JP2625369B2 - 電子ビーム露光装置 - Google Patents
電子ビーム露光装置Info
- Publication number
- JP2625369B2 JP2625369B2 JP32250993A JP32250993A JP2625369B2 JP 2625369 B2 JP2625369 B2 JP 2625369B2 JP 32250993 A JP32250993 A JP 32250993A JP 32250993 A JP32250993 A JP 32250993A JP 2625369 B2 JP2625369 B2 JP 2625369B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aperture
- electron beam
- electron
- electrons
- beam exposure
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可変矩形あるいは半導
体集積回路等パターンの一部あるいは全部の形状等に成
形された電子ビームを用いる電子ビーム露光装置に関す
るものである。
体集積回路等パターンの一部あるいは全部の形状等に成
形された電子ビームを用いる電子ビーム露光装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】電子ビーム露光装置では電子銃のチップ
として六ホウ化ランタン（ＬａＢ6 ）やタングステン
（Ｗ）等が用いられる。単結晶ＬａＢ6 は仕事関数が低
く、かつ高温での蒸気圧が低いので、高電流、長寿命で
電子銃として適しているが、ビームの強度分布が均一で
ない欠点がある。これはチップの先端形状が曲面であっ
たり、加熱源に近い部分の温度が高いなどチップ内に温
度分布が存在するからである。さらに、電子銃から放射
された電子は飛行中にその電荷に起因するボアシュ効果
のため、色収差が大きくなる。このボアシュ効果とは、
電子が軸方向に進む間にビーム内の電子の衝突により、
軸方向のエネルギー分散が増加することにより生じる。
このエネルギーの分散、すなわち色収差によるフォーカ
スポイントのずれによりビーム形状の乱れが生じる。以
上のような現象は電子ビーム露光装置の解像力を低下さ
せる要因となっている。
として六ホウ化ランタン（ＬａＢ6 ）やタングステン
（Ｗ）等が用いられる。単結晶ＬａＢ6 は仕事関数が低
く、かつ高温での蒸気圧が低いので、高電流、長寿命で
電子銃として適しているが、ビームの強度分布が均一で
ない欠点がある。これはチップの先端形状が曲面であっ
たり、加熱源に近い部分の温度が高いなどチップ内に温
度分布が存在するからである。さらに、電子銃から放射
された電子は飛行中にその電荷に起因するボアシュ効果
のため、色収差が大きくなる。このボアシュ効果とは、
電子が軸方向に進む間にビーム内の電子の衝突により、
軸方向のエネルギー分散が増加することにより生じる。
このエネルギーの分散、すなわち色収差によるフォーカ
スポイントのずれによりビーム形状の乱れが生じる。以
上のような現象は電子ビーム露光装置の解像力を低下さ
せる要因となっている。
【０００３】ところで、従来、電子ビームを任意の形状
に整形するべく第２アパチャは図４に示すようにチャー
ジアップ効果を防止するために電気的にはグランド電位
に落とされている。
に整形するべく第２アパチャは図４に示すようにチャー
ジアップ効果を防止するために電気的にはグランド電位
に落とされている。
【０００４】あるいは、従来、均一な強度のビームを得
る手段として電子銃の引き出し電極にある一定の電圧を
印加する方法が提案されている（特開平２−３０６６１
４号公報）。
る手段として電子銃の引き出し電極にある一定の電圧を
印加する方法が提案されている（特開平２−３０６６１
４号公報）。
【０００５】これは図５に示すように、カソードとカッ
ティングアパチャとアノードを備える電子銃であって、
アノードはグランド電位、カソードは負の電位に、ま
た、カッティングアパチャにはカソードとアノード間の
電界が均一になるように電位が設定されている。電子は
電界と直角に飛行するため、電子ビーム１３は図のよう
に平行になる。また、ＬａＢ6 チップの表面は平坦化さ
れており、さらにカッティングアパチャは電子ビームの
比較的強度分布の均一な中心部分のみを選択的に通過さ
せるよう配置してある。
ティングアパチャとアノードを備える電子銃であって、
アノードはグランド電位、カソードは負の電位に、ま
た、カッティングアパチャにはカソードとアノード間の
電界が均一になるように電位が設定されている。電子は
電界と直角に飛行するため、電子ビーム１３は図のよう
に平行になる。また、ＬａＢ6 チップの表面は平坦化さ
れており、さらにカッティングアパチャは電子ビームの
比較的強度分布の均一な中心部分のみを選択的に通過さ
せるよう配置してある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、たとえ
均一な強度の電子ビームを電子源である電子銃で得たと
しても、電子はその後被露光物まで長距離飛行を続ける
ため、その途中でのビームの広がりや、さらには色収差
に起因する形状の乱れは避けられない。このようなビー
ムの広がりや色収差は電子ビーム露光装置の解像力を低
下させる要因となる。
均一な強度の電子ビームを電子源である電子銃で得たと
しても、電子はその後被露光物まで長距離飛行を続ける
ため、その途中でのビームの広がりや、さらには色収差
に起因する形状の乱れは避けられない。このようなビー
ムの広がりや色収差は電子ビーム露光装置の解像力を低
