JP4156808B2 - 電子ビーム露光装置、電子ビーム成形部材及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビーム露光装置、電子ビーム成形部材及びその製造方法に関する。特に本発明は、複数の電子ビームを露光回数の多いパターンの形状に成形するのに好適な電子ビーム成形部材および当該電子ビーム成形部材を備えた電子ビーム露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子ビーム露光装置として、ブロックマスクを有する電子ビーム露光装置がある。当該ブロックマスクは、基材にウェハに露光する頻度の多いパターンに対応する開口部を設けた構成を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子ビーム露光装置に含まれるブロックマスクは、ブロックマスクを構成する基材に複数の開口部を設けるため、複数の開口部の一部が破損等した場合であっても、当該ブロックマスク全体を交換する必要があった。
【０００４】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる電子ビーム露光装置、電子ビーム成形部材及びその製造方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、電子ビームの断面形状を所望の形状に成形する成形部材であって、基材と、基材に固定され、電子ビームを成形する成形開口部を有するマスク部材と、基材に設けられ、成形開口部を通過した電子ビームが通過する通過開口部とを備えたことを特徴とする成形部材を提供する。
【０００６】
また、マスク部材は、通過開口部に填め込まれることが好ましく、また、基材は、通過開口部に突出するようにマスク部材を系止する系止部を有することが好ましい。
【０００７】
通過開口部は、マスク部材が填め込まれる方向に沿って狭まるように形成されてよく、また、マスク部材は、基材に対して着脱可能に設けられてよい。
【０００８】
また、マスク部材と基材とが導通するように、マスク部材は基材に固定されることが好ましく、また、基材は、マスク部材を形成する材料より熱伝導率の高い材料により形成されることが好ましい。更に、基材は、複数の通過開口部を有し、マスク部材は、通過開口部毎に設けられてもよい。
【０００９】
本発明の第２の形態によると、電子ビームによりウェハにパターンを露光する電子ビーム露光装置であって、電子ビームを発生する電子ビーム発生部と、電子ビームの断面形状を成形する成形部材とを備え、成形部材は、基材と、基材に固定され、電子ビームを成形する成形開口部を有するマスク部材と、基材におけるマスク部材が固定された領域において、成形開口部を通過した電子ビームが通過する通過開口部とを有することを特徴とする電子ビーム露光装置を提供する。
【００１０】
また、電子ビーム発生部は、複数の電子ビームを発生し、通過開口部及びマスク部材は、電子ビーム毎に基材に設けられてもよい。
【００１１】
本発明の第３形態によると、電子ビームの断面形状を所望の形状に成形する成形部材の製造方法であって、電子ビームを成形する成形開口部を有するマスク部材を形成する工程と、マスク部材において成形された電子ビームを通過させる通過開口部を有する基材を形成する工程と、マスク部材を、基材に固定する工程とを備えたことを特徴とする成形部材の製造方法を提供する。
【００１２】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の構成を示す。電子ビーム露光装置１００は、電子ビームによりウェハ４４に所定の露光処理を施す露光部１５０と、露光部１５０に含まれる各構成の動作を制御する制御系１４０を備える。
【００１５】
露光部１５０は、筐体８内部において複数の電子ビームを発生し、電子ビームの断面形状を所望に成形する電子ビーム成形手段１１０と、複数の電子ビームをウェハ４４に照射するか否かを、それぞれの電子ビームに対して独立に切替える照射切替手段１１２と、ウェハ４４に転写されるパターンの像の向き及びサイズを調整するウェハ用投影系１１４を含む電子光学系を備える。また、露光部１５０は、パターンを露光すべきウェハ４４を載置するウェハステージ４６と、ウェハステージ４６を駆動するウェハステージ駆動部４８とを含むステージ系を備える。
【００１６】
電子ビーム成形手段１１０は、複数の電子ビームを発生させる複数の電子銃１０と、電子ビームを通過させることにより、照射された電子ビームの断面形状を成形する複数の開口部を有する第１成形部材１４および第２成形部材２２と、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束し、複数の電子ビームの焦点を調整する第１多軸電子レンズ１６と、第１成形部材１４を通過した複数の電子ビームを独立に偏向する第１成形偏向部１８および第２成形偏向部２０とを有する。
【００１７】
