JP2002184692A - 荷電粒子投射リソグラフィ・システムにおける空間電荷に起因する収差を抑制する装置および方法 - Google Patents
荷電粒子投射リソグラフィ・システムにおける空間電荷に起因する収差を抑制する装置および方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 空間電荷に起因する収差を制御または抑制す
ることができる電子ビームリソグラフィ装置を提供す
る。 【解決手段】 電子ビームリソグラフィ装置は、加速さ
れた電子のビームを供給する電子銃と、加速された電子
ビームの通路にマスクを保持するマスク段と、マスクを
通過した電子の通路に被加工物を保持する被加工物段と
を有する。電子銃は、電子放出面を備えた陰極と、陰極
から放出される電子を加速する電界を陰極との間に生成
するために加速電圧電源に接続される陽極と、陽極と陰
極の間に配置される電流密度断面制御格子とを含む。電
流密度断面制御格子は、不均一な電流密度断面をもつ電
子ビームが電子銃から発生するように構成される。
ることができる電子ビームリソグラフィ装置を提供す
る。 【解決手段】 電子ビームリソグラフィ装置は、加速さ
れた電子のビームを供給する電子銃と、加速された電子
ビームの通路にマスクを保持するマスク段と、マスクを
通過した電子の通路に被加工物を保持する被加工物段と
を有する。電子銃は、電子放出面を備えた陰極と、陰極
から放出される電子を加速する電界を陰極との間に生成
するために加速電圧電源に接続される陽極と、陽極と陰
極の間に配置される電流密度断面制御格子とを含む。電
流密度断面制御格子は、不均一な電流密度断面をもつ電
子ビームが電子銃から発生するように構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子ビームリ
ソグラフィ装置用の照射システムと、その照射システム
を備えた荷電粒子ビームリソグラフィ装置と、更に、半
導体集積回路を含むマイクロデバイス製造装置とに関す
るものである。
ソグラフィ装置用の照射システムと、その照射システム
を備えた荷電粒子ビームリソグラフィ装置と、更に、半
導体集積回路を含むマイクロデバイス製造装置とに関す
るものである。
【０００２】
【関連技術の説明】リソグラフ装置は、例えば集積回路
（ＩＣ）の製造に使用することができる。その場合、Ｉ
Ｃの個々の層に対応する回路パターンがマスクに設けら
れ、放射感応材料（レジスト）層でコーティングされた
基板（シリコンウエハ）上の目標部分（例えば、１つ以
上のダイを含む）に、そのパターンの像を形成すること
ができる。一般に、単一のウエハは、１つづつ順次照射
される隣接目標部分からなる網目構造になっている。一
般的なリソグラフ装置に関する詳しい情報は、例えば、
米国特許６，０４６，７９２から得られる。
（ＩＣ）の製造に使用することができる。その場合、Ｉ
Ｃの個々の層に対応する回路パターンがマスクに設けら
れ、放射感応材料（レジスト）層でコーティングされた
基板（シリコンウエハ）上の目標部分（例えば、１つ以
上のダイを含む）に、そのパターンの像を形成すること
ができる。一般に、単一のウエハは、１つづつ順次照射
される隣接目標部分からなる網目構造になっている。一
般的なリソグラフ装置に関する詳しい情報は、例えば、
米国特許６，０４６，７９２から得られる。
【０００３】リソグラフィ装置を使用する製造プロセス
では、放射感応材料（レジスト）層で少なくとも部分的
に覆われた基板にマスクパターン像が形成される。この
像形成ステップに先立って、レジストコーティングおよ
びソフトベーク等の様々な処理を基板に施すことができ
る。更に露光後には、例えば、露光後ベーク（ＰＥ
Ｂ）、現像、ハードベーク、像輪郭の測定／検査等の処
理を基板に施すことができる。この一連の処理は、ＩＣ
等のデバイスの各層をパターニングする際の基本として
使われる。このようにパターニングされた層には、次に
エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼー
ション、酸化、化学機械的研磨などの様々なプロセスを
施すことが可能であり、これらはいずれも、個々の層の
仕上げを行うためのプロセスである。いくつかの層が必
要な場合は、新しい各層に対して、この全処理手順また
はその代替手順を反復する必要がある。最終的には、基
板（ウエハ）上にデバイスの配列が形成される。各デバ
イスは、ダイシングやソーイング等によって個々に分離
され、個々のデバイスは、キャリアに搭載あるいはピン
に接続することができる。これらのプロセスに関する詳
細は、例えば、引用として、ここに包含される”Microc
hip Fabrication: A Practical Guide to Semiconducto
r Processing”, Third Edition,by Peter van Zant, M
cGraw Hill Publishing Co., 1997, ISBN 0-07-067250-
4に記載されている。
では、放射感応材料（レジスト）層で少なくとも部分的
に覆われた基板にマスクパターン像が形成される。この
像形成ステップに先立って、レジストコーティングおよ
びソフトベーク等の様々な処理を基板に施すことができ
る。更に露光後には、例えば、露光後ベーク（ＰＥ
Ｂ）、現像、ハードベーク、像輪郭の測定／検査等の処
理を基板に施すことができる。この一連の処理は、ＩＣ
等のデバイスの各層をパターニングする際の基本として
使われる。このようにパターニングされた層には、次に
エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼー
ション、酸化、化学機械的研磨などの様々なプロセスを
施すことが可能であり、これらはいずれも、個々の層の
仕上げを行うためのプロセスである。いくつかの層が必
要な場合は、新しい各層に対して、この全処理手順また
はその代替手順を反復する必要がある。最終的には、基
板（ウエハ）上にデバイスの配列が形成される。各デバ
イスは、ダイシングやソーイング等によって個々に分離
され、個々のデバイスは、キャリアに搭載あるいはピン
に接続することができる。これらのプロセスに関する詳
細は、例えば、引用として、ここに包含される”Microc
hip Fabrication: A Practical Guide to Semiconducto
r Processing”, Third Edition,by Peter van Zant, M
cGraw Hill Publishing Co., 1997, ISBN 0-07-067250-
4に記載されている。
【０００４】リソグラフィ装置は、２つ以上の基板テー
ブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を備
えたタイプとすることができる。このような「多段」装
置では、付加テーブルを並列使用するか、あるいは１つ
以上のテーブル上で準備ステップを実行すると共に別の
１つ以上のテーブルを露光に使用することができる。例
えば、米国特許５，９６９，４４１およびＷＯ９８／４
０７９１には２段リソグラフィ装置に関する記述があ
る。
ブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を備
えたタイプとすることができる。このような「多段」装
置では、付加テーブルを並列使用するか、あるいは１つ
以上のテーブル上で準備ステップを実行すると共に別の
１つ以上のテーブルを露光に使用することができる。例
えば、米国特許５，９６９，４４１およびＷＯ９８／４
０７９１には２段リソグラフィ装置に関する記述があ
る。
【０００５】２０年以上にわたって、半導体プロセスに
おけるリソグラフィに電子ビーム（ｅビーム）露光装置
が使用されている。初期のｅビーム露光装置は、対象平
面をラスタスキャンする高焦点ビームの飛点走査概念に
基づいている。このアプローチでは、電子ビームは、ス
キャン時に変調されるので、ビーム自体がリソグラフィ
パターンを生成する。これらの装置は、リソグラフィマ
スクの作成などの高精度作業に広く使用されているが、
ラスタスキャンモードは、半導体ウエハ処理に要する高
スループットを達成するには遅すぎる。装置におけるこ
のタイプの電子源は、電子顕微鏡に使用されるものと同
様であり、微小スポットビームに焦点を合わせた高輝度
源である。
おけるリソグラフィに電子ビーム（ｅビーム）露光装置
が使用されている。初期のｅビーム露光装置は、対象平
面をラスタスキャンする高焦点ビームの飛点走査概念に
基づいている。このアプローチでは、電子ビームは、ス
キャン時に変調されるので、ビーム自体がリソグラフィ
パターンを生成する。これらの装置は、リソグラフィマ
スクの作成などの高精度作業に広く使用されているが、
ラスタスキャンモードは、半導体ウエハ処理に要する高
スループットを達成するには遅すぎる。装置におけるこ
のタイプの電子源は、電子顕微鏡に使用されるものと同
様であり、微小スポットビームに焦点を合わせた高輝度
源である。
【０００６】最近、ＳＣＡＬＰＥＬ法（Scattering wit
h Angular Limitation ProjectionElectron-beam Litho
