JP2002543607A - 複数の荷電粒子ビームの較正及びシールド荷電粒子リソグラフィーのための微細加工テンプレート - Google Patents
複数の荷電粒子ビームの較正及びシールド荷電粒子リソグラフィーのための微細加工テンプレートInfo
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Abstract
(57)【要約】
複数の荷電粒子ビームの較正及びシールド荷電粒子リソグラフィーのための方法、関連する構造、及び装置。膜の配列を画定するテンプレートを、標的（例えば電子ビームの半導体ウエハ）の上に配置する。膜のそれぞれは、他の膜の位置合わせマークに対して配置された一組の位置合わせマーク、及び貫通スロット（開口）を画定する。各電子ビームをその関連する貫通スロットを通してスキャンすることによって標的の上にパターンを書きこむ。各荷電粒子ビームのついて、荷電粒子ビーム内及び荷電粒子ビーム間の較正を、それに関連する位置合わせマークの組を用いて行う。このテンプレートは、露光プロセス中に標的上に存在するレジストの望ましくない帯電を抑制する役目も果たす。
Description
【０００１】 （発明の分野） 本発明は荷電粒子ビームリソグラフィーに関するものであり、特に、複数の荷
電粒子ビームを用いる荷電粒子ビームリソグラフィーに関するものである。
電粒子ビームを用いる荷電粒子ビームリソグラフィーに関するものである。
【０００２】 （背景） 集積回路デバイスの製造は、後にソーカットされて集積回路ダイスとなる半導
体ウエハの表面上の様々な層へパターンを高い精度で移せるか否かに左右される
。これらのパターンは、集積回路（ＩＣ）チップにおける様々な領域を画定し、
通常例えばフォトリソグラフィー、イオンビームリソグラフィー、及び電子ビー
ムリソグラフィー等の様々な異なるプロセスによってウエハの表面にパターンを
移すことによって形成される。
体ウエハの表面上の様々な層へパターンを高い精度で移せるか否かに左右される
。これらのパターンは、集積回路（ＩＣ）チップにおける様々な領域を画定し、
通常例えばフォトリソグラフィー、イオンビームリソグラフィー、及び電子ビー
ムリソグラフィー等の様々な異なるプロセスによってウエハの表面にパターンを
移すことによって形成される。
【０００３】 一つの荷電粒子ビームを用いるシステムの場合、高精度の荷電粒子のビームが
、入射する荷電粒子ビームに感光性のレジストの層でコーティングされた基板の
表面上の特定の点に向けられる。次にこのレジストが現像され、露光された領域
が残るか、或いは除去されて、ウエハの表面上にパターンが形成される。その後
のステップにおいて、ウエハ表面の露光された部分がエッチングされ、半導体の
形状が決まる。電子ビームリソグラフィーのような荷電ビームリソグラフィーも
、ＩＣの製造のために後に光学的リソグラフィーにおいて用いられるマスク（レ
チクル）を形成のために用いられることがよく知られている。
、入射する荷電粒子ビームに感光性のレジストの層でコーティングされた基板の
表面上の特定の点に向けられる。次にこのレジストが現像され、露光された領域
が残るか、或いは除去されて、ウエハの表面上にパターンが形成される。その後
のステップにおいて、ウエハ表面の露光された部分がエッチングされ、半導体の
形状が決まる。電子ビームリソグラフィーのような荷電ビームリソグラフィーも
、ＩＣの製造のために後に光学的リソグラフィーにおいて用いられるマスク（レ
チクル）を形成のために用いられることがよく知られている。
【０００４】 複数の荷電粒子ビームを用いるシステムの場合は、複数の荷電粒子ビームが、
同時にウエハ上の様々なダイスに向けられる。集積回路（ＩＣ）は、通常１個の
ダイスからなる。一般的な半導体ウエハは、格子状に配置された多くの（例えば
数百個の）そのようなダイスを有する。
同時にウエハ上の様々なダイスに向けられる。集積回路（ＩＣ）は、通常１個の
ダイスからなる。一般的な半導体ウエハは、格子状に配置された多くの（例えば
数百個の）そのようなダイスを有する。
【０００５】 マイクロカラムは電子ビームリソグラフィーの分野においてよく知られた技術
である。一般的な電子ビームリソグラフィー装置は、一個の電子源、電子を加速
するための関連する（静電式）アクセラレータ装置、及び通常は同軸に配置され
た電磁石の組である、ビームを基板上に集束させるための１組の要素を有する。
しかし、同時に複数のダイスに同一のパターンを書き込むことによって生産性を
向上させるために複数の荷電粒子ビームを用いる、複式電子ビーム露光システム
（multiple-electron-beam exposure system）と呼ばれる、マイクロカラムのア
レイ（配列）を設けることが知られている（例えばChang, T.等による"Electron
-Beam Microcolumns for Lithography and Related Applications,"なる名称のI
BMを譲受人とする米国特許第5,155,412号及び第5,122,663号、及びChang T. 等,
Journal of Vacuum Science Technology Bulletin 14(6), pp. 3374-3781, Nov
./Dec. 1996を参照されたい。これらの文献は引用により本明細書の一部とする
。）。この複式電子ビーム露光システムにおける個々のマイクロカラムのそれぞ
れは、典型的には約１〜２ｃｍの直径を有する完全な電子ビームカラムである。
である。一般的な電子ビームリソグラフィー装置は、一個の電子源、電子を加速
するための関連する（静電式）アクセラレータ装置、及び通常は同軸に配置され
た電磁石の組である、ビームを基板上に集束させるための１組の要素を有する。
しかし、同時に複数のダイスに同一のパターンを書き込むことによって生産性を
向上させるために複数の荷電粒子ビームを用いる、複式電子ビーム露光システム
（multiple-electron-beam exposure system）と呼ばれる、マイクロカラムのア
レイ（配列）を設けることが知られている（例えばChang, T.等による"Electron
-Beam Microcolumns for Lithography and Related Applications,"なる名称のI
BMを譲受人とする米国特許第5,155,412号及び第5,122,663号、及びChang T. 等,
Journal of Vacuum Science Technology Bulletin 14(6), pp. 3374-3781, Nov
./Dec. 1996を参照されたい。これらの文献は引用により本明細書の一部とする
。）。この複式電子ビーム露光システムにおける個々のマイクロカラムのそれぞ
れは、典型的には約１〜２ｃｍの直径を有する完全な電子ビームカラムである。
【０００６】 リソグラフィーでは、１００ｎｍ未満の限界寸法でデバイスの形状を書き込み
、かつ多層プロセスにおいて必要不可欠なパターンの位置合わせ及び重ね合わせ
を行うために電子ビームをスキャンする立証された能力に基づいてマイクロカラ
ムを作製する。マイクロカラムは、１〜２ｋｅVの低いビームエネルギーで動作
する場合には近接効果（proximity effect）の補正が不要であるという利点をも
有し、レジストの露光において一層効率的である。
、かつ多層プロセスにおいて必要不可欠なパターンの位置合わせ及び重ね合わせ
を行うために電子ビームをスキャンする立証された能力に基づいてマイクロカラ
ムを作製する。マイクロカラムは、１〜２ｋｅVの低いビームエネルギーで動作
する場合には近接効果（proximity effect）の補正が不要であるという利点をも
有し、レジストの露光において一層効率的である。
【０００７】 しかし、レジストの電子ビーム露光によって、通常は非導電性であるレジスト
の表面上に正又は負の正味の電荷が生じる。その電荷が不適切に放電されると、
その電荷による電界が生じ、この電界が入射する電子ビームに悪影響を与え、歪
みやビーム位置の誤りが生ずることになる。ＩＣデバイスの形状のサイズが小さ
くなる傾向にあるため、電子ビームシステムに対する要求が高まっており、その
ような歪みや位置の誤りは、システムにとって有害であり得る。しかし、電子ビ
ームの電圧が低い時に、通常はレジスト層の上に設けられる放電層を用いること
は、この放電層に入射電子が侵入できないことから実際的でない。
の表面上に正又は負の正味の電荷が生じる。その電荷が不適切に放電されると、
