JP3194541B2 - 電子ビーム露光装置 - Google Patents
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Description
り、特に、ブランキングアパーチャアレイ方式の電子ビ
ーム露光装置の電子銃の針状チップに関する。
みると、より微細なパターンを高精度に露光することが
要求されてきている。
は、スループットが高いものであることが必要である。
号、発明の名称「電子ビーム露光方法」において上記の
両者を略満足する露光装置として、ブランキングアパー
チャアレイ方式を採用した電子ビーム露光装置を提案し
た。
要について説明する。図7は、ブランキングアパーチャ
アレイ方式の電子ビーム露光装置1を示す。2は電子
銃、3はブランキングアパーチャアレイ(以下BAAと
いう)、4はメインデフレクタ(通常コイルにより構成
される)、5はサブデフレクタ(通常静電電極により構
成される)、6はウェハ7を支持するステージ、8は遮
蔽板である。
に、多数のブランキングアパーチャ(以下BAという)
21が、例えば1行に128個づつ、8行に、且つ隣り
合う行間で千鳥状に並んで形成してある。
この開口22の縁に相対向させて設けた一対の電極2
3,24と、電極23,24から引き出されている配線
パターン25とよりなる。
を構成するブランキングアパーチャ行である。
能し、動作すると一時的に開き、このときのみ、これを
透過した電子ビームを、ウェハ7上に照射させるように
作用するものである。なお、実際には、「シャッタ閉」
というのは、BAAを通過する際に電子ビームを偏向さ
せる意であり、「シャッタ開」というのは、BAAを通
過する際に電子ビームを偏向させず、電子ビームを直進
させる意である(図7参照)。
ム露光装置1のBAA3及びデフレクタ4,5を制御す
る。
り、CPU32によって露光情報が記憶されているメモ
リ33から読み出されたデータを供給されて動作し、上
記BAA3の個々のBA21の電極にオフ信号又はオン
信号を独立に印加する。
1を通過した電子ビームを、オフ・ビームという。オフ
・ビームはウェハ7にまで到らず、ウェハ7を照射しな
いビームである。
21を通過した電子ビームを、オン・ビームという。オ
ン・ビームは、ウェハ7にまで到達して、これを照射す
るビームである。
加されている。
遮蔽板8が、照射電子ビーム特定手段を構成する。
は、BAA3を照射し、、各BA21を通過して二次元
的に整形され、複数のオフ・ビーム41とオン・ビーム
42との束となる。
により遮ぎられ、ウェハ7上には照射されない。
2,13,14,15により500分の1に縮小され
て、ウェハ7上に照射される。
てメモリ33から読み出されたデータを供給されて、デ
フレクタ4,5に偏向電圧を印加する。
が偏向手段を構成する。
電子ビームの全部がオン・ビーム41である場合におけ
るウェハ7上の照射スポットパターンであり、大略、図
8のBAA3のBA21の配列が500分の1に縮小さ
れたものであり、幅WSは約5μmである。−のオン・
ビーム41の照射スポット45は、0.05μm□と微
小である。このことによって、微細なパターンの露光が
可能となる。
5に1よって、照射スポットパターン43が、ウェハ7
上、図10中、(1) →(2) →(3) で示すようにLs=1
00μmの長さのサブフィールド領域SF1 ,SF2 ,
SF3 を順次走査するように規則的に偏向される。
Xがこの偏向方向に直交する偏向(走査)直交方向であ
る。
の方向であるYが電子ビーム偏向(走査)方向であり、
行の方向であるXがこの偏向方向に直交する偏向(走
査)直交方向である。
ついて図11及び図12を併せ参照して説明する。
す、幅が0.05μmのパターンを露光する場合を例に
とって説明する。
・ビーム41の束(照射スポットパターン43)が(1)
に示すように一度だけ偏向される過程において、露光が
なされ、露光が完了するものである。
ーン(露光予定部)50と、照射スポットを示し、上段
は、BAA3の各BA21の制御状態、下段は、露光状
態を示す。
-1-4、第2行目のBA21-2-1〜21-2-3、第3行目の
BA21-3-1〜21-3-4、第4行目のBA21-4-1〜2
4-4 -3を有する。
グを付して示し、オン信号が印加されているBAを白抜
きで示す。
21-1-1〜21-4-3を通過したビームのうちのオン・ビ
ームの分布によって決まる。
ムがオン・ビームであると仮定したときの、当該オン・
ビームが照射する予定の部分である。