graphy）に基づいた新しい電子ビーム露光装置が開発さ
れている。このアプローチでは、リソグラフィマスクを
通して対象平面に広域電子ビームが照射される。半導体
ウエハ上の比較的広い領域を一度に露光することができ
るので、スループットは、増加する。この装置は、分解
能が高いので、超細線リソグラフィ、すなわちサブミク
ロンリソグラフィにおいて関心を引いている。
h Angular Limitation ProjectionElectron-beam Litho
graphy）に基づいた新しい電子ビーム露光装置が開発さ
れている。このアプローチでは、リソグラフィマスクを
通して対象平面に広域電子ビームが照射される。半導体
ウエハ上の比較的広い領域を一度に露光することができ
るので、スループットは、増加する。この装置は、分解
能が高いので、超細線リソグラフィ、すなわちサブミク
ロンリソグラフィにおいて関心を引いている。
【０００７】ＳＣＡＬＰＥＬ露光装置の電子ビーム源の
条件は、従来の収束ビーム露光装置、あるいは従来の透
過電子顕微鏡（ＴＥＭ）または走査電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）の条件とはかなり相違がある。高解像度の像形成が
主目標であることには違いはないが、ウエハスループッ
トを改善するために比較的高い（１０〜１００μＡ）電
子銃電流で高解像度の像形成を行う必要がある。軸方向
の明るさは、例えば１０ 2〜１０4Ａｃｍ-2ｓｒ-1とする
必要があり、これは典型的な収束ビーム源の１０ 6〜１
０9Ａｃｍ-2ｓｒ-1と比較してかなり低い値である。し
かし、所要のリソグラフィのドーズ・ラティテュード
（ｄｏｓｅ ｌａｔｉｔｕｄｅ）とＣＤ制御を得るため
には、比較的広い領域で非常に均一なビーム束が必要に
なる。
条件は、従来の収束ビーム露光装置、あるいは従来の透
過電子顕微鏡（ＴＥＭ）または走査電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）の条件とはかなり相違がある。高解像度の像形成が
主目標であることには違いはないが、ウエハスループッ
トを改善するために比較的高い（１０〜１００μＡ）電
子銃電流で高解像度の像形成を行う必要がある。軸方向
の明るさは、例えば１０ 2〜１０4Ａｃｍ-2ｓｒ-1とする
必要があり、これは典型的な収束ビーム源の１０ 6〜１
０9Ａｃｍ-2ｓｒ-1と比較してかなり低い値である。し
かし、所要のリソグラフィのドーズ・ラティテュード
（ｄｏｓｅ ｌａｔｉｔｕｄｅ）とＣＤ制御を得るため
には、比較的広い領域で非常に均一なビーム束が必要に
なる。
【０００８】ＳＣＡＬＰＥＬ装置の開発は、比較的暗く
比較的広い領域に均一な電子フラックスを照射する放射
率（Ｄ×αａで定義され、一般にミクロン×ミリラジア
ンの単位で表される。Ｄはビーム径、αは発散角）の高
い電子源の開発を志向している。従来の最先端電子ビー
ム源では放射率を０．１〜４００ミクロン×ミリラジア
ンの範囲とするビームを生成するが、ＳＣＡＬＰＥＬの
類の装置は、１０００〜５０００ミクロン×ミリラジア
ン範囲の放射率を必要とする。従来のＳＣＡＬＰＥＬ照
射システムの設計は、ガウス銃か格子制御銃のいずれか
に基づいている。両タイプに共通する欠点は、ビーム放
射率が実際のウェーネルト（Ｗｅｈｎｅｌｔ）バイアス
に依存し、回避不能な放射率変化が電流制御に影響を及
ぼすことである。システムの観点からは、制御がビーム
電流とビーム放射率に依存しないことが好ましい。
比較的広い領域に均一な電子フラックスを照射する放射
率（Ｄ×αａで定義され、一般にミクロン×ミリラジア
ンの単位で表される。Ｄはビーム径、αは発散角）の高
い電子源の開発を志向している。従来の最先端電子ビー
ム源では放射率を０．１〜４００ミクロン×ミリラジア
ンの範囲とするビームを生成するが、ＳＣＡＬＰＥＬの
類の装置は、１０００〜５０００ミクロン×ミリラジア
ン範囲の放射率を必要とする。従来のＳＣＡＬＰＥＬ照
射システムの設計は、ガウス銃か格子制御銃のいずれか
に基づいている。両タイプに共通する欠点は、ビーム放
射率が実際のウェーネルト（Ｗｅｈｎｅｌｔ）バイアス
に依存し、回避不能な放射率変化が電流制御に影響を及
ぼすことである。システムの観点からは、制御がビーム
電流とビーム放射率に依存しないことが好ましい。
【０００９】更に、粒子投射システムのスループット
は、荷電粒子間のクーロン相互作用による分解能に依存
する。クーロン相互作用は、ビームぼけの原因となり、
ビームぼけは、ビーム電流の増加にしたがって増加する
ので、与えられた分解能のシステム性能が制限される。
は、荷電粒子間のクーロン相互作用による分解能に依存
する。クーロン相互作用は、ビームぼけの原因となり、
ビームぼけは、ビーム電流の増加にしたがって増加する
ので、与えられた分解能のシステム性能が制限される。
【００１０】クーロン相互作用に基づく３つの個別効果
を区別することができる。第１は、グローバルな、ある
いは平均的な効果であって、グローバル空間電荷（Ｓ
ｃ）効果とも呼ばれる。投射コラムに沿うビームのすべ
ての断面図で電流密度分布が均一であれば、グローバル
Ｓｃ効果は、イメージの焦点ぼけと倍率変化を引き起こ
すだけである。この場合、Ｓｃは、理想的な負レンズと
して働き、その効果は、レンズ焦点距離を変えるか、ガ
ウス平面に対する画像平面位置を変えるだけで修正する
ことができる。また、第２は、グローバルＳｃ効果であ
るが、ビーム電流密度プロフィールが不均一な場合に
は、上記焦点ぼけと倍率変化の他に、像収差が生じる。
を区別することができる。第１は、グローバルな、ある
いは平均的な効果であって、グローバル空間電荷（Ｓ
ｃ）効果とも呼ばれる。投射コラムに沿うビームのすべ
ての断面図で電流密度分布が均一であれば、グローバル
Ｓｃ効果は、イメージの焦点ぼけと倍率変化を引き起こ
すだけである。この場合、Ｓｃは、理想的な負レンズと
して働き、その効果は、レンズ焦点距離を変えるか、ガ
ウス平面に対する画像平面位置を変えるだけで修正する
ことができる。また、第２は、グローバルＳｃ効果であ
るが、ビーム電流密度プロフィールが不均一な場合に
は、上記焦点ぼけと倍率変化の他に、像収差が生じる。
【００１１】第３は、確率的な空間電荷効果であって、
これは離散的な荷電粒子から成るフラックス中の粒子間
で相互に働くクーロン相互作用力のランダム性に起因す
る。確率的相互作用によってビームぼけが生じるが、そ
の原因は、コラムに沿って移動する粒子の軌道偏向によ
る直接的な原因か、粒子エネルギ拡散（いわゆるベルシ
ュ効果）に基づくレンズの色収差による間接的な原因の
いずれかである。
これは離散的な荷電粒子から成るフラックス中の粒子間
で相互に働くクーロン相互作用力のランダム性に起因す
る。確率的相互作用によってビームぼけが生じるが、そ
の原因は、コラムに沿って移動する粒子の軌道偏向によ
る直接的な原因か、粒子エネルギ拡散（いわゆるベルシ
ュ効果）に基づくレンズの色収差による間接的な原因の
いずれかである。
【００１２】軌道変化もベルシュ効果も、決定的なグロ
ーバル空間電荷効果と違って確率的なものであるから、
修正することはできない。慎重な設計を行う以外に、そ
れらを制御することはできない。
ーバル空間電荷効果と違って確率的なものであるから、
修正することはできない。慎重な設計を行う以外に、そ
れらを制御することはできない。
【００１３】高スループット投射システムでは、空間電
荷に起因するグローバル収差（上記第２の効果）の影響
が最も大きく、これを制御する装置および方法が現在必
要とされる。コラムに沿ったビームのすべての断面で荷
電粒子の層状フラックスの電流密度断面が均一になるよ
うなシステム設計であれば、グローバルＳｃに起因する
収差は、原則的に修正または回避することができる。リ
ソグラフィおよび測定法で使用される低電流ないし中間
電流のビームでは、層状（すなわち、粒子軌道が互いに
交差しない）フラックスを実現することはできない。こ
れは、例えばマスクやウエハ面等の臨界面で均一な照射
強度または電流密度が得られるとしても、コラムの断面
では必ずしも同様にならないことを暗示している。した
がって、電流密度が均一にならないコラムの領域におい
て空間電荷効果は、ビームぼけの原因となる。
荷に起因するグローバル収差（上記第２の効果）の影響
が最も大きく、これを制御する装置および方法が現在必
要とされる。コラムに沿ったビームのすべての断面で荷
電粒子の層状フラックスの電流密度断面が均一になるよ
うなシステム設計であれば、グローバルＳｃに起因する
収差は、原則的に修正または回避することができる。リ
ソグラフィおよび測定法で使用される低電流ないし中間
電流のビームでは、層状（すなわち、粒子軌道が互いに
交差しない）フラックスを実現することはできない。こ
れは、例えばマスクやウエハ面等の臨界面で均一な照射
強度または電流密度が得られるとしても、コラムの断面
では必ずしも同様にならないことを暗示している。した
がって、電流密度が均一にならないコラムの領域におい
て空間電荷効果は、ビームぼけの原因となる。
【００１４】グローバル空間電荷効果は、一般に、ビー
ム電流Ｉとビーム電圧Ｖの関数であるビームパービアン
スＰ＝Ｉ／Ｖ3/2によって特徴付けられる。空間電荷に