照射切替手段１１２は、複数の電子ビームを独立に集束し、複数の電子ビームの焦点を調整する第２多軸電子レンズ２４と、複数の電子ビームをそれぞれ独立に偏向させることにより、それぞれの電子ビームをウェハ４４に照射するか否かを、それぞれの電子ビームに対して独立に切替えるブランキング電極アレイ２６と、電子ビームを通過させる複数の開口部を含み、ブランキング電極アレイ２６で偏向された電子ビームを遮蔽する電子ビーム遮蔽部材２８とを有する。他の例においてブランキング電極アレイ２６は、ブランキング・アパーチャ・アレイ・デバイスであってもよい。
【００１８】
ウェハ用投影系１１４は、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束し、電子ビームの照射径を縮小する第３多軸電子レンズ３４と、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束し、複数の電子ビームの焦点を調整する第４多軸電子レンズ３６と、複数の電子ビームをウェハ４４の所望の位置に、それぞれの電子ビームに対して独立に偏向する偏向部３８と、ウェハ４４に対する対物レンズとして機能し、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束する第５多軸電子レンズ５２とを有する。
【００１９】
制御系１４０は、統括制御部１３０及び個別制御部１２０を備える。個別制御部１２０は、電子ビーム制御部８０と、多軸電子レンズ制御部８２と、成形偏向制御部８４と、ブランキング電極アレイ制御部８６と、偏向制御部９２と、ウェハステージ制御部９６とを有する。統括制御部１３０は、例えばワークステーションであって、個別制御部１２０に含まれる各制御部を統括制御する。電子ビーム制御部８０は、電子銃１０を制御する。多軸電子レンズ制御部８２は、第１多軸電子レンズ１６、第２多軸電子レンズ２４、第３多軸電子レンズ３４、第４多軸電子レンズ３６および第５多軸電子レンズ５２に供給する電流を制御する。
【００２０】
成形偏向制御部８４は、第１成形偏向部１８および第２成形偏向部２０を制御する。ブランキング電極アレイ制御部８６は、ブランキング電極アレイ２６に含まれる偏向電極に印加する電圧を制御する。偏向制御部９２は、偏向部３８に含まれる複数の偏向器が有する偏向電極に印加する電圧を制御する。ウェハステージ制御部９６は、ウェハステージ駆動部４８を制御し、ウェハステージ４６を所定の位置に移動させる。
【００２１】
本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の動作について説明する。まず、複数の電子銃１０が、複数の電子ビームを生成する。第１成形部材１４は、複数の電子銃１０により発生し、第１成形部材１４に照射された複数の電子ビームを、第１成形部材１４に設けられた複数の開口部を通過させることにより成形する。他の例においては、電子銃１０において発生した電子ビームを複数の電子ビームに分割する手段を更に有することにより、複数の電子ビームを生成してもよい。
【００２２】
第１多軸電子レンズ１６は、矩形に成形された複数の電子ビームを独立に集束し、第２成形部材２２に対する電子ビームの焦点を、電子ビーム毎に独立に調整する。第１成形偏向部１８は、第１成形部材１４において矩形形状に成形された複数の電子ビームを、第２成形部材における所望の位置に照射するように、それぞれ独立に偏向する。
【００２３】
第２成形偏向部２０は、第１成形偏向部１８で偏向された複数の電子ビームを、第２成形部材２２に対して略垂直な方向にそれぞれ偏向し、第２成形部材２２に照射する。そして矩形形状を有する複数の開口部を含む第２成形部材２２は、第２成形部材２２に照射された矩形の断面形状を有する複数の電子ビームを、ウェハ４４に照射すべき所望の断面形状を有する電子ビームにさらに成形する。
【００２４】
第２多軸電子レンズ２４は、複数の電子ビームを独立に集束して、ブランキング電極アレイ２６に対する電子ビームの焦点を、それぞれ独立に調整する。そして、第２多軸電子レンズ２４により焦点がそれぞれ調整された複数の電子ビームは、ブランキング電極アレイ２６に含まれる複数のアパーチャを通過する。
【００２５】
ブランキング電極アレイ制御部８６は、ブランキング電極アレイ２６における各アパーチャの近傍に設けられた偏向電極に電圧を印加するか否かを制御する。ブランキング電極アレイ２６は、偏向電極に印加される電圧に基づいて、電子ビームをウェハ４４に照射させるか否かを切替える。
【００２６】
ブランキング電極アレイに２６により偏向されない電子ビームは、第３多軸電子レンズ３４を通過する。そして第３多軸電子レンズ３４は、第３多軸電子レンズ３４を通過する電子ビームの電子ビーム径を縮小する。縮小された電子ビームは、電子ビーム遮蔽部材２８に含まれる開口部を通過する。また、電子ビーム遮蔽部材２８は、ブランキング電極アレイ２６により偏向された電子ビームを遮蔽する。電子ビーム遮蔽部材２８を通過した電子ビームは、第４多軸電子レンズ３６に入射される。そして第４多軸電子レンズ３６は、入射された電子ビームをそれぞれ独立に集束し、偏向部３８に対する電子ビームの焦点をそれぞれ調整する。第４多軸電子レンズ３６により焦点が調整された電子ビームは、偏向部３８に入射される。