1-4-3を通過したビームがオン・ビームであると仮定し
たときの、当該オン・ビームが照射する予定の部分であ
る。上記の照射予定部分は破線で囲んで示す。
したスポット45-1-1〜45-4-3を示す。このスポット
は既に述べたように0.05μm□の極く微小なサイズ
である。
てビームが(1) 方向に偏向され、照射スポットパターン
43がSF1 を(1) 方向に走査されて露光予定部50の
直前の位置に到った時点の状態を示す。
印加された状態にあり、照射スポットパターン43-1は
スポットの全く無い状態となっている。
の照射スポット形成予定部44-1-1〜44-1-4が上記パ
ターン露光予定部51に到ると、第1行目のBA21
-1-1〜21-1-4にオン信号が一時的に印加される。
過したビームがオン・ビームとされ、ウェハまで到達
し、露光予定部50上に照射スポット45-1-1〜45
-1-4が結ばれ、照射スポットパターンは符号43-2で示
す如くになり、第1回目の分割露光が行われる。この露
光時間は、例えば0.25nsecと極く短い。これによっ
て所望のスループットを得ることができる。
なされた、第1回目分割露光済部を示す。円で囲んだ数
値は、分割露光の回数を示す。
照射スポット形成予定部44-2-1〜44-2-3が上記露光
予定部51に到ると、今度は、第2行目のBA21-2-1
〜21-2-3にオン信号が一時的に印加される。
過したビームがオン・ビームとされ、ウェハまで到達
し、パターン露光予定部50上に照射スポット45-2-1
〜45 -2-3が結ばれ、照射スポットパターンは符号43
-2で示す如くになり、露光予定部51のうち、上記の第
1回目分割露光済部52-1〜52-4の間の部分について
第1回目の分割露光が行われる。
なされた、第1回目分割露光済部を示す。
3-1〜53-3とは連なって直線状をなっている。
の照射スポット予定形成予定部44 -3-1〜44-3-4が上
記露光予定部51に到ると、今度は、第3行目のBA2
1-3 -1〜21-3-4にオン信号が一時的に印加される。
過したビームがオン・ビームとされ、ウェハまで到達
し、パターン露光予定部50上に照射スポット45-3-1
〜45 -3-4が結ばれ、照射スポットパターンが符号43
-2で示す如くになり、第1回目分割露光済部52-1〜5
2-4に重ね打ちされ、第2回目の分割露光が行われる。
54-1〜54-4は、第2回目の分割露光がなされた、第
2回目分割露光済部を示す。
照射スポット形成予定部44-4-1〜44-4-3が上記露光
予定部50に到ると、今度は、第4行目のBA21-4-1
〜21-4-3にオン信号が一時的に印加される。
過したビームがオン・ビームとされ、ウェハまで到達
し、パターン露光予定部51上に照射スポット45-3-1
〜45 -3-3が結ばれ、照射スポットパターンが符号43
-5で示す如くになり、電子ビームが上記の第1回目分割
露光済部53-1〜53-3ち重ね打ちされ、第2回目の分
割露光が行われる。
回重ね打ちされた部分が連なって直線状とされ、パター
ン露光予定部分50に幅が0.05μmと極く細い直線
状のパターン51が露光される。
れども、複数回重ねて露光されることによって、所望の
露光量が確保される。
の概要である。
射スポットパターンの偏向方向(Y方向)についてみる
と、Y方向に分布している強度の強いビームと弱いビー
ムとが重なって打たれ、露光の程度が平均化されるた
め、この方向についてのレーザビームの強度の分布Iの
不均一性は問題とされない。
向)についてみると、強度の強い部分については、強度
の強いビームだけが重ね打ちされる。強度の弱い部分に
ついてみると、弱いビームだけが重ね打ちされる。この
ため、X方向ついての線IIで示す強度分布の不均一性
は、X方向に長いパターンの長手方向上露光の程度の不
均一性として表われてしまう。
うには、電子銃は、以下の要件を満たすものであること
が必要とされる。
交方向上の強度分布が均一であること。露光の程度の均
一化のためである。
ないものであること。電子ビームの強度が経時的に変化
して弱くなると、露光の程度が漸次低下し、これを補う
ために露光時間を増やそうとすると、制御が面倒になる
と共に、単位面積当りの露光に要する時間が増え、スル
ープットが低下してしまうからである。
構造について、図13を参照して説明する。
ト61と、アノード62とより構成される。
状チップ63を有する。
が放射される。
4に示すように、LaB6 の単結晶製であり、四角柱状
の端を、尖状としたものである。
が放射する電子ビーム72は、図に示すように、X,Y