よる焦点ぼけは、完全に補正可能であって、コラム長Ｌ
に比例するが、空間電荷のレンズ機能によるぼけは、ビ
ーム電流の非均一性の度合いと、コラムの電流密度が均
一でない部分だけの有効長Ｌeffとで定義される。
ム電流Ｉとビーム電圧Ｖの関数であるビームパービアン
スＰ＝Ｉ／Ｖ3/2によって特徴付けられる。空間電荷に
よる焦点ぼけは、完全に補正可能であって、コラム長Ｌ
に比例するが、空間電荷のレンズ機能によるぼけは、ビ
ーム電流の非均一性の度合いと、コラムの電流密度が均
一でない部分だけの有効長Ｌeffとで定義される。
【００１５】粒子投射システムでは、マスク面で均一に
照射されたサブフィールドを得るために、ケーラ（Ｋｏ
ｅｈｌｅｒ）照射が利用される。ケーラ照射の光学系
は、陰極の任意の一点または仮想源からマスク面上のサ
ブフィールド全体へビーム束を投射する。サブフィール
ドのサイズと形状を固定した投射デバイスでは、可変形
状システムにおけるマスクまたはウエハ面に対する光学
的共役面に設置された１つまたは２つの長方形整形開口
を用いてサブフィールドが形成される。
照射されたサブフィールドを得るために、ケーラ（Ｋｏ
ｅｈｌｅｒ）照射が利用される。ケーラ照射の光学系
は、陰極の任意の一点または仮想源からマスク面上のサ
ブフィールド全体へビーム束を投射する。サブフィール
ドのサイズと形状を固定した投射デバイスでは、可変形
状システムにおけるマスクまたはウエハ面に対する光学
的共役面に設置された１つまたは２つの長方形整形開口
を用いてサブフィールドが形成される。
【００１６】現在の電子投射システムでは、電子銃は、
比較的大型の均一放出低輝度陰極と、適切に設計された
電極を備えており、空間的に均一な強度の付勢電子（通
常、１００ｋｅＶ）を電子源から所定の角度範囲（ＮＡ
を開口数として、制限開口の角度に合わせるために、整
形開口通過後の範囲は約ＮＡ／４）に均一に放射する。
なお、プローブ形成システムで使用される電子源は、高
輝度ＬａＢ6陰極と、本質的に不均一なガウス電流密度
をもつ数十ミクロンの細長いクロスオーバを形成する電
極とを備えている。ＮＡが小さく、ビーム電流密度の非
均一性度合いが低いほど、グローバルＳＣに起因するぼ
けは少なくなり、これがＮＡの減少に伴って増加する確
率的なぼけと対照的である。これはＮＡの小さい初期の
粒子投射システム、すなわち低スループットのシステム
において確率的なぼけとレンズ収差が重要な問題だった
理由である。本発明は、スループットを改善するために
高ＮＡ光学系を使用する高スループット電子投射リソグ
ラフィシステムに関するものである。高ＮＡシステムに
おけるグローバルな空間電荷による収差は、クーロン確
率相互作用に起因するビームぼけより更に深刻な問題で
ある。
比較的大型の均一放出低輝度陰極と、適切に設計された
電極を備えており、空間的に均一な強度の付勢電子（通
常、１００ｋｅＶ）を電子源から所定の角度範囲（ＮＡ
を開口数として、制限開口の角度に合わせるために、整
形開口通過後の範囲は約ＮＡ／４）に均一に放射する。
なお、プローブ形成システムで使用される電子源は、高
輝度ＬａＢ6陰極と、本質的に不均一なガウス電流密度
をもつ数十ミクロンの細長いクロスオーバを形成する電
極とを備えている。ＮＡが小さく、ビーム電流密度の非
均一性度合いが低いほど、グローバルＳＣに起因するぼ
けは少なくなり、これがＮＡの減少に伴って増加する確
率的なぼけと対照的である。これはＮＡの小さい初期の
粒子投射システム、すなわち低スループットのシステム
において確率的なぼけとレンズ収差が重要な問題だった
理由である。本発明は、スループットを改善するために
高ＮＡ光学系を使用する高スループット電子投射リソグ
ラフィシステムに関するものである。高ＮＡシステムに
おけるグローバルな空間電荷による収差は、クーロン確
率相互作用に起因するビームぼけより更に深刻な問題で
ある。
【００１７】
【発明の概要】本発明は、空間電荷に起因する収差を制
御および／または抑制する装置および方法に関するもの
である。本発明の１つの側面は、電子ビームリソグラフ
ィ装置用の電子銃であって、この電子銃は、電子放出面
を備えた陰極と、陰極から放出される電子を加速する電
界を陰極との間に生成するために加速電圧電源に接続さ
れる陽極と、前記陽極と前記陰極の間に配置される電流
密度断面制御格子（以後、格子あるいは制御格子と呼
ぶ）とを有する。電流密度断面制御格子は、不均一な電
流密度断面をもつ電子ビームが電子銃から発生するよう
に構成される。
御および／または抑制する装置および方法に関するもの
である。本発明の１つの側面は、電子ビームリソグラフ
ィ装置用の電子銃であって、この電子銃は、電子放出面
を備えた陰極と、陰極から放出される電子を加速する電
界を陰極との間に生成するために加速電圧電源に接続さ
れる陽極と、前記陽極と前記陰極の間に配置される電流
密度断面制御格子（以後、格子あるいは制御格子と呼
ぶ）とを有する。電流密度断面制御格子は、不均一な電
流密度断面をもつ電子ビームが電子銃から発生するよう
に構成される。
【００１８】本発明のもう１つの側面は、上述の電子銃
を有する電子ビームリソグラフィ装置である。
を有する電子ビームリソグラフィ装置である。
【００１９】本発明もう１つの側面は、半導体デバイス
の製造方法であって、この方法は、不均一な電流密度断
面をもつ荷電粒子ビームを生成するステップと、荷電粒
子ビームでマスクを照射するステップと、マスクを通過
した荷電粒子ビームの荷電粒子で被加工物を露光するス
テップとを含む。
の製造方法であって、この方法は、不均一な電流密度断
面をもつ荷電粒子ビームを生成するステップと、荷電粒
子ビームでマスクを照射するステップと、マスクを通過
した荷電粒子ビームの荷電粒子で被加工物を露光するス
テップとを含む。
【００２０】本発明のもう１つの側面は、上記方法によ
って製作されるマイクロデバイスである。
って製作されるマイクロデバイスである。
【００２１】発明に関する上記および他の目的と特徴
は、添付図面にしたがって以下に述べる好ましい実施例
の説明によって明らかにされる。
は、添付図面にしたがって以下に述べる好ましい実施例
の説明によって明らかにされる。
【００２２】
【好ましい実施例の説明】図１は、本発明の代表的実施
例による電子ビームリソグラフィ装置２０の概要図であ
る。電子ビームリソグラフィ装置２０は、電子銃２２
と、照射レンズシステム２４と、マスクホルダに取り付
けられたマスク２６と、対物レンズシステム２８と、後
部焦点面フィルタ３０と、投射レンズシステム３２と、
基板ホルダに取り付けられた露光媒体（基板）３４と、
整合システム３６とを有し、これらは電子ビーム通路に
沿ってこの順序で配置される。この明細書において、露
光媒体３４は、被加工物と呼ぶこともある。外装容器３
８は、真空ポンプ４０によって真空に維持される。従来
のＳＣＡＬＰＥＬ方法とその装置の詳細は、例えば米国
特許Ｎｏ．５，０７９，１１２および米国特許Ｎｏ．
５，２５８，２４６に記載されている。
例による電子ビームリソグラフィ装置２０の概要図であ
る。電子ビームリソグラフィ装置２０は、電子銃２２
と、照射レンズシステム２４と、マスクホルダに取り付
けられたマスク２６と、対物レンズシステム２８と、後
部焦点面フィルタ３０と、投射レンズシステム３２と、
基板ホルダに取り付けられた露光媒体（基板）３４と、
整合システム３６とを有し、これらは電子ビーム通路に
沿ってこの順序で配置される。この明細書において、露
光媒体３４は、被加工物と呼ぶこともある。外装容器３
８は、真空ポンプ４０によって真空に維持される。従来
のＳＣＡＬＰＥＬ方法とその装置の詳細は、例えば米国
特許Ｎｏ．５，０７９，１１２および米国特許Ｎｏ．
５，２５８，２４６に記載されている。
【００２３】代表的実施例では、特に電子ビームについ
て述べる。しかし、ビームの粒子が電子、陽子、原子イ
オン、その他の荷電粒子あるいは様々な荷電粒子の混合
物であっても、荷電粒子ビームにはクーロン相互作用が
生じる。本発明の範囲と主旨には、代表的なタイプの荷
電粒子として電子ビームを含む荷電粒子装置および方法
を包含するものとする。
て述べる。しかし、ビームの粒子が電子、陽子、原子イ
オン、その他の荷電粒子あるいは様々な荷電粒子の混合
物であっても、荷電粒子ビームにはクーロン相互作用が
生じる。本発明の範囲と主旨には、代表的なタイプの荷
電粒子として電子ビームを含む荷電粒子装置および方法
を包含するものとする。
【００２４】図２は、電子銃２２を更に詳細に示す概要
図である。一般に、電子銃２２は、陰極４２と、電流密
度断面制御格子４４と、陽極４６とを有する。陰極４２
は、フィラメント電源５０に接続される加熱フィラメン
ト４８に熱的に接触している。加熱フィラメント４８に
は、例えばタングステン線が好適材料として知られてい
る。陰極４２は、電子放出面５２を備えている。電子放
出面５２は、直径が０．０５〜３．００ｍｍの円板が好
ましい。電子放出面５２には、タンタルが好適材料とし
て知られているが、本発明は、タンタル電子エミッタの
使用に限定するものではない。制御格子４４および陰極
４２には、電気的に格子電源５４が接続される。陽極４
６と陰極４２には、電気的に加速電圧電源５６が接続さ
れ、陰極４２の電子放出面５２から出る電子を加速する
