JP2002184668A - 電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェハに所望のパターンを露光するための磁
気マスク部材を再使用する。 【解決手段】 電子ビームによりウェハ１５０にパター
ンを露光する電子ビーム露光装置１００を提供する。電
子ビーム露光装置１００は、電子ビームを発生する電子
ビーム銃１１２ａ及び１１２ｂと、電子ビームの焦点位
置を調整する電子レンズ１１６ａ及び１１６ｂと、複数
の開口部が設けられた磁性体を有する磁気マスク部材１
２０ａ及び１２０ｂと、磁気マスク部材磁気マスク部材
１２０ａ及び１２０ｂにおいて電子ビームのビーム径を
絞るように又は電子ビームの焦点位置をウェハ１５０に
合わせるように電子レンズ１１６ａ及び１１６ｂを制御
する電子レンズ制御部１８４とを備えることを特徴とす
る電子ビーム露光装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビーム露光装
置及び電子ビーム露光方法に関する。特に本発明は、再
使用可能なマスク部材を用いる電子ビーム露光装置及び
電子ビーム露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ビーム露光装置を用いてウェハにパ
ターンを露光する場合、繰り返し図形の単位であるパタ
ーンを透過するブロックマスクに電子ビームを照射し、
当該ブロックマスクを透過したパターンをウェハに露光
する。従来のブロックマスクは、露光しようとする電子
デバイスのパターンに応じて予め電子ビーム露光装置や
光学露光装置等によりリソグラフィ技術で製作される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、異なる電子デ
バイスを露光する場合には、露光しようとするパターン
に応じて異なるブロックマスクを用意する必要があっ
た。そのため、使用済みのブロックマスクは、他の電子
デバイスを露光するのに再使用できず、廃棄されてい
た。また、リソグラフィ技術を用いるブロックマスクの
製造には複雑な工程と高い精度が要求され、製造コスト
もかかっていた。

【０００４】そこで本発明は、上記の課題を解決するこ
とのできる電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法
を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範
囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成
される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規
定する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の第１の形
態によると、電子ビームによりウェハにパターンを露光
する電子ビーム露光装置であって、電子ビームを発生す
る電子ビーム発生部と、電子ビームの焦点位置を調整す
る電子レンズと、複数の開口部が設けられた磁性体を有
する磁気マスク部材と、磁気マスク部材において電子ビ
ームのビーム径を絞るように又は電子ビームの焦点位置
をウェハに合わせるように電子レンズを制御する電子レ
ンズ制御部とを備えることを特徴とする電子ビーム露光
装置を提供する。

【０００６】電子レンズ制御部は、電子ビームの照射に
より磁気マスク部材が、当該磁気マスク部材の磁性体の
キュリー温度より高くなるように磁気マスク部材におい
て電子ビームのビーム径を絞るのが好ましい。電子レン
ズ制御部は、電子ビームの焦点位置を磁気マスク部材に
合わせるように電子レンズを制御してもよい。

【０００７】電子ビーム露光装置は、電子ビームの焦点
位置に応じて電子ビームをウェハに照射するか否かを切
り替えるブランキング部をさらに備えてもよい。電子ビ
ーム露光装置は、磁気マスク部材に磁場を与える磁化部
をさらに備えてもよい。

【０００８】電子ビーム露光装置は、複数の電子ビーム
発生部と、複数の電子ビーム発生部が発生した電子ビー
ムの焦点位置をそれぞれ調整する複数の電子レンズとを
備えてもよく、電子レンズ制御部は、複数の電子ビーム
発生部が発生した電子ビームのうち、一の電子ビームの
焦点位置を磁気マスク部材に合わせると共に他の電子ビ
ームの焦点位置をウェハに合わせるように複数の電子レ
ンズをそれぞれ独立に制御してもよい。

【０００９】電子ビーム露光装置は、複数の電子ビーム
発生部が発生した電子ビームが通過する経路にそれぞれ
設けられた複数の磁気マスク部材と、複数の磁気マスク
部材にそれぞれ独立に磁場を与える磁化部とをさらに備
えてもよい。

【００１０】電子ビーム露光装置は、複数の電子ビーム
発生部が発生した電子ビームをウェハに照射するか否か
をそれぞれ切り替える複数のブランキング部をさらに備
えてもよい。複数のブランキング部は、それぞれ対応す
る電子ビームの焦点位置に応じて当該電子ビームをウェ
ハに照射するか否かを切り替えてもよい。

【００１１】電子ビーム露光装置は、複数の電子ビーム
発生部が発生した電子ビームをそれぞれ独立に偏向し、
磁気マスク部材の所望の位置に照射させる第１の偏向部
をさらに備えてもよい。電子ビーム露光装置は、磁気マ
スク部材を通過した電子ビームをそれぞれ独立に偏向さ
せる第２の偏向部をさらに備えてもよい。

【００１２】電子レンズ制御部は、ウェハに露光すべき
パターンに応じて複数の電子レンズの焦点位置を制御し
てもよい。電子レンズ制御部は、一の電子ビームが磁気
マスク部材にマスクパターンを形成する時間に応じて、
他の電子ビームにそれぞれ対応する複数の電子レンズの
焦点位置を制御してもよい。

【００１３】本発明の第２の形態によると、複数の開口
部が設けられた磁性体を有する磁気マスク部材を含み、
電子ビームによりウェハにパターンを露光する電子ビー
ム露光方法であって、電子ビームを発生するステップ
と、磁気マスク部材において電子ビームのビーム径を絞
り、磁気マスク部材にパターンを有する消磁領域を形成
するステップと、電子ビームの焦点位置をウェハに合わ
せてパターンを露光するステップとを備えることを特徴
とする電子ビーム露光方法を提供する。

【００１４】消磁領域を形成するステップは、電子ビー
ムの焦点位置を磁気マスク部材に合わせてもよい。電子
ビーム露光方法は、電子ビームの焦点位置に応じて電子
ビームをウェハに照射するか否かを切り替えるステップ
をさらに備えてもよい。