の両方向について、線、III,IVで示すように、ガウス分
布となる。X方向の強度分布がガウス分布であるため、
上記第1の要件が満足できない。また、経時変化によっ
て、先端が蒸発昇華され、図16に示すように先端に
〈100〉面が表われてくる。これによって、放射され
る電子ビームの強度が徐々に低下する。
なる。
は、先に図17(A)に示す針状チップ80を案出し
た。
製であり、四角柱の端を楔形状としたものであり、稜線
81を有する。
81の長手方向についてみると、電子ビームの強度が一
様な部分が拡がり、上記第1の要件は満足しうる。
に、側面が〈100〉面であるLaB6 の単結晶板85
を、線86で示すように切り出し(これが一般的な切り
出し方法である)、先端を線87,88で示すように、
研磨して製造したものである。
0の先端の二つの斜面82,83は、共に〈110〉面
である。
分が蒸発し易く、図17(A)に二点鎖線で示すように
細幅の面84aが表れる。
0〉等に比べて減り易い。
に減って、図17(B)に示すように、相当に広い面8
4bとなってしまう。
れる電子ビームの強度が漸次低下し、ウェハ露光のスル
ープットが低下してしまう。
ム露光に最適の電子銃を適用してなる電子ビーム露光装
置を提供することを目的とする。
ビームを放射する電子銃と、夫々電極を有し、二次元的
に配された複数のブランキングアパーチャを有し、上記
電子銃からの上記電子ビームを照射され、これを、各ブ
ランキングアパーチャアレイを通過した複数の電子ビー
ムに整形するブランキングアパーチャアレイと、該ブラ
ンキングアパーチャアレイを通過した上記通過電子ビー
ムを規則的に偏向させる偏向手段と、上記ブランキング
アパーチャを通過した通過電子ビームのうち被露光体に
まで到達してこれを照射する照射電子ビームを特定する
照射電子ビーム特定手段とよりなり、上記偏向の過程
で、上記照射電子ビーム特定手段が逐次電子ビームを特
定し、上記被露光体上の露光すべき特定の部位を、該照
射電子ビームの特定手段によって特定された照射電子ビ
ームによって複数回重ね打ちして露光する電子ビーム露
光装置であって、上記電子銃を、先端が、一対の斜面を
有し、先端に稜線を有する楔形状を有し、且つ、上記斜
面が共に〈100〉面である希土類化合物結晶製の針状
チップを有し、且つ、該電子銃を、該針状チップの稜線
が、上記ブランキングアパーチャアレイの偏向直交方向
に対応する向きに設定した構成としたものである。
つ稜線をブランキングアパーチャアレイの偏向直交方向
に対応する向きをした構成は、偏向方向と直交する方向
上の電子ビームの強度分布を一定とするように作用す
る。
た構成は、経時変化後も、最初の楔形状を維持して、稜
線が存在し続けるように作用する。
アパーチャアレイ方式の電子ビーム露光装置100を示
す。
7に示す電子ビーム露光装置1と相違するのは、主に、
電子銃101の部分である。
分には同一符号を付し、その説明は省略する。
電子銃と相違するのは、主に針状チップである。
る。
単結晶のLaB6 製の四角柱の先端を、楔形状としたも
のであり、二つの斜面103,104及び稜線105を
有する。
である。
に、LaB6 の単結晶板85を、線106で示すように
斜めに切断して、柱状体107を切り出し、更に、これ
を線108,109に沿って切断し研磨して製造したも
のである。
〈110〉面となる。また、四角柱のうち、斜面10
3,104に連なる側面110,111は共に〈11
0〉面となり、稜線105の両端の側面112,113
は共に〈100〉面となる。
に、側面110と111とをグラファイト製電極11
5,116とにより挟まれている。
子銃101のBAA3に対する相対位置について説明す
る。
チップ102の稜線105が、X軸(偏向直交方向)と
平行な向きに定めて配設してある。
は、電子ビームが収束レンズ5,7により回転された場
合に、稜線105の端から出射した電子ビームがBAA
3上においてX軸上に並ぶという意味(図1参照)、即
ち、電子ビームの収束レンズ5,7による回転分を差し
引いた場合に平行という意味である。
120の放射の状況は、稜線105の方向からみると、
図3に符号121で示すように捕捉放射する。これに対
し、稜線105に直角な方向からみると、図4に、符号
122で示すように拡がって放射する。
放射した電子ビーム120は、図1に示すように、BA
A3上では、X軸方向に長い長円形の照射スポット12
3となる。
分布は、Y軸方向については、線Vで示すようにガウス
分布となるけれども、X軸方向についてみると、線VIで