ための電界が陰極４２と陽極４６の間に形成される。こ
の構成では、従来のＷｅｈｎｅｌｔの場合と同様に、電
流整形格子４４の電位は、放出電流の関数ではなく、格
子電源５４に基づいて決定される。
図である。一般に、電子銃２２は、陰極４２と、電流密
度断面制御格子４４と、陽極４６とを有する。陰極４２
は、フィラメント電源５０に接続される加熱フィラメン
ト４８に熱的に接触している。加熱フィラメント４８に
は、例えばタングステン線が好適材料として知られてい
る。陰極４２は、電子放出面５２を備えている。電子放
出面５２は、直径が０．０５〜３．００ｍｍの円板が好
ましい。電子放出面５２には、タンタルが好適材料とし
て知られているが、本発明は、タンタル電子エミッタの
使用に限定するものではない。制御格子４４および陰極
４２には、電気的に格子電源５４が接続される。陽極４
６と陰極４２には、電気的に加速電圧電源５６が接続さ
れ、陰極４２の電子放出面５２から出る電子を加速する
ための電界が陰極４２と陽極４６の間に形成される。こ
の構成では、従来のＷｅｈｎｅｌｔの場合と同様に、電
流整形格子４４の電位は、放出電流の関数ではなく、格
子電源５４に基づいて決定される。
【００２５】電子銃２２の動作では、加熱フィラメント
４８によって陰極４２が加熱され、陰極４２内の電子の
運動エネルギが増大する。加速電圧電源５６および格子
電源５４によって電子放出面５２上で生成される合成電
界により、陰極４２の電子放出面５２から十分に付勢さ
れた電子が放出される。格子電源５４の強度および／ま
たは極性を変えると、電子放出面５２での電界が変化し
て、陰極４２の材料から電子が放出される速度が変化す
る。陰極４２から抽出された電子は陽極４６に向かって
加速される。電子のビームは、陽極４６で画定される開
口を通過して、電子ビームとして電子銃２２から放出さ
れる。最も効果的な露光を行うためには、ビーム輝度を
１０5Ａｃｍ-2Ｓｒ-1以下の値に制限することが望まし
い。これは、一般に可能な限り輝度を高くする従来の走
査電子ビーム露光装置（例えば、米国特許Ｎｏ．４，５
８８，９２８参照）とは対照的である。現状の典型的な
応用面では、電子銃から放出される電子の運動エネルギ
ーは、約１００ｋｅＶであるが、本発明では、電子ビー
ムエネルギーを特定の値に制限しない。
４８によって陰極４２が加熱され、陰極４２内の電子の
運動エネルギが増大する。加速電圧電源５６および格子
電源５４によって電子放出面５２上で生成される合成電
界により、陰極４２の電子放出面５２から十分に付勢さ
れた電子が放出される。格子電源５４の強度および／ま
たは極性を変えると、電子放出面５２での電界が変化し
て、陰極４２の材料から電子が放出される速度が変化す
る。陰極４２から抽出された電子は陽極４６に向かって
加速される。電子のビームは、陽極４６で画定される開
口を通過して、電子ビームとして電子銃２２から放出さ
れる。最も効果的な露光を行うためには、ビーム輝度を
１０5Ａｃｍ-2Ｓｒ-1以下の値に制限することが望まし
い。これは、一般に可能な限り輝度を高くする従来の走
査電子ビーム露光装置（例えば、米国特許Ｎｏ．４，５
８８，９２８参照）とは対照的である。現状の典型的な
応用面では、電子銃から放出される電子の運動エネルギ
ーは、約１００ｋｅＶであるが、本発明では、電子ビー
ムエネルギーを特定の値に制限しない。
【００２６】図３は、電子銃５８の出力からウエハ６
０、すなわち、被加工物（露光媒体）までのセクション
に沿って電子ビームリソグラフィ装置２０の一部２１に
対応するレイ・トレース（ｒａｙ−ｔｒａｃｅ）図を示
す。一般に、電子ビームリソグラフィ装置２０の部分２
１には、照射システム６２と投射システム６４が含まれ
る。照射システム６２と投射システム６４のそれぞれに
は、一般に複数の要素、例えば静電レンズおよび／また
は磁気レンズおよび様々な開口が含まれる。図３に示さ
れる実施例では、照射システム６２は、第１の収束レン
ズ６６と、整形開口６８と、ブランキング（ｂｌａｎｋ
ｉｎｇ）開口７０と、第２の収束レンズ７２を有する。
電子銃出力５８から放出される電子は、レンズ６６、７
２によって収束され、マスク７４を照射する。マスク７
４を通り抜ける電子は、レンズ７６で収束され、その一
部は開口７８を通過し、レンズ８０によってウエハ６０
上に収束される。
０、すなわち、被加工物（露光媒体）までのセクション
に沿って電子ビームリソグラフィ装置２０の一部２１に
対応するレイ・トレース（ｒａｙ−ｔｒａｃｅ）図を示
す。一般に、電子ビームリソグラフィ装置２０の部分２
１には、照射システム６２と投射システム６４が含まれ
る。照射システム６２と投射システム６４のそれぞれに
は、一般に複数の要素、例えば静電レンズおよび／また
は磁気レンズおよび様々な開口が含まれる。図３に示さ
れる実施例では、照射システム６２は、第１の収束レン
ズ６６と、整形開口６８と、ブランキング（ｂｌａｎｋ
ｉｎｇ）開口７０と、第２の収束レンズ７２を有する。
電子銃出力５８から放出される電子は、レンズ６６、７
２によって収束され、マスク７４を照射する。マスク７
４を通り抜ける電子は、レンズ７６で収束され、その一
部は開口７８を通過し、レンズ８０によってウエハ６０
上に収束される。
【００２７】図４は、図３に示される電子ビームの電子
電流密度断面を表す概要図であって、電子ビームのいく
つかの瞬時横断面を示している。従来のＳＣＡＬＰＥＬ
照射の場合、図４の破線８２で示されるように、電子銃
出力５８からほぼ均一な電流密度分布が得られる。電子
銃からの出力された時に均一な電流密度８２は、レンズ
７６に達すると不均一分布８４になる（図３、４を比
較）。本発明の１つの側面は、ビームの電子電流密度断
面８６が不均一な電子電流密度になるように電子銃出力
から電子ビームを生成することである。発明のもう１つ
の側面として、電子銃で生成される電子電流密度断面８
６は、断面周縁部に比べて断面中心部で電子電流密度が
低くなる。レンズ７６において、本発明による電子ビー
ム電流密度断面８８（図４）は、図３に示されるよう
に、横向方向のビームを横切る半径方向の分布が実質的
に均一である。初期状態の電子電流分布は、中心部で抑
制され、周縁部で増強されているので、本発明の特徴に
したがって空間電荷効果補償される（すなわち、空間電
荷による収差が減少する）。他の実施例では、電子ビー
ムが電子銃から被加工物まで移動する間に、電子銃出力
における初期状態の電子電流密度分布によって空間電荷
効果が実質的に完全に補償される。
電流密度断面を表す概要図であって、電子ビームのいく
つかの瞬時横断面を示している。従来のＳＣＡＬＰＥＬ
照射の場合、図４の破線８２で示されるように、電子銃
出力５８からほぼ均一な電流密度分布が得られる。電子
銃からの出力された時に均一な電流密度８２は、レンズ
７６に達すると不均一分布８４になる（図３、４を比
較）。本発明の１つの側面は、ビームの電子電流密度断
面８６が不均一な電子電流密度になるように電子銃出力
から電子ビームを生成することである。発明のもう１つ
の側面として、電子銃で生成される電子電流密度断面８
６は、断面周縁部に比べて断面中心部で電子電流密度が
低くなる。レンズ７６において、本発明による電子ビー
ム電流密度断面８８（図４）は、図３に示されるよう
に、横向方向のビームを横切る半径方向の分布が実質的
に均一である。初期状態の電子電流分布は、中心部で抑
制され、周縁部で増強されているので、本発明の特徴に
したがって空間電荷効果補償される（すなわち、空間電
荷による収差が減少する）。他の実施例では、電子ビー
ムが電子銃から被加工物まで移動する間に、電子銃出力
における初期状態の電子電流密度分布によって空間電荷
効果が実質的に完全に補償される。
【００２８】図５は、本発明による電子銃２２の出力に
おける電子ビームの横方向のビーム電流密度断面を示
す。本発明の実施例による電子銃は、図５に電流密度断
面９０で示すように、電子銃の出力において電流密度を
ビームの中心部で低く、ビームの周縁部で高くした電流
密度断面をもつ電子ビームを生成する。発明の実施例で
は、電流密度断面９０は、図５で示されるように凹状で
ある。電子銃の出力におけるこのような電流密度断面に
より、上述のクーロン相互作用に起因するビームぼけが
軽減する。電子銃は、必要に応じて、実質的に均一な電
子電流密度をもつ出力電子ビームを選択的に生成するこ
ともできる。そのような均一電子電流密度の一例が破線
９２で図５に示される。発明の実施例において、実質的
に均一な電子電流密度９２と凹状電子電流密度９０の間
でリアルタイムに変化するように電子銃を動作させるこ
とができる。上記特徴は、発明の実施例を構成する際
に、少なくとも４つの代表的アプローチまたはそれらの
組合わせによって達成することができる。
おける電子ビームの横方向のビーム電流密度断面を示
す。本発明の実施例による電子銃は、図５に電流密度断
面９０で示すように、電子銃の出力において電流密度を
ビームの中心部で低く、ビームの周縁部で高くした電流
密度断面をもつ電子ビームを生成する。発明の実施例で
は、電流密度断面９０は、図５で示されるように凹状で
ある。電子銃の出力におけるこのような電流密度断面に
より、上述のクーロン相互作用に起因するビームぼけが
軽減する。電子銃は、必要に応じて、実質的に均一な電
