JP2009152645A - 電子ビーム照明装置、および該照明装置を用いた電子ビーム露光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電子源の電子放出表面には電子放射効率の異なる照射有効領域2と照射制限領域1が形成されている。照明有効領域2は電子ビーム露光法において、露光に寄与する有効な電子放射領域であり、照射制限領域1は露光には直接寄与せず、制限されていなければ電子銃またはカラム内のアパーチャ電極で遮蔽される電子ビームを放射する領域である。
【選択図】 図1
Description
まず、電子ビーム照明原理を一例を挙げて説明する。
J=AT2exp(−W/kT)
J:電流密度A:Richardsonの式の定数T:熱カソードの絶対温度W:カソード表面の仕事関数k:Boltzman定数そこで、電子放射表面において、電子放射効率の高い照射有効領域の仕事関数をWa、その効率の低い照射制限領域の仕事関数をWbとすると、両領域の仕事関数の差は、
ΔW=Wb−Wa両領域の電子放出効率の比Rは、
R=Jb/Ja=exp(−ΔW)
で示すことが出来る。
ΔW=(WC−WLaB6)=2.0eV
両領域の電子放出効率の比は、
R=JC/JLaB6=0.14
となり、照射有効領域と照射制限領域の電子放出効率に有効な差をつけることが出来る。しかも、炭素は、LaB6 に対して高温でも反応しない、安定な材料であることから、熱的安定性の高い装置が提供できる。
ΔW=(WC−WTh-W)=1.4eV
両領域の電子放出効率の比は、
R=JC/JTh-W=0.07
となり、高融点金属材料を熱電子源とした場合でも有効であることが分かる。
次に、電子ビーム露光方式の露光領域に適合した本発明による電子放出表面の構造と、その特性、および適用装置例について図面を用いて説明する。
2 照明有効領域
3 LaB6単結晶
4 レジスト
5 レジストパターン部
6 低電子放出効率材料
7a 電子源
8 ウエネルト電極
9 接地電極
10a,10b,10e アパーチャ
10c 矩形アパーチャ
10d 円弧形状アパーチャ
11a 第1照明レンズ
11b 第2照明レンズ
12a 第1投影レンズ
12b 第2投影レンズ
15 電子ビームマスク
16 ウエハ
17 ステージ
EB 電子ビーム
SB マスク面上の矩形ビーム
CB マスク面上の円弧ビーム
Claims (13)
- 電子放出面から電子を発生し、該電子を加速する電子銃を備え照射領域に照射する電子ビーム照明装置において、前記電子銃は熱電子源を有し、該電子源の電子放出面は、前記照射領域に対応した照射有効領域と照射制限領域とから成り、且つ、該照射有効領域と照射制限領域の表面は、電子放出効率の異なる材料からなることを特徴とする電子ビーム照明装置。
- 前記電子放出面において、電子放出効率の差が仕事関数の差であり、前記照射制限領域の仕事関数が、前記照射有効領域の仕事関数より、1.0eV以上大きいことを特徴とする請求項1に記載の電子ビーム照明装置。
- 前記電子放出面において、前記照射有効領域が電子放出効率の高い硼化ランタンであり、前記照射制限領域が、前記照射有効領域の材料と高温で反応することのない、炭素またはそれを含んだ材料からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子ビーム照明装置。
- 前記電子放出面の照射有効領域と照射制限領域が共に高融点金属からなり、照射有効領域の材料が、単原子層陰極材料からなり、照射制限領域が、W、またはPt、Pdからなることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子ビーム照明装置。
- 前記照射制限領域の表面材料を、蒸着、イオンビームスパッタ、またはイオンプレーティングによって形成することで、前記照射制限領域の表面が形成されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の電子ビーム照明装置。
- 前記照射制限領域の表面材料を、イオン注入の手段によって形成することで、前記照射制限領域の表面が形成されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の電子ビーム照明装置。
- 前記電子放出面が平面形状であって、表面の周囲に前記照射制限領域を配置した形状であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の電子ビーム照明装置。
- 前記電子放出面が平面形状であって、表面に前記照射有効領域をリング状、または部分円弧に形成した形状であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の電子ビーム照明装置。
- 前記電子放出面が平面形状であって、表面に前記照射有効領域を直線に形成した形状であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の電子ビーム照明装置。
- 前記電子放出面が凹形状であって、最表面に前記照射有効領域をリング状、または円弧状に備え、その照射有効領域の周囲に前記照射制限領域を備えた形状であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の電子ビーム照明装置。
- 前記電子放出面が凸または凹の曲面形状であって、表面に前記照射有効領域をリング状、または円弧状に備え、その照射有効領域の周囲に前記照射制限領域を備えた形状である請求項1から6のいずれか1項に記載の電子ビーム照明装置。
- 前記電子放出面に前記照射有効領域が離散的に配置されたことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の電子ビーム照明装置。
- 請求項7から12のいずれか1項に記載の電子ビーム照明装置を用いた電子ビーム露光装置。
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