その電荷による電界が生じ、この電界が入射する電子ビームに悪影響を与え、歪
みやビーム位置の誤りが生ずることになる。ＩＣデバイスの形状のサイズが小さ
くなる傾向にあるため、電子ビームシステムに対する要求が高まっており、その
ような歪みや位置の誤りは、システムにとって有害であり得る。しかし、電子ビ
ームの電圧が低い時に、通常はレジスト層の上に設けられる放電層を用いること
は、この放電層に入射電子が侵入できないことから実際的でない。
【０００８】 従って、必要なことは、露光プロセスの際にレジストの帯電を抑制することで
ある。
ある。
【０００９】 従来の配列式（マイクロカラム式）リソグラフィーが図１（従来技術）に示さ
れている。一個又は複数のカラム１０６、１０８が、ウエハ１００上に格子状の
パターンをなすダイス１０２、１０４をそれぞれ露出している。ウエハ１００上
のパターンは、幅が約５０〜１００μｍの比較的狭い縞の上でのベクトル走査モ
ード又はラスター走査モードの何れかで書き込むことができる。このパターンは
、パターンの書き込みと同期して動くレーザ１１２によって制御されるテーブル
１１０を用いて「縫い合わせる」ような方式で形成される。
れている。一個又は複数のカラム１０６、１０８が、ウエハ１００上に格子状の
パターンをなすダイス１０２、１０４をそれぞれ露出している。ウエハ１００上
のパターンは、幅が約５０〜１００μｍの比較的狭い縞の上でのベクトル走査モ
ード又はラスター走査モードの何れかで書き込むことができる。このパターンは
、パターンの書き込みと同期して動くレーザ１１２によって制御されるテーブル
１１０を用いて「縫い合わせる」ような方式で形成される。
【００１０】 （例えば配列をなす電子マイクロカラムに基づくシステムのような）平行な複
数の荷電粒子ビームを用いるリソグラフィーの場合に必要なことの１つは、カラ
ム（又はビーム）内の較正及びカラム（又はビーム）間の較正を行い、パターン
が半導体ウエハ表面上の様々なダイス上の様々な層の上に高い精度で移されるよ
うにすることである。一個の書き込みツール、例えば一個の電子ビームマイクロ
カラムについて一組の位置合わせマークを用いることによって、基板上の金属、
絶縁体、又は半導体材料の或る１枚のパターン層を他のパターン層と位置合わせ
し、連続する複数の層の形状が互いに正しい空間的な位置関係を保てるようにす
る。位置合わせマークの形状は、基板を、光学的又は方向性電子ビーム書き込み
リソグラフィーのためのリソグラフィー書き込みツールと位置合わせするために
用いられる。その位置合わせマークは、リソグラフィープロセスの間に観察され
、リソグラフィーパターンを下にある層と適切に位置合わせするために用いられ
る。
数の荷電粒子ビームを用いるリソグラフィーの場合に必要なことの１つは、カラ
ム（又はビーム）内の較正及びカラム（又はビーム）間の較正を行い、パターン
が半導体ウエハ表面上の様々なダイス上の様々な層の上に高い精度で移されるよ
うにすることである。一個の書き込みツール、例えば一個の電子ビームマイクロ
カラムについて一組の位置合わせマークを用いることによって、基板上の金属、
絶縁体、又は半導体材料の或る１枚のパターン層を他のパターン層と位置合わせ
し、連続する複数の層の形状が互いに正しい空間的な位置関係を保てるようにす
る。位置合わせマークの形状は、基板を、光学的又は方向性電子ビーム書き込み
リソグラフィーのためのリソグラフィー書き込みツールと位置合わせするために
用いられる。その位置合わせマークは、リソグラフィープロセスの間に観察され
、リソグラフィーパターンを下にある層と適切に位置合わせするために用いられ
る。
【００１１】 複式荷電粒子ビームリソグラフィーシステムは、例えば各マイクロカラムが分
離したマイクロカラムアレイ（配列）のような複数の書き込みツールを有する。
従って、マイクロカラム同士の位置調整のため、カラム内の較正に加えて、カラ
ム間の較正も行わなければならない。その較正は、高精度が要求されるのみなら
ず、良好なスループットのため効率的でなければならない。
離したマイクロカラムアレイ（配列）のような複数の書き込みツールを有する。
従って、マイクロカラム同士の位置調整のため、カラム内の較正に加えて、カラ
ム間の較正も行わなければならない。その較正は、高精度が要求されるのみなら
ず、良好なスループットのため効率的でなければならない。
【００１２】 従って、複数の荷電粒子ビームリソグラフィーのための複数の荷電粒子ビーム
の効率的で精度の高い較正も必要である。
の効率的で精度の高い較正も必要である。
【００１３】 （要約） 本発明によれば、現場での同時平行的な複数の荷電粒子ビームの較正及びシー
ルド荷電粒子ビームリソグラフィー（shielded charged particle beam lithogr
aphy）のための方法、関連する構造、及び装置が提供される。荷電粒子ビームに
対して非透過性で、且つ膜の配列を画定するテンプレートが標的の基板、例えば
半導体ウエハ又は加工されるレチクルの上に配置される。テンプレートにおける
各膜は、貫通スロット（例えば開口のような電子ビームが透過できる部分）及び
他の膜の位置合わせマークに対して配置された一組の位置合わせマークを画定す
る。他の実施形態では、透過性部分及び位置合わせマークが、膜の無いテンプレ
ートに設けられる。パターンは、荷電粒子ビームによってスロットを通してレジ
ストでコーティングされた標的基板の上に書き込まれる。荷電粒子ビーム間の較
正、即ち荷電粒子ビームの配列における他の荷電粒子ビームに対する位置の較正
、及び荷電粒子ビーム内の較正、即ち個々の荷電粒子ビームについてのシステム
の較正を行うため、位置合わせマークが個々の荷電粒子ビームによって用いられ
る。或る実施態様では、荷電粒子ビームが電子ビームである。別の実施形態では
、荷電粒子ビームがイオンビームである。
ルド荷電粒子ビームリソグラフィー（shielded charged particle beam lithogr
aphy）のための方法、関連する構造、及び装置が提供される。荷電粒子ビームに
対して非透過性で、且つ膜の配列を画定するテンプレートが標的の基板、例えば
半導体ウエハ又は加工されるレチクルの上に配置される。テンプレートにおける
各膜は、貫通スロット（例えば開口のような電子ビームが透過できる部分）及び
他の膜の位置合わせマークに対して配置された一組の位置合わせマークを画定す
る。他の実施形態では、透過性部分及び位置合わせマークが、膜の無いテンプレ
ートに設けられる。パターンは、荷電粒子ビームによってスロットを通してレジ
ストでコーティングされた標的基板の上に書き込まれる。荷電粒子ビーム間の較
正、即ち荷電粒子ビームの配列における他の荷電粒子ビームに対する位置の較正
、及び荷電粒子ビーム内の較正、即ち個々の荷電粒子ビームについてのシステム
の較正を行うため、位置合わせマークが個々の荷電粒子ビームによって用いられ
る。或る実施態様では、荷電粒子ビームが電子ビームである。別の実施形態では
、荷電粒子ビームがイオンビームである。
【００１４】 スロットを有するテンプレートによって、荷電粒子ビーム内及び荷電粒子ビー
ム間の較正が可能となり、望ましくない露光中のレジストの帯電が抑制される。
テンプレートは、例えば加工が容易な結晶性珪素からなるものである。或る実施
態様では、テンプレートが標的のウエハの近傍に、標的ウエハとの一定の距離を
保って保持される。別の実施態様では、膜が、標的基板に向かってテンプレート
から「垂れ下がる」ようにドーピングされる。更に別の実施態様では、膜が、露
光中に標的の基板に接触するように動かされる片持ち梁形状に形成される。別の
実施態様では、テンプレート全体が標的の基板に接触するように配置される。
ム間の較正が可能となり、望ましくない露光中のレジストの帯電が抑制される。
テンプレートは、例えば加工が容易な結晶性珪素からなるものである。或る実施
態様では、テンプレートが標的のウエハの近傍に、標的ウエハとの一定の距離を
保って保持される。別の実施態様では、膜が、標的基板に向かってテンプレート
から「垂れ下がる」ようにドーピングされる。更に別の実施態様では、膜が、露
光中に標的の基板に接触するように動かされる片持ち梁形状に形成される。別の
実施態様では、テンプレート全体が標的の基板に接触するように配置される。
【００１５】 （詳細な説明） 本発明は、或る実施例においては、それぞれが入射する荷電粒子ビームに対応
し、且つそれぞれが貫通スロット及び一組の位置合わせマークを画定する複数の