子電流密度をもつ出力電子ビームを選択的に生成するこ
ともできる。そのような均一電子電流密度の一例が破線
９２で図５に示される。発明の実施例において、実質的
に均一な電子電流密度９２と凹状電子電流密度９０の間
でリアルタイムに変化するように電子銃を動作させるこ
とができる。上記特徴は、発明の実施例を構成する際
に、少なくとも４つの代表的アプローチまたはそれらの
組合わせによって達成することができる。
【００２９】第１の代表的なアプローチでは、図２の制
御格子４４は、図６Ａに図示されるように非平坦面状に
形成することができる。図６Ａの実施例では、電流密度
断面制御格子９６の格子部分９４は、非平坦形状であっ
て、格子部分９４の一部が格子部分９４の他の部分より
陰極９８に近接している。制御格子９６の格子部分９４
は、陰極９８に最も近い側が凸状表面になっていること
が好ましい。その場合、制御格子９６の格子部分９４が
陰極９８に対して負電位になるように制御格子９６と陰
極９８の間に格子電源が設けられる。制御格子９６の格
子部分９４の中央部が制御格子９６の格子部分９４の外
側部分よりも陰極９８に近接していて、制御格子９６の
格子部分９４が負電位になるから、陰極９８の中央領域
から放出される電子は、外側領域から放出される電子よ
り少ない。発明の一実施例によれば、制御格子９６の格
子部分９４は、凸状である。しかし、発明の範囲におい
て、電流密度断面制御格子の少なくとも一部分を制御格
子の他の部分より陰極９８に近接させることによって陰
極９８上の電子放出を変えることができる。あるいは、
陰極９８に近接する凹面を制御格子９６の格子部分９４
に設け、正電圧を印加することにより、電子放出は、陰
極９８の中心部より陰極９８の周縁部の方が強くなる。
同様に、電子ビーム電流密度は、電子ビームの中心に近
い部分より電子ビームの周縁部の方が高くなる。
御格子４４は、図６Ａに図示されるように非平坦面状に
形成することができる。図６Ａの実施例では、電流密度
断面制御格子９６の格子部分９４は、非平坦形状であっ
て、格子部分９４の一部が格子部分９４の他の部分より
陰極９８に近接している。制御格子９６の格子部分９４
は、陰極９８に最も近い側が凸状表面になっていること
が好ましい。その場合、制御格子９６の格子部分９４が
陰極９８に対して負電位になるように制御格子９６と陰
極９８の間に格子電源が設けられる。制御格子９６の格
子部分９４の中央部が制御格子９６の格子部分９４の外
側部分よりも陰極９８に近接していて、制御格子９６の
格子部分９４が負電位になるから、陰極９８の中央領域
から放出される電子は、外側領域から放出される電子よ
り少ない。発明の一実施例によれば、制御格子９６の格
子部分９４は、凸状である。しかし、発明の範囲におい
て、電流密度断面制御格子の少なくとも一部分を制御格
子の他の部分より陰極９８に近接させることによって陰
極９８上の電子放出を変えることができる。あるいは、
陰極９８に近接する凹面を制御格子９６の格子部分９４
に設け、正電圧を印加することにより、電子放出は、陰
極９８の中心部より陰極９８の周縁部の方が強くなる。
同様に、電子ビーム電流密度は、電子ビームの中心に近
い部分より電子ビームの周縁部の方が高くなる。
【００３０】第２の代表的アプローチは、湾曲形状の陰
極１００を形成することであり、図６Ｂに示されるよう
に、電流密度断面制御格子１０２は、実質的に平坦な格
子部分１０４を含む。電子銃からの電流密度断面を不均
一にするために、陰極１００と制御格子１０２の格子部
分１０４との間に負の格子電位が印加される。陰極１０
０の中央の部分が陰極１００の周縁部分よりも格子部分
１０４に近いため、中央部分での電子放出よりも周縁部
分での電子放出が強く抑制され、この傾向は、電流密度
断面制御格子１０２の格子部分１０４に電圧を印加しな
い場合より強く現れる。同様に、この記述から明らかな
ように、本発明の範囲は、図６Ｂに示される陰極の特定
形状に限定されることはない。発明の実施例において、
陰極１００は、制御格子１０２の格子部分１０４に最も
近い凸面を含んでいる。
極１００を形成することであり、図６Ｂに示されるよう
に、電流密度断面制御格子１０２は、実質的に平坦な格
子部分１０４を含む。電子銃からの電流密度断面を不均
一にするために、陰極１００と制御格子１０２の格子部
分１０４との間に負の格子電位が印加される。陰極１０
０の中央の部分が陰極１００の周縁部分よりも格子部分
１０４に近いため、中央部分での電子放出よりも周縁部
分での電子放出が強く抑制され、この傾向は、電流密度
断面制御格子１０２の格子部分１０４に電圧を印加しな
い場合より強く現れる。同様に、この記述から明らかな
ように、本発明の範囲は、図６Ｂに示される陰極の特定
形状に限定されることはない。発明の実施例において、
陰極１００は、制御格子１０２の格子部分１０４に最も
近い凸面を含んでいる。
【００３１】図６Ｃは、発明による第３の代表的なアプ
ローチを示す。このアプローチでは、陰極１０６は、複
数部分からなり、そのうち３つは、参照符号１０８で表
され、各部分には、電流密度断面制御格子１１２の格子
部分１１０を基準として個別に選択可能な電圧を印加す
ることができる。陰極１０６の個別部分１０８は、互い
に実質的に電気的に絶縁されることが望ましい。陰極１
０６の各部分１０８の印加電圧は、陰極１０６の他部分
の印加電圧と等しくても、異なっていてもよい。電子銃
からの電子ビーム出力の中央部近傍の電流密度がビーム
周縁部での電子電流密度よりも低くなるような電流密度
断面を得るために、電子を制御格子１１２に向けて加速
する方向における表面１１４の電界が表面１１８の電界
より弱くなるように電圧ｖ1が選択される。図６Ｃは、
代表的なアプローチを図式的に示すもので、陰極１０６
と制御格子１１２の構造を図の特定構造に限定する意図
はない。複数の部分１０８の個数や形状は、その用途に
応じて変えることができる。
ローチを示す。このアプローチでは、陰極１０６は、複
数部分からなり、そのうち３つは、参照符号１０８で表
され、各部分には、電流密度断面制御格子１１２の格子
部分１１０を基準として個別に選択可能な電圧を印加す
ることができる。陰極１０６の個別部分１０８は、互い
に実質的に電気的に絶縁されることが望ましい。陰極１
０６の各部分１０８の印加電圧は、陰極１０６の他部分
の印加電圧と等しくても、異なっていてもよい。電子銃
からの電子ビーム出力の中央部近傍の電流密度がビーム
周縁部での電子電流密度よりも低くなるような電流密度
断面を得るために、電子を制御格子１１２に向けて加速
する方向における表面１１４の電界が表面１１８の電界
より弱くなるように電圧ｖ1が選択される。図６Ｃは、
代表的なアプローチを図式的に示すもので、陰極１０６
と制御格子１１２の構造を図の特定構造に限定する意図
はない。複数の部分１０８の個数や形状は、その用途に
応じて変えることができる。
【００３２】図６Ｄは、本発明による第４の代表的なア
プローチを示す。このアプローチにおいて、電流密度断
面制御格子１２０の格子部分１２２は、複数部分に分離
され、制御格子１２０の格子部分１２２の分離個別部分
に複数の個別選択可能な電位が印加される。制御格子１
２０の格子部分１２２の個別部分は、互いに実質的に電
気的に絶縁される。このアプローチにおいて、例えばｖ
3の負電位よりｖ1の負電位の方が低いと、電子銃からの
電子ビームの中心近傍の電流密度が電子ビームの周縁部
分より低い電流密度断面になる。図６Ｄは、代表的なア
プローチを示すことを意図したものであり、制御格子１
２０の格子部分１２２に特定の構造を必要とするという
意味ではない。制御格子１２０の格子部分１２２の構造
は、特定の用途にしたがって選択することができる。
プローチを示す。このアプローチにおいて、電流密度断
面制御格子１２０の格子部分１２２は、複数部分に分離
され、制御格子１２０の格子部分１２２の分離個別部分
に複数の個別選択可能な電位が印加される。制御格子１
２０の格子部分１２２の個別部分は、互いに実質的に電
気的に絶縁される。このアプローチにおいて、例えばｖ
3の負電位よりｖ1の負電位の方が低いと、電子銃からの
電子ビームの中心近傍の電流密度が電子ビームの周縁部
分より低い電流密度断面になる。図６Ｄは、代表的なア
プローチを示すことを意図したものであり、制御格子１
２０の格子部分１２２に特定の構造を必要とするという
意味ではない。制御格子１２０の格子部分１２２の構造
は、特定の用途にしたがって選択することができる。
【００３３】図６Ａ〜図６Ｄに示される４つの代表的な
実施例をあらゆる順序で組合わせることが可能である。
例えば、共に整形された陰極および制御格子を設けるた
めに図６Ａと図６Ｂの特徴を組合わせることができる。
別の例では、選択可能な電位差に設定することができる
複数の部分を含む整形された陰極と、整形された制御格
子とを設けることができる。更に別の例では、選択可能
な電位に設定することができる複数の部分を含む制御格
子の整形された格子部分を設けることができる。同様
に、上述の代表的なアプローチの他の組合わせも、本発
明の範囲に包含される。
実施例をあらゆる順序で組合わせることが可能である。
例えば、共に整形された陰極および制御格子を設けるた
めに図６Ａと図６Ｂの特徴を組合わせることができる。
