JP2004153294A - Electron beam exposure device, electron beam exposure method and device manufacturing method - Google Patents
Electron beam exposure device, electron beam exposure method and device manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004153294A JP2004153294A JP2003417979A JP2003417979A JP2004153294A JP 2004153294 A JP2004153294 A JP 2004153294A JP 2003417979 A JP2003417979 A JP 2003417979A JP 2003417979 A JP2003417979 A JP 2003417979A JP 2004153294 A JP2004153294 A JP 2004153294A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron
- electron beam
- optical system
- electron optical
- wafer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
本発明は電子ビーム露光装置及びその露光方法に関し、特にウエハ直接描画またはマスク、レチクル露光の為に、複数の電子ビームを用いてパターン描画を行う電子ビーム露光装置及びその露光方法に関する。 The present invention relates to an electron beam exposure apparatus and an exposure method therefor, and more particularly to an electron beam exposure apparatus and an exposure method for performing pattern writing using a plurality of electron beams for direct wafer writing or mask and reticle exposure.
電子ビーム露光装置には、ビームをスポット状にして使用するポイントビーム型、サイズ可変の矩形断面にして使用する可変矩形ビーム型、ステンシルを使用して所望断面形状にするステンシルマスク型等の装置がある。 Examples of the electron beam exposure apparatus include a point beam type in which a beam is used in the form of a spot, a variable rectangular beam type in which a variable-size rectangular cross section is used, and a stencil mask type in which a stencil is used to obtain a desired cross-sectional shape. is there.
ポイントビーム型の電子ビーム露光装置ではスループットが低いので、研究開発用にしか使用されていない。可変矩形ビーム型の電子ビーム露光装置では、ポイント型と比べるとスループットが1〜2桁高いが、0.1μm程度の微細なパターンが高集積度で詰まったパターンを露光する場合などではやはりスループットの点で問題が多い。他方、ステンシルマスク型の電子ビーム露光装置は、可変矩形アパーチャに相当する部分に複数の繰り返しパターン透過孔を形成したステンシルマスクを用いる。従って、ステンシルマスク型の電子ビーム露光装置では繰り返しパターンを露光する場合のメリットが大きく、可変矩形ビーム型に比べてスループットが向上される。
図2に、ステンシルマスクを備えた電子ビーム露光装置の概要を示す。電子銃501からの電子ビームは、ステンシルマスクの電子ビーム照射領域を規定する第1アパーチャ502に照射される。第1アパーチャによって規定される照明用の電子ビームが投影電子レンズ503を介して第2アパーチャ504上のステンシルマスクを照射し、ステンシルマスクに形成された繰り返しパターン透過孔からの電子ビームを縮小電子光学系505によってウエハ506上に縮小投影する。更に偏向器507により繰り返しパターン透過孔の像がウエハ上を移動し、順次露光される。
FIG. 2 shows an outline of an electron beam exposure apparatus provided with a stencil mask. The electron beam from the
ステンシルマスク型は、繰り返しパターンを一時に露光でき、露光速度を挙げることができる。しかしステンシルマスク型は、図3に示すように、複数のパターン透過孔を持つものの、そのパターンは露光パターンに合わせて、事前にステンシルマスクとして形成しなければならない問題がある。 The stencil mask type can expose a repetitive pattern at a time, and can increase the exposure speed. However, although the stencil mask type has a plurality of pattern transmission holes as shown in FIG. 3, there is a problem that the pattern must be formed as a stencil mask in advance in accordance with the exposure pattern.
また、空間電荷効果及び縮小電子光学系の収差の為、一時に露光できる露光領域には限りがあるので、1枚のステンシルマスクに納まらない多数の転写パターンが必要な半導体回路に対しては、複数枚のステンシルマスクを作成しておいてそれを1枚ずつ取り出して使用する必要があり、マスク交換の時間が必要になるため、著しくスループットが低下するという問題ある。 In addition, because of the space charge effect and the aberration of the reduction electron optical system, the exposure area that can be exposed at one time is limited, so for a semiconductor circuit that requires a large number of transfer patterns that do not fit on one stencil mask, It is necessary to prepare a plurality of stencil masks, use them one by one, and use them, and the time required for mask replacement is required, resulting in a problem that the throughput is significantly reduced.
またステンシルマスクに、大きさの異なるパターンがある場合、もしくは大きさの異なるパターンが結合されたような1つのパターンがある場合、パターンの大きさに応じて、空間電荷効果による露光パターンのぼけが異なる。そのぼけをリフォーカシングにより補正しようとしてもパターンの大きさによりリフォーカス量が異なり、実質的に上述のようなパターンはステンシルマスクのパターンとして使用出来ないという問題がある。 If the stencil mask has patterns of different sizes, or if there is one pattern obtained by combining patterns of different sizes, blurring of the exposure pattern due to the space charge effect may occur depending on the size of the pattern. different. Even if the blur is corrected by refocusing, the amount of refocus varies depending on the size of the pattern, and there is a problem that the above-described pattern cannot be used as a stencil mask pattern.
本発明は前記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、パターンの制限がない電子ビーム露光装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and a main object of the present invention is to provide an electron beam exposure apparatus having no pattern limitation.
(1)本発明の電子ビーム露光装置の第1の形態は、電子ビーム源と前記電子ビーム源からの電子ビームを被露光面上に集束させる電子光学系とを有する電子ビーム露光装置において、前記電子光学系の瞳面上での前記電子ビームの電子密度分布を周辺部の電子密度が中央部の電子密度より大とせしめる電子密度分布調整手段を有することを特徴とする。 (1) An electron beam exposure apparatus according to a first aspect of the present invention is an electron beam exposure apparatus having an electron beam source and an electron optical system that focuses an electron beam from the electron beam source on a surface to be exposed. An electron density distribution adjusting means is provided for causing the electron density distribution of the electron beam on the pupil plane of the electron optical system to be higher in the peripheral part than in the central part.
(2)本発明の電子ビーム露光装置の第2の形態は、電子ビーム源と、前記電子ビーム源から放射された電子ビームを用いて被露光面上にパターンを投影する電子光学系と、前記電子光学系の瞳面位置、または、前記電子光学系の瞳面位置と共役な位置で、通過する電子ビームの前記瞳面上での電子密度分布を調整する手段と、を備えることを特徴とする。 (2) A second embodiment of the electron beam exposure apparatus according to the present invention includes an electron beam source, an electron optical system that projects a pattern on a surface to be exposed using an electron beam emitted from the electron beam source, Pupil plane position of the electron optical system, or at a position conjugate with the pupil plane position of the electron optical system, means for adjusting the electron density distribution of the passing electron beam on the pupil plane, I do.
(3)本発明の電子ビーム露光装置の第3の形態は、電子ビーム源と、前記電子ビーム源から放射された電子ビームを用いて被露光面上にパターンを投影する電子光学系と、前記電子光学系の瞳面、または、前記電子光学系の瞳面と共役な面で、前記電子光学系の光軸近傍を通過する電子を遮蔽する手段と、を備えることを特徴とする。 (3) A third embodiment of the electron beam exposure apparatus according to the present invention includes an electron beam source, an electron optical system for projecting a pattern on a surface to be exposed by using an electron beam emitted from the electron beam source, Means for shielding electrons passing near the optical axis of the electron optical system on a pupil plane of the electron optical system or a plane conjugate with the pupil plane of the electron optical system.