膜を有するテンプレートを用いて、複数の荷電粒子ビームを用いるリソグラフィ
ーのための高精度の較正及び位置に関する高い精度を達成するための較正方法に
関するものである。
し、且つそれぞれが貫通スロット及び一組の位置合わせマークを画定する複数の
膜を有するテンプレートを用いて、複数の荷電粒子ビームを用いるリソグラフィ
ーのための高精度の較正及び位置に関する高い精度を達成するための較正方法に
関するものである。
【００１６】 この詳細な説明では、電子ビームシステムを例にとっている。しかし、ここに
説明するシステム及び方法は、例えばイオンビームシステムのような他の荷電粒
子ビームシステムにも同様に適用可能である。
説明するシステム及び方法は、例えばイオンビームシステムのような他の荷電粒
子ビームシステムにも同様に適用可能である。
【００１７】 図２Ａは、そのようなテンプレートを通して行う複数の電子ビームリソグラフ
ィーの実施形態を示す。標的な基板（例えばウエハ）２０２は、配列型のリソグ
ラフィーシステムの一部である従来型のｘ−ｙウエハステージ２１５の上に保持
されていることを了解されたい。ステージ２１５は、パターン書き込みと同期し
てウエハを動かすのを容易にする。ステージ２１５の動きは、例えばレーザ干渉
計を用いる位置測定によって従来通りに制御される。
ィーの実施形態を示す。標的な基板（例えばウエハ）２０２は、配列型のリソグ
ラフィーシステムの一部である従来型のｘ−ｙウエハステージ２１５の上に保持
されていることを了解されたい。ステージ２１５は、パターン書き込みと同期し
てウエハを動かすのを容易にする。ステージ２１５の動きは、例えばレーザ干渉
計を用いる位置測定によって従来通りに制御される。
【００１８】 図２Ａは、膜２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄの配列を支持するテン
プレート２０４を示す。膜２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄの配列のそ
れぞれは、貫通スロット２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄを画定すると
共に、この配列における他の位置合わせマークの組に対して配置された対応する
位置合わせマークの組２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄを画定している
。テンプレート２０４及び膜２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄは、限定
するものではないが、結晶性珪素（Ｓｉ）、ダイアモンド、炭化珪素（ＳｉＣ）
、及びベリリウム（Ｂｅ）、及びアルミニウム（Ａｌ）のような薄い金属製のフ
ァイルからなるものであり得る。或る実施態様では、膜が、テンプレート２０４
の一体構造の一部分である。しかし、膜２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６
ｄ、及びテンプレート２０４は同じ材料からなるものである必要はない。テンプ
レート２０４及び膜２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、及び２０６ｄは、導電性と
なるようにドーピングされる。テンプレート２０４及び膜２０６ａ、２０６ｂ、
２０６ｃ、２０６ｄの適切な特性は、（１）電子ビームに対して非透過性あるこ
と、（２）高精度で目的の寸法に容易に加工されること、及び（３）導電性であ
ることである。
プレート２０４を示す。膜２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄの配列のそ
れぞれは、貫通スロット２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄを画定すると
共に、この配列における他の位置合わせマークの組に対して配置された対応する
位置合わせマークの組２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄを画定している
。テンプレート２０４及び膜２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄは、限定
するものではないが、結晶性珪素（Ｓｉ）、ダイアモンド、炭化珪素（ＳｉＣ）
、及びベリリウム（Ｂｅ）、及びアルミニウム（Ａｌ）のような薄い金属製のフ
ァイルからなるものであり得る。或る実施態様では、膜が、テンプレート２０４
の一体構造の一部分である。しかし、膜２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６
ｄ、及びテンプレート２０４は同じ材料からなるものである必要はない。テンプ
レート２０４及び膜２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、及び２０６ｄは、導電性と
なるようにドーピングされる。テンプレート２０４及び膜２０６ａ、２０６ｂ、
２０６ｃ、２０６ｄの適切な特性は、（１）電子ビームに対して非透過性あるこ
と、（２）高精度で目的の寸法に容易に加工されること、及び（３）導電性であ
ることである。
【００１９】 シリコン（珪素）は、製造し易さ、強度、及び必要な場合の導電性という利点
を有する。シリコン基板上への直接の書き込みリソグラフィーの場合、シリコン
製のテンプレート２０４によって、標的のシリコンウエハ２０２と同一の熱膨張
係数を有するという利点も得られる。別形態として、テンプレート２０４は、標
的の基板２０２に近い熱膨張係数を有する任意の他の材料からなるものであり得
るが、テンプレートの材料はこのようなものに限定されない。
を有する。シリコン基板上への直接の書き込みリソグラフィーの場合、シリコン
製のテンプレート２０４によって、標的のシリコンウエハ２０２と同一の熱膨張
係数を有するという利点も得られる。別形態として、テンプレート２０４は、標
的の基板２０２に近い熱膨張係数を有する任意の他の材料からなるものであり得
るが、テンプレートの材料はこのようなものに限定されない。
【００２０】 テンプレート２０４は、「接触モード」即ち標的のウエハ２０２の基板（標的
基板）と接触する状態に配置されるか、或いは「近接モード」即ち標的基板２０
２に近接した位置に配置され露光中にテンプレート２０４と標的基板２０２との
距離が所定の距離に維持されるかの何れかの形態で動作する。接触モードの場合
、テンプレート２０４は、標的基板２０２と接触した状態に維持されるか、或い
はそのステージ６０６上でウエハが動く間は接触しない状態に動かされる。標的
基板２０２を接触しなくなるようにテンプレート２０４を持ち上げる操作は、例
えば図３Ａに示すように圧電アクチュエータ６０４を用いることによって達成さ
れる。或る実施態様では、テンプレート２０４が、標的基板２０２を保持する標
的基板ステージ２１５の上に、テンプレート２０４の縁部をクランプすることに
よってテンプレートステージ６０６に保持される。別の実施態様では、テンプレ
ート２０４が、静電的手段によってテンプレートステージ６０２に保持される。
圧電アクチュエータ６０８がテンプレートステージ６０６を昇降させ、標的基板
２０２と接触させたり接触しないようにする。高さ基準ポスト６１２又はＬＥＤ
を用いる高さ検出システム６１０が圧電アクチュエータ６０８の垂直方向の動き
を制御するが、これについては後に詳述する。
基板）と接触する状態に配置されるか、或いは「近接モード」即ち標的基板２０
２に近接した位置に配置され露光中にテンプレート２０４と標的基板２０２との
距離が所定の距離に維持されるかの何れかの形態で動作する。接触モードの場合
、テンプレート２０４は、標的基板２０２と接触した状態に維持されるか、或い
はそのステージ６０６上でウエハが動く間は接触しない状態に動かされる。標的
基板２０２を接触しなくなるようにテンプレート２０４を持ち上げる操作は、例
えば図３Ａに示すように圧電アクチュエータ６０４を用いることによって達成さ
れる。或る実施態様では、テンプレート２０４が、標的基板２０２を保持する標
的基板ステージ２１５の上に、テンプレート２０４の縁部をクランプすることに
よってテンプレートステージ６０６に保持される。別の実施態様では、テンプレ
ート２０４が、静電的手段によってテンプレートステージ６０２に保持される。
圧電アクチュエータ６０８がテンプレートステージ６０６を昇降させ、標的基板