別の例では、選択可能な電位差に設定することができる
複数の部分を含む整形された陰極と、整形された制御格
子とを設けることができる。更に別の例では、選択可能
な電位に設定することができる複数の部分を含む制御格
子の整形された格子部分を設けることができる。同様
に、上述の代表的なアプローチの他の組合わせも、本発
明の範囲に包含される。
【００３４】図７Ａおよび図７Ｂは、本発明による電子
銃の電流密度断面制御格子１２６および陰極１２８の実
施例を示す。図７Ａは、制御格子１２６のメッシュ構造
を示す上面図である。図７Ｂは、図７Ａに対応する横断
面図であり、陰極１２８に最も近い表面における制御格
子１２６の凸状を示す。陰極１２８から抽出された電子
は、制御格子１２６のメッシュを通過して進行し、電子
ビームを形成する。電子銃からの電子ビーム出力の電流
密度断面に図５と同様の凹形断面が含まれるように、制
御格子１２６に負電位が印加される。
銃の電流密度断面制御格子１２６および陰極１２８の実
施例を示す。図７Ａは、制御格子１２６のメッシュ構造
を示す上面図である。図７Ｂは、図７Ａに対応する横断
面図であり、陰極１２８に最も近い表面における制御格
子１２６の凸状を示す。陰極１２８から抽出された電子
は、制御格子１２６のメッシュを通過して進行し、電子
ビームを形成する。電子銃からの電子ビーム出力の電流
密度断面に図５と同様の凹形断面が含まれるように、制
御格子１２６に負電位が印加される。
【００３５】図８は、本発明による電流密度断面制御格
子１３０および陰極１３２の別の実施例を示す。制御格
子１３０には、平坦領域１３４が含まれ、この領域は、
第２の平坦部分１３６と比べて、軸方向に電子銃の出口
部分に近い位置に置かれる。陰極１３２と比較して正の
電位が制御格子１３０に印加され、制御格子１３０の平
坦部分１３４と比較して、制御格子１３０の平坦部分１
３６に最も近接した位置での電子放出が増強される。こ
の帽子形制御格子１３０は、陰極１３２に最も近接した
凹面を備えた制御格子の一例と考えることができる。
子１３０および陰極１３２の別の実施例を示す。制御格
子１３０には、平坦領域１３４が含まれ、この領域は、
第２の平坦部分１３６と比べて、軸方向に電子銃の出口
部分に近い位置に置かれる。陰極１３２と比較して正の
電位が制御格子１３０に印加され、制御格子１３０の平
坦部分１３４と比較して、制御格子１３０の平坦部分１
３６に最も近接した位置での電子放出が増強される。こ
の帽子形制御格子１３０は、陰極１３２に最も近接した
凹面を備えた制御格子の一例と考えることができる。
【００３６】図９は、電流密度断面制御格子１３８の別
の実施例を示す。制御格子１３８には、第１の格子部分
１４０と第２の格子部分１４２が含まれ、それらは絶縁
体１４４によって電気的に互いに分離されることが好ま
しい。格子部分１４０と格子部分１４２は、個別に選択
可能な電位に接続されるように構成される。領域１４０
および１４２の電位は、互いに等しいか、あるいは異な
るように選択することができる。制御格子１３８は、平
面状または湾曲状にすることができる。平面状の制御格
子１３８の場合、電子銃の出力での電子ビームの周縁部
と比較して中央部での電子電流密度が低くなるように、
格子部分１４０の電位より低い負の電圧を格子部分１４
２に印加することができる。
の実施例を示す。制御格子１３８には、第１の格子部分
１４０と第２の格子部分１４２が含まれ、それらは絶縁
体１４４によって電気的に互いに分離されることが好ま
しい。格子部分１４０と格子部分１４２は、個別に選択
可能な電位に接続されるように構成される。領域１４０
および１４２の電位は、互いに等しいか、あるいは異な
るように選択することができる。制御格子１３８は、平
面状または湾曲状にすることができる。平面状の制御格
子１３８の場合、電子銃の出力での電子ビームの周縁部
と比較して中央部での電子電流密度が低くなるように、
格子部分１４０の電位より低い負の電圧を格子部分１４
２に印加することができる。
【００３７】図１０は、本発明による電流密度断面制御
格子１４６の別の実施例を示す。図１０における同心円
と放射状の線は、それらの間で空間を画定する構造成分
である。制御格子１４６の全体の構造成分が同一電位に
維持されるような実施例では、制御格子１４６のすべて
の構造成分を導電性材料から選択することが可能であ
る。あるいは、制御格子１４６に複数の電位を与えるた
めに、構造成分のいくつかを導電材とし、別のいくつか
を絶縁材とすることができる。例えば、構造成分１４
８、１５０には、絶縁材を使用し、構造成分１５２、１
５４には導電材を使用することにより、構造成分１５
２、１５４に同一電位か、異なる電位のいずれかを印加
することができる。この実施例の一般概念の範囲内で、
多くの変形および可能性を見ることができる。更に、制
御格子１４６は、平坦状または湾曲状にすることも可能
である。
格子１４６の別の実施例を示す。図１０における同心円
と放射状の線は、それらの間で空間を画定する構造成分
である。制御格子１４６の全体の構造成分が同一電位に
維持されるような実施例では、制御格子１４６のすべて
の構造成分を導電性材料から選択することが可能であ
る。あるいは、制御格子１４６に複数の電位を与えるた
めに、構造成分のいくつかを導電材とし、別のいくつか
を絶縁材とすることができる。例えば、構造成分１４
８、１５０には、絶縁材を使用し、構造成分１５２、１
５４には導電材を使用することにより、構造成分１５
２、１５４に同一電位か、異なる電位のいずれかを印加
することができる。この実施例の一般概念の範囲内で、
多くの変形および可能性を見ることができる。更に、制
御格子１４６は、平坦状または湾曲状にすることも可能
である。
【００３８】図１１は、本発明の別の実施例にしたがっ
て構成された電流密度断面制御格子１５６の一部の別の
例を示す。この実施例では、制御格子１５６は、電気抵
抗率の高い材料で作られた基板１５８を備えている。制
御格子１５６の基板１５８には、複数の導電性「ドッ
ト」が形成および配置される。複数の導電性ドットのう
ち、２つが参照符号１６０と１６２でそれぞれ示され
る。参照符号１６４や１６６で示される穴が基板１５８
を貫通するようにエッチングされ、穴１６４、１６６の
周囲領域１６８、１７０が導電性材で埋められる。図１
１で示される例では、すべての導電性ドットは、実質的
に同一サイズ、同一形状である。しかし、用途に応じて
ドットサイズおよび／または形状が選択される場合も、
本発明に包含される。実質的に同一サイズのドット配列
にする利点は製造の単純化である。ドット１６２、１６
０の導電性領域１６８、１７０は、それぞれ導電性経路
１７２、１７４に電気的に接触している。導電性経路１
７２、１７４は基板１５８の表面にそって制御格子１５
６の周縁まで完全に延ばすことができる。制御格子１５
６の基板１５８上に導電性ドットを配列すると、各ドッ
トの電位を選択的に設定することが可能になり、その電
位を、残りのドットの電位に等しくすることも、違った
電位にすることもできる。更に、上記すべて実施例にお
いて、制御格子に印加される電位を時間的に変化させ
て、電子銃からの電子ビーム出力を時変電流密度分布さ
せることができる。
て構成された電流密度断面制御格子１５６の一部の別の
例を示す。この実施例では、制御格子１５６は、電気抵
抗率の高い材料で作られた基板１５８を備えている。制
御格子１５６の基板１５８には、複数の導電性「ドッ
ト」が形成および配置される。複数の導電性ドットのう
ち、２つが参照符号１６０と１６２でそれぞれ示され
る。参照符号１６４や１６６で示される穴が基板１５８
を貫通するようにエッチングされ、穴１６４、１６６の
周囲領域１６８、１７０が導電性材で埋められる。図１
１で示される例では、すべての導電性ドットは、実質的
に同一サイズ、同一形状である。しかし、用途に応じて
ドットサイズおよび／または形状が選択される場合も、
本発明に包含される。実質的に同一サイズのドット配列
にする利点は製造の単純化である。ドット１６２、１６
０の導電性領域１６８、１７０は、それぞれ導電性経路
１７２、１７４に電気的に接触している。導電性経路１
７２、１７４は基板１５８の表面にそって制御格子１５
６の周縁まで完全に延ばすことができる。制御格子１５
６の基板１５８上に導電性ドットを配列すると、各ドッ
トの電位を選択的に設定することが可能になり、その電
位を、残りのドットの電位に等しくすることも、違った
電位にすることもできる。更に、上記すべて実施例にお
いて、制御格子に印加される電位を時間的に変化させ
て、電子銃からの電子ビーム出力を時変電流密度分布さ
せることができる。
【００３９】上記電流密度断面制御格子の格子部分は、
導電材料で形成される。導電性であること以外、材料に
ついて特に厳密な条件はない。電流密度断面制御格子の
格子部分の材料として、タンタル、タングステン、モリ
ブデン、チタニウムが使用可能であり、鉄でも十分であ
ることがわかっている。その他の導電性材料および／ま
たは合金も、制御格子の格子部分に適した材料であると
考えられる。二次元空乏を総格子部分面積で除算した値
を透明度として定義すると、制御格子の格子部分の透明
度は、４０〜９０％の範囲が適していることが判明して
いる。