(4)本発明の電子ビーム露光装置の第4の形態は、電子ビーム源と、前記電子ビームから放射された電子ビームを用いて被露光面上にパターンを投影する電子光学系と、を備え、前記電子光学系の瞳面位置、または、前記電子光学系の瞳面位置と共役な位置に、ホロビーム形成手段を設けたことを特徴とする。 (4) A fourth embodiment of the electron beam exposure apparatus according to the present invention includes an electron beam source, and an electron optical system that projects a pattern onto a surface to be exposed using an electron beam emitted from the electron beam. A holo beam forming means is provided at a pupil plane position of the electron optical system or at a position conjugate with the pupil plane position of the electron optical system.
(5)本発明の電子ビーム露光装置の第5の形態は、電子ビーム源と、複数の要素電子光学系を用いて、前記電子ビーム源から放射された電子ビームにより複数の中間像を形成する第1電子光学系と、前記第1電子光学系で形成された中間像を被露光面上に投影する第2電子光学系と、を備え、前記第1電子光学系は、前記要素電子光学系を通過する電子ビームの電子密度分布を調整する絞りを複数有することを特徴とする。 (5) According to a fifth aspect of the electron beam exposure apparatus of the present invention, a plurality of intermediate images are formed by an electron beam emitted from the electron beam source using an electron beam source and a plurality of elementary electron optical systems. A first electron optical system; and a second electron optical system that projects an intermediate image formed by the first electron optical system onto a surface to be exposed. Characterized by having a plurality of apertures for adjusting the electron density distribution of the electron beam passing therethrough.
(6)本発明の電子ビーム露光方法の第1の形態は、電子光学系により電子ビームを被露光面に収束させる段階を有する電子ビーム露光方法において、前記電子光学系の瞳面での前記電子ビームの電子密度分布を中央部の電子密度が周辺部の電子密度より小さい分布とすることを特徴とする。 (6) In a first aspect of the electron beam exposure method according to the present invention, in the electron beam exposure method having a step of converging an electron beam on a surface to be exposed by an electron optical system, the electron beam on a pupil plane of the electron optical system is provided. The electron density distribution of the beam is characterized in that the electron density at the center is smaller than the electron density at the periphery.
本発明によれば、ホロビーム状電子ビームを形成することにより、空間電荷効果の影響を低減し、特にステンシルマスク型の電子ビーム露光装置において、ステンシルマスクに使用できるパターンの制限を小さくでき、よりスループットを高くできる。 According to the present invention, the influence of the space charge effect can be reduced by forming the hollow beam-shaped electron beam, and in a stencil mask type electron beam exposure apparatus, the limitation on the pattern that can be used for the stencil mask can be reduced. Can be higher.
〔原理の説明〕
図4は、本発明の原理を説明する図である。PLは縮小電子光学系で、AXは縮小電子光学系PLの光軸である。また、O1,O2,O3は電子を放射する点光源であり、I1,I2,I3は、各点光源に対応する点光源像である。
[Explanation of principle]
FIG. 4 is a diagram illustrating the principle of the present invention. PL is a reduction electron optical system, and AX is an optical axis of the reduction electron optical system PL. O1, O2, and O3 are point light sources that emit electrons, and I1, I2, and I3 are point light source images corresponding to each point light source.
図4(A)において、縮小電子光学系PLの物体側であって、光軸AXと垂直な面に位置する点光源O1,O2,O3から放射される電子は、縮小電子光学系PLを介して像側に各点光源に対応した点光源像I1,I2,I3を形成する。その際、点光源像I1,I2,I3は縮小電子光学系の収差(像面湾曲)により光軸AXと垂直である同一面内に形成されない。 In FIG. 4A, electrons emitted from point light sources O1, O2, and O3 located on the object side of the reduction electron optical system PL and perpendicular to the optical axis AX pass through the reduction electron optical system PL. Thus, point light source images I1, I2 and I3 corresponding to the respective point light sources are formed on the image side. At this time, the point light source images I1, I2, and I3 are not formed in the same plane perpendicular to the optical axis AX due to aberration (field curvature) of the reduction electron optical system.
そこで、図4(B)に示すように、本発明では、点光源像I1,I2,I3を光軸AXと垂直である同一面内に形成される様に、点光源O1,O2,O3の光軸方向の位置を縮小電子光学系の収差(像面湾曲)に応じて、それぞれ予め異ならしめている。更に縮小電子光学系は物体側の光源の位置によって収差(非点、コマ、歪曲)が異なるので、それに応じて光源を予め歪ませれば、より所望の光源像が同一面内に形成される。 Therefore, as shown in FIG. 4B, in the present invention, the point light sources O1, O2, O3 are formed so that the point light source images I1, I2, I3 are formed in the same plane perpendicular to the optical axis AX. The position in the optical axis direction is previously different depending on the aberration (field curvature) of the reduction electron optical system. Further, since the reduction electron optical system has different aberrations (astigmatism, coma, distortion) depending on the position of the light source on the object side, a more desired light source image is formed in the same plane if the light source is distorted in advance according to the aberration. .
よって、本発明では、縮小電子光学系の物体側に光源の中間像を複数形成し、各中間像が前記縮小電子光学系よって被露光面に縮小投影される際に発生する収差を予め補正する補正電子光学系を設けることにより、広い露光領域に所望の形状を有する光源像を同時に多く形成することができる。 Therefore, in the present invention, a plurality of intermediate images of the light source are formed on the object side of the reduction electron optical system, and the aberration generated when each intermediate image is reduced and projected on the surface to be exposed by the reduction electron optical system is corrected in advance. By providing the correction electron optical system, it is possible to simultaneously form many light source images having a desired shape in a wide exposure area.
当然のことであるが、前述の複数の中間像は一つの光源から形成されることに限定されず、複数の光源から複数の中間像を形成しても構わない。 As a matter of course, the plurality of intermediate images described above are not limited to being formed from one light source, and a plurality of intermediate images may be formed from a plurality of light sources.
以下、本発明を実施例を用いて詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.
〔露光系の構成要素説明〕
図1は本発明に係る電子ビーム露光装置の実施例1を示す図である。
[Exposure system component description]
FIG. 1 is a
図1において、1は、カソード11、グリッド12、アノード13よりなる電子銃であって、カソード11から放射された電子はグリッド12、アノード13の間でクロスオーバ像を形成する。
In FIG. 1,
この電子銃1は、グリッド電圧を変化させる機能を有することによりクロスオーバ像の大きさを変えられる。
This
また、このクロスオーバ像を拡大又は縮小するもしくは整形する電子光学系(不図示)を設けることにより、拡大また縮小もしくは整形されたクロスオーバ像が得られ、それによりクロスオーバ像の大きさ・形状が変えられる。(以下、これらのクロスオーバ像を光源と記す)
この光源から放射される電子は、その前側焦点位置が前記光源位置にあるコンデンサーレンズ2によって略平行の電子ビームとなる。略平行な電子ビームは、複数の要素電子光学系(31、32)(要素電子光学系の数はできるだけ多いことが望ましい。しかしながら、説明を簡略化するためにこの二つ要素電子光学系を図示し、説明の対象とする)が光軸に直交する方向に複数配列された補正電子光学系3に入射する。補正電子光学系3を構成する複数の要素電子光学系(31、32)の詳細については後述する。
Further, by providing an electron optical system (not shown) for enlarging or reducing or shaping the crossover image, an enlarged, reduced or shaped crossover image can be obtained, whereby the size and shape of the crossover image are obtained. Can be changed. (Hereinafter, these crossover images are referred to as light sources.)
