JP2001319811A - フェライトスタック用リングコア、フェライトスタック、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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フェライトスタックの製造にあたって、加圧
による平面度出しと調整研削工程を必要としないフェラ
イトスタック用リングコアを提供する。 【解決手段】 非磁性フェライトリングコア１は、中空
円筒状をしており、上下面が中心軸に対して垂直な平面
をなすようにされている。積層面である上下面の内径
側、外径側端部に、合計４個の切り欠き部５が設けられ
ている。フェライトスタックを形成するに際しては、こ
のような形状の非磁性リングコアの切り欠き部に接着剤
を塗布し、切り欠き部を有しない磁性リングコアと交互
に積層してフェライトスタックを構成する。積層面であ
る上下面同士は、接着剤を介さずに接触するので、リン
グコアの基準面に対する平行度は正確に保たれ、加圧に
よる平面度出しと調整研削工程を必要としない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線露光装置等
に使用されるフェライトスタックに用いるのに好適なフ
ェライトスタック用リングコア、それを使用したフェラ
イトスタック、このフェライトスタックを使用した荷電
粒子線露光装置、及びこの荷電粒子線露光装置を使用し
た半導体デバイスの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子線露光装置等、荷電粒子線を応用し
てレチクル（本明細書でレチクルとはマスクを含む概念
である）に形成されたパターンをウェハに転写する荷電
粒子線露光装置等においては、荷電粒子線光学系を構成
するレンズの磁場を整えたり、偏向器とレンズの磁場の
干渉を防止したりするために、レンズの内側にフェライ
トスタックが設けられる場合が多い。

【０００３】フェライトスタックは、外径50〜200mm、
肉厚（外半径と内半径の差）４〜10mm、高さが50〜250m
mの中空円筒形状をしており、上下面が中心軸に対して
垂直な平面をなす、高さが２〜70mmのリングコアを積層
して構成されている。図９に、このようなフェライトス
タックの構造を示す。積層されるリングコアは、非磁性
フェライトからなるリングコア１と磁性フェライトから
なるリングコア２があり、これらが交互に積層されて、
１つのフェライトスタック３を構成している。４はリン
グコアの重ね目である。リングコア１、２は、その上下
面の平行度、平面度共に２μｍ以内となるように精密加
工されている。このようなリングコアの構造を図１０に
示す。

【０００４】従来、フェライトスタックを製造するにあ
たっては、非磁性フェライトリングコア１と磁性フェラ
イトリングコア２のそれぞれの上下面に薄くエポキシ系
接着剤を塗布して交互に重ね合わせ、固化しながら、必
要に応じて加重による平面度調整、調整研削等を行なっ
て平行度出しを行なっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】フェライトスタックは
その機能上、各磁性フェライトリングコアの上下面の、
基準面に対する平行度が重要であり、５μｍ以下でなけ
ればならない。そのため、各フェライトリングコアにお
いては、その上下面の平行度と平面度が前述のような高
精度に保たれている。しかし、積層の際に上下面に接着
剤を塗布すると、その膜厚により平行度が変化し、平行
度を出すことが困難であった。

【０００６】よって、前述のように、エポキシ系接着剤
の固化の進行の途上で加圧による最終調整を行なうので
あるが、このような調整方法では、完全に接着剤が固化
したとき平面度が悪化することが多い。そのような場合
は、調整研削の工程を加えることになり多大の時間とコ
ストを要する問題点があった。また、調整切削を行って
も、フェライトスタック全体としての上下面の平行度は
調整できるが、個々の磁性フェライトリングの基準面に
対する平行度は調整できないという問題点があった。