導電材料で形成される。導電性であること以外、材料に
ついて特に厳密な条件はない。電流密度断面制御格子の
格子部分の材料として、タンタル、タングステン、モリ
ブデン、チタニウムが使用可能であり、鉄でも十分であ
ることがわかっている。その他の導電性材料および／ま
たは合金も、制御格子の格子部分に適した材料であると
考えられる。二次元空乏を総格子部分面積で除算した値
を透明度として定義すると、制御格子の格子部分の透明
度は、４０〜９０％の範囲が適していることが判明して
いる。
【００４０】動作時において、フィラメント加熱電源５
０は、ヒータフィラメント４８を流れる電流を駆動し、
抵抗加熱によってヒータフィラメント４８から熱が発生
し、ヒータフィラメント４８に熱的に接触する陰極４２
が加熱される（図２参照）。陽極４６および陰極４２に
電気的に接続された加速電圧電源５６により、陰極４２
と陽極４６の間に電界が形成される。制御格子４４と陰
極４２の間に印加される電圧によって電界成分が発生
し、その成分は、加速電圧電源５６に基づく電界と加算
または減算される。制御格子４４と陰極４２の間に印加
される電圧の強度および極性を変えることにより、電子
放出面５２から出る電子数を増強または抑制することが
できる。制御格子４４は、例えば前記代表的実施例の図
７Ａ〜図１１に示される制御格子１２６、１３０、１３
８、１４６、１５６のうちの１つから選ばれる。制御格
子は、陰極および加速電圧電源との組合わせにより、電
子を抽出し、電子銃２２の出力において図５に示される
電流密度９０と同等の電流密度をもつ電子ビームを形成
する。制御格子１２６、１３０、１３８、１４６または
１５６に対する印加電圧に応じて、電子電流密度９０ま
たは電子電流密度９２を選択することができる。
０は、ヒータフィラメント４８を流れる電流を駆動し、
抵抗加熱によってヒータフィラメント４８から熱が発生
し、ヒータフィラメント４８に熱的に接触する陰極４２
が加熱される（図２参照）。陽極４６および陰極４２に
電気的に接続された加速電圧電源５６により、陰極４２
と陽極４６の間に電界が形成される。制御格子４４と陰
極４２の間に印加される電圧によって電界成分が発生
し、その成分は、加速電圧電源５６に基づく電界と加算
または減算される。制御格子４４と陰極４２の間に印加
される電圧の強度および極性を変えることにより、電子
放出面５２から出る電子数を増強または抑制することが
できる。制御格子４４は、例えば前記代表的実施例の図
７Ａ〜図１１に示される制御格子１２６、１３０、１３
８、１４６、１５６のうちの１つから選ばれる。制御格
子は、陰極および加速電圧電源との組合わせにより、電
子を抽出し、電子銃２２の出力において図５に示される
電流密度９０と同等の電流密度をもつ電子ビームを形成
する。制御格子１２６、１３０、１３８、１４６または
１５６に対する印加電圧に応じて、電子電流密度９０ま
たは電子電流密度９２を選択することができる。
【００４１】電子ビームは、電子銃２２から出力され、
照射システム２４に向けられる（図１参照）。照射レン
ズシステム２４から出た電子ビームは、マスク２６を照
射する。マスク２６の比較的厚い濃密度領域の通過電子
は、他の領域の通過電子より強く散乱する。米国特許Ｎ
ｏ．５，０７９，１１２およびＮｏ．５，２５８，２４
６には好適マスク構造に関するその他の特徴が記載され
ている。開口３０は、散乱の最も強い電子を阻止し、主
に散乱の弱い電子を通す。これにより、ＳＣＡＬＰＥＬ
アプローチによるマスクの陽画像が得られる。開口３０
をリング状開口で置き換えると、上記とは逆に、中央部
分を阻止して、散乱の強い電子を通すことができる。こ
のアプローチでは、ＳＣＡＬＰＥＬアプローチにおける
陰画像が得られる。そして、電子は、電子ビームリソグ
ラフィによってデバイスを生成するために被加工物３４
上に像を形成する。電子銃２２は、電子ビーム中の電子
間のクーロン相互作用に基づく空間電荷効果に起因する
ぼけを軽減することによって被加工物３４上のマスク２
６の像を改善する。したがって、本発明の電子ビームリ
ソグラフィ装置２０により、改良されたデバイスを製造
することができる。
照射システム２４に向けられる（図１参照）。照射レン
ズシステム２４から出た電子ビームは、マスク２６を照
射する。マスク２６の比較的厚い濃密度領域の通過電子
は、他の領域の通過電子より強く散乱する。米国特許Ｎ
ｏ．５，０７９，１１２およびＮｏ．５，２５８，２４
６には好適マスク構造に関するその他の特徴が記載され
ている。開口３０は、散乱の最も強い電子を阻止し、主
に散乱の弱い電子を通す。これにより、ＳＣＡＬＰＥＬ
アプローチによるマスクの陽画像が得られる。開口３０
をリング状開口で置き換えると、上記とは逆に、中央部
分を阻止して、散乱の強い電子を通すことができる。こ
のアプローチでは、ＳＣＡＬＰＥＬアプローチにおける
陰画像が得られる。そして、電子は、電子ビームリソグ
ラフィによってデバイスを生成するために被加工物３４
上に像を形成する。電子銃２２は、電子ビーム中の電子
間のクーロン相互作用に基づく空間電荷効果に起因する
ぼけを軽減することによって被加工物３４上のマスク２
６の像を改善する。したがって、本発明の電子ビームリ
ソグラフィ装置２０により、改良されたデバイスを製造
することができる。
【００４２】本発明は、不均一な荷電粒子電流密度断面
をもった荷電粒子ビームを発生する半導体デバイス製造
方法に関するものである。発明の実施例では、荷電粒子
ビームの荷電粒子電流密度は、荷電粒子ビームの中央部
分で低く、荷電粒子ビームの周縁領域で高くなる。次
に、密度および／または厚みの異なるパターンをもった
マスクが荷電粒子ビームで照射され、荷電粒子は、例え
ば、マスクの濃密度領域および／または厚い領域におい
てマスクの他の領域より強く散乱する。荷電粒子は、後
部焦点面フィルタを含む投射システムの被加工物に投射
され、荷電粒子に対して空間的フィルタリングが施され
る。換言すれば、被加工物の陽画を得るため中央開口が
設けられ、あるいは被加工物の陰画を得るためにリング
状開口が設けられる。露光される被加工物は、例えば集
積回路用の半導体ウエハである。しかし、本発明は、集
積回路および／または半導体デバイスだけに限定しな
い。本文では特にＩＣ製造における本発明装置の使用に
関して記述しているかもしれないが、この装置には他に
多くの可能な応用面があることを理解すべきである。例
えば、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用の案内
／検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘ
ッドなどの製造に応用することができる。当業者には明
らかな通り、このような代替応用面に関する文脈で使わ
れる用語「ウエハ」は、一般的な用語「基板」に置き換
えて解釈すればよい。
をもった荷電粒子ビームを発生する半導体デバイス製造
方法に関するものである。発明の実施例では、荷電粒子
ビームの荷電粒子電流密度は、荷電粒子ビームの中央部
分で低く、荷電粒子ビームの周縁領域で高くなる。次
に、密度および／または厚みの異なるパターンをもった
マスクが荷電粒子ビームで照射され、荷電粒子は、例え
ば、マスクの濃密度領域および／または厚い領域におい
てマスクの他の領域より強く散乱する。荷電粒子は、後
部焦点面フィルタを含む投射システムの被加工物に投射
され、荷電粒子に対して空間的フィルタリングが施され
る。換言すれば、被加工物の陽画を得るため中央開口が
設けられ、あるいは被加工物の陰画を得るためにリング
状開口が設けられる。露光される被加工物は、例えば集
積回路用の半導体ウエハである。しかし、本発明は、集
積回路および／または半導体デバイスだけに限定しな
い。本文では特にＩＣ製造における本発明装置の使用に
関して記述しているかもしれないが、この装置には他に
多くの可能な応用面があることを理解すべきである。例
えば、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用の案内
／検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘ
ッドなどの製造に応用することができる。当業者には明
らかな通り、このような代替応用面に関する文脈で使わ
れる用語「ウエハ」は、一般的な用語「基板」に置き換
えて解釈すればよい。
【００４３】本文ではＳＣＡＬＰＥＬリソグラフィの概
念を引用して発明を詳細に説明している。しかし、他の
荷電粒子リソグラフィの概念にも適用可能である。例え
ば、− いわゆる可変軸レンズ（ＶＡＬ）または可変軸
液浸レンズ（ＶＡＩＬ）を利用した代替ｅビームリソグ
ラフィ露光装置（ＩＢＭで開発）がある。これらの装置
は後部焦点面フィルタと組み合わせて散乱ステンシルマ
スクを使う。これらのシステムに関する詳しい情報は、
例えば、米国特許５，５４５，９０２、５，４６６，９
０４、５，７４７，８１４、５，７９３，０４８、５，
５３２，４９６から得られる。− 米国特許５，５６
７，９４９、５，７７０，８６３、５，７４７，８１
９、５，７９８，１９６には、別のタイプのｅビームリ
ソグラフィ装置（日本光学で開発）が記述されている。
本発明は、上記代替構成の両方に適用可能である。