【００２７】
偏向部３８に含まれる複数の偏向器は、偏向制御部９２からの指示に基づき、偏向部３８に入射されたそれぞれの電子ビームを、ウェハ４４に対して照射すべき位置にそれぞれ独立に偏向する。第５多軸電子レンズ５２は、第５多軸電子レンズ５２を通過するそれぞれの電子ビームのウェハ４４に対する焦点を調整する。そしてウェハ４４に照射すべき断面形状を有するそれぞれの電子ビームは、ウェハ４４に対して照射すべき所望の位置に照射される。
【００２８】
露光処理中、ウェハステージ駆動部４８は、ウェハステージ制御部９６からの指示に基づき、一定方向にウェハステージを移動させるのが好ましい。そして、ウェハ４４の移動に合わせて、電子ビームの断面形状をウェハ４４に照射すべき形状に成形し、ウェハ４４に照射すべき電子ビームを通過させるアパーチャを定め、さらに偏向部３８によりそれぞれの電子ビームをウェハ４４に対して照射すべき位置に偏向させることにより、ウェハ４４に所望の回路パターンを露光することができる。
【００２９】
図２は、本発明の一実施形態に係る成形部材である第２成形部材２２を示す。図２（ａ）は、第２成形部材２２の上面図を示す。第２成形部材２２は、照射された電子ビームを所望の形状に成形する成形開口部２０４を有する複数のマスク部材２０２と、マスク部材２０２が固定されるトレイ部材２００とを備える。
【００３０】
図２（ｂ）は、図２（ａ）における第２成形部材２２のＡＡ’断面図を示す。トレイ部材２００は、基材２０６と、基材２０６に設けられ、成形開口部２０４を通過した電子ビームが通過する複数の通過開口部２０８とを有する。マスク部材２０２は、トレイ部材２００に設けられた通過開口部２０８に填め込まれるように設けられるのが好ましい。また、通過開口部２０８は、マスク部材２０２が通過開口部２０８に填め込まれる方向に沿って狭まるように形成されることが好ましい。このとき、通過開口部２０８が、マスク部材２０２が通過開口部２０８に填め込まれる方向に対して、マスク部材２０２が通過開口部２０８に填め込まれる方向に沿って狭まる角度と、マスク部材２０２の側面のマスク部材２０２が通過開口部２０８に填め込まれる方向に対する角度とは、実質的に等しいことが好ましい。さらにトレイ部材２００は、通過開口部２０８に突出するように設けられマスク部材２０２を系止する系止部２１０を更に有することが好ましい。また、マスク部材２０２は、トレイ部材２００と略同一平面を形成するように填め込まれてもよく、また、マスク部材２０２が、トレイ部材２００から突出するように、あるいはトレイ部材２００がマスク部材２０２から突出するように填め込まれてもよい。
【００３１】
通過開口部２０８は、マスク部材２０２が通過開口部２０８に填め込まれる方向に沿って狭まるように形成することにより、トレイ部材２００におけるマスク部材２０２が設けられるべき位置に対して、マスク部材２０２を精度よく固定することができる。また、通過開口部２０８内におけるマスク部材２０２のずれを大幅に低減させることができる。さらに、トレイ部材２００は、系止部２１０を有することにより、通過開口部２０８が、マスク部材２０２が通過開口部２０８に填め込まれる方向に沿って狭まるように形成されない場合であっても容易にマスク部材２０２を系止することができる。
【００３２】
マスク部材２０２は、トレイ部材２００に対して着脱可能に設けられるのが好ましい。このときマスク部材２０２及びトレイ部材２００は、マスク部材２０２とトレイ部材２００とが接する部位の少なくとも一部において導電性膜を有し、マスク部材２０２はトレイ部材２００に対して、マスク部材２０２とトレイ部材２００とが導通するように設けられるのが更に好ましい。本実施例においてマスク部材２０２及びトレイ部材２００は表面に、例えば白金などの導電性膜を有し、マスク部材２０２とトレイ部材２００とを例えばダイボンディング等を用いて接合することにより、マスク部材２０２とトレイ部材２００とが導通するように、マスク部材２０２をトレイ部材２００に対して固定する。さらにトレイ部材２００は接地されるのが望ましい。他の例においてマスク部材２０２は、トレイ部材２００に対してネジ等により固定されてもよい。
【００３３】
マスク部材２０２は、トレイ部材２００に着脱可能に設けられることにより、トレイ部材２００に設けられたマスク部材２０２を交換することができる。また、マスク部材２０２とトレイ部材２００とが導通するように、マスク部材２０２をトレイ部材２００に対して固定することにより、マスク部材２０２において遮蔽された電子ビームを効率よく逃がすことができる。
【００３４】
また、トレイ部材２００を、所定の大きさを有するウェハを用いて形成し、また、マスク部材２０２を当該所定の大きさより小さい大きさを有するウェハを用いて形成した場合であっても、電子ビームを所望の形状に成形する成形部材を形成することができる。例えば、トレイ部材２００は、直径が３００ミリメートルのシリコンウェハを用いて形成されてよく、また、マスク部材２０２は、直径が２００ミリメートルのシリコンウェハを用いて形成されてよい。このとき、当該シリコンウェハに形成されたマスク部材２０２の良品及び不良品を選択してトレイ部材２００に填め込むことができるため、マスク部材２０２に設けられる開口部の形状が微細な場合であっても、成形部材の歩留まりを大幅に向上させることができる。さらに、マスク部材２０２を成形部材の大きさより小さいウェハを用いて形成することができるため、成形部材の大きさが、例えば３００ミリメートル以上の大口径になった場合であっても、マスク部材２０２を既存の製造装置を用いて形成することができ、成形部材の製造コストを大幅に低減させることができる。