Electrons emitted from the light source are converted into substantially parallel electron beams by the
補正電子光学系3は、光源の中間像(MI1,MI2)を複数形成し、各中間像は縮小電子光学系4によってウエハ5に光源像(I1,I2)を形成する。その際、ウエハ5上の光源像の間隔が光源像の大きさの整数倍になるように、補正電子光学系3の各要素は設定されている。更に、補正電子光学系3は、各中間像の光軸方向の位置を縮小電子光学系4の像面湾曲に応じて異ならせるとともに、各中間像が縮小電子光学系4よってウエハ5に縮小投影される際に発生する収差を予め補正している。
The correction electron
また、縮小電子光学系4は、第1投影レンズ41と第2投影レンズ42とからなる対称磁気タブレットである。第1投影レンズ41の焦点距離をf1、第2投影レンズ42の焦点距離をf2とすると、この2つのレンズ間距離はf1+f2になっている。光軸上AXの中間像は第1投影レンズ41の焦点位置にあり、その像は第2投影レンズの焦点に結ぶ。この像は−f2/f1に縮小される。また、2つのレンズ磁界が互いに逆方向に作用する様に決定されているので、理論上は、球面収差、等方性非点収差、等方性コマ収差、像面湾曲収差、軸上色収差の5つの収差を除いて他のザイデル収差および回転と倍率に関する色収差が打ち消される。
Further, the reduction electron
6は、複数の中間像からの電子ビームを偏向させて、複数の中間像の像をウエハ5上でX,Y方向に移動させる偏向器である。偏向器6は、収束磁界とMOL 条件を満足する偏向磁界により偏向させるMOL(moving object lens)型の電磁偏向器61と、電界により偏向させる静電偏向器62とで構成されている。光源像の移動距離に応じて電磁偏向器61と静電偏向器62は使い分けられる。7は、偏向器を作動させた際に発生する偏向収差によるフォーカス位置のずれを補正するダイナミックフォーカスコイルであり、8は、同様に偏向により発生する非点収差を補正するダイナミックスティグコイルである。
91、92は、補正電子光学系で形成された複数の中間像からの電子ビームを平行移動(X,Y方向)もしく偏向(Z軸に対する傾き)させる複数の静電偏向器で構成される偏向器である。
10は、X方向およびY方向にのびる2つシングルナイフエッジを有するファラデーカップである。
11は、ウエハ5を載置して移動するXYZ方向に移動可能なXYZステージで、ステージ駆動制御装置23で制御される。
ウエハステージに固設されたファラデーカップ10は、XYZステージの位置を検出するレーザ干渉光学系20と共同して、要素電子光学系からの電子ビームが形成する光源像の電荷量をナイフエッジを介して移動しながら検出することにより、光源像の大きさ、その位置(X、Y,Z)、及び要素電子光学系から照射される電流が検出できる。
The
次に、図5を用いて補正電子光学系3を構成する要素電子光学系について説明する。
Next, the component electron optical system that constitutes the correction electron
図5(A)において、301は一対の電極で構成され、偏向機能を有するブランキング電極であり、302は、透過する電子ビームの形状を規定する開口(AP)を有する開口絞りで、その上にブランキング電極301と電極on/ofするための配線(W)が形成されている。303は、3つの開口電極で構成され、上下の電極を加速電位V0と同じにし、中間の電極を別の電位V1に保った収斂機能を有するユニポテンシャルレンズである。304はユニポテンシャルレンズ302の焦点面上に位置するブランキング開口である。
In FIG. 5A,
コンデンサーレンズ2で略平行にされた電子ビームは、ブランキング電極301と開口(AP)を介し、ユニポテンシャルレンズ302によって、ブランキング開口304上に光源の中間像(MI)を形成する。この時、ブランキング開口304の電極間に電界をかけていないと電子ビーム束305の様にブランキング開口304の開口を透過する。一方、ブランキング開口304の電極間に電界をかけると電子ビーム束306の様にブランキング開口304によって遮断される。また、電子光束305と電子ビーム束306は、ブランキング開口304上(縮小電子光学系の物体面)で互いに異なる角度分布を有するので、図5(B)ように縮小電子光学系の瞳位置(図1のP面上)では電子ビーム束305と電子ビーム束306は互いに異なる領域に入射される。したがって、ブランキング開口304を設ける代わりに電子ビーム束305だけを透過させるブランキング開口304’を縮小電子光学系の瞳位置(図1のP面上)に設けても構わない。それにより補正電子光学系3を構成する他の要素電子光学系のブランキング開口と共用できる。
The electron beam made substantially parallel by the
本実施例では、収斂作用を有するユニポテンシャルレンズを用いたが、発散作用を有するバイポテンシャルレンズを用いて、虚像の中間像を形成してもかまわない。 In this embodiment, a unipotential lens having a converging function is used, but a bipotential lens having a diverging function may be used to form an intermediate image of a virtual image.
図1に戻って説明する。補正電子光学系3は、上述した要素電子光学系のそれぞれが形成する中間像の光軸方向の位置が縮小電子光学系4の像面湾曲に応じて異ならしめている。その具体的手段の1つとして、各要素電子光学系を同一のものにし、各要素電子光学系の光軸方向の位置を変えて設置する。もう一つの方法として、各要素電子光学系を同一平面上に設置し、各要素電子光学系の特にユニポテンシャルレンズの電子光学特性(焦点距離、主面位置)を異ならしめて、各中間像の光軸方向の位置を変えるのである。本実施例で採用している後者について、図6を用いて詳細に説明する。
Returning to FIG. In the correction electron
図6において、2つの同一形状の開口(AP1,AP2)を有する開口しぼり302上に開口毎にブランキング電極が形成されブランキングアレイを構成している。そして、各ブランキング電極は個別に配線され独立に電界をon/offできる。(図7参照)
ユニポテンシャルレンズ303−1、303−2は、電極が形成された3枚のインシュレータ307、308、309を張り合わせられてレンズアレイを構成している。上下の電極(303U,303D)は共通電位に(図8参照)、中間電極(303M)は個別に電位が設定できるように(図9参照)配線されている。ブランキングアレイとレンズアレイは、インシュレータ310を介在させて一体構造となっている。
In FIG. 6, a blanking electrode is formed for each opening on an
The unipotential lenses 303-1 and 303-2 form a lens array by laminating three
そして、ユニポテンシャルレンズ303−1、303−2の電極形状は同じであるが、中間電極の電位を異ならせているために焦点距離が異なる。よって、電子ビーム束311、312のように各中間像(MI1,MI2)の光軸方向の位置は異なる。
The electrode shapes of the unipotential lenses 303-1 and 303-2 are the same, but the focal lengths are different because the potentials of the intermediate electrodes are different. Therefore, the positions of the intermediate images (MI1, MI2) in the optical axis direction are different from those of the
また、各中間像が縮小電子光学系4によって被露光面に縮小投影される際に発生する非点収差を補正するために、各要素電子光学系は逆の非点収差を発生させている。逆の非点収差を発生させるためユニポテンシャルレンズを構成する開口電極の形状を歪ませている。図10に示すように、ユニポテンシャルレンズ303−1のように開口電極形状が円形であるればM方向に分布する電子もS方向に分布する電子も略同じ位置313に中間像を形成する。しかしながらユニポテンシャルレンズ303−3のように開口電極形状が楕円形であると、M方向(短径方向)に分布する電子は、位置314に中間像を形成し、S方向(長径方向)に分布する電子は、位置315に中間像を形成する。
Further, in order to correct astigmatism generated when each intermediate image is reduced and projected on the surface to be exposed by the reduction electron
よって、縮小電子光学系4の非点収差に応じて、各要素電子光学系のユニポテンシャルレンズの開口電極形状を変えることにより、各中間像が縮小電子光学系4によって被露光面に縮小投影される際に発生する非点収差を補正できる。
Therefore, by changing the shape of the aperture electrode of the unipotential lens of each elementary electron optical system according to the astigmatism of the reduction electron