念を引用して発明を詳細に説明している。しかし、他の
荷電粒子リソグラフィの概念にも適用可能である。例え
ば、− いわゆる可変軸レンズ（ＶＡＬ）または可変軸
液浸レンズ（ＶＡＩＬ）を利用した代替ｅビームリソグ
ラフィ露光装置（ＩＢＭで開発）がある。これらの装置
は後部焦点面フィルタと組み合わせて散乱ステンシルマ
スクを使う。これらのシステムに関する詳しい情報は、
例えば、米国特許５，５４５，９０２、５，４６６，９
０４、５，７４７，８１４、５，７９３，０４８、５，
５３２，４９６から得られる。− 米国特許５，５６
７，９４９、５，７７０，８６３、５，７４７，８１
９、５，７９８，１９６には、別のタイプのｅビームリ
ソグラフィ装置（日本光学で開発）が記述されている。
本発明は、上記代替構成の両方に適用可能である。
【００４４】代表的な実施例を引用して発明を詳細に記
述したが、当業者には明らかな通り、本発明の新規な教
示と特徴から実質的に逸脱することなく代表的実施例に
変化を与えることが可能である。それらすべての変形
は、特許請求の範囲に包含されるものとする。
述したが、当業者には明らかな通り、本発明の新規な教
示と特徴から実質的に逸脱することなく代表的実施例に
変化を与えることが可能である。それらすべての変形
は、特許請求の範囲に包含されるものとする。
【図１】本発明による電子銃を有する電子ビームリソグ
ラフィ装置を示す図。
ラフィ装置を示す図。
【図２】本発明による電子銃の一般的な構造特徴を示す
図。
図。
【図３】本発明による電子ビームリソグラフィシステム
の光学的類似性を示すレイトレース図。
の光学的類似性を示すレイトレース図。
【図４】図３に対応する電子ビームの横断面における電
子ビーム電流密度を示す図。
子ビーム電流密度を示す図。
【図５】本発明による電子銃から出力される電子ビーム
の望ましい電流密度断面を示す図。
の望ましい電流密度断面を示す図。
【図６】６Ａから６Ｄは、本発明による電子銃の一般的
な構造特徴を説明する図。
な構造特徴を説明する図。
【図７】７Ａは、本発明の好ましい実施例による電流密
度断面制御格子の上面図、７Ｂは、本発明の好ましい実
施例による電流密度断面制御格子の横断面図。
度断面制御格子の上面図、７Ｂは、本発明の好ましい実
施例による電流密度断面制御格子の横断面図。
【図８】本発明による電流密度断面制御格子の第２の好
ましい実施例の横断面図。
ましい実施例の横断面図。
【図９】本発明の第３の好ましい実施例による電流密度
断面制御格子の上面図。
断面制御格子の上面図。
【図１０】本発明の第４の好ましい実施例による電流密
度断面制御格子の上面図。
度断面制御格子の上面図。
【図１１】本発明の第５の実施例による電流密度断面制
御格子の部分上面図。
御格子の部分上面図。
２０ 電子ビームリソグラフィ装置 ２２ 電子銃 ２４ 照射レンズシステム ２６ マスク ２８ 対物レンズシステム ３０ 後部焦点面フィルタ ３２ 投射レンズシステム ３４ 露光媒体（基板） ３６ 整合システム ３８ 外装容器 ４０ 真空ポンプ ４２ 陰極 ４４ 電流密度断面制御格子 ４６ 陽極 ４８ 加熱フィラメント ５０ フィラメント電源 ５２ 電子放出面 ５４ 格子電源 ５６ 加速電圧電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィクター カットサップ アメリカ合衆国 ニュージャージー、ベル ミード、 エステイト ロード ９ (72)発明者 ジェイムズ エイ、リドル アメリカ合衆国 ニュージャージー、ウエ ストフィールド、 ローウェイ ハイウェ イ 1067 (72)発明者 マシス ムカーチャン アメリカ合衆国 ニュージャージー、ジレ ット、 マイヤーズヴィル ロード 89 (72)発明者 ステュアート ティー、スタントン アメリカ合衆国 ニュージャージー、ブリ ッジウォーター、 ハイランド アヴェニ ュー 89 Ｆターム(参考） 2H097 BB01 CA16 EA01 LA10 5C034 BB05 5F056 AA22 EA02 EA08 FA03
Claims (17)
- 【請求項１】 電子ビームを生成する電子銃と、 前記電子ビームの通路に配置され、マスクを保持するマ
スク段と、 前記マスクを通過した電子の通路に配置され、被加工物
を保持する被加工物段とを有する電子ビームリソグラフ
ィ装置であって、前記電子銃は、 電子放出面を備えた陰極と、 前記陰極に近接配置された陽極であって、前記陰極から
前記陽極に向けて放射される電子を加速する電界を前記
陰極と前記陽極の間に生成する加速電圧電源に接続され
る陽極と、 前記陽極と前記陰極の間に配置され、制御格子電源に接
続される電流密度断面制御格子であって、不均一な電流
密度断面をもつ電子ビームを生成するために前記陰極お
よび前記陽極と協働する電流密度断面制御格子とを含む
前記電子ビームリソグラフィ装置。 - 【請求項２】 前記電子ビームの中心近傍における第１
の電流密度は、前記電子ビームの周縁近傍における第２
の電流密度より低い請求項１記載の電子ビームリソグラ
フィ装置。 - 【請求項３】 前記電流密度断面制御格子は、実質的に
平面状である請求項１または２記載の電子ビームリソグ
ラフィ装置。 - 【請求項４】 前記電流密度断面制御格子の表面は、形
状加工されている請求項１または２記載の電子ビームリ
ソグラフィ装置。 - 【請求項５】 前記陰極の前記電子放出面は、実質的に
平面状である請求項１から４のいずれかに記載の電子ビ
ームリソグラフィ装置。 - 【請求項６】 前記陰極は、形状加工されている請求項
１から４のいずれかに記載の電子ビームリソグラフィ装
置。 - 【請求項７】 更に、前記電流密度断面制御格子と前記
陰極に電気的に接続された格子電源を有する請求項１か
ら６のいずれかに記載の電子ビームリソグラフィ装置。 - 【請求項８】 前記格子電源によって前記電流密度断面
制御格子に負電位が印加され、 前記電流密度断面制御格子は、前記陰極の前記電子放出
面に最も近接する側に凸状表面を備えた請求項６または
７記載の電子ビームリソグラフィ装置。 - 【請求項９】 前記格子電源によって前記電流密度断面
制御格子に正電位が印加され、 前記電流密度断面制御格子は、前記陰極の前記電子放出
面に最も近接する側に凹状表面を備えた請求項６または
７記載の電子ビームリソグラフィ装置。 - 【請求項１０】 前記電流密度断面制御格子は、実質的
に平坦な第１の表面領域と実質的な平坦な第２の表面領
域とを含み、前記第２の表面領域は、前記第１の表面領
域から前記電子銃の軸方向に変位している請求項１から
３のいずれかに記載の電子ビームリソグラフィ装置。 - 【請求項１１】 前記電流密度断面制御格子は、第１の
電位で電気的に接続される第１の表面領域と第２の電位
で電気的に接続される第２の表面領域とを含み、前記電
流密度断面制御格子の前記第１および第２の表面領域
は、互いに電気的に絶縁されている請求項１から１０の
いずれかに記載の電子ビームリソグラフィ装置。 - 【請求項１２】 前記陰極は、複数の電子放出面領域を
含み、前記各電子放出面領域は、それぞれ個別選択可能
な電位で電気的に接続され、前記陰極の前記複数の電子
放出面領域は、それぞれ他の電子放出面領域から電気的
に実質的に絶縁される請求項１から１１のいずれかに記
載の電子ビームリソグラフィ装置。 - 【請求項１３】 更に、前記マスク段と前記被加工物の
間における前記電子通路に配置される投射システムを有
し、 前記投射システムは、前記マスクの電子像を前記被加工
物上に投影するように構成および配置される請求項１か
ら１２のいずれかに記載の電子ビームリソグラフィ装
置。 - 【請求項１４】 電子放出面を備えた陰極と、 前記陰極に近接配置された陽極であって、前記陽極と陰
極は、前記陰極から前記陽極に向けて放射される電子を
加速する電界を前記陰極と前記陽極の間に生成する加速
電圧電源に接続される陽極と、 前記陽極と前記陰極の間に配置され、制御格子電源に接
続される電流密度断面制御格子であって、不均一な電流
密度断面をもつ電子ビームを生成するために前記陰極お
よび前記陽極と協働する電流密度断面制御格子とを含む
電子ビーム装置用電子銃。 - 【請求項１５】 前記電子ビームの中心近傍における第
１の電流密度は、前記電子ビームの周縁近傍における第
２の電流密度より低い請求項１４記載の電子ビーム装置
用電子銃。 - 【請求項１６】 荷電粒子源と、 加速電圧電源に接続され、前記荷電粒子源からの荷電粒
子を捕捉するように構成および配置された一対の電極
と、 前記一対の電極間に配置され、不均一な電流密度断面を
もつ電子ビームを生成するために前記一対の電極と協働
する電流密度断面制御格子とを有する荷電粒子ビームリ
ソグラフィ装置。 - 【請求項１７】 荷電粒子ビームの中心領域での荷電粒
子電流密度が荷電粒子ビームの周縁領域での荷電粒子電
流密度より低くなるように荷電粒子ビームを生成するス
テップと、 マスクの他の領域より強く荷電粒子を散乱させる領域で
画定されるパターンをもつマスクを前記荷電粒子ビーム
で照射するステップと、 前記マスクを通過した前記荷電粒子ビームの荷電粒子で
被加工物を露光するステップとを含むマイクロデバイス
製造方法。
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