【００３５】
図２（ｃ）に示すようにマスク部材２０２は、基材２０６の表面に固定されてもよい。このときマスク部材２０２は、基材２０６において、電子ビームが照射される方向に対して略垂直な面に設けられるのが望ましい。また、マスク部材２０２は、例えばネジやダイボンディング等により、基材２０６に対して着脱可能に設けられるのが好ましい。
【００３６】
図３は、第２成形部材２２におけるマスク部材２０２の上面図の一例を示す。図３（ａ）に示すように、マスク部材２０２は、図１において説明した矩形形状を有する成形開口部２０４である矩形成形開口部２０４ａ、および成形開口部２０４ａと異なる形状を有するブロック成形開口部が設けられる領域である複数のブロック成形開口部領域２１２を有する。ブロック成形開口部領域２１２の大きさは、第１成形部材１４において成形される電子ビームの最大の大きさと実質的に同じ、又は当該最大の大きさより小さいことが好ましい。また、ブロック成形開口部領域２１２の形状は、第１成形部材１４において成形された電子ビームの断面形状と同じ形状、又は相似形であることが好ましい。
【００３７】
図３（ｂ）〜（ｅ）は、ブロック成形開口部領域２１２に設けられる成形開口部であるブロック成形開口部２０４ｂの一例を示す。図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、ブロック成形開口部２０４ｂは、例えばウェハに設けられるトランジスタと配線とを電気的に接続するためのコンタクトホールや、配線同士を電気的に接続するためのスルーホールなどの、一定の間隔や一定の周期で設けられた穴形状を露光するための開口部であるのが好ましい。また、図３（ｄ）および図３（ｅ）に示すように、ブロック成形開口部２０４ｂは、例えばトランジスタのゲート電極や配線などの一定の間隔や一定の周期で設けられたライン・アンド・スペースのパターンを露光するための開口部であってもよい。そして、第１成形部材１４において成形されたそれぞれの電子ビームが、対応するそれぞれのマスク部材２０２が有するブロック成形開口部領域２１２の全面に照射されることにより、当該電子ビームが照射されたブロック成形開口部領域２１２に含まれる複数のブロック成形開口部２０４ｂを通過したそれぞれの電子ビームが形成するパターンを一括してウェハ４４の所望の領域に照射することができる。
【００３８】
図４は、本発明の一実施形態に係る成形部材の製造方法の途中工程であるマスク部材２０２を形成する工程を示す。まず、シリコン層３０２、シリコン層３０２上に設けられた酸化シリコン層３０４、及び酸化シリコン層３０４上に設けられたシリコン層３０６を有する基板３００を用意する。本実施例において基板３００は、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェハである。そしてシリコン層３０６上に酸化シリコン層３０８を、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ： 化学気層成長）法により堆積させる。次いで、酸化シリコン層３０８及びシリコン層３０２に窒化シリコン層３１０を、例えばＣＶＤ法により堆積させる。
【００３９】
図４（ｂ）は、窒化シリコン層３１０ａ及びシリコン層３０２に開口部を形成する工程を示す。まず、窒化シリコン層３１０ａにフォトレジスト塗布し、露光及び現像処理を行うことにより窒化シリコン層３１０ａに所定のパターンを有するレジストマスクを形成する。当該所定のパターンは、成形開口部２０４が設けられる領域に開口部を形成するパターンであることが好ましい。また、当該所定のパターンは、後述する基板３００を切削する工程において、基板３００を切削する領域に開口部を形成するパターンを更に有することが好ましい。次いで、形成されたレジストマスクをマスクとして、窒化シリコン層３１０ａを例えばドライエッチングによりエッチングする。そして、当該レジストマスクを除去した後、エッチングされた窒化シリコン層３１０ａをマスクとして、シリコン層３０２をエッチングすることにより、シリコン層３０２における基板３００に成形開口部が設けられる領域に開口部を形成し、また、シリコン層３０２に基板３００を切削するための開口部である切削開口部３１４を形成する。このときシリコン層３０２は、例えば水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）を用いて、異方的にウエットエッチングされるのが好ましい。また、シリコン層３０２が異方性エッチングされた面が、シリコン層３０２と酸化シリコン層３０４とが接する面に対する角度は、図２を参照してトレイ部材２００に設けられた通過開口部２０８の側面の角度と実質的に等しくなるように、シリコン層３０２エッチングするのが好ましい。次いで窒化シリコン層３１０を除去する。