さらに、各中間像が縮小電子光学系4によって被露光面に縮小投影される際に発生するコマ収差を補正するために、各要素電子光学系は逆のコマ収差を発生させている。逆のコマ収差を発生させるために、一つ方法として、各要素電子光学系は、開口絞り302上の開口の中心をユニポテンシャルレンズ303の光軸に対して偏心させている。もう一つ方法として、各要素電子光学系形成された複数の中間像からの電子ビームを偏向器(91、92)によって個別に偏向させている。
Further, in order to correct coma aberration generated when each intermediate image is reduced and projected on the surface to be exposed by the reduction electron
さらに、複数の中間像が縮小電子光学系4によって被露光面に縮小投影される際に発生する歪曲収差を補正するために、予め縮小電子光学系4の歪曲特性を知り、それに基づいて、縮小電子光学系4の光軸と直交する方向の各要素電子光学系の位置を設定している。
Further, in order to correct the distortion generated when the plurality of intermediate images are reduced and projected on the surface to be exposed by the reduction electron
〔動作の説明〕
各要素電子光学系(31、32)によってウエハ5上に形成される光源像(I1,I2)は、図11(A)に示すように、各要素電子光学系の走査フィールドを各基準位置(A,B)を起点として一定の同一移動量を偏光器6により得て、ウエハを露光し、順に(図中の矢印のように)つぎの露光位置に偏向されウエハを露光する。同図において各升目は、一つの光源像が露光する領域を示し、ハッチングされた升目が露光するべき領域であり、ハッチングされていない升目が露光しない領域であることを示す。
[Description of operation]
As shown in FIG. 11A, the light source images (I1, I2) formed on the
CPU12は、図11(A)ような露光パターンのパターンデータが入力されると、各要素電子光学系毎の走査フィールドに分割し、図11(B)に示すように、各走査フィールド毎の起点位置(A,B)を基準とした露光位置の位置データ(dx,dy)と、その露光位置における、各走査フィールド毎に露光するかどうかの露光データ(ハッチングされた升目を1、ハッチングされていない升目を0とする)とを一組の露光制御データとする。そして、露光制御データを露光順に並べた露光制御データファイルを作成する。(各要素電子光学系の走査フィールドは各基準位置(A,B)を起点として一定の同一移動量を偏向器6により得ているので、一つの位置データに対し複数の走査フィールドの露光データが組み合わせられる。)
更に、露光制御データの中で、すべての走査フィールドで露光しないすなわちすべての露光データが0である露光制御データは削除し(図11(B)のDELで囲まれた露光データ)、図11(C)に示すような露光制御データファイルに作成し直す。そして、その露光制御データファイルをインターフェース13を介してメモリ19に記憶させる。
When the pattern data of the exposure pattern as shown in FIG. 11A is input, the
Further, of the exposure control data, the exposure control data that is not exposed in all the scan fields, that is, the exposure control data in which all the exposure data is 0 is deleted (exposure data surrounded by DEL in FIG. 11B), and FIG. Recreate the exposure control data file as shown in C). Then, the exposure control data file is stored in the
また、入力されるパターンがある特定の周期(ピッチ)の繰り返しパターンが多い場合(例えば、セルピッチに対応した周期のパターンが多いDRAMの回路パターン)は、各走査フィールドの起点位置間隔がその特定の周期(ピッチ)の整数倍になるように各走査フィールドの起点位置(ウエハ上での、各要素電子光学系を介して形成される光源位置の間隔)を設定する。それにより、すべての露光データが0である露光制御データが増加し、よりデータが圧縮できる。その具体的方法としては、縮小電子光学系4の倍率を調整する方法(第1投影レンズ41と第2投影レンズ42のそれぞれの焦点距離を倍率調整回路22によって変化させる)と、各要素電子光学系が形成する中間像位置を偏向器91、92によって調整する方法とがある。
If the input pattern has a large number of repetitive patterns having a specific cycle (pitch) (for example, a DRAM circuit pattern having many patterns having a cycle corresponding to the cell pitch), the starting position interval of each scan field is set to the specific pattern. The starting position of each scanning field (the interval between light source positions formed on the wafer via each elementary electron optical system) is set so as to be an integral multiple of the period (pitch). Thereby, the exposure control data in which all the exposure data is 0 increases, and the data can be further compressed. As a specific method, a method of adjusting the magnification of the reduction electron optical system 4 (the respective focal lengths of the first projection lens 41 and the
また、ウエハ5上に既にパターンが形成されていて、そのパターンに本装置に入力されたパターンを重ね焼きする場合、ウエハが重ね焼きする以前に通ったプロセスによりウエハが伸縮し、既に形成されているパターンも伸縮していることがある。そこで、本装置では、図示されていないアライメント装置(ウエハマーク位置検出装置)により、ウエハ5上の少なくとも2つウエハアライメントマークの位置を検出し、既に形成されているパターンの伸縮率を検出する。そして検出された伸縮率に基づいて、縮小電子光学系4の倍率を倍率調整回路22により調整し光源像の間隔を伸縮させるとともに、偏光器6のゲインを偏向制御回路21により調整して光源像の移動量を伸縮させる。よって、伸縮を受けたパターンに対しても、良好な重ね焼きが達成できる。
Further, when a pattern is already formed on the
再度、図1にもどり、本実施例の動作について説明する。CPU12により、露光システムのキャリブレーション命令が出されると、シーケンスコントローラ14は、フォーカス制御回路15を介して、補正電子光学系3の各要素電子光学系が形成する中間像の光軸方向の位置を予め決められた位置に設定する様に各要素電子光学系の中間電極の電位を設定する。
Returning to FIG. 1, the operation of this embodiment will be described again. When the
そして、システムコントローラ14は、要素電子光学系31からの電子ビームだけがXYZステージ11側に照射するようにブランキング制御回路16を制御して、要素電子光学系31以外のブランキング電極を作動させる(ブランキングon)。同時に駆動制御装置17によってXYZステージ11を駆動させ、要素電子光学系31からの電子ビームにより形成される光源像近傍にファラデーカップ10を移動させ、その時のXYZステージ11の位置をレーザ干渉計20によって検出する。そして、XYZステージ11の位置の検出およびXYZステージの移動をしながら要素電子光学系31からの電子ビームにより形成される光源像をファラデーカップ10で検出して、その光源像の位置、大きさ、照射される電流を検出する。その光源像が予め決められた大きさになる位置(X1,Y1,Z1)とその時の照射される電流I1を検知する。
Then, the
つぎに、要素電子光学系32からの電子ビームだけがXYZステージ11側に照射するようにブランキング制御回路16を制御して、要素電子光学系32以外のブランキング電極を作動させる。同時に駆動制御装置17によってXYZステージ11を駆動させ、要素電子光学系31からの電子ビームにより形成される光源像近傍にファラデーカップ10を移動させ、その時のXYZステージ11の位置をレーザ干渉計20によって検出する。そして、XYZステージ11の位置の検出およびXYZステージの移動をしながら要素電子光学系32からの電子ビームにより形成される光源像をファラデーカップ10で検出して、その光源像の位置、大きさ、その時の照射される電流を検出する。その光源像が予め決められた大きさになる位置(X2,Y2,Z2)とその時の照射電流I2を検知する。