下させる要因となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】従来、第２アパチャは電
気的にはグランド電位に落とされている。そのため、電
子光学的には、アパチャの開口は機械的穴にすぎず、単
に該アパチャの開口部でビームを選択的に通過させた任
意のパターンに成形するのみである。そのため、該アパ
チャには乱れたビーム形状を整形する効果や色周差を低
減する効果はない。
気的にはグランド電位に落とされている。そのため、電
子光学的には、アパチャの開口は機械的穴にすぎず、単
に該アパチャの開口部でビームを選択的に通過させた任
意のパターンに成形するのみである。そのため、該アパ
チャには乱れたビーム形状を整形する効果や色周差を低
減する効果はない。
【０００８】そこで、第２アパチャにバイアス電圧を印
加し、ビーム絞り込み、整形すると共に、低エネルギー
の電子を該第２アパチャで吸収することにより色周差を
低減し解像力の向上を図る。
加し、ビーム絞り込み、整形すると共に、低エネルギー
の電子を該第２アパチャで吸収することにより色周差を
低減し解像力の向上を図る。
【０００９】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１および図２は本発明の実施例を説明するための
図である。
る。図１および図２は本発明の実施例を説明するための
図である。
【００１０】１はサーマルタイプの電子銃であり、Ｌａ
Ｂ6 チップがよく用いられる。電子銃１は約１５００℃
に加熱されている。２はグリッドで電源７により電子銃
１に対して制御電圧である正の高電圧が印加されてい
る。さらに、アノード２には電源７により電子銃１に対
して加速電圧と呼ばれる正の高電圧が印加されている。
１１は可変成形用アパチャである。６は第２アパチャで
所望のパターン通りに開口されている。この第２アパチ
ャにはバイアス電源８より電圧が印加されている。
Ｂ6 チップがよく用いられる。電子銃１は約１５００℃
に加熱されている。２はグリッドで電源７により電子銃
１に対して制御電圧である正の高電圧が印加されてい
る。さらに、アノード２には電源７により電子銃１に対
して加速電圧と呼ばれる正の高電圧が印加されている。
１１は可変成形用アパチャである。６は第２アパチャで
所望のパターン通りに開口されている。この第２アパチ
ャにはバイアス電源８より電圧が印加されている。
【００１１】ここでさらに図を用いながら詳しく説明す
る。実施例１において、電子銃１のＬａＢ6 チップは約
１５００℃に加熱されており、熱電子が放出される。電
子銃１から放出された熱電子は、電源７により電子銃１
に対して正の高電圧が印加されているグリッド２を通っ
た後クロスオーバーを作る。さらに、アノード１０には
高圧の加速電圧が印加されており、これによる電界で電
子が加速され被露光物すなわち多くの場合はウェハに向
けて飛行する。つぎに、電子はまず矩形成形用アパチャ
１１により矩形等に成形される。矩形成形用アパチャ１
１を通過した電子はその後、電子レンズ３および偏向器
４により収束および偏向され、半導体素子の一部あるい
は全部のパターン通りの開口された第２アパチャ６を通
過することにより、所望のパターンに成形される。この
第２アパチャにはバイアス電源８より例えば正のバイア
ス電圧が印加されている。電子は負の電荷を帯びている
ため、低いエネルギーを持った電子はこの第２アパチャ
６にクーロン引力により吸収され、結果として色収差が
低減される。
る。実施例１において、電子銃１のＬａＢ6 チップは約
１５００℃に加熱されており、熱電子が放出される。電
子銃１から放出された熱電子は、電源７により電子銃１
に対して正の高電圧が印加されているグリッド２を通っ
た後クロスオーバーを作る。さらに、アノード１０には
高圧の加速電圧が印加されており、これによる電界で電
子が加速され被露光物すなわち多くの場合はウェハに向
けて飛行する。つぎに、電子はまず矩形成形用アパチャ
１１により矩形等に成形される。矩形成形用アパチャ１
１を通過した電子はその後、電子レンズ３および偏向器
４により収束および偏向され、半導体素子の一部あるい
は全部のパターン通りの開口された第２アパチャ６を通
過することにより、所望のパターンに成形される。この
第２アパチャにはバイアス電源８より例えば正のバイア
ス電圧が印加されている。電子は負の電荷を帯びている
ため、低いエネルギーを持った電子はこの第２アパチャ
６にクーロン引力により吸収され、結果として色収差が
低減される。
【００１２】さらに実施例２においては、第２アパチャ
２の上部に電気的にグランド電位に落とされた平行平板
電極５を設け、第２アパチャ２にバイアス電源８より直
流バイアス電圧を印加している。このとき、平行平板電
極５と第２アパチャの間の電界により得られる静電レン
ズ効果のためビームは収束され形状が整形される。
２の上部に電気的にグランド電位に落とされた平行平板
電極５を設け、第２アパチャ２にバイアス電源８より直
流バイアス電圧を印加している。このとき、平行平板電
極５と第２アパチャの間の電界により得られる静電レン
ズ効果のためビームは収束され形状が整形される。
【００１３】この効果を図３を用いながら説明する。第
２アパチャ６にはバイアス電源８により平行平板電極５
に対して直流電圧が印加されている。このとき、例えば
第２アパチャ６に正の電圧が印加されている場合図に示
すような電位分布が生じる。電子が図の左側からちょう
ど軸上を飛行して来た場合、電子ビーム１３は等電位面
と直角に進み加速される。ところが、軸から離れた電子
ビーム１３は図に示したように等電位面と斜に交わるた