【０００７】さらに、フェライトスタック完成後には、
フェライトスタック最上部と最下部の平行度が確認でき
るだけであり、基準面とそれぞれの磁性フェライトリン
グコア上下面の平行度が確認できないため品質の評価が
難しかった。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、フェライトスタックの製造にあたって、加
圧による平面度出しと調整研削工程を必要とせず、さら
に積層後においてもフェライトリングコアの端面の平行
度を容易に測定できるフェライトスタック用リングコ
ア、それを使用したフェライトスタック、このフェライ
トスタックを使用した荷電粒子線露光装置、及びこの荷
電粒子線露光装置を使用した半導体デバイスの製造方法
を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、フェライトスタックを構成するリング
コアであって、その積層面内又は積層面の端部に切り欠
き部が設けられていることを特徴とするフェライトスタ
ック用リングコア（請求項１）である。

【００１０】本手段においては、フェライトスタック用
リングコアの積層にあたって、切り欠き部に接着剤を塗
布して積層を行う。よって、高精度で平行度が出された
フェライトスタック用リングコアの上下面（積層面）
は、接着剤を介さずに直接接触することになるので、各
磁性フェライトリングコアの基準面に対する平行度は高
精度に保たれ、荷重による調整や調整研削が不要とな
る。よって、フェライトスタックの性能が向上すると共
に、製作時間が短縮され、コストダウンを図ることがで
きる。

【００１１】また、切り欠き部が、フェライトスタック
を形成したときその外周面を形成する場所に設けられて
いる場合には、フェライトスタックの完成後も、磁性フ
ェライトリングコアと非磁性フェライトリングコアの端
面間に測定器のプローブを入れることができるので、各
磁性フェライトリングコアの平行度を測定することがで
きる。

【００１２】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であるフェライトスタック用リングコア
が積層されてなり、前記切り欠き部に接着剤が塗布され
ていることを特徴とするフェライトスタック（請求項
２）である。

【００１３】本手段においては、前述のように、各磁性
フェライトリングの上下面の平行度が、基準面に対して
精度良く保たれるので、性能の良いフェライトスタック
とすることができる。その他、第１の手段と同じ作用効
果が得られる。

【００１４】前記課題を解決するための第３の手段は、
前記第１の手段であるフェライトスタック用リングコア
と、切り欠き部を有しないフェライトスタック用リング
コアが交互に積層され、前記切り欠き部に接着剤が塗布
されていることを特徴とするフェライトスタック（請求
項３）である。

【００１５】本手段においても、前記第２の手段と同じ
作用効果が得られ、性能の良いフェライトスタックとす
ることができる。なお、本手段においては、切り欠きの
あるリングコアを非磁性フェライト、切り欠きの無いリ
ングコアを磁性フェライトとすると、フェライトスタッ
クの設計が容易になり好ましい。

【００１６】前記課題を解決するための第４の手段は、
前記第２の手段又は第３の手段であるフェライトスタッ
クを有してなることを特徴とする荷電粒子線露光装置
（請求項４）である。

【００１７】本手段においては、性能の良いフェライト
スタックを有しているので、正確な露光転写を行うこと
ができる。よって、微細なパターンを正確に露光転写す
ることが可能となる。

【００１８】前記課題を解決するための第５の手段は、
前記第４の手段を使用し、レチクルに形成されたパター
ンをウェハに露光転写する工程を有してなることを特徴
とする半導体デバイスの製造方法（請求項５）である。

【００１９】本手段においては、微細なパターンを正確
に露光転写することができるので、微細なパターンを有
する半導体デバイスを歩留良く製造することが可能とな
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の第
１の例であるフェライトスタック用リングコアの断面斜
視図であり、１は非磁性フェライトリングコア、５は切
り欠き部である。前述のように、非磁性フェライトリン
グコア１は、中空円筒状をしており、上下面が中心軸に
対して垂直な平面をなすようにされている。本実施の形
態においては、積層面である上下面の内径側、外径側端
部に、合計４個の切り欠き部５が設けられている。