Next, the blanking
そして、検出結果に基づいて、シーケンスコントローラは、要素電子光学系31、32からの電子ビームにより形成される各光源像のXY方向の位置を予め決められた相対的位置関係に位置させる為に、光軸アライメント制御回路18を介して、偏向器91、92により各中間像をXY方向に平行移動させる。また、要素電子光学系31、32からの電子ビームにより形成される各光源像のZ方向の位置を予め決められた範囲内に位置させる為にフォーカス制御回路15を介して各要素電子光学系の中間電極の電位を設定しなおす。さらに、検出された各要素電子光学系のウエハ上に照射する電流をメモリ19に記憶させる。
Then, based on the detection result, the sequence controller sets the positions in the X and Y directions of the respective light source images formed by the electron beams from the elementary electron optical systems 31 and 32 in a predetermined relative positional relationship. Each intermediate image is translated in the X and Y directions by
次に、CPU12の命令によりパターンの露光が開始されると、シーケンスコントローラ14は、予めメモリ19に入力されたウエハ5に塗布されたレジストの感度と、前述したようにメモリ19に記憶された各要素電子光学系毎のウエハ上への照射電流とに基づいて、各要素電子光学系が形成する光源像の露光位置での露光時間(露光位置での光源像の滞在時間)を、要素電子光学系毎に算出し、ブランキング制御回路16に送信する。また、シーケンスコントローラ14は、前述したようにメモリ19に記憶されている露光制御ファイルをブランキング制御回路16に送信する。ブランキング制御回路16では、要素電子光学系毎のブランキングOFF時間(露光時間)を設定し、また送信されてきた露光制御ファイルの中にある、要素電子光学系毎の露光データと要素電子光学系毎のブランキングOFF時間(露光時間)とに基づいて、図12に示すようなブランキング信号を各要素電子光学系に偏向制御回路21と同期して送信し、要素電子光学系毎の露光タイミング、露光量が制御される。(フィールド1に比べフィールド2の方が各露光位置での露光時間が長い)
また一方、シーケンスコントローラ14は、前述したようにメモリ19に記憶されている露光制御ファイルを偏向制御回路21に送信する。偏向制御回路2では、送信されてきた露光制御ファイルの中にある、位置データ基づいて、偏向制御信号、フォーカス制御信号、非点補正信号のそれぞれをD/Aを介して偏向器6、ダイナミックフォーカスコイル7、ダイナミックスティグコイル8にブランキング制御回路16と同期して送信、ウエハ上での複数の光源像の位置が制御される。
Next, when exposure of the pattern is started according to a command from the
On the other hand, the
偏向器を作動させた際に発生する偏向収差によるフォーカス位置のずれをダイナミックフォーカスコイルだけでは補正しきれない場合は、光源像のZ方向の位置を予め決められた範囲内に位置させる為にフォーカス制御回路15を介して各要素電子光学系の中間電極の電位を調整して中間像の光軸方向の位置を変えても良い。
If the deviation of the focus position due to the deflection aberration generated when the deflector is operated cannot be corrected by the dynamic focus coil alone, focus is performed to position the light source image in the Z direction within a predetermined range. The position of the intermediate image in the optical axis direction may be changed by adjusting the potential of the intermediate electrode of each elementary electron optical system via the
〔要素電子光学系の他の実施例1〕
図13(A)を用いて要素電子光学系の他の実施例1について説明する。同図中、図5と同一構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
[
Another
図5の要素電子光学系と大きく異なる点は、開口絞り上の開口形状、ブランキング電極である。この開口(AP)は、ユニポテンシャルレンズ303の光軸近傍に入射する電子ビームを遮蔽し、ホロビーム(中空円筒ビーム)状の電子ビームを形成するものである。ブランキング電極321はこの開口形状に適したブランキング電極で、一対の円筒電極により構成されている。
The major differences from the elementary electron optical system of FIG. 5 are the aperture shape on the aperture stop and the blanking electrode. The opening (AP) blocks an electron beam incident near the optical axis of the
コンデンサーレンズ2で略平行にされた電子ビームは、ブランキング電極321と開口絞り322を介し、ユニポテンシャルレンズ302によって、ブランキング開口304上に光源の中間像を形成する。この時、ブランキング開口304の電極間に電界をかけていないと電子ビーム束323の様にブランキング開口304の開口を透過する。一方、ブランキング開口304の電極間に電界をかけると電子ビームは偏向され、電子ビーム束324の様にブランキング開口304によって遮断される。また、電子ビーム束323と電子光束324は、ブランキング開口304上(縮小電子光学系の物体面)で互いに異なる角度分布を有するので、図13(B)ように縮小電子光学系の瞳位置(図1のP)では電子ビーム束323と電子ビーム束324は互いに異なる領域に入射される。したがって、ブランキング開口304を設ける代わりに電子ビーム束323だけを透過させるブランキング開口304’を縮小電子光学系の瞳位置に設けても構わない。それにより補正電子光学系3を構成する他の要素電子光学系のブランキング開口と共用できる。
The electron beam made substantially parallel by the
また、ホロビーム(中空円筒ビーム)状の電子ビームは、中空でない電子ビーム(例えばガウスビーム)に比べ空間電荷効果が小さいので、電子ビームをウエハ上に集束してぼけの小さい光源像がウエハ上に形成できる。すなわち、各要素電子光学系からの電子ビームが縮小電子光学系4の瞳面Pを通過する際、瞳面上での電子ビームの電子密度分布を周辺部の電子密度が中央部の電子密度より大とせしめることにより、上記効果が得られる。そしてそのような瞳面P上での電子密度分布は、本実施例のように縮小電子光学系4の瞳面Pとほぼ共役位置に設けられた開口絞り320上の開口(中心部が遮光された開口)によって達成できる。
Further, since the space beam effect of a hollow electron beam (hollow cylindrical beam) is smaller than that of a solid electron beam (for example, a Gaussian beam), the electron beam is focused on the wafer and a light source image with a small blur is formed on the wafer. Can be formed. That is, when the electron beam from each element electron optical system passes through the pupil plane P of the reduction electron
〔要素電子光学系の他の実施例2〕
次に、図14(A)を用いて要素電子光学系の他の実施例2について説明する。同図中、図5または図13と同一構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
[
Next, another
図5の要素電子光学系と大きく異なる点は、開口絞り上の開口形状(図13(A)の開口絞りと同形状)、ブランキング電極がない点である。 The major differences from the elementary electron optical system in FIG. 5 are the aperture shape on the aperture stop (the same shape as the aperture stop in FIG. 13A) and the absence of a blanking electrode.