【００１５】電子ビーム露光方法は、磁気マスク部材に
磁場を与え、磁気マスク部材を磁化するステップをさら
に備えてもよく、消磁領域を形成するステップは、磁化
された磁気マスク部材にパターンを有する消磁領域を形
成してもよい。

【００１６】電子ビームを発生するステップは、複数の
電子ビームを発生してもよく、電子ビーム露光方法は、
一の電子ビームの焦点位置を磁気マスク部材に合わせる
と共に、他の電子ビームの焦点位置をウェハに合わせる
ステップをさらに備えてもよい。

【００１７】電子ビームを発生するステップは、複数の
電子ビームを発生してもよく、電子ビーム露光方法は、
一の電子ビームが磁気マスク部材に消磁領域を形成する
時間と、他の電子ビームがウェハにパターンを露光する
時間とに応じて複数の電子ビームの焦点位置を合わせる
ステップをさらに備えてもよい。

【００１８】電子ビームを発生するステップは、複数の
電子ビームを発生してもよく、電子ビーム露光方法は、
ウェハに露光すべきパターンに応じて複数の電子ビーム
の焦点位置を合わせるステップをさらに備えてもよい。

【００１９】本発明の第３の形態によると、複数の開口
部が設けられた磁性体を有する磁気マスク部材を含む電
子ビーム露光装置により電子デバイスを製造する電子デ
バイス製造方法であって、電子ビームを発生するステッ
プと、磁気マスク部材において電子ビームのビーム径を
絞り、磁気マスク部材にパターンを有する消磁領域を形
成するステップと、電子ビームの焦点位置をウェハに合
わせてパターンを露光するステップとを備えることを特
徴とする電子デバイス製造方法を提供する。

【００２０】なお上記の発明の概要は、本発明の必要な
特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群の
サブコンビネーションも又発明となりうる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通じて
本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかか
る発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明
されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に
必須であるとは限らない。

【００２２】図１は、本発明の一実施形態に係る電子ビ
ーム露光装置１００の構成図である。電子ビーム露光装
置１００は、電子ビームによりウェハ１５０に所定の露
光処理を施すための露光部１０２と、露光部１０２の各
構成の動作を制御する制御系１６０を備える。

【００２３】露光部１０２は、筐体１０４内部で、電子
ビームを発生し、電子ビームの断面形状を所望に整形す
る電子ビーム整形手段１１０と、電子ビーム整形手段１
１０から照射された電子ビームを、ウェハ１５０に照射
するか否かを切替える照射切替手段１３０と、ウェハ１
５０に転写されるパターンの像の向き及びサイズを調整
するウェハ用投影系１４０とを含む電子光学系を備え
る。また、露光部１０２は、ウェハ１５０を載置するウ
ェハステージ１５２と、ウェハステージ１５２を駆動す
るウェハステージ駆動部１５４とを含むステージ系を備
える。

【００２４】電子ビーム整形手段１１０は、複数の電子
ビームを発生させる複数の電子銃１１２ａ及び１１２ｂ
と、電子ビームを通過させることにより、電子ビームの
断面形状を整形する矩形形状の開口部を有する整形部材
１１４ａ及び１１４ｂと、それぞれの電子ビームを収束
し、焦点位置を調整する第１電子レンズ１１６ａ及び１
１６ｂと、整形部材１１４ａ及び１１４ｂを通過した電
子ビームをそれぞれ偏向する第１偏向部１１８ａ及び１
１８ｂと、複数の開口部が設けられた磁性体をそれぞれ
有する複数の磁気マスク部材１２０ａ及び１２０ｂと、
磁気マスク部材１２０ａ及び１２０ｂにそれぞれ磁場を
与える磁化部１２２ａ及び１２２ｂとを有する。他の例
においては、電子ビーム露光装置１００は、一つの電子
銃１１２ａ又は１１２ｂにおいて発生した電子ビームを
複数の電子ビームに分割する手段を更に有することによ
り、複数の電子ビームを生成してもよい。

【００２５】磁化部１２２ａ及び１２２ｂが磁気マスク
部材１２０ａ及び１２０ｂにそれぞれ磁場を与えると、
磁気マスク部材１２０ａ及び１２０ｂは、与えられた磁
界の方向に磁化される。磁化部１２２ａ及び１２２ｂ
は、磁気マスク部材１２０ａ及び１２０ｂにそれぞれ独
立に磁場を与えるのが好ましい。

【００２６】本実施形態における電子ビーム露光装置１
００は磁化部１２２ａ及び１２２ｂを有しているので、
磁気マスク部材１２０ａ及び１２０ｂを電子ビーム露光
装置１００の所定の位置に設置したまま、磁気マスク部
材１２０ａ及び１２０ｂを磁化することができる。

【００２７】照射切替手段１３０は、電子ビームを偏向
させることにより、電子ビームをウェハ１５０に照射す
るか否かをそれぞれ切替える複数のブランキング電極ア
レイ１３２ａ及び１３２ｂと、それぞれの電子ビームを
収束し、焦点を調整する複数の第２電子レンズ１３４ａ
及び１３４ｂと、電子ビームを通過させる開口部を含
み、それぞれのブランキング電極アレイ１３２ａ又は１
３２ｂで偏向された電子ビームを遮蔽する複数の電子ビ
ーム遮蔽部材１３６ａ及び１３６ｂとを有する。電子ビ
ーム遮蔽部材１３６ａ及び１３６ｂは、それぞれ円形の
開口（ラウンドアパーチャ）を有する。ブランキング電
極アレイ１３２ａ及び１３２ｂは、電子ビームのウェハ
１５０への照射を高速に同期してオン／オフする。具体
的には、ブランキング電極アレイ１３２ａ及び１３２ｂ
は、電子ビームを電子ビーム遮蔽部材１３６ａ及び１３
６ｂのラウンドアパーチャの外側に当たるようにそれぞ
れ偏向する機能を有する。すなわち、ブランキング電極
アレイ１３２ａ及び１３２ｂは、電子ビームの進行方向
に対して電子ビーム遮蔽部材１３６ａ及び１３６ｂから
下流に電子ビームが進行するのを防ぐことができる。

