを特徴
とする。
【０１１９】従って、精密な素子を製造できる。
【０１２０】請求項３１の装置は、前記中心カソードが
前記環状カソードより強い衝撃用電子ビームを放射し
て、前記第１のカソードの中心部の方を該第１のカソー
ドの端縁部より熱くし、それによって前記第１のカソー
ドの端縁部に対して前記第１のカソードの中心部におい
て放射される電子ビームの強度の方を高くするように成
すことを特徴とする。
【０１２１】従って、精密な素子を製造できる。
【０１２２】請求項３２の装置は、請求項27に記載の装
置において、前記調節手段が単一のカソードを有し、前
記単一のカソードが第１のカソードのセクションへ向か
って電子ビームを放射して、該放射されたセクションの
方を残りの非放射セクションより熱くし、それによって
前記第１のカソードから放射された電子ビームの放射さ
れたセクション周辺部の照度分布を高めるように成すこ
とを特徴とする。
【０１２３】従って、精密な素子を製造できる。
【０１２４】請求項３３の装置は、前記調節手段が第１
のカソード部分周辺の温度を選択的に調節し、それによ
って前記選択部分における前記第１のカソードから放射
される電子ビームの強度を高くすることを特徴とする。
【０１２５】従って、精密な素子を製造できる。
【０１２６】請求項３４の装置は、任意の第１のカソー
ドの初期温度範囲で電子ビームの中心部と端縁部間の温
度差を約＋/100°Kに調節することを特徴とする。
【０１２７】従って、精密な素子を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子ビーム・リソグラフィ・システムである。
【図２】均一な強度分布を用いたサブフィールドの中心
部周辺でブレを示す電子ビームの理想的強度分布を示
す。
【図３】均一な強度分布で生じるサブフィールドの端縁
部周辺でブレを示す電子ビームの強度分布を図示する。
【図４】非均一な強度分布で生じる、サブフィールドの
端縁部の周辺のぶれた電子ビームの強度分布を図示す
る。
【図５】電子ビームの均一な照度分布を図示する。
【図６】電子ビームの非均一な照度分布を図示する。
【図７】レジストのサブフィールドに生じる電子ビーム
の非均一な照度分布を図示する。
【図８】結晶の後面に電子で衝撃を与える衝撃用電子ビ
ームを示す。
【図９】半導体素子の製造工程全体を示す。
【図１０】レジスト・パターン形成の詳細な工程を図示
する。

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 サブフィールドの部分間において電子ビ
    ームの強度分布が非均一となるようにするために、ウエ
    ハのサブフィールド上に合焦する電子ビームの強度分布
    を調節するステップを有する、ウエハ面の画像忠実度の
    改善方法。
  2. 【請求項２】 前記調節ステップが、電子ビームの端縁
    部周辺の電子ビームの強度分布を高めることを特徴とす
    る請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記調節ステップが、電子ビームの中心
    部周辺の電子ビームの強度分布を高めることを特徴とす
    る請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記調節ステップが、サブフィールド上
    に合焦する電子ビームを放射する結晶またはカソードの
    端縁部周辺の温度を上昇させて、前記結晶またはカソー
    ドの端縁部の方を結晶またはカソードの中心部より熱く
    し、それによって電子ビームの端縁部周辺の電子ビーム
    の強度分布を高めるように成すことを特徴とする請求項
    1に記載の方法。
  5. 【請求項５】 サブフィールドの中心部と端縁部におけ
    るフィーチャ・サイズが同じサイズであることを特徴と
    する請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項６】 結晶の非放射面上へ衝撃用電子ビームの
    放射をさらに行って、結晶の端縁部周辺の温度を上昇さ
    せるように成すことを特徴とする請求項4に記載の方
    法。
  7. 【請求項７】 結晶の非放射面の端縁部上へ衝撃用電子
    ビームを放射することを特徴とする請求項6に記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 前記調節ステップが、サブフィールド上
    に合焦する電子ビームを放射する結晶またはカソードの
    中心部周辺の温度を上昇させて、前記結晶またはカソー
    ドの中心部の方を結晶またはカソードの端縁部より熱く
    し、それによって電子ビームの中心部周辺の電子ビーム
    の強度分布を高めるように成すことを特徴とする請求項