コンデンサーレンズ2で略平行にされた電子ビームは、開口絞り322を介し、ユニポテンシャルレンズ302によって、ブランキング開口304上に光源の中間像を形成する。この時、ユニポテンシャルレンズ302の中間電極を所定の電位にしておけば電子ビームは収斂され電子ビーム束330の様にブランキング開口304の開口を透過する。一方、ユニポテンシャルレンズ302の中間電極を他の電極の電位と同じにすると電子ビームは収斂されず、電子ビーム束331の様にブランキング開口304によって遮断される。ユニポテンシャルレンズ302の中間電極の電位を変化させることによりブランキングが制御できる。
The electron beam made substantially parallel by the
また、電子ビーム束331と電子ビーム束332は、ブランキング開口304上(縮小電子光学系の物体面)で互いに異なる角度分布を有するので、図14(B)ように縮小電子光学系の瞳位置(図1のP)では電子光束330と電子光束331は互いに異なる領域に入射される。したがって、ブランキング開口304を設ける代わりに電子ビーム束330だけを透過させるブランキング開口304’を縮小電子光学系の瞳位置に設けても構わない。それにより補正電子光学系3を構成する他の要素電子光学系のブランキング開口と共用できる。
Further, since the
〔露光系の構成要素説明〕
図15は本発明に係る電子ビーム露光装置の実施例2を示す図である。同図中、図1と同一構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
[Exposure system component description]
FIG. 15 is a
図15において、電子銃1の光源から放射される電子は、その前側焦点位置が前記光源位置にあるコンデンサーレンズ2によって略平行の電子ビームとなる。略平行な電子ビームは、図13で説明された要素電子光学系が光軸に直交する方向に複数配列して形成された要素電子光学系アレイ130(実施例1の補正電子光学系3に相当する)に入射し、複数の中間像を形成する。要素電子光学系アレイ130は、同一の電子光学特性を有する要素電子光学系が複数配列されたサブアレイが複数あり、少なくとも2つのサブアレイ間では、それぞれに属する要素電子光学系の電子光学特性が異なる。要素電子光学系アレイ130の詳細については後述する。
In FIG. 15, electrons emitted from the light source of the
140はサブアレイに入射する電子ビームを偏向(Z軸に対する傾き)させる偏向器であり、サブアレイ毎に設置されている。偏向器140の機能は、コンデンサーレンズ2の収差により異なる位置のサブアレイに入射する電子ビームの入射角の違いをサブアレイ毎に補正するものである。
150はサブアレイが形成する複数中間像の電子ビームを平行移動(X、Y方向)及び偏向(Z軸に対する傾き)する偏向器である。実施例1の91、92に相当するもので、その違いはサブアレイからの複数の電子ビームをまとめて平行移動及び偏向する点である。
要素電子光学系アレイ130によって形成された複数の中間像は、縮小電子光学系100と縮小電子光学系4によってウエハ5に縮小投影される。
The plurality of intermediate images formed by the element electron
本実施例では、露光装置を大型化せずにその縮小率を小さくする為に2段階の縮小を採用している。縮小電子光学系100は、縮小電子光学系4と同様に第1投影レンズ101と第2投影レンズ102よって構成されている。すなわち、縮小電子光学系4と縮小電子光学系100とで一つの縮小電子光学系を構成している。
In the present embodiment, two-stage reduction is adopted to reduce the reduction ratio without increasing the size of the exposure apparatus. The reduction electron
110は、リフォーカスコイルで、要素電子光学系アレイからの電子ビームの数が多くなると実質的に縮小電子光学系に入射するビームサイズが大きくなり、空間電荷効果により光源像にぼけが発生するので、これを補正するために、シーケンスコントローラ14から得たウエハに照射する光源像の数(offになるブランキング電極の数)に基づいて、フォーカス位置を制御するものである。
Reference numeral 110 denotes a refocusing coil. When the number of electron beams from the elementary electron optical system array increases, the beam size incident on the reduced electron optical system substantially increases, and blurring occurs in the light source image due to the space charge effect. In order to correct this, the focus position is controlled based on the number of light source images (the number of blanking electrodes which are turned off) to be irradiated on the wafer obtained from the
120は、縮小電子光学系100の瞳面に位置し、要素電子光学系アレイを構成する要素電子光学系の共通のブランキング開口であり、図13の304’に相当する。
次に、図16を用いて要素電子光学系アレイ130について説明する。同図は要素電子光学系アレイ130を電子銃1側から見た図である。
Next, the elementary electron
要素電子光学系アレイ130は、図13で説明された要素電子光学系を配列したもので、複数の開口とそれに対応するブランキング電極及びその配線が一つの基板上に形成されたブランキングアレイと、ユニポテンシャルレンズを構成する電極をインシュレータを介在させて一つの基板に積層させたレンズアレイとで構成され、各開口とそれに対応するユニポテンシャルレンズが向かい合うようにブランキングアレイとレンズアレイとを位置させ結合されている。
The element electron
130A〜130Gは、複数の要素電子光学系で構成されているサブアレイである。例えばサブアレイ130Aでは要素電子光学系130A−1から130A−16の16個の要素電子光学系が形成されている。そして一つのサブアレイ内では補正する収差量はほぼ同じか、許容範囲内であるので、要素電子光学系130A−1から130A−16のユニポテンシャルレンズは、同一開口電極形状で同一の電位が印可されている。よって電極に個別の電位を印可するための配線が不要となっている。但し、ブランキング電極は、実施例1同様個別の配線が必要である。
130A to 130G are subarrays composed of a plurality of element electron optical systems. For example, in the sub-array 130A, 16 element electron
もちろんサブアレイを更に複数のサブサブアレイに分け、サブサブアレイ毎に要素電子光学系の電子光学特性(焦点距離、非点収差、コマ収差等)を同一にしても良い。もちろんその時はサブサブアレイ毎に中間電極の配線が必要となる。 Of course, the sub-array may be further divided into a plurality of sub-sub-arrays, and the electron-optical characteristics (focal length, astigmatism, coma, etc.) of the elementary electron optical system may be the same for each sub-sub-array. Of course, at that time, wiring of an intermediate electrode is required for each sub-sub-array.
〔動作の説明〕
実施例1と異なる点に関し説明する。
[Description of operation]
The points different from the first embodiment will be described.
まず、露光システムの校正キャリブレーションをする場合、実施例1では、全ての光源像について、その光源像が予め決められた大きさになる位置(X,Y,Z)とその時の照射電流Iを検知していたが、本実施例では、サブアレイを代表する少なくとも1の光源像を検出する。その検出結果に基づいて、シーケンスコントローラは、サブアレイを代表する要素電子光学系の各光源像のXY方向の位置を予め決められた相対的位置関係に位置させる為に、光軸アライメント制御回路18を介して、偏向器150によりサブアレイ内の各中間像を縮小電子光学系の光軸と直交する方向に同じ量だけ平行移動させる。また、そのサブアレイを代表する要素電子光学系の各光源像のZ方向の位置を予め決められた範囲内に位置させる為に、フォーカス制御回路15を介して各サブアレイの中間電極の電位を設定しなおす。さらに、検出されたサブアレイ代表の要素電子光学系の照射電流を、同一のサブアレイ内の各要素電子光学系の照射電流として、メモリ19に記憶させる。
First, when the calibration calibration of the exposure system is performed, in the first embodiment, for all the light source images, the positions (X, Y, Z) where the light source images have a predetermined size and the irradiation current I at that time are determined. In this embodiment, at least one light source image representing the sub-array is detected. Based on the detection result, the sequence controller causes the optical axis
サブアレイ内の各要素電子光学系によってウエハ5上に形成される光源像は、図17に示すように、各要素電子光学系の走査フィールドを各基準位置(黒丸)を起点として同一の移動量を偏向器6により得て、各要素電子光学系の走査フィールドが隣接してウエハを露光する。すると、全てのサブアレイにより、図18のようにウエハを露光する。そして、偏光器7によりY方向にLyステップし、各要素電子光学系の走査フィールドを各基準位置(黒丸)を起点として同一の移動量を偏向器6により得て、ウエハを露光する。以上を4回繰り返すことに図19のように、各サブアレイの露光フィールドが隣接した露光フィールドが形成される。
As shown in FIG. 17, the light source image formed on the
〔露光系の構成要素説明〕
図20は本発明に係る電子ビーム露光装置の実施例3を示す図である。同図中、図1及び図15と同一構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
[Exposure system component description]
FIG. 20 is a
本実施例は実施例2に電子ビームを減速する電極もしくは加速する電極を少なくとも1つを付加した点と、光源形状を可変できる手段を設けた点である。 This embodiment is different from the second embodiment in that at least one electrode for decelerating or accelerating the electron beam is added, and a means for changing the shape of the light source is provided.