【００２８】ブランキング電極アレイ１３２ａ及び１３
２ｂは、電子ビーム露光装置１００が磁気マスク部材１
２０ａ及び１２０ｂにマスクパターンを形成するとき、
ウェハ１５０に露光するパターンを変更するとき、又は
パターンを露光するウェハ１５０の領域を変更するとき
等、電子ビームがウェハ１５０にパターンを露光する必
要がないときは、電子ビーム遮蔽部材１３６ａ及び１３
６ｂから下流に電子ビームが進行しないように電子ビー
ムを偏向するのが望ましい。

【００２９】ブランキング電極アレイ１３２ａ及び１３
２ｂは、電子ビームの焦点位置に応じて電子ビームをウ
ェハ１５０に照射するか否かを切り替えるのが好まし
い。本実施形態において、電子ビームの焦点位置が磁気
マスク部材１２０ａ及び１２０ｂに合わされ、磁気マス
ク部材１２０ａ及び１２０ｂにマスクパターンが照射さ
れるとき、ブランキング電極アレイ１３２ａ及び１３２
ｂは、電子ビームを偏向し、電子ビームが電子ビーム遮
蔽部材１３６ａ及び１３６ｂから下流に進行しないよう
にする。一方、本実施形態において、電子ビームの焦点
位置がウェハ１５０に合わされ、ウェハ１５０にパター
ンが露光されるとき、ブランキング電極アレイ１３２ａ
及び１３２ｂは、電子ビームを通過させる。他の例にお
いてブランキング電極アレイ１３２ａ及び１３２ｂは、
ブランキング・アパーチャ・アレイ・デバイスであって
もよい。

【００３０】ウェハ用投影系１４０は、磁気マスク部材
１２０ａ及び１２０ｂに形成されたマスクパターンに対
応する、ウェハ１５０に露光されるパターンの大きさを
それぞれ調整する複数の第３電子レンズ１４２ａ及び１
４２ｂと、磁気マスク部材１２０ａ及び１２０ｂをそれ
ぞれ通過した電子ビームを偏向し、電子ビームをウェハ
１５０の所定の領域に照射させる複数の第２偏向部１４
４ａ及び１４４ｂと、対物レンズとしてそれぞれ機能す
る複数の第４電子レンズ１４６ａ及び１４６ｂとを有す
る。

【００３１】制御系１６０は、統括制御部１７０及び個
別制御部１８０を備える。個別制御部１８０は、電子ビ
ーム制御部１８２と、電子レンズ制御部１８４と、偏向
制御部１８６と、磁化制御部１８８と、ブランキング電
極アレイ制御部１９０と、ウェハステージ制御部１９２
とを有する。統括制御部１７０は、例えばワークステー
ションであって、個別制御部１８０に含まれる各制御部
を統括制御する。図中、個別制御部１８０に含まれる各
制御部がそれぞれ制御する露光部１０２の第１電子レン
ズ１１６ａ、第１偏向部１１８ａ、磁化部１２２ａ、ブ
ランキング電極アレイ１３２ａ、第２電子レンズ１３４
ａ、電子ビーム遮蔽部材１３６ａ、第３電子レンズ１４
２ａ、第２偏向部１４４ａ及び第４電子レンズ１４６ａ
を矢印で示すが、個別制御部１８０に含まれる各制御部
は、第１電子レンズ１１６ｂ、第１偏向部１１８ｂ、磁
化部１２２ｂ、ブランキング電極アレイ１３２ｂ、第２
電子レンズ１３４ｂ、電子ビーム遮蔽部材１３６ｂ、第
３電子レンズ１４２ｂ、第２偏向部１４４ｂ及び第４電
子レンズ１４６ｂをもそれぞれ同様に制御する。

【００３２】電子ビーム制御部１８２は、電子銃１１２
ａ及び１１２ｂを制御する。電子レンズ制御部１８４
は、第１電子レンズ１１６ａ及び１１６ｂ、第２電子レ
ンズ１３４ａ及び１３４ｂ、第３電子レンズ１４２ａ及
び１４２ｂ及び第４電子レンズ１４６ａ及び１４６ｂに
供給する電流を制御する。電子レンズ制御部１８４は、
磁気マスク部材１２０ａ及び１２０ｂにおいて電子ビー
ムのビーム径を絞るように又は電子ビームの焦点位置を
ウェハ１５０に合わせるように第１電子レンズ１１６ａ
及び１１６ｂ、第２電子レンズ１３４ａ及び１３４ｂ、
第３電子レンズ１４２ａ及び１４２ｂ及び第４電子レン
ズ１４６ａ及び１４６ｂを制御する。電子レンズ制御部
１８４は、電子ビームの焦点位置を磁気マスク部材１２
０ａ及び１２０ｂに合わせるように第１電子レンズ１１
６ａ及び１１６ｂを制御するのが好ましい。統括制御部
１７０は、電子銃１１２ａ及び１１２ｂが発生した電子
ビームの焦点位置を磁気マスク部材１２０ａ及び１２０
ｂ、又はウェハ１５０に合わせるように電子レンズ制御
部１８４を制御するのが好ましい。

【００３３】偏向制御部１８６は、第１偏向部１１８ａ
及び１１８ｂ及び第２偏向部１４４ａ及び１４４ｂにそ
れぞれ含まれる偏向器が有する偏向電極に印加する電圧
を制御する。統括制御部１７０は、電子銃１１２ａ及び
１１２ｂが発生した電子ビームが磁気マスク部材１２０
ａ及び１２０ｂに所望のマスクパターンを形成するよう
に第１偏向部１１８ａ及び１１８ｂを偏向させ、磁気マ
スク部材１２０ａ及び１２０ｂを通過した電子ビームが
ウェハ１５０の所望のショット領域にパターンを露光す
るように第２偏向部１４４ａ及び１４４ｂを偏向させる
ように偏向制御部１８６を制御するのが好ましい。