示すように全体に亘って強度が略一定の分布となる。
る。
みる。
04は、減り易い〈100〉面であるため、斜面10
3,104全体が減り、経時変化はするけれども、符号
103a,104aで示すように斜面103,104全
体が後退する恰好となり、楔形は維持され、符号105
aで示すように、稜線はだれることなく維持される。
は、経時変化後も経時変化前と同じ強さの電子ビーム1
20が放射され続け、且つ経時変化前と同じ態様で放射
され続ける。
ウェハ露光は、安定に行われ、且つスループットも低下
しない。
グラファイト片て挟んでもよい。
えて、別のものでもよい。
れば、ブランキングアパーチャアレイ方式の露光を、均
一に行うことが出来、しかも、露光を、常に安定に行な
うことが出来、高いスループットを維持出来る。
イとの関係を示す図である。
ャアレイ方式の電子ビーム露光装置の全体構成図であ
る。
る。
ある。
子ビーム露光装置の全体構成図である。
図である。
てオン・ビームである場合における、ウェハ上の照射ス
ポットパターンを示す図である。
を説明する図である。
ビームの強度分布を示す図である。
る。
である。
図である。
特定手段) 32 CPU 33 メモリ 34 走査信号発生器 41 オフ・ビーム 42 オン・ビーム 43 照射スポットパターン 44 照射スポット形成予定部 45 照射スポット 50 露光予定パターン(露光予定部) 51 露光されたパターン 52,53 第1回目の分割露光済部 54,55 第2回目の分割露光済部 61 ウェーネルト 62 アノード 100 ブランキングアパーチャアレイ方式の電子ビー
ム露光装置 101 電子銃 102 針状チップ 103,104 〈100〉面の斜面 103a,104a 経時変化後の斜面 105 稜線 105a 経時変化後の稜線 106 線 107 柱状体 108,109 線 110,111,112,113 側面 115,116 グラファイト製電極 120 電子ビーム 121,122 電子ビームの放射状態を示す線 123 照射スポット
Claims (1)
- 【請求項1】 電子ビームを放射する電子銃(2,10
1)と、 夫々電極を有し、二次元的に配された複数のブランキン
グアパーチャ(21)を有し、上記電子銃からの上記電
子ビームを照射され、これを、各ブランキングアパーチ
ャアレイを通過した複数の通過電子ビームに整形するブ
ランキングアパーチャアレイ(3)と、 該ブランキングアパーチャアレイを通過した上記通過電
子ビームを規則的に偏向させる偏向手段(34,5)
と、 上記ブランキングアパーチャを通過した通過電子ビーム
のうち被露光体にまで到達してこれを照射する照射電子
ビームを特定する照射電子ビーム特定手段(31,8)
とよりなり、 上記偏向の過程で、上記照射電子ビーム特定手段が逐次
電子ビームを特定し、上記被露光体上の露光すべき特定
の部位を、該照射電子ビームの特定手段によって特定さ
れた照射電子ビームによって複数回重ね打ちして露光す
る電子ビーム露光装置であって、 上記電子銃を、先端が、一対の斜面(103,104)
を有し、先端に稜線(105)を有する楔形状を有し、
且つ、上記斜面が共に〈100〉面である希土類化合物
結晶製の針状チップ(102)を有し、 且つ、該電子銃を、該針状チップの稜線(105)が、
上記ブランキングアパーチャアレイ(3)の偏向直交方
向(X)に対応する向きに設定した構成としたことを特
徴とする電子ビーム露光装置。
Priority Applications (2)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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ID=16394141
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP19861592A Expired - Fee Related JP3194541B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 電子ビーム露光装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
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JP (1) | JP3194541B2 (ja) |
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