【００４０】
図４（ｃ）は、成形開口部２０４を形成する工程を示す。まず、酸化シリコン層３０８にレジストを塗布し、露光及び現像処理を行うことによりレジストマスク３１２を形成する。次いでレジストマスク３１２をマスクとして酸化シリコン層３０８を、例えばドライエッチングによりエッチングする。そしてシリコン層３０６を、例えばドライエッチングによりエッチングすることにより成形開口部２０４を形成する。このとき、酸化シリコン層３０８をエッチングした後、レジストマスク３１２を除去し、エッチングされた酸化シリコン層３０８をマスクとしてシリコン層３０６をエッチングしてもよい。
【００４１】
続いて、図４（ｄ）に示すように、レジストマスク３１２、酸化シリコン層３０８及び露出している酸化シリコン層３０４を除去する。そして、基板３００に設けられた切削開口部３１４において基板３００を切削することにより、マスク部材２０２の基体となる複数の部材を得る。そして当該部材に、例えばスパッタリング法を用いて、例えば白金などの酸化されにくい金属材料を堆積させ、金属保護膜３１４を形成することにより、マスク部材２０２を得る。当該金属材料は、非磁性で且つ高融点の貴金属であることが好ましい。また、金属保護膜３１６は、当該部材の表面において少なくとも電子ビームが照射される部位、又は電子ビームが通過する面に形成されるのが好ましく、また、当該部材の全面に形成されるのが更に好ましい。
【００４２】
図５は、トレイ部材２００を形成する工程の一例を示す。まず、シリコン層４０２、シリコン層４０２上に設けられた酸化シリコン層４０４、及び酸化シリコン層４０４上に設けられたシリコン層４０６を有する基板４００を用意する。本実施例において基板４００は、ＳＯＩウェハである。そして図５（ａ）に示すように、シリコン層４０２上に酸化シリコン層４０８を例えばＣＶＤ法により堆積させる。次いでシリコン層４０６及び酸化シリコン層４０８上に窒化シリコン層４１０を、例えばＣＶＤ法により堆積させる。
【００４３】
図５（ｂ）、図５（ｃ）及び図５（ｄ）は、シリコン層４０２及びシリコン層４０６に開口部を形成することにより、通過開口部２０８を形成する工程を示す。まず、窒化シリコン層４１０ｂにフォトレジストを塗布し、露光及び現像処理を行うことによりレジストマスクを形成する。次いで当該レジストマスクをマスクとして窒化シリコン層４１０ｂを、例えばドライエッチングによりエッチングする。そして、当該レジストマスクを除去した後、エッチングされた窒化シリコン層４１０ｂをマスクとしてシリコン層４０６をエッチングすることにより開口部４２０を形成する。このときシリコン層４０６は、例えば水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）を用いて、異方的にウエットエッチングされるのが好ましい。また、シリコン層４０６が異方性エッチングされた面の、シリコン層４０６と酸化シリコン層４０４とが接する面に対する角度は、図４（ｂ）に示すシリコン層３０２に開口部を形成する工程において形成された切削開口部３１４の、シリコン層３０２と酸化シリコン層３０４とが接する面に対する角度と実質的に等しいことが好ましい。
【００４４】
図５（ｃ）に示すように窒化シリコン層４１０を除去する。そして、酸化シリコン層４０８にフォトレジストを塗布し、露光及び現像処理を行うことによりレジストマスク４１２を形成する。次いでレジストマスク４１２をマスクとして酸化シリコン層４０８を、例えばドライエッチングによりエッチングする。そして、シリコン層４０２を、例えばドライエッチングによりエッチングすることにより開口部４２２を形成する。このとき、酸化シリコン層４０８をエッチングした後、レジストマスク４１２を除去し、エッチングされた酸化シリコン層４０８をマスクとしてシリコン層４０２をエッチングしてもよい。また、開口部４２２の開口径は、開口部４２０の開口径より小さいことが好ましい。続いて図５（ｄ）に示すように、レジストマスク４１２、酸化シリコン層４０８、及び露出した酸化シリコン層４０４を除去することにより、通過開口部２０８及び系止部２１０を形成する。そして、図５（ｅ）に示すように、例えばスパッタリング法を用いて、例えば白金などの酸化されにくい金属材料を堆積させ、金属保護膜４１６を形成することにより、トレイ部材２００を得る。
【００４５】
図６は、トレイ部材２００を形成する工程の他の例を示す。図５（ａ）〜（ｄ）を同様の工程により、シリコン層５０２、シリコン層５０２上に設けられた酸化シリコン層５０４、及び酸化シリコン層５０４上に設けられたシリコン層５０６を有する基板５００を加工する。このとき図５（ｂ）に示す窒化シリコン層４１０ｂをエッチングする工程において、窒化シリコン層４１０ｂに形成されたレジストマスクが有するパターンと、略反転したパターンを有するレジストマスクを用いてシリコン層上に形成された窒化シリコン層（図示せず）をエッチングし、さらにエッチングされた当該窒化シリコン層をマスクとしてシリコン層５０６をエッチングするのが好ましい。
