JP3455071B2 - 荷電粒子ビーム照射装置 - Google Patents
荷電粒子ビーム照射装置Info
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Description
パターンの描画や測定に用いられる荷電粒子ビーム照射
装置に係わり、特に試料面上方における反射防止構造の
改良をはかった荷電粒子ビーム照射装置に関する。
グラフィープロセスにおいては、今後電子ビームを用い
た電子ビーム描画装置が主流になると予想される。これ
は、電子ビーム描画には光を用いた描画にない高い分解
能が得られるという大きな利点があるためである。
に、マスクやウェハ等の試料63上に塗布されたレジス
ト62に、対物レンズ61を通して電子ビーム(入射電
子)71を照射し、さらにパターンに応じて該ビームを
走査する。このとき、試料表面で反射或いは散乱した反
射電子73は対物レンズ61の下面で再び反射され、こ
の再反射電子74が試料表面に戻ってくる。そして、こ
の再反射電子74によってもレジストが感光される。つ
まり、再反射電子74によって電子ビームを入射した場
所以外の試料表面のレジスト62が感光してしまうとい
う、いわゆる遠距離感光作用効果が生じ、これにより描
画精度の低下を招いてしまう。
番号材料で形成された反射防止板を設置することによ
り、再反射電子の発生を抑える方法が採用されている。
ところが、要求される描画精度が高くなるにつれて低原
子番号の材料を用いるだけでは再反射防止効果が不十分
となる。また、反射防止板表面を平板ではなく、図7に
示すように複数の孔を開けた構造にすることも提案され
ている。この場合、開口形状は開口率を高くするために
ハニカム構造にすることが望ましい。
けた電子ビーム描画装置にあっては次のような問題があ
った。即ち、上記のハニカム構造等を通常の機械加工に
よって作るには多大な加工時間がかかるため、コストが
非常に高くなってしまう。また、このような構造を実現
する方法として、例えば厚膜レジストにX線リソグラフ
ィーでパターンニングしてできた溝に金属メッキを行っ
て側壁を形成する、いわゆるLIGAプロセスによりハ
ニカム構造を実現することが提案されている。しかし、
この方式も製作できる大きさが限定される上に、コスト
が非常に高いものとなってしまう。
止板は、反射電子の抑制効果は平面に比べて効率が良い
ものである。しかし、このような構造においては、孔の
軸に平行に(反射防止板の表面に垂直に)入射した電子
に対しては効果的であるが、斜めに入射したものについ
ては、図8に示すように、側壁からの反射が若干量残る
という問題があった。
ビーム描画装置に用いられる反射防止機構にあっては、
その製作コストが高いという問題があった。また、反射
防止板の表面に対して斜めに入射する電子に対して防止
効果が落ちるという問題があった。
もので、その目的とするところは、反射防止機構の製作
コストを低減することができ、低コストで反射粒子によ
る影響を低減することのできる荷電粒子ビーム照射装置
を提供することにある。
表面に対して斜めに入射する電子に対しても十分な反射
防止効率を得ることができ、反射防止機構における反射
防止効率の向上をはかり、反射粒子による影響を格段に
低減し得る荷電粒子ビーム照射装置を提供することにあ
る。
置と、前記荷電粒子ビームを照射されたサンプルからの
反射粒子及び/又は二次粒子が前記サンプルに再照射す
ることを防止するための反射防止板とを具備し、前記反
射防止板は、積層された複数の薄板と、この積層された
薄板を貫通するもので、前記反射防止板に対して傾斜し
ている複数の微小孔とを有することを特徴とする荷電粒
子ビーム照射装置である。 前記複数の微小孔それぞれ
は、前記微小孔の位置と前記荷電粒子ビームの入射位置
とを通る直線に沿って設けられていることを特徴とす
る。 前記複数の微小孔は、円柱又は角柱形状に形成され
ていることを特徴とする。前記複数の微小孔それぞれ
は、円柱又は角柱形状に形成され、前記微小孔の位置と
前記荷電粒子ビームの入射位置とを通る直線に沿って設
けられていることを特徴とする。 前記反射防止板は、曲
面形状を有することを特徴とする。 前記複数の薄板は、
複数のピンで位置合わせされることを特徴とする。 前記
照射装置は、前記荷電粒子ビームを発生する電子銃と、
前記発生された荷電粒子ビームの焦点を前記サンプル上
に合わせる対物レンズとを有し、前記反射防止板は、前
記サンプルの上方及び/又は下方に配置されていること
を特徴とする。 本発明は、サンプルに荷電粒子ビームを
照射する照射装置と、前記荷電粒子ビームを照射された
サンプルからの反射粒子及び/又は二次粒子が前記サン
プルに再照射することを防止するための反射防止板とを
具備し、前記反射防止板には複数の微小孔が開けられて
おり、前記複数の微小孔は前記反射防止板に対して傾斜
していることを特徴とする荷電粒子ビーム照射装置であ
る。 前記複数の微小孔それぞれは、前記微小孔の位置と
前記荷電粒子ビームの入射位置とを通る直線に沿って設
けられていることを特徴とする。 本発明は、サンプルに
荷電粒子ビームを照射する照射装置と、前記荷電粒子ビ
ームを照射されたサンプルからの反射粒子及び/又は二
次粒子が前記サンプルに再照射することを防止するため
の反射防止板とを具備し、前記反射防止板は、互いに接
触するように積層された複数の薄板と、この積層された
薄板を貫通する複数の微小孔とを有することを特徴とす
る荷電粒子ビーム照射装置である。
つ薄板を複数枚重ね、さらに各々の開口を接続して反射
粒子或いは二次粒子の放出を抑える孔を形成しているた
め、この孔を形成するために深いエッチングを行う必要
もなく、薄い板に開口を開けるのみで済む。薄い板に開
口を開けるのは極めて容易であり、従って反射防止機構
の製作コストが低減することになる。
える孔を、それぞれの孔位置と試料上の荷電粒子ビーム
照射位置とを通る直線に沿って形成する、即ち反射粒子
或いは二次粒子の放出を抑える孔を試料上の荷電粒子ビ
ーム照射位置に向けることにより、孔の側壁からの反射
粒子を抑えることが可能となり、更なる反射粒子防止効
率の向上が得られる。
形態によって説明する。 (第1の実施形態)図1及び図2は、本発明の第1の実
施形態に係わる電子ビーム描画装置の反射防止機構を説
明するための斜視図である。
ニカム状の開口12を開けた薄板11をエッチングで製
作する。この薄板11には、位置決め用の穴13を開け
ておく。厚さ0.2mmの銅板に、例えば直径2Rが
0.8mm、梁の部分14の幅dが0.2mmとなるよ
うなハニカム状の開口12を形成することは、機械的な
パンチング加工や化学的なエッチング加工で容易に実現
できる。この場合の開口率はおおよそ75%である。d
をさらに小さくすることで開口率は更に高くすることが
可能である。
し、図2に示すように、位置決め穴13に位置決めピン
15を通して重ねれば、容易に直径0.8mmで深さ4
mmの孔を形成できる。この場合のアスペクト比は5で
あるが、本発明者らの実験によれば、この孔の底をアル
ミニウムとした場合でも孔中心に電子を入射した場合の
反射率は30keVの電子に対して1%以下であり、B
e平面に比べて一桁以上小さかった。本方式では同一構
造の薄板を多数用意することにより高いアスペクト比が
容易に得られる。
状の開口12を持つ薄板11を複数枚重ね、さらに各々
の開口12を接続してアスペクト比の高い孔を形成して
いるので、反射粒子或いは二次粒子の放出を抑えること
ができる。そしてこの場合、アスペクト比の高い孔を形
成するために深いエッチングを行う必要もなく、薄板1
1に開口12を開けるという簡易な加工プロセスを行う
のみで良い。従って、反射防止機構の製作コストを大幅
に低減させることができる。
の実施形態に係わる電子ビーム描画装置の反射防止機構
を説明するための断面図である。
が、その孔の形状を工夫したものである。即ち、比較的
厚い反射防止板10を用い、反射電子や二次電子の放出
を抑えるための孔16を面に対して全て垂直に開けるの
ではなくて、場所によって角度を付けることにより反射
粒子防止効率のより一層の向上をはかっている。具体的
には、試料20上の電子ビーム入射位置22を基準に、
それぞれの孔16を孔位置と入射位置22を通る直線に
沿って形成している。
側壁に衝突することなく孔16の深い領域にまで達する
から再反射電子24が孔16から再放出される割合は非
常に小さくなる。このため、反射防止機構における反射
防止効率の向上をはかることができ、電子ビーム描画装
置における描画精度の向上に寄与することが可能とな
る。
16の直径を深さによって可変し、孔16の側壁17は
ビームの入射点22からみて全て開口の残り部分14の
陰になることが望ましい。しかし、孔16の直径が深さ
によらないものとしても反射粒子防止効果の改善は得ら
れることは明らかである。
の実施形態に係わる電子ビーム描画装置の反射防止機構
を説明するための断面図である。
組み合わせたものである。即ち、第1の実施形態と同様
に、開口12を開けた薄板11をエッチングで製作し、
それを複数枚重ねて反射防止機構を構成し、さらに開口
12を接続して形成される孔16が第2の実施形態のよ
うに、孔16の側壁はビームの入射点22からみて全て
開口の残り部分の陰になるようにしている。このため
に、薄板11に設ける開口12の大きさ及び位置を薄板
11毎に変え、さらに開口12を全て垂直に開けるので
はなくて、場所によって角度を付けている。
と同様に反射防止機構の製作コストを低減させることが
でき、しかも第2の実施形態と同様に反射粒子防止効率
の向上をはかることができる。従って、コストの低減と
描画精度の向上の双方を同時に達成することができる。
の実施形態に係わる電子ビーム描画装置の反射防止機構
を説明するための断面図である。
組み合わせたものであるが、第3の実施形態とは異な
り、開口12の大きさは全ての薄板11で同じとし、そ
の位置のみを異ならせている。この場合、第2及び第3
の実施形態に比べると若干劣るものの、十分な反射防止
効果の改善が得られる。
口12の大きさが全て同じであり、その位置のみを変え
れば良いことから、開口12の形成が極めて容易とな
る。さらに、開口12は面に対して全て垂直に開けても
良く、この場合は開口12の形成が更に容易となる。つ
まり、従来以上に反射防止効率の高い反射防止機構の製
造が容易で、製造コストの低減をはかることができる。
されるものではない。実施形態で説明した反射防止構造
は、電子に対してだけでなくイオンや中性粒子、また光
子ビームを用いる装置に対しても有効である。従って、
電子ビーム描画装置に限らずイオンビーム描画装置に適
用することができ、さらに荷電粒子ビーム描画装置のみ
ならず例えば電子線マイクロアナライザ等の電子線を用
いた測定装置に適用することも可能である。
変形することができるので反射粒子防止構造は平面に限
らず任意曲面形状をしたものを作ることも容易にでき
る。また、薄板表面或いは薄板を組み合わせて構成され
た反射粒子防止構造の表面にベリリウムや炭素等の低原
子番号材料薄膜をつけることは開口の残り部分や孔の側
面での反射率を抑える効果があり、反射粒子防止効率を
さらに改善するのに有効である。
れるものではなく、例えば矩形を並べたものや同心円状
の孔を角度方向に分割したもの等も考えられる。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実
施することができる。
射防止機構を複数枚の薄板を重ねて形成することによ
り、その製造が容易となり、低コストで高い反射防止効
率を達成することができる。
によって角度を付けることにより、入射粒子が孔の側壁
に衝突することなく孔の深い領域にまで達するから再反
射電子が開口から再放出される割合は非常に小さくな
り、これにより反射粒子防止効率のより一層の向上をは
かることができる。
る薄板の構造を示す斜視図。
防止機構を示す斜視図。
を示す断面図。
を示す断面図。
を示す断面図。
図。
めの図。
Claims (10)
- 【請求項1】 サンプルに荷電粒子ビームを照射する照
射装置と、 前記荷電粒子ビームを照射されたサンプルからの反射粒
子及び/又は二次粒子が前記サンプルに再照射すること
を防止するための反射防止板とを具備し、 前記反射防止板は、積層された複数の薄板と、この積層
された薄板を貫通するもので、前記反射防止板に対して
傾斜している複数の微小孔とを有することを特徴とする
荷電粒子ビーム照射装置。 - 【請求項2】 前記複数の微小孔それぞれは、前記微小
孔の位置と前記荷電粒子ビームの入射位置とを通る直線
に沿って設けられていることを特徴とする請求項1記載
の荷電粒子ビーム照射装置。 - 【請求項3】 前記複数の微小孔は、円柱又は角柱形状
に形成されていることを特徴とする請求項1記載の荷電
粒子ビーム照射装置。 - 【請求項4】 前記複数の微小孔それぞれは、円柱又は
角柱形状に形成され、前記微小孔の位置と前記荷電粒子
ビームの入射位置とを通る直線に沿って設けられている
ことを特徴とする請求項1記載の荷電粒子ビーム照射装
置。 - 【請求項5】 前記反射防止板は、曲面形状を有するこ
とを特徴とする請求項1記載の荷電粒子ビーム照射装
置。 - 【請求項6】 前記複数の薄板は、複数のピンで位置合
わせされることを特徴とする請求項1記載の荷電粒子ビ
ーム照射装置。 - 【請求項7】 前記照射装置は、前記荷電粒子ビームを
発生する電子銃と、前記発生された荷電粒子ビームの焦
点を前記サンプル上に合わせる対物レンズとを有し、前
記反射防止板は、前記サンプルの上方及び/又は下方に
配置されていることを特徴とする請求項1記載の荷電粒
子ビーム照射装置。 - 【請求項8】 サンプルに荷電粒子ビームを照射する照
射装置と、 前記荷電粒子ビームを照射されたサンプルからの反射粒
子及び/又は二次粒子が前記サンプルに再照射すること
を防止するための反射防止板とを具備し、 前記反射防止板には複数の微小孔が開けられており、前
記複数の微小孔は前記反射防止板に対して傾斜している
ことを特徴とする荷電粒子ビーム照射装置。 - 【請求項9】 前記複数の微小孔それぞれは、前記微小
孔の位置と前記サン プルに対する前記荷電粒子ビームの
入射位置とを通る直線に沿って設けられていることを特
徴とする請求項8記載の荷電粒子ビーム照射装置。 - 【請求項10】 サンプルに荷電粒子ビームを照射する
照射装置と、 前記荷電粒子ビームを照射されたサンプルからの反射粒
子及び/又は二次粒子が前記サンプルに再照射すること
を防止するための反射防止板とを具備し、 前記反射防止板は、互いに接触するように積層された複
数の薄板と、この積層された薄板を貫通する複数の微小
孔とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム照射装
置。
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