要素電子光学系アレイ130を構成する静電レンズであるユニポテンシャルレンズは、エネルギーの低い電子であればあるほど小型な電子レンズを達成出来る。
The unipotential lens, which is an electrostatic lens that constitutes the element electron
しかしながら、電子銃1からの電子ビームを多く取り出す為にアノード電圧を高める必要があり、その結果、電子銃からの電子はエネルギーが高くなることがある。そこで本実施例では、図中のDCEの様な減速用電極を電子銃1と要素電子光学系アレイ130との間にを設けている。減速用電極とはアノードに対して電位の低い電極であって、それにより要素電子光学系アレイ130に入射する電子のエネルギーを調整している。その形状は図中(A)のような要素電子光学系のそれぞれに対応した開口を有するタイプと図中(B)ようなサブアレイのそれぞれに対応した開口を有するタイプがある。
However, it is necessary to increase the anode voltage in order to extract more electron beams from the
縮小電子光学系(4、100)は、電子ビームのエネルギーが低いと空間電荷効果によりウエハ上での電子ビームの集束性が悪くなるので、ユニポテンシャルレンズからの電子ビームのエネルギーを高める(加速する)必要がある。そこで本実施例では、図中のACEの様な加速用電極を要素電子光学系アレイ130と縮小電子光学系(4、100)との間にを設けている。加速用電極とは要素電子光学系アレイに対して電位の高い電極であって、それにより縮小電子光学系(4、100)に入射する電子のエネルギーを調整している。減速用電極と同様に、その形状は図中(A)のような要素電子光学系のそれぞれに対応した開口を有するタイプと図中(B)ようなサブアレイのそれぞれに対応した開口を有するタイプがある。
The reduction electron optical system (4, 100) increases (accelerates) the energy of the electron beam from the unipotential lens because the space charge effect deteriorates the convergence of the electron beam on the wafer when the energy of the electron beam is low. )There is a need. Therefore, in this embodiment, an accelerating electrode such as ACE in the figure is provided between the elementary electron
実施例1、2および本実施例においても、光源像をウエハ上に転写し、走査することにより所望の露光パターンを形成している。その光源像の大きさは露光パターンの最小線幅の1/5から1/10に設定される。したがって、露光パターンの最小線幅によって光源の大きさを変更することにより、露光の為の光源像移動ステップの数を最小にできる。そこで本実施例では、図中の160のような光源形状整形の為の電子光学系を設けている。電子光学系160は、電子銃の光源S0を第1電子レンズ161によって光源像S1を形成し、第2電子レンズ162によって光源像S1の像S2を形成している。このような構成により、第1電子レンズ161と第2電子レンズ162の焦点距離のそれぞれを変更すれば、光源像S2の位置を固定してその大きさのみを変更できる。第1電子レンズ161と第2電子レンズ162の焦点距離は光源形状整形回路163によって制御される。
Also in the first and second embodiments and the present embodiment, a desired exposure pattern is formed by transferring a light source image onto a wafer and scanning. The size of the light source image is set to 1/5 to 1/10 of the minimum line width of the exposure pattern. Therefore, by changing the size of the light source according to the minimum line width of the exposure pattern, the number of light source image moving steps for exposure can be minimized. Therefore, in the present embodiment, an electron optical system for shaping the shape of the light source, such as 160 in the figure, is provided. In the electron
また光源像のS2位置に所望の形状を有する開口を設けることにより、光源の大きさばかりでなく形状も変更できる。 Further, by providing an opening having a desired shape at the position S2 of the light source image, not only the size but also the shape of the light source can be changed.
〔露光系の構成要素説明〕
図21は本発明に係る電子ビーム露光装置の実施例4を示す図である。同図中、図1、図15及び図20と同一構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
[Exposure system component description]
FIG. 21 is a
本実施例の電子ビーム露光装置は、ステンシルマスク型の露光装置である。すなわち、電子銃1からの電子ビームを照明領域を規定する開口を有する第1成形アパーチャ200により成形し、第1成形電子レンズ210(電子レンズ211、212で構成する)と成形偏向器220を用いてパターン透過孔を有するステンシルマスク230を照明する。そして、ステンシルマスク230の描画パターン要素を縮小電子光学系(4、100)によってウエハ5上に縮小投影している。
The electron beam exposure apparatus of the present embodiment is a stencil mask type exposure apparatus. That is, an electron beam from the
本実施例が従来のステンシルマスク型の露光装置と異なる点は、縮小電子光学系100の瞳近傍に、ステンシルマスク230からの電子ビームが瞳面を通過する際、瞳面上での電子ビームの電子密度分布を周辺部の電子密度が中央部の電子密度より大とせしめる絞りを設けたことである。すなわち図中(A)のような絞り中央部を遮蔽したホロビーム形成絞り240を設けている。すると図22のように、ステンシルマスクからの電子ビームはホロビームの電子密度分布になる。参考のため、従来のガウスビームの電子密度分布も図示する。
This embodiment is different from the conventional stencil mask type exposure apparatus in that, when the electron beam from the
〔要素電子光学系の他の実施例1〕で述べたように、ホロビームは従来のガウスビームに比べ空間電荷効果が小さいので、電子ビームをウエハ上に集束してぼけの小さい光源像がウエハ上に形成できる。また、ステンシルマスクを通過する電子ビームはステンシルマスク上に位置する光源と考えられる。すると、ステンシルマスクのパターンの形状を有する光源の像をウエハ上に形成する場合も、空間電荷効果が小さいので光源形状に忠実な光源像が形成できる。すなわち、ステンシルマスクのパターンに忠実な露光パターンがウエハ上に形成できる。
As described in [
本実施例では、縮小電子光学系100の瞳面近傍にホロビーム形成絞り240を設けたが、縮小電子光学系100の瞳と共役な位置、例えば第1成形レンズ210の瞳位置、光源S2の位置にホロビーム形成絞り240と同形状の絞りを設けても上記効果を達成できる。
In this embodiment, the hollow
また、電子銃の各電極の形状、電位を調整して、光源自体をホロビーム形状にしても良い。 Further, the shape and potential of each electrode of the electron gun may be adjusted so that the light source itself has a hollow beam shape.
もちろん、本実施例において、第1成形アパーチャ200を矩形開口にし、ステンシルマスクの代わり矩形開口を有する第2成形アパーチャを設置して、可変矩形ビーム型の露光装置に変更しても、同様の構成で同様の効果を達成できる。
Of course, in the present embodiment, the same configuration can be obtained even if the
次に上記説明した電子ビーム露光装置及び露光方法を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。 Next, an embodiment of a device production method using the above-described electron beam exposure apparatus and exposure method will be described.
図20は微小デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造のフローを示す。ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ2(露光制御データ作成)では設計した回路パターンに基づいて露光装置の露光制御データを作成する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意した露光制御データが入力された露光装置とウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷(ステップ7)される。
FIG. 20 shows a flow of manufacturing micro devices (semiconductor chips such as ICs and LSIs, liquid crystal panels, CCDs, thin-film magnetic heads, micro machines, etc.). In step 1 (circuit design), the circuit of the semiconductor device is designed. In step 2 (exposure control data creation), exposure control data of the exposure apparatus is created based on the designed circuit pattern. On the other hand, in step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the exposure apparatus and the wafer to which the prepared exposure control data has been input. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced in
図21は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では上記説明した露光装置によって回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ17(現像)では露光したウエハを現像する。ステップ18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。 FIG. 21 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. Step 14 (ion implantation) implants ions into the wafer. In step 15 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 16 (exposure), the circuit pattern is printed on the wafer by exposure using the above-described exposure apparatus. Step 17 (development) develops the exposed wafer. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. Step 19 (resist stripping) removes unnecessary resist after etching. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに製造することができる。 By using the manufacturing method of this embodiment, it is possible to manufacture a highly integrated semiconductor device, which was conventionally difficult to manufacture, at low cost.