【００４６】
続いて、図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）において加工されたシリコン基板５００に、後述する電鋳により導電性膜を形成する工程において、電鋳の下地膜となる電鋳下地膜５０８を形成する。電鋳下地膜５０８は、例えば銅などの導電性を有する材料を用いて、例えばスパッタリング法などを用いて堆積するのが好ましい。そして、電鋳下地膜５０８を電極として、例えばニッケルなどの導電性膜５１０を電鋳により形成する。また、導電性膜５１０を十分な厚さに形成した後、導電性膜５１０の表面を平坦化する工程を更に備えることが好ましい。そして、加工されたシリコン基板５００及び電鋳下地膜５０８を除去し、トレイ部材２００を形成するための型となる形状を有する導電性膜５１０を得る。
【００４７】
続いて、図６（ｃ）に示すように、導電性膜５１０上に、例えば銅などの電鋳下地膜５１２を形成する。そして、電鋳下地膜５１２を電極として、例えば白金などの酸化されにくい導電性膜５１４を電鋳により形成する。さらに、形成された導電性膜５１４の表面を平坦化するのが好ましい。そして、導電性膜５１０及び電鋳下地膜５１２を除去し、さらに、図６（ｄ）に示すように、通過開口部２０８及び系止部２１０を形成することにより、トレイ部材２００を得る。
【００４８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００４９】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように本発明によれば、複数の電子ビームを露光回数の多いパターンの形状に成形するのに好適な電子ビーム成形部材および当該電子ビーム成形部材を備えた電子ビーム露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の構成を示す。
【図２】本発明の一実施形態に係る成形部材である第２成形部材２２を示す。
【図３】第２成形部材２２におけるマスク部材２０２の上面図の一例を示す。
【図４】本発明の一実施形態に係る成形部材の製造方法の途中工程であるマスク部材２０２を形成する工程を示す。
【図５】トレイ部材２００を形成する工程の一例を示す。
【図６】トレイ部材２００を形成する工程の他の例を示す。
【符号の説明】
８・・筐体、１０・・電子銃、１４・・第１成形部材、１６・・第１多軸電子レンズ、１８・・第１成形偏向部、２０・・第２成形偏向部、２２・・第２成形部材、２４・・第２多軸電子レンズ、２６・・ブランキング電極アレイ、２８・・電子ビーム遮蔽部材、３４・・第３多軸電子レンズ、３６・・第４多軸電子レンズ、３８・・偏向部、４４・・ウェハ、４６・・ウェハステージ、４８・・ウェハステージ駆動部、５２・・第５多軸電子レンズ、８０・・電子ビーム制御部、８２・・多軸電子レンズ制御部、８４・・成形偏向制御部、８６・・ブランキング電極アレイ制御部、９２・・偏向制御部、９６・・ウェハステージ制御部、１００・・電子ビーム露光装置、１１０・・電子ビーム成形手段、１１２・・照射切替手段、１１４・・ウェハ用投影系、１２０・・個別制御系、１３０・・統括制御部、１４０・・制御系、１５０・・露光部、２００・・トレイ部材、２０２・・マスク部材、２０４・・成形開口部、２０４ａ・・矩形成形開口部、２０４ｂ・・ブロック成形開口部、２０６・・基材、２０８・・通過開口部、２１０・・系止部、２１２・・ブロック成形開口部領域、３００・・基板、３０２・・シリコン層、３０４・・酸化シリコン層、３０６・・シリコン層、３０８・・酸化シリコン層、３１０・・窒化シリコン層、３１２・・レジストマスク、３１４・・切削開口部、３１６・・金属保護膜、４００・・基板、４０２・・シリコン層、４０４・・酸化シリコン層、４０６・・シリコン層、４０８・・酸化シリコン層、４１０・・窒化シリコン層、４１２・・レジストマスク、４１６・・金属保護膜、４２０・・開口部、４２２・・開口部、５００・・基板、５０２・・シリコン層、５０４・・酸化シリコン層、５０６・・シリコン層、５０８・・電鋳下地膜、５１０・・導電性膜、５１２・・電鋳下地膜、５１４・・導電性膜
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビーム露光装置、電子ビーム成形部材及びその製造方法に関する。特に本発明は、複数の電子ビームを露光回数の多いパターンの形状に成形するのに好適な電子ビーム成形部材および当該電子ビーム成形部材を備えた電子ビーム露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電子ビーム露光装置として、ブロックマスクを有する電子ビーム露光装置がある。当該ブロックマスクは、基材にウェハに露光する頻度の多いパターンに対応する開口部を設けた構成を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電子ビーム露光装置に含まれるブロックマスクは、ブロックマスクを構成する基材に複数の開口部を設けるため、複数の開口部の一部が破損等した場合であっても、当該ブロックマスク全体を交換する必要があった。
【０００４】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる電子ビーム露光装置、電子ビーム成形部材及びその製造方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、電子ビームの断面形状を所望の形状に成形する成形部材であって、基材と、基材に固定され、電子ビームを成形する成形開口部を有するマスク部材と、基材に設けられ、成形開口部を通過した電子ビームが通過する通過開口部とを備えたことを特徴とする成形部材を提供する。
【０００６】
また、マスク部材は、通過開口部に填め込まれることが好ましく、また、基材は、通過開口部に突出するようにマスク部材を系止する系止部を有することが好ましい。
【０００７】
通過開口部は、マスク部材が填め込まれる方向に沿って狭まるように形成されてよく、また、マスク部材は、基材に対して着脱可能に設けられてよい。
【０００８】
また、マスク部材と基材とが導通するように、マスク部材は基材に固定されることが好ましく、また、基材は、マスク部材を形成する材料より熱伝導率の高い材料により形成されることが好ましい。更に、基材は、複数の通過開口部を有し、マスク部材は、通過開口部毎に設けられてもよい。
【０００９】
本発明の第２の形態によると、電子ビームによりウェハにパターンを露光する電子ビーム露光装置であって、電子ビームを発生する電子ビーム発生部と、電子ビームの断面形状を成形する成形部材とを備え、成形部材は、基材と、基材に固定され、電子ビームを成形する成形開口部を有するマスク部材と、基材におけるマスク部材が固定された領域において、成形開口部を通過した電子ビームが通過する通過開口部とを有することを特徴とする電子ビーム露光装置を提供する。
【００１０】
また、電子ビーム発生部は、複数の電子ビームを発生し、通過開口部及びマスク部材は、電子ビーム毎に基材に設けられてもよい。
【００１１】
本発明の第３形態によると、電子ビームの断面形状を所望の形状に成形する成形部材の製造方法であって、電子ビームを成形する成形開口部を有するマスク部材を形成する工程と、マスク部材において成形された電子ビームを通過させる通過開口部を有する基材を形成する工程と、マスク部材を、基材に固定する工程とを備えたことを特徴とする成形部材の製造方法を提供する。
【００１２】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の構成を示す。電子ビーム露光装置１００は、電子ビームによりウェハ４４に所定の露光処理を施す露光部１５０と、露光部１５０に含まれる各構成の動作を制御する制御系１４０を備える。
【００１５】
露光部１５０は、筐体８内部において複数の電子ビームを発生し、電子ビームの断面形状を所望に成形する電子ビーム成形手段１１０と、複数の電子ビームをウェハ４４に照射するか否かを、それぞれの電子ビームに対して独立に切替える照射切替手段１１２と、ウェハ４４に転写されるパターンの像の向き及びサイズを調整するウェハ用投影系１１４を含む電子光学系を備える。また、露光部１５０は、パターンを露光すべきウェハ４４を載置するウェハステージ４６と、ウェハステージ４６を駆動するウェハステージ駆動部４８とを含むステージ系を備える。
【００１６】
電子ビーム成形手段１１０は、複数の電子ビームを発生させる複数の電子銃１０と、電子ビームを通過させることにより、照射された電子ビームの断面形状を成形する複数の開口部を有する第１成形部材１４および第２成形部材２２と、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束し、複数の電子ビームの焦点を調整する第１多軸電子レンズ１６と、第１成形部材１４を通過した複数の電子ビームを独立に偏向する第１成形偏向部１８および第２成形偏向部２０とを有する。
【００１７】
照射切替手段１１２は、複数の電子ビームを独立に集束し、複数の電子ビームの焦点を調整する第２多軸電子レンズ２４と、複数の電子ビームをそれぞれ独立に偏向させることにより、それぞれの電子ビームをウェハ４４に照射するか否かを、それぞれの電子ビームに対して独立に切替えるブランキング電極アレイ２６と、電子ビームを通過させる複数の開口部を含み、ブランキング電極アレイ２６で偏向された電子ビームを遮蔽する電子ビーム遮蔽部材２８とを有する。他の例においてブランキング電極アレイ２６は、ブランキング・アパーチャ・アレイ・デバイスであってもよい。
【００１８】
ウェハ用投影系１１４は、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束し、電子ビームの照射径を縮小する第３多軸電子レンズ３４と、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束し、複数の電子ビームの焦点を調整する第４多軸電子レンズ３６と、複数の電子ビームをウェハ４４の所望の位置に、それぞれの電子ビームに対して独立に偏向する偏向部３８と、ウェハ４４に対する対物レンズとして機能し、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束する第５多軸電子レンズ５２とを有する。