【００２１】図２は、本発明の実施の形態の第２の例で
あるフェライトスタック用リングコアの断面斜視図であ
る。以下の図において、前出の図に示された構成要素と
同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略す
る。本実施の形態においては、切り欠き部５は、積層面
である上下面の外径側端部に、上下で合計２個が設けら
れている。

【００２２】図３は、本発明の実施の形態の第３の例で
あるフェライトスタック用リングコアの断面斜視図であ
る。本実施の形態においては、切り欠き部５は、積層面
である上下面内にそれぞれ１個ずつ設けられている。

【００２３】これらの非磁性フェライトリングコア１、
及び磁性フェライトリングコア２を積層してフェライト
スタックを形成するときは、切り欠き部５に予め接着剤
を塗布し、非磁性フェライトリングコア１と磁性フェラ
イトリングコア２を交互に重ね合わせる。この場合に、
磁性フェライトリングコアを従来のような切り欠きの無
いリングコアとし、非磁性フェライトリングコア２に切
り欠きを設けるようにしたほうが、フェライトスタック
の設計が容易になる。

【００２４】図１、図３に示すようなものにおいては、
いずれの場合も、接着剤が多すぎるとリングコアの積層
面に接着剤が侵入し平行度が悪化してしまったり、また
完成後正確な平行度測定が不可能になってしまうので注
意を要する。これに対し、図２に示すように、フェライ
トスタックの外径側にのみ切り欠きを有するものを使用
する場合には、リングコアの積層後に接着剤を塗布する
ことができるので、リングコアの積層面に接着剤が侵入
し平面度を悪化させることが無いという利点がある。

【００２５】図４は、このようなリングコアを積層して
フェライトスタック３としたものを示す図であり、磁性
フェライトリングコア２は従来のもの、非磁性フェライ
トリングコア１は図１に示したものを用いている。

【００２６】重ね終えたフェライトスタックは接着剤が
完全に固化するまで、図５に示すように、重し６を乗せ
て形成する。接着剤が固化した後、予め0.1〜0.5mm肉付
けしておいた内外径を、所望する寸法に仕上げるために
機械加工を行う。この時、内径側面及び外径側面にはみ
出した接着剤も同時に除去できる。

【００２７】図３に示すものは、接着剤が内径、外径側
面にはみ出すことがないため、積層後に内径、外径の加
工を行わない場合に有効である。しかし外径側に段差が
生じないため、完成後の平行度測定の確認は困難であ
る。

【００２８】図６は、本発明の実施の形態の１例である
荷電粒子線露光装置の投影光学系の例を示す図である。
図６において、１１は第１投影レンズ、１２は第２投影
レンズ、１３はレチクル、１４はウェハ、１５はアパー
チャ、１６は光軸、１７、１８は偏向器、１９、２０は
フェライトスタック、２１は荷電粒子線の軌道である。
フェライトスタック１９、２０において、ハッチングの
ない部分が磁性フェライトリングコア、ハッチングのあ
る部分が非磁性フェライトリングコアを示す。なお、レ
チクル１３を照明する照明光学系は、図示を省略してい
る。

【００２９】レチクルのパターン部を通過した荷電粒子
線１１は、第１投影レンズ１１、第２投影レンズ１２に
よりレチクル３のパターンの像をウェハ１４上に結像す
る。光軸６から離れた位置の結像を行わせるために、偏
向器１７、１８が設けられている。フェライトスタック
１９、２０は、それぞれ偏向器１７、１８と第１投影レ
ンズ１１、第２投影レンズ１２の間に設けられ、各投影
レンズの磁場を整えたり、偏向器１７、１８と第１投影
レンズ１１、第２投影レンズ１２の磁場の干渉を防止し
たりする。

【００３０】本荷電粒子線露光装置においては、フェラ
イトスタック１９、２０として本発明に係るものを使用
しているので、フェライトスタックの性能が良く、転写
精度が向上し、微細なパターンを正確に転写することが
できる。