1 電子銃
2 コンデンサーレンズ
3 補正電子光学系
31、32 要素電子光学系
4 縮小電子光学系
5 ウエハ
6 偏向器
7 ダイナミックフォーカスコイル
8 ダイナミックスティグコイル
91、92 偏向器
10 ファラデーカップ
11 XYZステージ
12 CPU
13 インターフェース
14 シーケンスコントローラ
15 フォーカス制御回路
16 ブランキング制御回路
17 駆動制御装置
18 光軸アライメント制御回路
19 メモリ
21 レーザ干渉系
130 要素電子光学系アレイ
160 光源形状整形の為の電子光学系
DCE 減速用電極
ACE 加速用電極
240 ホロビーム形成絞り
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記電子光学系の瞳面上での前記電子ビームの電子密度分布を周辺部の電子密度が中央部の電子密度より大とせしめる電子密度分布調整手段を有することを特徴とする電子ビーム露光装置。 An electron beam exposure apparatus having an electron beam source and an electron optical system for focusing an electron beam from the electron beam source on a surface to be exposed,
An electron beam exposure apparatus, comprising: an electron density distribution adjusting means for causing an electron density distribution of the electron beam on a pupil plane of the electron optical system to be higher in a peripheral portion than in a central portion.
前記電子ビーム源から放射された電子ビームを用いて被露光面上にパターンを投影する電子光学系と、
前記電子光学系の瞳面位置、または、前記電子光学系の瞳面位置と共役な位置で、通過する電子ビームの前記瞳面上での電子密度分布を調整する手段と、を備えることを特徴とする電子ビーム露光装置。 An electron beam source;
An electron optical system that projects a pattern on a surface to be exposed using an electron beam emitted from the electron beam source,
Means for adjusting the electron density distribution of the passing electron beam on the pupil plane at the pupil plane position of the electron optical system or at a position conjugate with the pupil plane position of the electron optical system. Electron beam exposure apparatus.
前記電子ビーム源から放射された電子ビームを用いて被露光面上にパターンを投影する電子光学系と、
前記電子光学系の瞳面、または、前記電子光学系の瞳面と共役な面で、前記電子光学系の光軸近傍を通過する電子を遮蔽する手段と、を備えることを特徴とする電子ビーム露光装置。 An electron beam source;
An electron optical system that projects a pattern on a surface to be exposed using an electron beam emitted from the electron beam source,
Means for shielding electrons passing near the optical axis of the electron optical system on a pupil plane of the electron optical system or a plane conjugate with the pupil plane of the electron optical system. Exposure equipment.
前記電子ビームから放射された電子ビームを用いて被露光面上にパターンを投影する電子光学系と、を備え、
前記電子光学系の瞳面位置、または、前記電子光学系の瞳面位置と共役な位置に、ホロビーム形成手段を設けたことを特徴とする電子ビーム露光装置。 An electron beam source;
An electron optical system that projects a pattern onto a surface to be exposed using an electron beam emitted from the electron beam,
An electron beam exposure apparatus, wherein a hollow beam forming means is provided at a pupil plane position of the electron optical system or at a position conjugate with the pupil plane position of the electron optical system.
複数の要素電子光学系を用いて、前記電子ビーム源から放射された電子ビームにより複数の中間像を形成する第1電子光学系と、
前記第1電子光学系で形成された中間像を被露光面上に投影する第2電子光学系と、を備え、
前記第1電子光学系は、前記要素電子光学系を通過する電子ビームの電子密度分布を調整する絞りを複数有することを特徴とする電子ビーム露光装置。 An electron beam source;
A first electron optical system that forms a plurality of intermediate images with an electron beam emitted from the electron beam source using a plurality of element electron optical systems;
A second electron optical system that projects an intermediate image formed by the first electron optical system onto a surface to be exposed,
The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the first electron optical system includes a plurality of stops for adjusting an electron density distribution of an electron beam passing through the elementary electron optical system.
14. A device manufacturing method, comprising: exposing a wafer using the electron beam exposure method according to claim 11; and developing the wafer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003417979A JP3728315B2 (en) | 2003-12-16 | 2003-12-16 | Electron beam exposure apparatus, electron beam exposure method, and device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003417979A JP3728315B2 (en) | 2003-12-16 | 2003-12-16 | Electron beam exposure apparatus, electron beam exposure method, and device manufacturing method |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04587896A Division JP3647128B2 (en) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | Electron beam exposure apparatus and exposure method thereof |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004153294A true JP2004153294A (en) | 2004-05-27 |
JP2004153294A5 JP2004153294A5 (en) | 2005-07-07 |
JP3728315B2 JP3728315B2 (en) | 2005-12-21 |
Family
ID=32464021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003417979A Expired - Fee Related JP3728315B2 (en) | 2003-12-16 | 2003-12-16 | Electron beam exposure apparatus, electron beam exposure method, and device manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3728315B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5175713B2 (en) * | 2007-03-02 | 2013-04-03 | 株式会社アドバンテスト | Multi-column electron beam exposure mask, electron beam exposure apparatus and exposure method using multi-column electron beam exposure mask |
JP2014127568A (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Nuflare Technology Inc | Charged particle beam drawing device |
JP2018513543A (en) * | 2016-04-13 | 2018-05-24 | エルメス マイクロビジョン, インコーポレーテッドHermes Microvision Inc. | Multiple charged particle beam equipment |
-
2003
- 2003-12-16 JP JP2003417979A patent/JP3728315B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5175713B2 (en) * | 2007-03-02 | 2013-04-03 | 株式会社アドバンテスト | Multi-column electron beam exposure mask, electron beam exposure apparatus and exposure method using multi-column electron beam exposure mask |
JP2014127568A (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Nuflare Technology Inc | Charged particle beam drawing device |
JP2018513543A (en) * | 2016-04-13 | 2018-05-24 | エルメス マイクロビジョン, インコーポレーテッドHermes Microvision Inc. | Multiple charged particle beam equipment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3728315B2 (en) | 2005-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3647128B2 (en) | Electron beam exposure apparatus and exposure method thereof | |
US6323499B1 (en) | Electron beam exposure apparatus and method, and device manufacturing method | |
US6472672B1 (en) | Electron beam exposure apparatus and its control method | |
US6137113A (en) | Electron beam exposure method and apparatus | |
US5981954A (en) | Electron beam exposure apparatus | |
JP3796317B2 (en) | Electron beam exposure method and device manufacturing method using the same | |
KR100495651B1 (en) | Charged particle beam exposure apparatus, device manufacturing method, and charged particle beam applied apparatus | |
JP3647136B2 (en) | Electron beam exposure system | |
JPH10214779A (en) | Electron beam exposure method and fabrication of device using that method | |
US8933425B1 (en) | Apparatus and methods for aberration correction in electron beam based system | |
JP3913250B2 (en) | Electron beam exposure apparatus and exposure method therefor | |
JP3647143B2 (en) | Electron beam exposure apparatus and exposure method therefor | |
JP3728315B2 (en) | Electron beam exposure apparatus, electron beam exposure method, and device manufacturing method | |
JP4143204B2 (en) | Charged particle beam exposure apparatus and device manufacturing method using the apparatus | |
JP3832914B2 (en) | Electron beam exposure apparatus and device manufacturing method using the apparatus | |
JP3976835B2 (en) | Electron beam exposure method and electron beam exposure apparatus | |
JP3673608B2 (en) | Electron beam illumination apparatus and electron beam exposure apparatus equipped with the apparatus | |
JP4006054B2 (en) | Electron beam exposure system | |
JPH09330680A (en) | Electron beam exposing device and electron beam exposing method | |
JPH10321509A (en) | Method and device for electron beam exposure | |
JPH10308340A (en) | Electron beam exposing method and device | |
JPH10214778A (en) | Electron beam aligner and alleging method | |
JPH09330868A (en) | Electron beam exposure method and manufacture of device using it | |
JPH10321508A (en) | Method and device for electron beam exposure | |
JPH09330869A (en) | Position detector and electron beam aligner with it |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20041111 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050107 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050131 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050331 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050916 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050930 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091007 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091007 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101007 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101007 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111007 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111007 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121007 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131007 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |