JP2008027686A - 偏向器アレイ、露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 偏向器アレイを構成する偏向器の電極の配列の向きを変えることにより、偏向器アレイを構成する偏向器の中心同士の間の距離の最小値に対して電極の長さを長くし、奇数列の偏向器と偶数列の偏向器200aが、電極213aの長手方向に1個づつ互いにずれて配置され、最も近くに配置される偏向器213aの中心同士を結ぶ方向と、荷電ビームが偏向される方向300とが垂直以外に形成される。
【選択図】図1
Description
特に、複数の荷電ビームを用いてパターン描画を行う荷電ビーム露光装置に用いる偏向器アレイ、その偏向器アレイを有する露光装置、その露光装置を用いるデバイス製造方法に関するものである。
さらに、図11の平面図に示されるように最近接して位置する偏向器200の中心同士により形成される方向221と偏向器200の対向する電極213によって荷電ビームが偏向される方向300とが垂直になるようにアレイ化されて配列される。 この結果、偏向器200の中心同士により形成される方向221aと偏向器200の対向する電極213によって荷電ビームが偏向される方向300とは平行になる。
この場合、偏向器200を構成する電極213の長さLは方向221において最近接して位置する偏向器200の中心同士の間の距離の最小値Dよりも長くすることができない。
さらに、複数の荷電ビームを用いてパターン描画を行う荷電ビーム露光装置に使用される偏向器アレイの偏向器200は、荷電ビームのピッチ、例えば、数十ミクロンから数百ミクロンのピッチにより配置される必要がある。
このため、偏向器200の電極213の長さを十分に確保できず、偏向収差が大きくなる。
しかし、荷電ビーム露光装置において、偏向器アレイの偏向器200により偏向した荷電ビームを露光に使用する場合には、偏向収差を低減し、高い描画精度と信頼性を有する必要がある。
この偏向器アレイの偏向器200の偏向収差を低減するためには、対向する電極213が長い程、効果的である。
このため、例えば、特開平7−297107号公報(特許文献1)にて信号遅延量の均一化を図るため偏向器の配列を変更するという従来例が提案されている。
前記基板に形成される開口と、
前記開口の側壁に対向して配置される電極と、を有し、荷電ビームを偏向する偏向器が複数列配列される偏向器アレイであって、
奇数列の偏向器と偶数列の前記偏向器が、前記電極の長手方向に1個づつ互いにずれて配置され、
最も近くに配置される前記偏向器の中心同士を結ぶ方向と、前記荷電ビームが偏向される方向とが垂直以外に形成されることを特徴とする。
さらに、本発明の偏向器アレイは、最も近くに配置される前記偏向器の中心同士を結ぶ方向が、前記荷電ビームが偏向される方向に対して45度の角度を形成する。
さらに、本発明の偏向器アレイは、最も近くに配置される前記偏向器の中心同士を結ぶ方向が、前記荷電ビームが偏向される方向に対して63.4度の角度を形成する。
さらに、本発明の偏向器アレイは、前記電極の長手方向の長さが、最も近くに配置される前記偏向器の中心同士の間の距離の最小値以上であることを特徴とする。
さらに、本発明の偏向器アレイは、前記荷電ビームが偏向される方向と、前記電極の長手方向とは垂直に形成されることを特徴とする。
さらに、本発明の偏向器アレイは、前記電極の長手方向に互いに直線状あるいは互いに対称に曲線状に前記電極は形成されることを特徴とする。
前記荷電ビームを放射する荷電粒子源と、
前記荷電粒子源の複数の中間像を形成する第1の電子光学系と、
前記第1の電子光学系によって形成される複数の中間像をウエハ上に投影する第2の電子光学系と、
前記ウエハを保持し駆動して位置決めする位置決め装置と、を有し、
前記第1の電子光学系が、前記偏向器アレイを有する。
さらに、本発明のデバイス製造方法は、前記露光装置を用いてウエハを露光する工程と、
前記ウエハを現像する工程と、を備えることを特徴とする。
このため、最も近接して配置される偏向器の中心同士の間の距離の最小値に対して電極の長さを長くでき、偏向収差を低減できる。
さらに、本発明による露光装置によれば、本発明の偏向器アレイを使用するため、偏向器アレイの偏向器による偏向収差を低減し、高い描画精度と信頼性を実現することができる。
開口212aは、基板211に形成される。電極213aは、開口212aの側壁に対向して配置され、荷電ビームを偏向する偏向器200a、200jが複数列配列される。
奇数列の電極と偶数列の偏向器200a,200jが、電極213aの長手方向に1個づつ互いにずれて配置される。
さらに、最も近くに配置される偏向器200aと偏向器200jの中心同士を結ぶ方向231、232と、荷電ビームが偏向される方向300とが垂直以外に形成されて配置される。
このような配置にすることにより、電極213aの長手方向の長さを、最も近くに配置される偏向器200a,200jの中心同士の間の距離の最小値以上にすることができる。
このため、この本発明の実施例1の偏向器アレイによって偏向される荷電ビームの偏向収差を低減することができる。
ここで、荷電ビームが偏向される方向300と、電極213aの長手方向とは垂直に形成される。
また、電極213aの長手方向に互いに対称に曲線状に電極213aは形成されるが、後述する本発明の実施例3の偏向器アレイのように互いに直線状に形成してもよい。
また、この実施例1の偏向器アレイを電子ビーム露光装置に適用することで、高い描画精度と信頼性を実現できる。
偏向器200bの中心と、最も近接して配置される偏向器200c、200d、200e、200fの中心同士を結ぶ方向246、247と荷電ビームが偏向される方向300が約45度の角度となるように形成される。
実施例2の偏向器アレイにおいては、偏向器200b、200c、200d、200e、200fの電極213aの長手方向の長さを、偏向器200bの中心と偏向器200c、200d、200e、200fの中心の間の距離の最小距離の√2倍程度に長くすることができる。
このため、偏向収差が小さい偏向器アレイを得ることができる。
また、この実施例2の偏向器アレイも電子ビーム露光装置に適用することで、高い描画精度と信頼性を実現できる。
偏向器200gの中心と、最も近くに配置される偏向器200hの中心同士を結ぶ方向291、292のいずれかと、荷電ビームが偏向される方向300が約63.4度の角度を形成する。
この実施例3の偏向器アレイにおいては、偏向器200g、200hの電極213bの長さを、偏向器200gの中心と、最も近くに配置される偏向器200hの中心とを結ぶ最小距離の√5倍程度に長くすることができる。
このため、偏向収差が小さい偏向器アレイを得ることができる。
また、この実施例3の偏向器アレイも電子ビーム露光装置に適用することで、高い描画精度と信頼性を実現できる。
なお、以下の例は荷電ビームとして電子ビームを採用した露光装置であるが、本発明は、イオンビーム等の他の種類の荷電ビームを用いた露光装置にも同様に適用できる。
図4の要部概略図を参照して、本発明の偏向器アレイを用いた電子ビーム露光装置を説明する。
マルチソースモジュール1は、その電子源像(荷電粒子源)から電子ビームを放射し複数の電子源像を形成する装置である。
マルチソースモジュール1は、3x3に配列され、その詳細については後述する。
電子光学系を構成する磁界レンズアレイ21、22、23、24は、3x3に配列された同一形状の開口を有する磁性体円板MDを間隔を置いて上下に配置し、共通のコイルCCによって励磁したものである。
その結果、各開口部分が各磁界レンズMLの磁極となり、設計上レンズ磁界を発生させる。
各マルチソースモジュール1の複数の電子源像は、磁界レンズアレイ21、22、23、24の対応する4つの磁界レンズML1、ML2、ML3、ML4によって、ウエハ4上に投影される。
すなわち、本実施例においては、9カラム(col.1〜col.9)の構成である。
この時、磁界レンズアレイ21と磁界レンズアレイ22の対応する2つの磁界レンズで、一度、像を形成し、次にその像を磁界レンズアレイ23と磁界レンズアレイ24の対応する2つの磁界レンズでウエハ4上に投影する。
磁界レンズアレイ21、22、23、24のそれぞれの励磁条件を共通コイルで個別に制御することにより、各カラムの光学特性(焦点位置、像の回転、倍率)のそれぞれを一様に言い換えれば同じ量だけ調整することができる。
主偏向器3は、マルチソースモジュール1からの複数の電子ビームを偏向させて、複数の電子源像をウエハ4上でX、Y方向に変位させる位置決め装置である。
ステージ5は、ウエハ4を載置し、光軸AX(Z軸)と直交するXY方向とZ軸回りの回転方向に移動可能な位置決め装置で、ステージ基準板6が固設される。
反射電子検出器7は、電子ビームによってステージ基準板6上のマークが照射された際に生じる反射電子を検出する装置である。
電子銃が形成する電子源101(荷電粒子源)は、電子ビームを放射し、クロスオーバ像を形成するものである。
この電子源101から放射される電子ビームは、電子光学系を構成するコンデンサーレンズ102によって平行な電子ビーム101あとなる。
本実施例のコンデンサーレンズ102は、3枚の開口電極からなる静電レンズである。
アパーチャアレイ103は、開口が2次元配列して形成された、104は、同一の光学パワーを有する静電レンズが2次元配列して形成された電子光学系を構成するレンズアレイである。
電子光学系を構成する偏向器アレイ105、106は、個別に駆動可能な静電の偏向器が2次元配列して形成される装置である。
電子光学系を構成するブランカーアレイ107は、個別に駆動可能な静電のブランカーが2次元配列して形成された装置である。
本発明の偏向器アレイは偏向器アレイ105、106、ブランカーアレイ107に使用できる。
コンデンサーレンズ102からの平行な電子ビームは、アパーチャアレイ103によって複数の電子ビームに分割される。
分割された電子ビームは、対応するレンズアレイ104の静電レンズを介して、ブランカーアレイ107の対応するブランカー上に、電子源(荷電粒子源)の中間像を形成する。
この時、偏向器アレイ105、106は、ブランカーアレイ107上に形成される電子源の中間像の位置(光軸と直交する面内の位置)を個別に調整する。
また、ブランカーアレイ107で偏向された電子ビームは、図5のブランキングアパーチャAPによって遮断されるため、ウエハ4には照射されない。
一方、ブランカーアレイ107で偏向されない電子ビームは、図5のブランキングアパーチャAPによって遮断されないため、ウエハ4には照射される。
この時、複数の中間像がウエハ4に投影される際の光学特性のうち、像の回転、倍率は、ブランカーアレイ上の各中間像の位置を調整できる偏向器アレイ105、106で調整でき、焦点位置は、カラム毎に設けられたダイナミックフォーカスレンズ(静電若しくは磁界レンズ)108、109で調整できる。
ブランカーアレイ制御回路41は、ブランカーアレイ107を構成する複数のブランカーを個別に制御する回路である。
偏向器アレイ制御回路42は、偏向器アレイ104、105を構成する偏向器を個別に制御する回路である。
D_FOCUS制御回路43は、ダイナミックフォーカスレンズ108、109を個別に制御する回路である。
主偏向器制御回路44は、主偏向器3を制御する回路である。
反射電子検出回路45は、反射電子検出器7からの信号を処理する回路である。
これらのブランカーアレイ制御回路41、偏向器アレイ制御回路42、D_FOCUS制御回路43、主偏向器制御回路44、反射電子検出回路45は、カラムの数(col.1〜col.9)と同じ数だけ装備される。
磁界レンズアレイ制御回路46は、磁界レンズアレイ21、22、23、24のそれぞれの共通コイルを制御する回路である。
ステージ駆動制御回路47は、ステージの位置を検出する不図示のレーザ干渉計と共同してステージ5を駆動制御する制御回路である。
主制御系48は、上記複数の制御回路を制御し、電子ビーム露光装置全体を管理する装置である。
なお、本発明の実施例1の偏向器アレイも本実施例と同様に電子ビーム露光装置に適用でき、高い描画精度と信頼性を実現できる。
図8は、デバイス(ICやLSIなどの半導体チップ、LCD、CCD等)の製造を説明するためのフローチャートである。
ここでは、半導体チップの製造方法を例に説明する。
ステップS1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行う。
ステップS2(マスク製作)では設計した回路パターンに基づいてマスクを製作する。
ステップS3(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S4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、マスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。
ステップS5(組み立て)は、後工程と呼ばれ、ステップS4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)等の組み立て工程を含む。
ステップS6(検査)では、ステップS5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う。
こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、それが出荷(ステップS7)される。
ステップS12(CVD)では、ウエハの表面に絶縁膜を形成する。
ステップS14(イオン打ち込み)では、ウエハにイオンを打ち込む。
ステップS15(レジスト処理)では、ウエハに感光剤を塗布する。
ステップS16(露光)では、露光装置によってマスクの回路パターンをウエハに露光する。
ステップS17(現像)では、露光したウエハを現像する。
ステップS18(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S19(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。
213a 電極 L:電極の長さ
D:最も近くに配置される偏向器の中心同士の距離の最小値
231,232,246,247,291,292 最も近くに配置される偏向器の中心同士を結ぶ方向
300 偏向器によって荷電ビームが偏向される方向
200a,200b,200c,200d,200e,200f,200g,200h,200j 偏向器
1:マルチソースモジュール
21、22、23、24:磁界レンズアレイ
3:主偏向器 4:ウエハ 5:ステージ
6:ステージ基準板 101:電子源 102:コンデンサーレンズ
103:アパーチャアレイ 104:レンズアレイ
105、106:偏向器アレイ 107:ブランカーアレイ
108、109:ダイナミックフォーカスレンズ
41:ブランカーアレイ制御回路 42:偏向器アレイ制御回路
43:D_FOCUS制御回路 44:主偏向制御回路
45:反射電子検出回路 46:磁界レンズアレイ制御回路
47:ステージ駆動制御回路 48:主制御系
MLA:磁界レンズアレイ ML:磁界レンズ
MD:磁性体円板 CC:共通コイル
Claims (8)
- 基板と、
前記基板に形成される開口と、
前記開口の側壁に対向して配置される電極と、を有し、荷電ビームを偏向する偏向器が複数列配列される偏向器アレイであって、
奇数列の偏向器と偶数列の前記偏向器が、前記電極の長手方向に1個づつ互いにずれて配置され、
最も近くに配置される前記偏向器の中心同士を結ぶ方向と、前記荷電ビームが偏向される方向とが垂直以外に形成されることを特徴とする偏向器アレイ。 - 最も近くに配置される前記偏向器の中心同士を結ぶ方向が、前記荷電ビームが偏向される方向に対して45度の角度を形成することを特徴とする請求項1記載の偏向器アレイ。
- 最も近くに配置される前記偏向器の中心同士を結ぶ方向が、前記荷電ビームが偏向される方向に対して63.4度の角度を形成することを特徴とする請求項1記載の偏向器アレイ。
- 前記電極の長手方向の長さが、最も近くに配置される前記偏向器の中心同士の間の距離の最小値以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の偏向器アレイ。
- 前記荷電ビームが偏向される方向と、前記電極の長手方向とは垂直に形成されることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の偏向器アレイ。
- 前記電極の長手方向に互いに直線状あるいは互いに対称に曲線状に前記電極は形成されることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の偏向器アレイ。
- 荷電ビームを用いてウエハを露光する露光装置であって、
前記荷電ビームを放射する荷電粒子源と、
前記荷電粒子源の複数の中間像を形成する第1の電子光学系と、
前記第1の電子光学系によって形成される複数の中間像をウエハ上に投影する第2の電子光学系と、
前記ウエハを保持し駆動して位置決めする位置決め装置と、を有し、
前記第1の電子光学系が、請求項1から6のいずれかに記載の偏向器アレイを有することを特徴とする露光装置。 - 請求項7記載の露光装置を用いてウエハを露光する工程と、
前記ウエハを現像する工程と、を備えることを特徴とするデバイス製造方法。
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