２０２と接触させたり接触しないようにする。高さ基準ポスト６１２又はＬＥＤ
を用いる高さ検出システム６１０が圧電アクチュエータ６０８の垂直方向の動き
を制御するが、これについては後に詳述する。
【００２１】 近接モードでの動作は、テンプレート２０４及び標的基板２０２が受け得る損
傷及び汚染を回避できるという利点を有する。或る実施態様では、テンプレート
２０４が、上述のような適切なテンプレートステージ６０６（図３Ａ）によって
保持され、かつ標的の基板２０２の近傍に非常に高精度で配置される。露光中の
テンプレート２０４と標的基板２０２との間の所望のギャップは、或る実施態様
では、図３Ａに示すような、高精度に加工された高さ基準ポスト６１２を用いて
ギャップを予め決めておくことによって維持される。露光中、テンプレートステ
ージ６０６はテンプレート２０４と共に、圧電アクチュエータ６０８によって、
高さ基準ポスト６１２がウエハステージ２１５に接触するまで、又は他の基準構
造体に接触するまで下向きに押される。露光後、圧電アクチュエータ６０８は、
後続のウエハの移動のため、テンプレート２０４及びテンプレートステージ６０
６を持ち上げる。
傷及び汚染を回避できるという利点を有する。或る実施態様では、テンプレート
２０４が、上述のような適切なテンプレートステージ６０６（図３Ａ）によって
保持され、かつ標的の基板２０２の近傍に非常に高精度で配置される。露光中の
テンプレート２０４と標的基板２０２との間の所望のギャップは、或る実施態様
では、図３Ａに示すような、高精度に加工された高さ基準ポスト６１２を用いて
ギャップを予め決めておくことによって維持される。露光中、テンプレートステ
ージ６０６はテンプレート２０４と共に、圧電アクチュエータ６０８によって、
高さ基準ポスト６１２がウエハステージ２１５に接触するまで、又は他の基準構
造体に接触するまで下向きに押される。露光後、圧電アクチュエータ６０８は、
後続のウエハの移動のため、テンプレート２０４及びテンプレートステージ６０
６を持ち上げる。
【００２２】 別の実施態様では、テンプレート２０４と標的基板２０２との間のギャップが
ＬＥＤを用いる高さ検出システム６１０を用いて高精度で測定される。この実施
態様では、ＬＥＤを用いる高さ検出システム６１０におけるセンサが、ギャップ
の測定においてテンプレートステージ６０６及びテンプレート２０４の何れか、
又はその両方を基準にする。更に別の実施態様では、テンプレート２０４と標的
基板２０２との間のギャップが、テンプレート２０４及び標的基板２０２の近傍
に配置されて両者の間の容量を測定する容量性ギャップセンサ６１４（図３Ｂ）
を用いて高精度で測定される。このようにして測定された容量はギャップの幅に
変換される。
ＬＥＤを用いる高さ検出システム６１０を用いて高精度で測定される。この実施
態様では、ＬＥＤを用いる高さ検出システム６１０におけるセンサが、ギャップ
の測定においてテンプレートステージ６０６及びテンプレート２０４の何れか、
又はその両方を基準にする。更に別の実施態様では、テンプレート２０４と標的
基板２０２との間のギャップが、テンプレート２０４及び標的基板２０２の近傍
に配置されて両者の間の容量を測定する容量性ギャップセンサ６１４（図３Ｂ）
を用いて高精度で測定される。このようにして測定された容量はギャップの幅に
変換される。
【００２３】 或る実施態様では、それぞれの膜２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄが
、１ｍｍ×１ｍｍ以下の寸法を有し、且つ１μｍ未満の厚みを有する。膜２０６
ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄは、例えばリソグラフィーとエッチングの組
合せのような当分野でよく知られた従来通りの微細加工プロセスによって加工さ
れ、薄くされた膜の部分２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄ及びスロット
２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄが画定される。或る実施態様では、テ
ンプレート２０４が、マイクロカラム配列におけるマイクロカラム２１３と同じ
数の膜２０６を有し、従って各マイクロカラム２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、
２１３ｄは、それ自身の関連する位置合わせマークの組２１０を用いて個別に較
正される。テンプレート２０４は、例えば初めに機械的及び光学的顕微鏡を用い
ることにより粗く位置合わせされ、次に電流をモニタリングし、位置合わせマー
ク２１０を検出することによって電子ビームを用いて高精度に位置合わせされる
ことによって電子ビームに位置合わせされる。一般的なテンプレート２０４の厚
み（その膜の部分を除く）は、約２００〜３００μｍである。或る実施態様では
、テンプレート２０４のサイズが、マイクロカラムの配列を収容するために必要
なサイズとして決定される。別の実施態様では、テンプレート２０４のサイズが
、標的基板２０２と同じサイズである。
、１ｍｍ×１ｍｍ以下の寸法を有し、且つ１μｍ未満の厚みを有する。膜２０６
ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄは、例えばリソグラフィーとエッチングの組
合せのような当分野でよく知られた従来通りの微細加工プロセスによって加工さ
れ、薄くされた膜の部分２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄ及びスロット
２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄが画定される。或る実施態様では、テ
ンプレート２０４が、マイクロカラム配列におけるマイクロカラム２１３と同じ
数の膜２０６を有し、従って各マイクロカラム２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、
２１３ｄは、それ自身の関連する位置合わせマークの組２１０を用いて個別に較
正される。テンプレート２０４は、例えば初めに機械的及び光学的顕微鏡を用い
ることにより粗く位置合わせされ、次に電流をモニタリングし、位置合わせマー
ク２１０を検出することによって電子ビームを用いて高精度に位置合わせされる
ことによって電子ビームに位置合わせされる。一般的なテンプレート２０４の厚
み（その膜の部分を除く）は、約２００〜３００μｍである。或る実施態様では
、テンプレート２０４のサイズが、マイクロカラムの配列を収容するために必要
なサイズとして決定される。別の実施態様では、テンプレート２０４のサイズが
、標的基板２０２と同じサイズである。
【００２４】 各貫通スロット２０８は、例えば、リソグラフィー及びドライエッチングの組
合せによって関連する膜２０６に形成される。貫通スロット２０８は、例えば入
射電子ビーム２１２のスキャン長さ（例えば≦１００μｍ）より僅かに長い長さ
を有し、入射する電子ビーム２１２のスキャン幅（例えば≦１０μｍ）より僅か
に長い幅を有する矩形の形状である。各マイクロカラム２１３ａ等は、膜２０６
における貫通スロット２０８を通して入射するマイクロカラムの電子ビーム２１
２を用いて標的基板２０２の上にパターン（典型的には縞形状のパターン）を書
き込む（膜を用いる理由の１つは、従来通りの微細加工プロセスによってスロッ
トを形成するのを可能にするためである。実施形態によっては、テンプレートに
スロットが設けられ、膜は用いられない。）。
合せによって関連する膜２０６に形成される。貫通スロット２０８は、例えば入
射電子ビーム２１２のスキャン長さ（例えば≦１００μｍ）より僅かに長い長さ
を有し、入射する電子ビーム２１２のスキャン幅（例えば≦１０μｍ）より僅か
に長い幅を有する矩形の形状である。各マイクロカラム２１３ａ等は、膜２０６
における貫通スロット２０８を通して入射するマイクロカラムの電子ビーム２１
２を用いて標的基板２０２の上にパターン（典型的には縞形状のパターン）を書
き込む（膜を用いる理由の１つは、従来通りの微細加工プロセスによってスロッ
トを形成するのを可能にするためである。実施形態によっては、テンプレートに
スロットが設けられ、膜は用いられない。）。
【００２５】 テンプレート２０４は、露光の後、標的ウエハ２０２上の露出された領域を、