    1に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記結晶の非放射面の中心部へ衝撃用電
    子ビームの放射をさらに行って結晶の中心部周辺の温度
    を上昇させるように成すことを特徴とする請求項8に記
    載の方法。
  10. 【請求項１０】 電子ビームの端縁部または中心部周辺
    の電子ビームの強度分布を調節するとき、ウエハのサブ
    フィールドの中心部と端縁部におけるフィーチャ・サイ
    ズが同じサイズとなることを特徴とする請求項1に記載
    の方法。
  11. 【請求項１１】 前記調節ステップによって電子ビーム
    の強度を高め、ウエハのサブフィールドの端縁部または
    中心部におけるフィーチャ・サイズを大きくすることを
    特徴とする請求項1に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記調節ステップによって第１のサイ
    ズのウエハ上にパターン形成された画像における入射強
    度を高め、第２のサイズのパターン形成された画像にお
    ける入射強度を低めて、第１のサイズの方を第２のサイ
    ズより小さくするように成すことを特徴とする請求項1
    に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記調節ステップによって所定の閾値
    強度レベル以上に電子ビームの端縁部における電子ビー
    ムの強度を高めて、サブフィールドの端縁部と中心部に
    おけるフィーチャ・サイズが全く同じサイズとなるよう
    に成すことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 請求項1に記載の方法において、 前記調節ステップが、サブフィールド上に合焦する電子
    ビームを放射する結晶またはカソードの中心部と端縁部
    に衝撃用電子ビームを出力し、中心部における衝撃用電
    子ビームの方が端縁部における衝撃用電子ビームより強
    くなるように成し、 前記衝撃用電子ビームが結晶またはカソードの中心部に
    おける温度を上昇させて、結晶またはカソードの中心部
    の方をその端縁部より熱くし、それによって電子ビーム
    の中心部周辺の電子ビームの強度分布を高めるように成
    すことを特徴とする方法。
  15. 【請求項１５】 請求項1に記載の方法において、 前記調節ステップによって結晶またはカソードの中心部
    と端縁部に衝撃用電子ビームを出力し、サブフィールド
    上に合焦する電子ビームの放射を行い、端縁部における
    衝撃用電子ビームの方が中心部における衝撃用電子ビー
    ムより強くなるように成し、 衝撃用電子ビームが結晶またはカソードの端縁部におけ
    る温度を上昇させて、結晶またはカソードの端縁部の方
    をその中心部より熱くし、それによって電子ビームの端
    縁部周辺の電子ビームの強度分布を高めるように成すこ
    とを特徴とする方法。
  16. 【請求項１６】 サブフィールド上に合焦する電子ビー
    ムを放射する荷電粒子放射素子の温度を調節して、電子
    ビームの強度分布がサブフィールドの部分間において非
    均一となるように成すステップを有する、ウエハのサブ
    フィールド上のフィーチャ・サイズの調節方法。
  17. 【請求項１７】 前記調節ステップが荷電粒子放射素子
    の端縁部における温度の上昇ステップを含み、電子ビー
    ムの端縁部周辺の電子ビームの強度分布を高めることを
    特徴とする請求項16に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記調節ステップが、荷電粒子放射素
    子の中心部における温度の上昇ステップを含み、電子ビ
    ームの中心部周辺の電子ビームの強度分布を高めること
    を特徴とする請求項16に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 電子ビームの端縁部または中心部周辺
    の電子ビームの強度分布を調節して、ウエハのサブフィ
    ールドの中心部と端縁部におけるフィーチャ・サイズが
    同じサイズになるように成すことを特徴とする請求項16
    に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 荷電粒子放射素子の非放射面に２次電
    子ビームをさらに放射して、結晶の端縁部または中心部
    周辺の温度を上昇させることを特徴とする請求項16に記
    載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記調節ステップが電子ビームのエネ
    ルギーを上昇させ、ウエハのサブフィールドの端縁部に
    おけるフィーチャ・サイズを大きくすることを特徴とす
    る請求項16に記載の方法。
  22. 【請求項２２】 荷電粒子ビーム・リソグラフィによる
    半導体材料上へのレジスト層の露光を含む電子デバイス
    の製造方法において、露光ステップが、 第１の強度分布を示す荷電粒子の電子ビームをレジスト
    層の端縁部上に投影し、 レジスト層の中心部に第２の強度分布を示す荷電粒子の
    電子ビームを投影することを含み、 前記第１の強度分布が前記第２の強度分布と異なるよう
    に成すことを特徴とする製造方法。
  23. 【請求項２３】 前記第１の強度分布の方が前記第２の
    強度分布より高いことを特徴とする請求項22に記載の方
    法。
  24. 【請求項２４】 前記第１の強度分布の荷電粒子の電子
    ビームを放射する結晶またはカソードの端縁部周辺の温
    度をさらに上昇させて、該結晶またはカソードの端縁部
    の方を該結晶またはカソードの中心部より熱くし、それ
    によって前記第２の強度分布に対して前記第１の強度分
    布の方を高めるように成すことを特徴とする請求項23に
    記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記第１の強度分布の方が前記第２の
    強度分布より低いことを特徴とする請求項22に記載の方
    法。
  26. 【請求項２６】 前記第２の強度分布の荷電粒子の電子
    ビームを放射する結晶またはカソードの中心部周辺の温
    度をさらに上昇させて、結晶またはカソードの中心部の
    方を結晶またはカソードの端縁部より熱くし、それによ
    って前記第１の強度分布に対して前記第２の強度分布の
    方を高めることを特徴とする請求項25に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 電子デバイスの製造装置において、 電子デバイスのレジスト層上に電子ビームを放射する、
    強度分布を持つ第１のカソードと、 電子ビームの強度分布を調節して、該強度分布が電子デ
    バイスのレジスト層のサブフィールドにおいて非均一と
    なるように成す手段と、を有することを特徴とする装
    置。
  28. 【請求項２８】 前記調節手段が少なくとも１つの環状
    カソードと中心カソードとを含むことを特徴とする請求
    項27に記載の装置。
  29. 【請求項２９】 前記環状カソードと中心カソードと
    が、電子ビームの端縁部と中心部にある電子ビームでそ
    れぞれ第１のカソードの後側に衝撃を与えることを特徴
    とする請求項28に記載の装置。
  30. 【請求項３０】 前記環状カソードが前記中心カソード
    より強い衝撃用電子ビームを放射して、前記第１のカソ
    ードの端縁部の方を前記第１のカソードの中心部より熱
    くし、それによって前記第１のカソードの端縁部におい
    て放射される電子ビームの強度を前記第１のカソードの
    中心部に対して高くすることを特徴とする請求項29に記
    載の装置。
  31. 【請求項３１】 前記中心カソードが前記環状カソード
    より強い衝撃用電子ビームを放射して、前記第１のカソ
    ードの中心部の方を該第１のカソードの端縁部より熱く
    し、それによって前記第１のカソードの端縁部に対して
    前記第１のカソードの中心部において放射される電子ビ
    ームの強度の方を高くするように成すことを特徴とする
    請求項29に記載の装置。
  32. 【請求項３２】 請求項27に記載の装置において、 前記調節手段が単一のカソードを有し、 前記単一のカソードが第１のカソードのセクションへ向
    かって電子ビームを放射して、該放射されたセクション
    の方を残りの非放射セクションより熱くし、それによっ
    て前記第１のカソードから放射された電子ビームの放射
    されたセクション周辺部の照度分布を高めるように成す
    ことを特徴とする装置。
  33. 【請求項３３】 前記調節手段が第１のカソード部分周
    辺の温度を選択的に調節し、それによって前記選択部分
    における前記第１のカソードから放射される電子ビーム
    の強度を高くすることを特徴とする請求項27に記載の装
    置。
  34. 【請求項３４】 任意の第１のカソードの初期温度範囲
    で電子ビームの中心部と端縁部間の温度差を約＋/100°
    Kに調節することを特徴とする請求項33に記載の装置。
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