め軸から外側へ力を受けて曲がる。したがって、電子ビ
ーム１３は第２アパチャ６を通過後発散する。したがっ
て、第２アパチャ６は凹レンズの働きを持つことにな
る。逆に第２アパチャ６に負の電圧が印加された場合に
は上述と逆の説明によりビームは収束するため、第２ア
パチャ６は凸レンズの作用をもつことになる。このよう
に、飛行過程で徐々に広がった電子ビームは第２アパチ
ャで収束され、ビーム形状が整形される。
２アパチャ６にはバイアス電源８により平行平板電極５
に対して直流電圧が印加されている。このとき、例えば
第２アパチャ６に正の電圧が印加されている場合図に示
すような電位分布が生じる。電子が図の左側からちょう
ど軸上を飛行して来た場合、電子ビーム１３は等電位面
と直角に進み加速される。ところが、軸から離れた電子
ビーム１３は図に示したように等電位面と斜に交わるた
め軸から外側へ力を受けて曲がる。したがって、電子ビ
ーム１３は第２アパチャ６を通過後発散する。したがっ
て、第２アパチャ６は凹レンズの働きを持つことにな
る。逆に第２アパチャ６に負の電圧が印加された場合に
は上述と逆の説明によりビームは収束するため、第２ア
パチャ６は凸レンズの作用をもつことになる。このよう
に、飛行過程で徐々に広がった電子ビームは第２アパチ
ャで収束され、ビーム形状が整形される。
【００１４】このような実施例では被露光物により近い
第２アパチャにて電子ビームの整形を行うため被露光部
から遠い電子源で整形を行うより大きな効果が得られ
る。
第２アパチャにて電子ビームの整形を行うため被露光部
から遠い電子源で整形を行うより大きな効果が得られ
る。
【００１５】また、平行平板電極５を第２アパチャ６の
下部に設けても同様の効果が得られる。
下部に設けても同様の効果が得られる。
【００１６】第２アパチャをグランド電位におとし平行
平板電極にバイアス電圧を印加してもよい。
平板電極にバイアス電圧を印加してもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は第２アパチ
ャにバイアス電圧を印加することにより、低いエネルギ
ーを持った電子を吸収することにより色周差を低減する
効果がある。
ャにバイアス電圧を印加することにより、低いエネルギ
ーを持った電子を吸収することにより色周差を低減する
効果がある。
【００１８】さらに、静電レンズの効果により電子ビー
ムを収束させビーム形状を整形する効果がある。
ムを収束させビーム形状を整形する効果がある。
【００１９】以上の効果により、電子ビーム露光装置の
解像性を向上させることができる。
解像性を向上させることができる。
【図１】本発明の一実施例を説明するための図
【図２】本発明の一実施例を説明するための図
【図３】本発明を説明するための図
【図４】一従来例
【図５】一従来例
１ 電子銃 ２ グリッド ３ 電子レンズ ４ 偏向器 ５ 平行平板電極 ６ 第２アパチャ ７ 電源 ８ バイアス電源 ９ ＬａＢ6 １０ アノード １１ 矩形成形用アパチャ １２ カッティングアパチャ １３ 電子ビーム １４ 等電位面
Claims (1)
- 【請求項１】 電子銃から発生する電子ビームを、ビー
ムパターニング用のアパチャの開口部に当て、該アパチ
ャの開口を通過した電子ビームを用いて描画を行う電子
ビーム露光装置において、 該電子銃から発生した電子を成形する矩形成形用アパチ
ャと、該アパチャを通過した電子ビームを収束あるいは
偏向を行うレンズあるいは偏向器を０段から数段有し、
さらに半導体集積回路等パターンの一部あるいは全部を
開口した第２アパチャを備え、 該第２アパチャに直流バイアス電圧が印加されることを
特徴とする電子ビーム露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32250993A JP2625369B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 電子ビーム露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32250993A JP2625369B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 電子ビーム露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07176466A JPH07176466A (ja) | 1995-07-14 |
| JP2625369B2 true JP2625369B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=18144456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32250993A Expired - Lifetime JP2625369B2 (ja) | 1993-12-21 | 1993-12-21 | 電子ビーム露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2625369B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-21 JP JP32250993A patent/JP2625369B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07176466A (ja) | 1995-07-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970212 |