入射電子ビーム２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄからシールドし、これ
によって電子ビームリソグラフィーに関連するレジストの帯電の問題が抑制され
る。これは、テンプレート２０４が、貫通スロット２０８ａ等を除いて、入射す
る電子ビーム２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄに対して非透過性である
からである。テンプレート２０４は、標的ウエハ２０２を各露光処理の後に次の
露光位置に移動させることによって、露出された領域を、露光後に入射する電子
ビーム２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄからシールドする。つまり、ス
ロット２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄの下の領域を除いて、レジスト
表面は、通常、露光中にテンプレート２０４によって覆われる。この結果、テン
プレート２０４における貫通スロット２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄ
、及び入射電子ビーム２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄは、以前に露光
された領域において生成された標的ウエハ２０２近傍のあらゆる電界からシール
ドされる。
入射電子ビーム２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄからシールドし、これ
によって電子ビームリソグラフィーに関連するレジストの帯電の問題が抑制され
る。これは、テンプレート２０４が、貫通スロット２０８ａ等を除いて、入射す
る電子ビーム２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄに対して非透過性である
からである。テンプレート２０４は、標的ウエハ２０２を各露光処理の後に次の
露光位置に移動させることによって、露出された領域を、露光後に入射する電子
ビーム２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄからシールドする。つまり、ス
ロット２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄの下の領域を除いて、レジスト
表面は、通常、露光中にテンプレート２０４によって覆われる。この結果、テン
プレート２０４における貫通スロット２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ、２０８ｄ
、及び入射電子ビーム２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄは、以前に露光
された領域において生成された標的ウエハ２０２近傍のあらゆる電界からシール
ドされる。
【００２６】 膜２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ、２０６ｄそれぞれの上の位置合わせマーク
２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄの配置における空間的コヒーレンス（
正確な位置）を得るため、位置合わせマーク２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２
１０ｄは、例えば市販の非常に高性能の電子ビームリソグラフィーシステムを用
いて、又は従来通りの干渉による位置合わせを利用している従来型の狭い範囲に
渡って空間的にコヒーレントなリソグラフィーシステムを用いてパターン形成さ
れる。次に、位置合わせマーク２１０ａ等を移されるが、これには、例えば、以
下に限定されないが、リフトオフ若しくはめっき、又は例えば限定するものでは
ないが膜２０６ａ等の部分的エッチングのような減算式の技術を用いられる。
２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄの配置における空間的コヒーレンス（
正確な位置）を得るため、位置合わせマーク２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２
１０ｄは、例えば市販の非常に高性能の電子ビームリソグラフィーシステムを用
いて、又は従来通りの干渉による位置合わせを利用している従来型の狭い範囲に
渡って空間的にコヒーレントなリソグラフィーシステムを用いてパターン形成さ
れる。次に、位置合わせマーク２１０ａ等を移されるが、これには、例えば、以
下に限定されないが、リフトオフ若しくはめっき、又は例えば限定するものでは
ないが膜２０６ａ等の部分的エッチングのような減算式の技術を用いられる。
【００２７】 各マイクロカラム２１３ａ等の配列内の他のマイクロカラムに対する、及び標
的ウエハ２０２に対する位置合わせ上の精度を上げるためのカラム内及びカラム
間較正が、現場で（即ち露光の点において）及び同時並行的に行われる。現場で
の同時並行的なマイクロカラム２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄの較正
は、各マイクロカラム２１３ａ等が、位置合わせマークの組を共有するのではな
くそれぞれ自身の位置合わせマークの組２１０ａ等を有しているために可能とな
っている。マイクロカラムの配列における各マイクロカラム２１３を、マイクロ
カラム同士の位置関係に関する精度を上げるため、及び標的ウエハ２０２に対す
る位置に関する精度を上げるために較正することを容易にすることに加えて、空
間的にコヒーレントな位置合わせマーク２１０は、例えば、ビームのずれ、拡大
、又は歪みを補正するために個々のマイクロカラム２１３ａ等についてシステム
を較正するためにも用いられる。
的ウエハ２０２に対する位置合わせ上の精度を上げるためのカラム内及びカラム
間較正が、現場で（即ち露光の点において）及び同時並行的に行われる。現場で
の同時並行的なマイクロカラム２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄの較正
は、各マイクロカラム２１３ａ等が、位置合わせマークの組を共有するのではな
くそれぞれ自身の位置合わせマークの組２１０ａ等を有しているために可能とな
っている。マイクロカラムの配列における各マイクロカラム２１３を、マイクロ
カラム同士の位置関係に関する精度を上げるため、及び標的ウエハ２０２に対す
る位置に関する精度を上げるために較正することを容易にすることに加えて、空
間的にコヒーレントな位置合わせマーク２１０は、例えば、ビームのずれ、拡大
、又は歪みを補正するために個々のマイクロカラム２１３ａ等についてシステム
を較正するためにも用いられる。
【００２８】 或る実施態様では、膜の厚みと、テンプレート２０４と標的ウエハ２０２との
間の間隔（近接モードの場合）の和が、マイクロカラム２１３の入射する電子ビ
ーム２１２の焦点深度（一般的には０．５〜数μｍ）の範囲内である。別の実施
態様では、各電子ビームが、個別に焦点を合わせられ、較正は、例えば膜２０６
ａ上のそれぞれの位置合わせマーク２１０ａに焦点を合わせられた各入射電子ビ
ーム２１２ａを用いて行われる。次に計算のための手段を用いて、その結果を、
位置合わせマーク２１０ａの焦点面に電子ビーム２１２ａの焦点を合わせること
から得られる結果と、標的ウエハ２０２の焦点面に電子ビーム２１２ａの焦点を
合わせることによって得られる結果との差を埋めるように補償する。位置合わせ
マーク２１０ａに焦点を合わせることによって、入射する電子ビーム２１２ａの
焦点深度によって限定される高さの規制がなくなる。
間の間隔（近接モードの場合）の和が、マイクロカラム２１３の入射する電子ビ
ーム２１２の焦点深度（一般的には０．５〜数μｍ）の範囲内である。別の実施
態様では、各電子ビームが、個別に焦点を合わせられ、較正は、例えば膜２０６
ａ上のそれぞれの位置合わせマーク２１０ａに焦点を合わせられた各入射電子ビ
ーム２１２ａを用いて行われる。次に計算のための手段を用いて、その結果を、
位置合わせマーク２１０ａの焦点面に電子ビーム２１２ａの焦点を合わせること
から得られる結果と、標的ウエハ２０２の焦点面に電子ビーム２１２ａの焦点を
合わせることによって得られる結果との差を埋めるように補償する。位置合わせ
マーク２１０ａに焦点を合わせることによって、入射する電子ビーム２１２ａの
焦点深度によって限定される高さの規制がなくなる。
【００２９】 図２Ｂは、貫通スロット２０８が環状であるテンプレート２０４の一例を示す
。貫通スロット２０８は、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）又はドライエッチ
ングを用いて結晶性構造を通してエッチングすることによって任意の形状にする
ことができることから、他の形状にすることも可能である。或る実施態様では、
ＲＩＥ又はドライエッチングによる異方性のエッチング（即ち結晶の方向とは無
関係のエッチング）を行って、直線的な側壁を備えた形状にエッチングする。
。貫通スロット２０８は、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）又はドライエッチ
ングを用いて結晶性構造を通してエッチングすることによって任意の形状にする
ことができることから、他の形状にすることも可能である。或る実施態様では、
ＲＩＥ又はドライエッチングによる異方性のエッチング（即ち結晶の方向とは無
関係のエッチング）を行って、直線的な側壁を備えた形状にエッチングする。
【００３０】 図４は、「垂れ下がった」膜を有するテンプレートの一例を示す。膜３０６は
、それがテンプレート３０４から標的ウエハ３０２に向かって延びる（垂れ下が
る）ように、例えばドーピングによって圧縮応力がかけられる（薄い結晶性の膜
は、それが導電性となるように適切なレベルでドーピングされた時この形状とな
ることが知られている。）。この垂れ下がった膜３０６によって、テンプレート
３０４が標的ウエハ３０２に接触しないように、テンプレート３０４と標的ウエ
ハ３０２との間のギャップを維持することが可能となる。ドーピングの濃度及び
膜の厚みによって、膜３０６が標的ウエハ３０２に直接接触するように、或いは
接触しないようになり得る。或る実施態様では、全テンプレート表面が、例えば
イオン注入、熱による拡散、又はエピタキシャル成長によって膜の厚みと等しい
深さまでドーピングされる。マイクロカラム（図示せず）はそれぞれ、上述のよ
うにそれぞれの位置合わせマーク３１０を用いて較正される。次にそのマイクロ
カラムから入射する電子ビーム（図示せず）が貫通スロット３０８を通してパタ
ーンを書き込む。
、それがテンプレート３０４から標的ウエハ３０２に向かって延びる（垂れ下が
る）ように、例えばドーピングによって圧縮応力がかけられる（薄い結晶性の膜
は、それが導電性となるように適切なレベルでドーピングされた時この形状とな
ることが知られている。）。この垂れ下がった膜３０６によって、テンプレート
３０４が標的ウエハ３０２に接触しないように、テンプレート３０４と標的ウエ
ハ３０２との間のギャップを維持することが可能となる。ドーピングの濃度及び
膜の厚みによって、膜３０６が標的ウエハ３０２に直接接触するように、或いは
接触しないようになり得る。或る実施態様では、全テンプレート表面が、例えば
イオン注入、熱による拡散、又はエピタキシャル成長によって膜の厚みと等しい
深さまでドーピングされる。マイクロカラム（図示せず）はそれぞれ、上述のよ
うにそれぞれの位置合わせマーク３１０を用いて較正される。次にそのマイクロ
カラムから入射する電子ビーム（図示せず）が貫通スロット３０８を通してパタ
ーンを書き込む。
【００３１】 図５Ａは、複数の膜の片持ち梁状部（cantilever）を有するテンプレートの斜
視図である。図５Ｂは、図５Ａの構造の部分的な側面図を示す。テンプレート４
０４は近接モードにあり、膜４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃ、４０６ｄは、それ
ぞれ片持ち梁状部４１４ａ、４１４ｂ、４１４ｃ、４１４ｄの形態に形成される
。膜４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃ、４０６ｄは、従来通りのリソグラフィー及
びエッチングプロセスによって片持ち梁状部４１４ａ、４１４ｂ、４１４ｃ、４
１４ｄに形成される。限定するものではないが酸化錫のような圧電材料が、片持
ち梁状部４１４ａ等を曲げるために片持ち梁状部４１４ａ等の裏面上にパターン
形成される。膜４０６を片持ち梁状部４１４に形成することによって、テンプレ
ート４１４の片持ち梁状部４１４は、標的ウエハ４０２に近接した位置に配置さ
れ得、これによってテンプレート４０４の残りの部分を標的ウエハ４０２に接触
させることなくウエハを移動させることが容易になる。
視図である。図５Ｂは、図５Ａの構造の部分的な側面図を示す。テンプレート４
０４は近接モードにあり、膜４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃ、４０６ｄは、それ
ぞれ片持ち梁状部４１４ａ、４１４ｂ、４１４ｃ、４１４ｄの形態に形成される
。膜４０６ａ、４０６ｂ、４０６ｃ、４０６ｄは、従来通りのリソグラフィー及
びエッチングプロセスによって片持ち梁状部４１４ａ、４１４ｂ、４１４ｃ、４
１４ｄに形成される。限定するものではないが酸化錫のような圧電材料が、片持
ち梁状部４１４ａ等を曲げるために片持ち梁状部４１４ａ等の裏面上にパターン
形成される。膜４０６を片持ち梁状部４１４に形成することによって、テンプレ
ート４１４の片持ち梁状部４１４は、標的ウエハ４０２に近接した位置に配置さ
れ得、これによってテンプレート４０４の残りの部分を標的ウエハ４０２に接触
させることなくウエハを移動させることが容易になる。
【００３２】 露光中に、貫通スロット４０８を備えた膜片持ち梁状部４１４は、例えば電圧
を印加することによって、テンプレート４０４と標的ウエハ４０２との間のギャ
ップを維持したまま標的ウエハ４０２に接触するように動かされる。或る実施態
様では、テンプレート４０４と標的ウエハ４０２との間に電界を生成する静電的
手段によって電圧が生成される。別の実施態様では、圧電材料が上述のように片
持ち梁状部４１４上に堆積された圧電手段によって電圧が生成される。次に片持
ち梁状部４１４は、例えば従来通りの相互接続技術を用いて形成された相互接続
手段を介して電圧を印加することにより駆動される。或る実施態様では、テンプ
レート４０４は、テンプレートステージ（図示せず）によってウエハ４０２の上
に支持される。
を印加することによって、テンプレート４０４と標的ウエハ４０２との間のギャ
ップを維持したまま標的ウエハ４０２に接触するように動かされる。或る実施態
様では、テンプレート４０４と標的ウエハ４０２との間に電界を生成する静電的
手段によって電圧が生成される。別の実施態様では、圧電材料が上述のように片
持ち梁状部４１４上に堆積された圧電手段によって電圧が生成される。次に片持
ち梁状部４１４は、例えば従来通りの相互接続技術を用いて形成された相互接続
手段を介して電圧を印加することにより駆動される。或る実施態様では、テンプ
レート４０４は、テンプレートステージ（図示せず）によってウエハ４０２の上
に支持される。
【００３３】 テンプレートは、長時間レジスト材料によって覆われることによって、レジス
トの帯電の問題が生じ得る。このレジストの帯電の問題は、テンプレートを例え
ば電流によって加熱することにより、少なくしたり、無くすことができる。シリ
コン膜を通して電流を流すことによって、膜が加熱され、その上に形成されたレ
ジストが加熱されて除去される。図６は、それぞれ膜５０６の一方の側の上のテ
ンプレート５０４に直接接続された、電位＋Ｖ及び−Ｖを有する電極５００及び
５０１を示す。従って、電流Ｉは電極５００から電極５０１に向かって膜５０６
を流れる。或る実施態様では、有機材料が堆積するのを防止するため膜が或る程
度の高温に保たれる。別の実施態様では、定期的に又は必要に応じてテンプレー
トが取り出されクリーニングされる。更に別の実施態様では、定期的に又は必要
に応じてテンプレートが取り出され、交換される。
トの帯電の問題が生じ得る。このレジストの帯電の問題は、テンプレートを例え
ば電流によって加熱することにより、少なくしたり、無くすことができる。シリ
コン膜を通して電流を流すことによって、膜が加熱され、その上に形成されたレ
ジストが加熱されて除去される。図６は、それぞれ膜５０６の一方の側の上のテ
ンプレート５０４に直接接続された、電位＋Ｖ及び−Ｖを有する電極５００及び
５０１を示す。従って、電流Ｉは電極５００から電極５０１に向かって膜５０６
を流れる。或る実施態様では、有機材料が堆積するのを防止するため膜が或る程
度の高温に保たれる。別の実施態様では、定期的に又は必要に応じてテンプレー
トが取り出されクリーニングされる。更に別の実施態様では、定期的に又は必要
に応じてテンプレートが取り出され、交換される。
【００３４】 本発明を特定の実施例に基づいて説明してきたが、この説明は本発明の応用例
を例示するものに過ぎず、本発明はこれに限定するものと解釈するべきではない
。例えば、上述の説明は、低エネルギーイオンマイクロカラム及びマスク（レチ
クル）の形成にも適用できる。他の様々な用途やここに開示した実施形態の特徴
の組合せは、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲に含まれる。
を例示するものに過ぎず、本発明はこれに限定するものと解釈するべきではない
。例えば、上述の説明は、低エネルギーイオンマイクロカラム及びマスク（レチ
クル）の形成にも適用できる。他の様々な用途やここに開示した実施形態の特徴
の組合せは、特許請求の範囲に記載の本発明の範囲に含まれる。
【図１】 ダイス当たり一個又は複数のマイクロカラムを用いる従来型のアレイ（配列）
型マイクロカラム露光システムを示す図。
型マイクロカラム露光システムを示す図。
【図２Ａ】 テンプレートを通しての複数の荷電粒子ビームを用いるリソグラフィーを示す
図。
図。
【図２Ｂ】 貫通スロットが円形であるテンプレートの一例を示す図。
【図３Ａ】 シールド荷電粒子ビームリソグラフィーのためのシステムを示す図。
【図３Ｂ】 容量性ギャップセンサを示す図。
【図４】 垂れ下がった膜を有するテンプレートの一例を示す図。
【図５Ａ】 複数の膜片持ち梁状部を有するテンプレートの斜視図。
【図５Ｂ】 図５Ａの構造の部分的な側面図。
【図６】 膜における電流を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０３Ｆ 9/00 Ｈ０１Ｊ 37/305 Ｂ Ｈ０１Ｊ 37/305 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｐ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 キム、ホー−ソップ 大韓民国インチョン・プピィエング−グ・ ドングホー 1307・フュンダイアパートメ ント 116 (72)発明者 マンコス、マリアン アメリカ合衆国カリフォルニア州94115・ サンフランシスコ・＃３・プレシディオ 333 (72)発明者 マレイ、ローレンス アメリカ合衆国カリフォルニア州94556・ モラガ・バッキンガムドライブ 62 (72)発明者 チャング、ティー・エイチ・ピー アメリカ合衆国カリフォルニア州94404・ ミルピタス・ニミッツレーン 1105 Ｆターム(参考） 2H095 BA03 BA08 BB27 BB29 BB31 BB35 BC01 BC05 BE03 2H097 AA03 BA01 BA10 CA03 CA16 GA45 JA02 KA02 KA12 LA10 5C034 BB06 5F056 AA01 AA33 CD19 DA23 EA11 EA14
Claims (71)
- 【請求項１】 荷電粒子リソグラフィーのための方法であって、 １つの荷電粒子ビームに対応する少なくとも１つの透過性部分を画定するテン
プレートを準備する過程と、 標的と荷電粒子ビーム源との間に前記テンプレートを配置する過程と、 各荷電粒子ビームを、前記対応する透過性部分を通して前記標的の上に入射さ
せる過程とを含むことを特徴とする荷電粒子リソグラフィーのための方法。 - 【請求項２】 前記荷電粒子ビームが、電子ビームであることを特徴とす
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記電子ビームのそれぞれが、約１〜２ＫｅＶの範囲のエ
ネルギーレベルを有することを特徴とする請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 前記荷電粒子ビームが、イオンビームであることを特徴と
する請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 前記イオンビームが、低エネルギーイオンビームであるこ
とを特徴とする請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 前記標的がレジスト層によってコーティングされた基板で
あり、前記テンプレートが前記レジスト層上のレジストの帯電を抑制することを
特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 各透過性部分が前記テンプレートの膜に画定された開口で
あって、前記膜が前記テンプレートの残りの部分より薄いことを特徴とする請求
項１に記載の方法。 - 【請求項８】 前記膜が前記テンプレートから前記標的に向かって延びる
ように前記膜に圧縮応力を加える過程を更に含むことを特徴とする請求項７に記
載の方法。 - 【請求項９】 前記膜を片持ち梁状に形成し、膜の片持ち梁状部を形成す
る過程を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記片持ち梁状部を前記標的ウエハに接触するように動
かすべく電圧を印加する過程を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の方法
。 - 【請求項１１】 前記膜の厚みと、前記テンプレートと前記標的との間隔
との和が、入射するビームの焦点深度より短いことを特徴とする請求項７に記載
の方法 - 【請求項１２】 対応する前記透過性部分を通して各ビームをスキャンさ
せる過程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記テンプレート上に各透過性部分に対応する一組の位
置合わせマークを設ける過程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法
。 - 【請求項１４】 複数の荷電粒子ビーム及び複数の透過性部分を設ける過
程を更に含み、前記各透過性部分が前記荷電粒子ビームそれぞれに対応すること
を特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項１５】 各荷電粒子ビームを現場で同時並行的に較正する過程を
更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】 各荷電粒子ビームを較正する前記過程が、荷電粒子ビー
ム間較正を行う過程を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１７】 荷電粒子ビーム間較正を行う前記過程が、各透過性部分
に対応する前記テンプレート上の一組の位置合わせマークを用いて、各荷電粒子
ビームを、他の荷電粒子ビーム及び標的に対する位置に関する精度を高めるべく
較正する過程を含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。 - 【請求項１８】 各荷電粒子ビームを較正する前記過程が、荷電粒子ビー
ム内較正を行う過程を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１９】 荷電粒子ビーム内較正を行う前記過程が、各荷電粒子ビ
ームのずれの補正のための較正を行う過程を含むことを特徴とする請求項１８に
記載の方法。 - 【請求項２０】 荷電粒子ビーム内較正を行う過程が、各荷電粒子ビーム
の歪みの補正のための較正を行う過程を含むことを特徴とする請求項１８に記載
の方法。 - 【請求項２１】 荷電粒子ビーム内較正が、各荷電粒子ビームの拡大の補
正のための較正を行う過程を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２２】 荷電粒子ビームを較正する過程が、各透過性部分に対応
する前記テンプレート上の一組の位置合わせマークに基づいて荷電粒子ビームの
焦点を合わせる過程を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。 - 【請求項２３】 前記位置合わせマークの第１の焦点面に前記荷電粒子ビ
ームの焦点を合わせることから得られる結果と、前記標的の第２の焦点面に前記
荷電粒子ビームの焦点を合わせることから得られる結果との間の差を補償する過