【００３４】 ブランキング電極アレイ制御部１９０は、
ブランキング電極アレイ１３２に含まれる偏向電極に印
加する電圧を制御する。ブランキング電極アレイ制御部
１９０は、複数の電子銃１１２ａ及び１１２ｂが発生し
た電子ビームをウェハ１５０に照射するか否かをそれぞ
れ独立に切り替えるのが好ましい。統括制御部１７０
は、電子レンズ制御部１８４が電子ビームの焦点位置を
マスク部材１２０ａ及び１２０ｂに合わせて磁気マスク
部材１２０ａ及び１２０ｂにマスクパターンを照射する
ときに、電子ビームがウェハ１５０に照射されないよう
にブランキング電極アレイ制御部１９０を制御するのが
好ましい。そして、統括制御部１７０は、電子レンズ制
御部１８４が電子ビームの焦点位置をウェハ１５０に合
わせてウェハ１５０にパターンを露光するときに、電子
ビームがウェハ１５０に照射されるようにブランキング
電極アレイ制御部１９０を制御するのが好ましい。 ウェ
ハステージ制御部１９２は、ウェハステージ駆動部１５
４を制御し、ウェハステージ１５２を所定の位置に移動
させる。

【００３５】図１を参照して、本実施形態に係る電子ビ
ーム露光装置１００の動作を説明する。まず、電子ビー
ム露光装置１００が、電子銃１１２ａが発生した電子ビ
ームを磁気マスク部材１２０ａに照射して磁気マスク部
材１２０ａにマスクパターンを形成する動作を説明す
る。

【００３６】電子銃１１２ａが安定した電子ビームを発
生するには所定の時間がかかるので、本実施形態におい
て、電子銃１１２ａは露光処理期間にわたって常に電子
ビームを発生する。図中、実線は電子ビームの照射経路
を、破線は電子ビームが照射され得る経路を、一点鎖線
は電子ビームの光軸をそれぞれ示す。

【００３７】本実施形態において、電子銃１１２ａは、
露光処理期間にわたって常に電子ビームを照射するの
で、例えば電子ビーム露光装置１００が磁気マスク部材
１２０ａにマスクパターンを形成するとき等、電子ビー
ムがウェハ１５０にパターンを露光する必要がないとき
は、ブランキング電極アレイ制御部１９０は、整形部材
１１４ａの開口を通過した電子ビームがウェハ１５０に
照射されないように、ブランキング電極アレイ１３２ａ
を制御する。磁化制御部１８８は、磁化部１２２ａを制
御し、磁気マスク部材１２０ａが有する磁性体に予め磁
場を与えて磁気マスク部材１２０ａを磁化する。磁気マ
スク部材１２０ａが磁化されると、磁気マスク部材１２
０ａが有する磁性体に設けられた複数の開口部内部に磁
界が生じる。

【００３８】電子銃１１２ａが発生した電子ビームは、
整形部材１１４ａに照射され、整形される。電子レンズ
制御部１８４は、磁気マスク部材１２０ａにおいて、当
該整形された電子ビームのビーム径を絞るように第１電
子レンズ１１６ａを制御する。

【００３９】第１偏向部１１８ａは、矩形に整形された
電子ビームを、磁気マスク部材１２０ａに対して偏向す
る。第１偏向部１１８ａは、第１偏向部１１８ａにより
偏向された電子ビームを、磁気マスク部材１２０ａに対
して略垂直方向に偏向する手段を更に有してもよい。第
１偏向部１１８ａは、磁気マスク部材１２０ａが有する
磁性体に設けられた複数の開口部のうち、形成すべきマ
スクパターンに対応する開口部に電子ビームが照射され
るように電子ビームを偏向する。電子ビームの照射によ
り当該開口部の周辺の磁性体の温度が上昇し、電子ビー
ムが照射された磁性体に消磁領域が形成される。そのた
め、磁性体の消磁領域に囲まれた開口部内部は消磁され
る。一方、電子ビームが照射されない領域に囲まれた開
口部は磁化されたままである。電子ビーム露光装置１０
０は、以上のようにして磁気マスク部材１２０ａに所望
のマスクパターンを有する消磁領域を形成する。このと
き、第２電子レンズ１３４ａは、電子ビームを収束し
て、電子ビーム遮蔽部材１３６ａに対する電子ビームの
焦点調整を行う。

【００４０】次に、電子ビーム露光装置１００がウェハ
１５０に所望のパターンを露光する動作を説明する。電
子レンズ制御部１８４は、電子銃１１２ａが発生した電
子ビームの焦点位置をウェハ１５０に合わせるように第
１電子レンズ１１６ａ、第２電子レンズ１３４ａ、第３
電子レンズ１４２ａ及び第４電子レンズ１４６ａに供給
する電流を制御する。ここで、電子レンズ制御部１８４
は、磁気マスク部材１２０ａにおいて電子ビームのビー
ム径が絞られないように第１電子レンズ１１６ａを制御
するのが好ましい。

【００４１】電子銃１１２ａが発生した電子ビームは、
整形部材１１４ａに照射され、整形される。整形部材１
１４ａにより整形された電子ビームは磁気マスク部材１
２０ａに照射される。磁気マスク部材１２０ａに設けら
れた複数の開口部のうち、磁化された開口部に照射され
た電子ビームは、開口部内部に生じた磁界により偏向さ
れ、図示していない遮断手段により遮断される。一方、
磁気マスク部材１２０ａに設けられた複数の開口部のう
ち、消磁領域に含まれる開口部に照射された電子ビーム
は、偏向されずに開口部を通過する。そして、電子ビー
ムは、磁気マスク部材１２０ａによりウェハ１５０に照
射すべき所望の形状に成形される。

【００４２】磁気マスク部材１２０ａにおいて成形され
た電子ビームをウェハ１５０に照射すべく、ブランキン
グ電極アレイ制御部１９０は、電子ビームの偏向を停止
するように、ブランキング電極アレイ１３２ａを制御す
る。そして、ブランキング電極アレイ１３２ａにより偏
向されない電子ビームは、第２電子レンズ１３４ａによ
り電子ビーム径を縮小されて、電子ビーム遮蔽部材１３
６ａに含まれるラウンドアパーチャを通過する。

【００４３】そして、電子銃１１２ａが発生した電子ビ
ームは、第３電子レンズ１４２ａにより、パターン像の
縮小率が調整される。偏向制御部１８６が、第２偏向部
１４４ａを制御する。第２偏向部１４４ａは、電子ビー
ムをウェハ１５０の所望のショット領域に偏向する。第
４電子レンズ１４６ａは、第２偏向部１４４ａを通過し
た電子ビームの焦点位置を調整し、ウェハ１５０にパタ
ーンを露光する。

【００４４】所定の露光時間が経過した後、ブランキン
グ電極アレイ制御部１９０は、電子ビームをウェハ１５
０に照射しないようにすべく、電子ビームを偏向させる
ように、ブランキング電極アレイ１３２ａを制御する。
以上のプロセスにより、ウェハ１５０上の所望のショッ
ト領域に、パターンが露光される。電子ビーム露光装置
１００は、この露光処理を、繰り返し実行することによ
って、所望のパターンを、ウェハ１５０に露光すること
ができる。

【００４５】電子ビーム露光装置１００は、同様にし
て、電子銃１１２ｂが発生した電子ビームを磁気マスク
部材１１２ｂに照射して、磁気マスク部材１１２ａに形
成したマスクパターンとは異なるマスクパターンを磁気
マスク部材１１２ｂに形成してもよい。

【００４６】統括制御部１７０は、電子レンズ制御部１
８４と、偏向制御部１８６と、磁化制御部１８８と、ブ
ランキング電極アレイ制御部１９０とを互いに連動して
制御するのが好ましい。統括制御部１７０は、複数の電
子銃１１２ａ及び１１２ｂが発生した電子ビームのう
ち、一の電子ビームのビーム径を、対応する磁気マスク
部材１２２ａ又は１２２ｂにおいて絞るとともに、他の
電子ビームの焦点位置をウェハ１５０に合わせるように
電子レンズ制御部１８４を制御するのが好ましい。電子
レンズ制御部１８４は、第１レンズ１１６ａ及び１１６
ｂ、第２電子レンズ１３４ａ及び１３４ｂ、第３電子レ
ンズ１４２ａ及び１４２ｂ及び第４電子レンズ１４６ａ
及び１４６ｂをそれぞれ独立に制御するのが好ましい。

【００４７】このとき、統括制御部１７０は、磁気マス
ク部材１２０ａ又は１２０ｂに所望のマスクパターンを
形成するように第１偏向部１１６ａ又は１１６ｂを偏向
させると共に、ウェハ１５０の所定のショット領域にパ
ターンを露光するように第２偏向部１４４ｂ又は１４４
ａを偏向させるように偏向制御部１８６を制御するのが
好ましい。また同時に、統括制御部１７０は、磁気マス
ク部材１２０ａ又は１２０ｂにマスクパターンを形成す
る電子ビームがウェハ１５０に照射されず、ウェハ１５
０にパターンを露光する電子ビームがウェハ１５０に照
射されるようにブランキング電極アレイ制御部１９０を
制御するのが好ましい。

【００４８】統括制御部１７０はさらに、電子銃１１２
ａ及び１１２ｂが発生した電子ビームによりウェハ１５
０にパターンが形成された後、磁気マスク部材１２０ａ
及び１１２ｂに磁場を与えて磁気マスク部材１２０ａ及
び１１２ｂのマスクパターンを消去するように磁化制御
部１８８を制御してもよい。

【００４９】本実施形態における電子ビーム露光装置１
００によると、マスクパターンを形成した磁気マスク部
材１２０ａ及び１２０ｂを用いてウェハ１５０にパター
ンを露光した後に、磁気マスク部材１２０ａ及び１２０
ｂを磁化することによりマスクパターンを消去し、再度
別のマスクパターンを形成することができる。また、磁
化部１２２ａ及び１２２ｂは、磁気マスク部材１２０ａ
及び１２０ｂにそれぞれ独立に磁場を与えるので、磁気
マスク部材１２０ａ及び１２０ｂに形成されたマスクパ
ターンをそれぞれ独立に消去することができる。そのた
め、一方の磁気マスク部材１２０ａ又は１２０ｂにマス
クパターンを形成している間に他方の磁気マスク部材１
２０ｂ又は１２０ａのマスクパターンを消去することが
できる。

【００５０】電子レンズ制御部１８４は、電子ビームを
磁気マスク部材１２０ａ又は１２０ｂのいずれかに照射
してマスクパターンを形成する時間と、他方の磁気マス
ク部材１２０ｂ又は１２０ａを通過した電子ビームによ
りウェハ１５０にパターンを露光する時間とに応じて複
数の第１電子レンズ１１６ａ及び１１６ｂの焦点位置を
制御するのが好ましい。

【００５１】本実施形態において、電子ビーム露光装置
１００は、例えば、いずれか一方の磁気マスク部材１２
０ａ又は１２０ｂにマスクパターンが形成されると、他
方の磁気マスク部材１２０ｂ又は１２０ａにマスクパタ
ーンを形成している間に一方の磁気マスク部材１２０ａ
又は１２０ｂを用いてウェハ１５０へパターンを露光す
る。このとき電子レンズ制御部１８４は、ウェハ１５０
にパターンを露光するのに用いられる磁気マスク部材１
２０ａ又は１２０ｂにおいて、電子ビームのビーム径が
絞られないように第１電子レンズ１１６ａ又は１１６ｂ
を制御する。

【００５２】電子レンズ制御部１８４は、ウェハ１５０
に露光すべきパターンに応じて複数の第１電子レンズ１
１６ａ及び１１６ｂの焦点位置を制御するのが好まし
い。本実施形態において、電子ビーム露光装置１００
は、例えば、いずれか一方の磁気マスク部材１２０ａ又
は１２０ｂに形成されたマスクパターンを用いてウェハ
１５０にパターンを露光すべき回数が他方の磁気マスク
部材１２０ｂ又は１２０ａに形成されたマスクパターン
を用いてウェハ１５０にパターンを露光すべき回数に比
べて多いとき、磁化部１２２ａ又は１２２ｂにより一方
の磁気マスク部材１２０ａ又は１２０ｂを用いてウェハ
１５０へパターンを露光している間に他方の磁気マスク
部材１２０ｂ又は１２０ａに形成されたマスクパターン
を消去する。その後、電子レンズ制御部１８４は、マス
クパターンを消去した磁気マスク部材１２０ｂ又は１２
０ａに再度別のマスクパターンを形成すべく、当該磁気
マスク部材１２０ｂ又は１２０ａにおいて、電子ビーム
のビーム径を絞るように第１電子レンズ１１６ｂ又は１
１６ａを制御する。

【００５３】電子ビーム露光装置１００はさらに、３つ
以上の磁気マスク部材を有してもよく、その場合、統括
制御部１７０は、ウェハ１５０に露光すべきパターン
と、磁気マスク部材にマスクパターンを形成するのに要
する時間及びウェハ１５０にパターンを露光するのに要
する時間等に応じて個別制御部１８０に含まれる各制御
部を制御するのが好ましい。

【００５４】本実施形態における電子ビーム露光装置１
００によると、一の電子銃１１２ａ又は１１２ｂが発生
した電子ビームで、磁気マスク部材１２０ａ又は１２０
ｂにマスクパターンを形成している間に他の電子銃１１
２ｂ又は１１２ａが発生した電子ビームでウェハ１５０
にパターンを露光することができるので、効率よく電子
デバイスを製造することができる。

【００５５】図２は、磁気マスク部材１２０ａ及び１２
０ｂに照射される電子ビームの焦点位置を示す模式図で
ある。図２は、電子ビーム露光装置１００の動作におい
て、電子銃１１２ａが発生した電子ビームがウェハ１５
０に露光処理を行い、電子銃１１２ｂが発生した電子ビ
ームが磁気マスク部材１２０ｂにマスクパターンを形成
するときの電子ビームの焦点位置の一例を示す。

【００５６】 電子レンズ制御部１８４は、電子銃１１２
ａ及び１１２ｂが発生した電子ビームのうち、電子銃１
１２ｂが発生した電子ビームの焦点位置を磁気マスク部
材１２０ｂに合わせると共に電子銃１１２ａが発生した
電子ビームの焦点位置をウェハ１５０に合わせるように
第１電子レンズ１１６ｂ及び１１６ａをそれぞれ独立に
制御する。電子銃１１２ａが発生した電子ビームは、ウ
ェハ１５０に焦点位置が合うのに十分な電流密度を有
し、磁気マスク部材１２０ａに照射されたときに、照射
により上昇する磁気マスク部材１２０ａが含む磁性体の
温度がキュリー温度よりも高くならない程度の電流密度
を有するのが好ましい。

【００５７】図３は、本発明の第１の実施形態に係る磁
気マスク部材１２０を示す斜視図である。磁気マスク部
材１２０は、例えばシリコンにより形成される基板２２
０と、磁性体層２２２と、磁性体層２２２貫通する複数
の開口部２２４とを有する。磁性体層２２２は、磁場が
与えられると磁化され、所定以上の温度になると消磁さ
れる材料であるのが好ましい。

【００５８】磁性体層２２２は、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コ
バルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｇｄ（ガドリニウム）、
Ｔｂ（テルビウム）等の強磁性体又はこれらの合金によ
り形成されるのが好ましい。磁性体層２２２はさらに、
Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｍ（サマ
リウム）を混合した合金により形成されてもよい。電子
ビーム露光装置１００が磁気マスク部材１２０にマスク
パターンを形成するとき、電子レンズ制御部１８４は、
電子ビームの照射により昇温する磁性体層２２２の温度
が、磁性体層２２２キュリー温度より高くなるように磁
気マスク部材１２０に照射する電子ビームのビーム径を
調整するのが好ましい。一方、電子ビーム露光装置１０
０が磁気マスク部材１２０に形成されたマスクパターン
を用いてウェハ１５０にパターンを露光するとき、電子
レンズ制御部１８４は、電子ビームの照射により昇温す
る磁性体層２２２の温度が、磁性体層２２２のキュリー
温度より低くなるように磁気マスク部材１２０に照射す
る電子ビームのビーム径を調整するのが好ましい。

【００５９】本実施形態における電子ビーム露光装置１
００によれば、電子レンズ制御部１８４が、磁気マスク
部材１２０に照射される電子ビームのビーム径を制御す
ることにより磁気マスク部材１２０における電子ビーム
の温度を調整できるため、磁気マスク部材１２０を消磁
させてマスクパターンを形成したり電子ビームを通過さ
せてウェハ１５０にパターンを露光することができる。

【００６０】図４は、図３に示した磁気マスク部材１２
０の拡大断面図である。図４（ａ）に示すように、磁気
マスク部材１２０に磁場が与えられると、磁性体層２２
２が磁化され、複数の開口部２２４の内部に磁界が生じ
る。図４（ｂ）に示すように、開口部２２４ａの周辺の
磁性体層２２２に電子ビームが照射されると、電子ビー
ムの照射により照射部分の温度が急激に上昇し、磁性体
層２２２が消磁される。電子ビームが照射された領域２
２６の磁性体層２２２が消磁されることにより、領域２
２６に囲まれる開口部２２４ａも消磁される。このと
き、電子ビームが照射されない他の開口部２２４ｂの周
辺の磁性体層２２２は磁化されたままである。そのた
め、磁化された磁性体層２２２に囲まれる開口部２２４
ｂは磁場を形成したままである。周辺の磁性体層２２２
が磁化された開口部２２４ｂに入射された電子ビーム
は、開口部２２４ｂの内部の磁界のために偏向され、遮
断手段により遮断される。一方、周辺の磁性体層２２２
が消磁された開口部２２４ａに入射された電子ビーム
は、開口部２２４ａの内部で偏向されず、磁気マスク部
材１２０を通過する。

【００６１】図５は、磁気マスク部材１２０に電子ビー
ムを照射した場合の、ウェハ１５０上に照射される露光
パターンを示す図である。電子ビームは磁気マスク部材
１２０に設けられた複数の開口部２２４のうち、消磁さ
れた開口部２２４ａのみを通過する。磁気マスク部材１
２０を通過した電子ビームは、図１に示す第３電子レン
ズ１４２で縮小され、ウェハ１５０上に照射される。電
子ビームは、消磁された複数の開口部２２４ａに対応す
る多数のビームを合成したパターンに整形される。磁気
マスク部材１２０の開口部２２４間の間隔を十分小さく
すれば、電子ビームは、回折やレンズの収差により隣接
する他の開口部２２４のビームと重なり、各々の電子ビ
ームはウェハ１５０において、それぞれ重なって照射さ
れる。

【００６２】図６は、磁気マスク部材１２０ａの他の例
を示す。磁気マスク部材１２０は、それぞれ複数の開口
部２２４が設けられた領域２２８を複数有してもよい。
この場合、電子ビーム露光装置１００は、各領域２２８
に１つずつのマスクパターンを形成してもよい。また、
電子ビーム露光装置１００は、各領域２２８毎に独立に
磁場を与えるように、複数の磁化部を有するのが好まし
い。

【００６３】他の実施形態において、電子ビーム露光装
置１００は、磁気マスク部材１２０の開口部２２４の周
辺を加熱して開口部２２４を消磁させる加熱手段をさら
に備えてもよい。当該加熱手段は、例えばレーザー光を
放射する手段であってよい。また、電子ビーム露光装置
１００は、磁気マスク部材１２０の代わりに、ブランキ
ングアパーチャアレイを用いて電気的にマスクパターン
を形成してもよい。

【００６４】以上、本発明を実施の形態を用いて説明し
たが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範
囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又
は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を
加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、
特許請求の範囲の記載から明らかである。

【００６５】

【発明の効果】上記説明から明らかなように、本発明に
よれば、ウェハに所望のパターンを露光するための磁気
マスク部材を再使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置
の構成図である。

【図２】磁気マスク部材に照射される電子ビームの焦点
位置を示す模式図である。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る磁気マスク部材
を示す斜視図である。

【図４】図３に示した磁気マスク部材の拡大断面図であ
る。

【図５】磁気マスク部材に電子ビームを照射した場合
の、ウェハ上に照射される露光パターンを示す図であ
る。

【図６】磁気マスク部材の他の例を示す模式図である。

【符号の説明】

１００…電子ビーム露光装置、１０２…露光部、１０４
…筐体、１１０…電子ビーム整形手段、１１２ａ、１１
２ｂ…電子銃（電子ビーム発生部）、１１４ａ、１１４
ｂ…整形部材、１１６ａ、１１６ｂ…第１電子レンズ、
１１８ａ、１１８ｂ…第１偏向部、１２０（１２０ａ、
１２０ｂ）…磁気マスク部材、１２２ａ、１２２ｂ…磁
化部、１３０…照射切替手段、１３２ａ、１３２ｂ…ブ
ランキング電極アレイ、１３４ａ、１３４ｂ…第２電子
レンズ、１３６ａ、１３６ｂ…電子ビーム遮蔽部材、１
４０…ウェハ用投影系、１４２ａ、１４２ｂ…第３電子
レンズ、１４４ａ、１４４ｂ…第２偏向部、１４６ａ、
１４６ｂ…第４電子レンズ、１５０…ウェハ、１５２…
ウェハステージ、１５４…ウェハステージ駆動部、１６
０…制御系、１７０…統括制御部、１８０…個別制御
部、１８２…電子ビーム制御部、１８４…電子レンズ制
御部、１８６…偏向制御部、１８８…磁化制御部、１９
０…ブランキング電極アレイ制御部、１９２…ウェハス
テージ制御部、２２０…基板、２２２…磁性体、２２４
…開口部、

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） Ｈ０１Ｊ 37/305 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｆ

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子ビームによりウェハにパターンを露
   光する電子ビーム露光装置であって、 前記電子ビームを発生する電子ビーム発生部と、 前記電子ビームの焦点位置を調整する電子レンズと、 複数の開口部が設けられた磁性体を有する磁気マスク部
   材と、 前記磁気マスク部材において前記電子ビームのビーム径
   を絞るように又は前記電子ビームの焦点位置を前記ウェ
   ハに合わせるように前記電子レンズを制御する電子レン
   ズ制御部とを備えることを特徴とする電子ビーム露光装
   置。
2. 【請求項２】 前記電子レンズ制御部は、前記電子ビー
   ムの焦点位置を前記磁気マスク部材に合わせるように前
   記電子レンズを制御することを特徴とする請求項１に記
   載の電子ビーム露光装置。
3. 【請求項３】 前記電子ビームの焦点位置に応じて前記
   電子ビームを前記ウェハに照射するか否かを切り替える
   ブランキング部をさらに備えることを特徴とする請求項
   １又は２に記載の電子ビーム露光装置。
4. 【請求項４】 前記磁気マスク部材に磁場を与える磁化
   部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記
   載の電子ビーム露光装置。
5. 【請求項５】 複数の前記電子ビーム発生部と、 前記複数の電子ビーム発生部が発生した電子ビームの焦
   点位置をそれぞれ調整する複数の前記電子レンズとを備
   え、 前記電子レンズ制御部は、前記複数の電子ビーム発生部
   が発生した電子ビームのうち、一の電子ビームの焦点位
   置を前記磁気マスク部材に合わせると共に他の電子ビー
   ムの焦点位置を前記ウェハに合わせるように前記複数の
   電子レンズをそれぞれ独立に制御することを特徴とする
   請求項１又は２に記載の電子ビーム露光装置。
6. 【請求項６】 前記複数の電子ビーム発生部が発生した
   電子ビームが通過する経路にそれぞれ設けられた複数の
   前記磁気マスク部材と、 前記複数の磁気マスク部材にそれぞれ独立に磁場を与え
   る磁化部とをさらに備えることを特徴とする請求項５に
   記載の電子ビーム露光装置。
7. 【請求項７】 前記複数の電子ビーム発生部が発生した
   電子ビームをウェハに照射するか否かをそれぞれ切り替
   える複数のブランキング部をさらに備えることを特徴と
   する請求項６に記載の電子ビーム露光装置。
8. 【請求項８】 前記複数のブランキング部は、それぞれ
   対応する前記電子ビームの焦点位置に応じて当該電子ビ
   ームをウェハに照射するか否かを切り替えることを特徴
   とする請求項７に記載の電子ビーム露光装置。
9. 【請求項９】 前記複数の電子ビーム発生部が発生した
   電子ビームをそれぞれ独立に偏向し、前記磁気マスク部
   材の所望の位置に照射させる第１の偏向部をさらに備え
   ることを特徴とする請求項５に記載の電子ビーム露光装
   置。
10. 【請求項１０】 前記磁気マスク部材を通過した電子ビ
    ームをそれぞれ独立に偏向させる第２の偏向部をさらに
    備えることを特徴とする請求項５に記載の電子ビーム露
    光装置。
11. 【請求項１１】 前記電子レンズ制御部は、前記ウェハ
    に露光すべきパターンに応じて前記複数の電子レンズの
    焦点位置を制御することを特徴とする請求項５に記載の
    電子ビーム露光装置。
12. 【請求項１２】 前記電子レンズ制御部は、一の電子ビ
    ームが前記磁気マスク部材にマスクパターンを形成する
    時間に応じて、他の電子ビームにそれぞれ対応する前記
    複数の電子レンズの焦点位置を制御することを特徴とす
    る請求項５に記載の電子ビーム露光装置。
13. 【請求項１３】 複数の開口部が設けられた磁性体を有
    する磁気マスク部材を含み、電子ビームによりウェハに
    パターンを露光する電子ビーム露光方法であって、 前記電子ビームを発生するステップと、 前記磁気マスク部材において前記電子ビームのビーム径
    を絞り、前記磁気マスク部材に前記パターンを有する消
    磁領域を形成するステップと、 前記電子ビームの焦点位置を前記ウェハに合わせて前記
    パターンを露光するステップとを備えることを特徴とす
    る電子ビーム露光方法。
14. 【請求項１４】 前記消磁領域を形成するステップは、
    前記電子ビームの焦点位置を前記磁気マスク部材に合わ
    せることを特徴とする請求項１３に記載の電子ビーム露
    光方法。
15. 【請求項１５】 前記電子ビームの焦点位置に応じて前
    記電子ビームを前記ウェハに照射するか否かを切り替え
    るステップをさらに備えることを特徴とする請求項１３
    又は１４に記載の電子ビーム露光方法。
16. 【請求項１６】 前記磁気マスク部材に磁場を与え、前
    記磁気マスク部材を磁化するステップをさらに備え、 前記消磁領域を形成するステップは、磁化された前記磁
    気マスク部材に前記パターンを有する消磁領域を形成す
    ることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の電子ビ
    ーム露光方法。
17. 【請求項１７】 前記電子ビームを発生するステップ
    は、複数の電子ビームを発生し、 前記電子ビーム露光方法は、一の電子ビームの焦点位置
    を前記磁気マスク部材に合わせると共に、他の電子ビー
    ムの焦点位置を前記ウェハに合わせるステップをさらに
    備えることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の電
    子ビーム露光方法。
18. 【請求項１８】 前記電子ビームを発生するステップ
    は、複数の電子ビームを発生し、 前記電子ビーム露光方法は、一の電子ビームが前記磁気
    マスク部材に前記消磁領域を形成する時間と、他の電子
    ビームが前記ウェハに前記パターンを露光する時間とに
    応じて前記複数の電子ビームの焦点位置を合わせるステ
    ップをさらに備えることを特徴とする請求項１３又は１
    ４に記載の電子ビーム露光方法。
19. 【請求項１９】 前記電子ビームを発生するステップ
    は、複数の電子ビームを発生し、 前記電子ビーム露光方法は、前記ウェハに露光すべきパ
    ターンに応じて前記複数の電子ビームの焦点位置を合わ
    せるステップをさらに備えることを特徴とする請求項１
    ３又は１４に記載の電子ビーム露光方法。
20. 【請求項２０】 複数の開口部が設けられた磁性体を有
    する磁気マスク部材を含む電子ビーム露光装置により電
    子デバイスを製造する電子デバイス製造方法であって、 前記電子ビームを発生するステップと、 前記磁気マスク部材において前記電子ビームのビーム径
    を絞り、前記磁気マスク部材に前記パターンを有する消
    磁領域を形成するステップと、 前記電子ビームの焦点位置を前記ウェハに合わせて前記
    パターンを露光するステップとを備えることを特徴とす
    る電子デバイス製造方法。