【００３１】以下、本発明に係る半導体デバイスの製造
方法の実施の形態の例を説明する。図７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。この例の製造工程は以下の各主工程を含む。 ウェハを製造するウェハ製造工程（又はウェハを準備
するウェハ準備工程） 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） ウェハに必要な加工処理を行うウェハプロセッシング
工程 ウェハ上に形成されたチップを１個ずつ切り出し、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。

【００３２】これらの主工程の中で、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ェハプロセッ
シング工程である。この工程では、設計された回路パタ
ーンをウェハ上に順次積層し、メモリやＭＰＵとして動
作するチップを多数形成する。このウェハプロセッシン
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） この薄膜層やウェハ基板を酸化する酸化工程 薄膜層やウェ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ェハを検査する検査工程 なお、ウェ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。

【００３３】図８は、図７のウェ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ェハ上にレ
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 以上の半導体デバイス製造工程、ウェハプロセッシング
工程、リソグラフィー工程については、周知のものであ
り、これ以上の説明を要しないであろう。本実施の形態
においては、リソグラフィー工程に本発明に係る荷電粒
子線露光装置を使用しているので、微細なパターンを有
する半導体デバイスを歩留良く製造することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１から請求項３に係る発明においては、フェライトス
タックの性能が向上すると共に、製作時間が短縮され、
コストダウンを図ることができる。切り欠き部が、フェ
ライトスタックを形成したときその外周面を形成する場
所に設けられている場合には、フェライトスタックの完
成後も、磁性フェライトリングコアの端面を観察できる
ので、各磁性フェライトリングコアの平行度を測定する
ことができる。

【００３５】請求項４に係る発明においては、正確な露
光転写を行うことができ、微細なパターンを正確に露光
転写することが可能となる。

【００３６】請求項５に係る発明においては、微細なパ
ターンを正確に露光転写することができるので、微細な
パターンを有する半導体デバイスを歩留良く製造するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１の例であるフェライ
トスタック用リングコアの断面斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態の第２の例であるフェライ
トスタック用リングコアの断面斜視図である。

【図３】本発明の実施の形態の第３の例であるフェライ
トスタック用リングコアの断面斜視図である。

【図４】本発明の実施の形態であるリングコアを積層し
てフェライトスタックとしたものを示す図である。

【図５】フェライトスタックを形成中の様子を示す図で
ある。

【図６】本発明の実施の形態の１例である荷電粒子線露
光装置の投影光学系の例を示す図である。

【図７】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。

【図８】リソグラフィー工程を示すフローチャートであ
る。

【図９】従来のフェライトスタックの構造を示す図であ
る。

【図１０】従来のリングコアの構造を示す図である。

【符号の説明】

１…非磁性フェライトリングコア、２…磁性フェライト
リングコア、３…フェライトスタック、５…切り欠き
部、６…重し、１１…第１投影レンズ、１２…第２投影
レンズ、１３…レチクル、１４…ウェハ、１５…アパー
チャ、１６…光軸、１７、１８…偏向器、１９、２０…
フェライトスタック、２１…荷電粒子線の軌道

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フェライトスタックを構成するリングコ
   アであって、その積層面内又は積層面の端部に切り欠き
   部が設けられていることを特徴とするフェライトスタッ
   ク用リングコア。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のフェライトスタック用
   リングコアが積層されてなり、前記切り欠き部に接着剤
   が塗布されていることを特徴とするフェライトスタッ
   ク。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のフェライトスタック用
   リングコアと、切り欠き部を有しないフェライトスタッ
   ク用リングコアが交互に積層され、前記切り欠き部に接
   着剤が塗布されていることを特徴とするフェライトスタ
   ック。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３に記載のフェライ
   トスタックを有してなることを特徴とする荷電粒子線露
   光装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の荷電粒子線露光装置を
   使用し、レチクルに形成されたパターンをウェハに露光
   転写する工程を有してなることを特徴とする半導体デバ
   イスの製造方法。