程を更に含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。 - 【請求項２４】 前記テンプレートを配置する過程が、前記テンプレート
を前記標的の表面から一定の距離に配置する過程を含むことを特徴とする請求項
１に記載の方法。 - 【請求項２５】 前記テンプレートと前記標的表面との間のギャップを検
出する過程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項２６】 前記テンプレートを配置する過程が、前記テンプレート
を前記標的の表面に接触するように配置する過程を含むことを特徴とする請求項
１に記載の方法。 - 【請求項２７】 前記荷電粒子ビームの軸に対して垂直な平面において前
記標的を移動させる間に、前記テンプレートを、それが前記標的に接触しなくな
るように動かす過程を更に含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。 - 【請求項２８】 前記テンプレートを、それが前記標的に接触しなくなる
ように持ち上げるべくアクチュエータを用いる過程を更に含むことを特徴とする
請求項２７に記載の方法。 - 【請求項２９】 前記テンプレートの少なくとも一部を電流によって加熱
し、その上に堆積したレジストを少なくする過程を更に含むことを特徴とする請
求項１に記載の方法。 - 【請求項３０】 荷電粒子ビーム源とその標的との間に挿入するためのリ
ソグラフィー用構造体であって、 前記荷電粒子ビームに対して非透過性の材料からなり、かつ前記荷電粒子ビー
ムに対して透過性の部分が設けられたテンプレートを有し、前記透過性部分が、
前記荷電粒子ビームが前記透過性部分を通過するように前記入射する荷電粒子ビ
ームに対応する位置に配置されていることを特徴とするリソグラフィー用構造体
。 - 【請求項３１】 前記テンプレートに電流を流し、それを加熱するための
接続手段を更に有することを特徴とする請求項３０に記載の構造体。 - 【請求項３２】 前記透過性部分が、前記テンプレートにおける膜に画定
された開口であることを特徴とする請求項３０に記載の構造体。 - 【請求項３３】 前記膜の寸法が１ｍｍ×１ｍｍであることを特徴とする
請求項３２に記載の構造体。 - 【請求項３４】 前記膜が１μｍ以下の厚みを有することを特徴とする請
求項３２に記載の構造体。 - 【請求項３５】 前記膜が前記テンプレートから前記標的に向かって延び
ていることを特徴とする請求項３２に記載の構造体。 - 【請求項３６】 前記膜が片持ち梁状部を含むことを特徴とする請求項３
２に記載の構造体。 - 【請求項３７】 前記膜の厚みと、前記テンプレートと前記標的との間隔
との和が、入射する荷電粒子ビームの焦点深度より短いことを特徴とする請求項
３２に記載の構造体。 - 【請求項３８】 前記透過性部分が、矩形の透過性部分及び環状の透過性
部分からなる群から選択されることを特徴とする請求項３０に記載の構造体。 - 【請求項３９】 前記透過性部分の長さが、入射する荷電粒子ビームのス
キャン長さより僅かに長いことを特徴とする請求項３８に記載の構造体。 - 【請求項４０】 前記入射する荷電粒子ビームのスキャン長さが、１００
μｍ以下であることを特徴とする請求項３９に記載の構造体。 - 【請求項４１】 前記透過性部分の幅が、入射する荷電粒子ビームのスキ
ャン幅より僅かに大きいことを特徴とする請求項３８に記載の構造体。 - 【請求項４２】 前記入射する荷電粒子ビームのスキャン幅が、１０μｍ
以下であることを特徴とする請求項４１に記載の構造体。 - 【請求項４３】 前記透過性部分に関連する前記テンプレート上の一組の
位置合わせマークを更に有することを特徴とする請求項３０に記載の構造体。 - 【請求項４４】 前記テンプレートが、結晶性シリコンを含むことを特徴
とする請求項３０に記載の構造体。 - 【請求項４５】 前記テンプレートが、前記標的の熱膨張係数に近い熱膨
張係数を有する材料を含むことを特徴とする請求項３０に記載の構造体。 - 【請求項４６】 前記荷電粒子ビーム源が、複数の平行荷電粒子ビームを
有する荷電粒子ビーム源であり、かつ前記テンプレートが複数の対応する透過性
部分を画定していることを特徴とする請求項３０に記載の構造体。 - 【請求項４７】 前記荷電粒子ビームが、電子ビームであることを特徴と
する請求項３０に記載の構造体。 - 【請求項４８】 前記荷電粒子ビームが、イオンビームであることを特徴
とする請求項３０に記載の構造体。 - 【請求項４９】 前記イオンビームが、低エネルギーイオンビームである
ことを特徴とする請求項４８に記載の構造体。 - 【請求項５０】 電子ビームシステムであって、 複数の電子ビーム源と、 前記電子ビーム源と標的との間に挿入されるテンプレートと、 前記標的を保持するためのステージとを有し、 前記テンプレートが、前記電子ビームに対して非透過性の材料からなり、かつ
前記電子ビームに対して透過性の複数の部分を画定しており、前記透過性部分の
それぞれが、関連する電子ビームがそれを通過するように配置されていることを
特徴とする電子ビームシステム。 - 【請求項５１】 前記電子ビーム源が、マイクロカラムの配列であること
を特徴とする請求項５０に記載のシステム。 - 【請求項５２】 前記マイクロカラムが、低電圧マイクロカラムであるこ
とを特徴とする請求項５１に記載のシステム。 - 【請求項５３】 前記電子ビームのそれぞれが、約２ＫｅＶ未満のエネル
ギーレベルを有することを特徴とする請求項５２に記載のシステム。 - 【請求項５４】 各透過性部分が、前記テンプレートにおける膜に画定さ
れた開口であることを特徴とする請求項５０に記載のシステム。 - 【請求項５５】 前記膜のそれぞれが、前記テンプレートから前記標的に
向かって延びていることを特徴とする請求項５４に記載のシステム。 - 【請求項５６】 前記膜のそれぞれが、片持ち梁状部を含むことを特徴と
する請求項５４に記載のシステム。 - 【請求項５７】 前記テンプレートに接続された電圧源を更に有し、前記
電圧源が前記片持ち梁状部を前記標的に接触するように動かすべく電圧を供給す
ることを特徴とする請求項５６に記載のシステム。 - 【請求項５８】 前記膜の厚みと、前記テンプレートと前記標的との間隔
との和が、前記入射するビームの焦点深度より短いことを特徴とする請求項５４
に記載の方法 - 【請求項５９】 前記テンプレートが、各透過性部分に関連する一組の位
置合わせマークを含むことを特徴とする請求項５０に記載のシステム。 - 【請求項６０】 前記電子ビームのそれぞれが、現場で同時並行的に較正
されることを特徴とする請求項５０に記載のシステム。 - 【請求項６１】 前記電子ビームのそれぞれが、前記他の電子ビーム及び
標的に対する位置に関する精度を高めるべく較正されることを特徴とする請求項
６０に記載のシステム。 - 【請求項６２】 前記電子ビームのそれぞれが、ずれの補正のために較正
されることを特徴とする請求項６０に記載のシステム。 - 【請求項６３】 前記電子ビームのそれぞれが、歪みの補正のために較正
されることを特徴とする請求項６０に記載のシステム。 - 【請求項６４】 前記電子ビームのそれぞれが、拡大の補正のために較正
されることを特徴とする請求項６０に記載のシステム。 - 【請求項６５】 前記電子ビームのそれぞれが、各透過性部分に対応する
前記テンプレート上の一組の位置合わせマークに焦点を合わせられることを特徴
とする請求項６０に記載のシステム。 - 【請求項６６】 前記テンプレートが、前記標的から所定の距離だけ離れ
た位置に配置されることを特徴とする請求項５０に記載のシステム。 - 【請求項６７】 前記テンプレートと前記標的の表面との間の距離を検出
するための、前記標的の近傍に配置されたセンサを更に含むことを特徴とする請
求項５０に記載のシステム。 - 【請求項６８】 前記テンプレートと前記標的の表面との間の所定の距離
を設定するための高さ基準ポストを更に含むことを特徴とする請求項５０に記載
のシステム。 - 【請求項６９】 前記テンプレートが、前記標的の表面に接触することを
特徴とする請求項５０に記載のシステム。 - 【請求項７０】 前記テンプレートに接触しており、前記テンプレートを
前記標的に接触しない状態に動かすアクチュエータを更に含むことを特徴とする
請求項６９に記載のシステム。 - 【請求項７１】 前記テンプレートを加熱するべく接続された電流源を更
に含むことを特徴とする請求項５０に記載のシステム。
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