【００１９】
制御系１４０は、統括制御部１３０及び個別制御部１２０を備える。個別制御部１２０は、電子ビーム制御部８０と、多軸電子レンズ制御部８２と、成形偏向制御部８４と、ブランキング電極アレイ制御部８６と、偏向制御部９２と、ウェハステージ制御部９６とを有する。統括制御部１３０は、例えばワークステーションであって、個別制御部１２０に含まれる各制御部を統括制御する。電子ビーム制御部８０は、電子銃１０を制御する。多軸電子レンズ制御部８２は、第１多軸電子レンズ１６、第２多軸電子レンズ２４、第３多軸電子レンズ３４、第４多軸電子レンズ３６および第５多軸電子レンズ５２に供給する電流を制御する。
【００２０】
成形偏向制御部８４は、第１成形偏向部１８および第２成形偏向部２０を制御する。ブランキング電極アレイ制御部８６は、ブランキング電極アレイ２６に含まれる偏向電極に印加する電圧を制御する。偏向制御部９２は、偏向部３８に含まれる複数の偏向器が有する偏向電極に印加する電圧を制御する。ウェハステージ制御部９６は、ウェハステージ駆動部４８を制御し、ウェハステージ４６を所定の位置に移動させる。
【００２１】
本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の動作について説明する。まず、複数の電子銃１０が、複数の電子ビームを生成する。第１成形部材１４は、複数の電子銃１０により発生し、第１成形部材１４に照射された複数の電子ビームを、第１成形部材１４に設けられた複数の開口部を通過させることにより成形する。他の例においては、電子銃１０において発生した電子ビームを複数の電子ビームに分割する手段を更に有することにより、複数の電子ビームを生成してもよい。
【００２２】
第１多軸電子レンズ１６は、矩形に成形された複数の電子ビームを独立に集束し、第２成形部材２２に対する電子ビームの焦点を、電子ビーム毎に独立に調整する。第１成形偏向部１８は、第１成形部材１４において矩形形状に成形された複数の電子ビームを、第２成形部材における所望の位置に照射するように、それぞれ独立に偏向する。
【００２３】
第２成形偏向部２０は、第１成形偏向部１８で偏向された複数の電子ビームを、第２成形部材２２に対して略垂直な方向にそれぞれ偏向し、第２成形部材２２に照射する。そして矩形形状を有する複数の開口部を含む第２成形部材２２は、第２成形部材２２に照射された矩形の断面形状を有する複数の電子ビームを、ウェハ４４に照射すべき所望の断面形状を有する電子ビームにさらに成形する。
【００２４】
第２多軸電子レンズ２４は、複数の電子ビームを独立に集束して、ブランキング電極アレイ２６に対する電子ビームの焦点を、それぞれ独立に調整する。そして、第２多軸電子レンズ２４により焦点がそれぞれ調整された複数の電子ビームは、ブランキング電極アレイ２６に含まれる複数のアパーチャを通過する。
【００２５】
ブランキング電極アレイ制御部８６は、ブランキング電極アレイ２６における各アパーチャの近傍に設けられた偏向電極に電圧を印加するか否かを制御する。ブランキング電極アレイ２６は、偏向電極に印加される電圧に基づいて、電子ビームをウェハ４４に照射させるか否かを切替える。
【００２６】
ブランキング電極アレイに２６により偏向されない電子ビームは、第３多軸電子レンズ３４を通過する。そして第３多軸電子レンズ３４は、第３多軸電子レンズ３４を通過する電子ビームの電子ビーム径を縮小する。縮小された電子ビームは、電子ビーム遮蔽部材２８に含まれる開口部を通過する。また、電子ビーム遮蔽部材２８は、ブランキング電極アレイ２６により偏向された電子ビームを遮蔽する。電子ビーム遮蔽部材２８を通過した電子ビームは、第４多軸電子レンズ３６に入射される。そして第４多軸電子レンズ３６は、入射された電子ビームをそれぞれ独立に集束し、偏向部３８に対する電子ビームの焦点をそれぞれ調整する。第４多軸電子レンズ３６により焦点が調整された電子ビームは、偏向部３８に入射される。
【００２７】
偏向部３８に含まれる複数の偏向器は、偏向制御部９２からの指示に基づき、偏向部３８に入射されたそれぞれの電子ビームを、ウェハ４４に対して照射すべき位置にそれぞれ独立に偏向する。第５多軸電子レンズ５２は、第５多軸電子レンズ５２を通過するそれぞれの電子ビームのウェハ４４に対する焦点を調整する。そしてウェハ４４に照射すべき断面形状を有するそれぞれの電子ビームは、ウェハ４４に対して照射すべき所望の位置に照射される。
【００２８】
露光処理中、ウェハステージ駆動部４８は、ウェハステージ制御部９６からの指示に基づき、一定方向にウェハステージを移動させるのが好ましい。そして、ウェハ４４の移動に合わせて、電子ビームの断面形状をウェハ４４に照射すべき形状に成形し、ウェハ４４に照射すべき電子ビームを通過させるアパーチャを定め、さらに偏向部３８によりそれぞれの電子ビームをウェハ４４に対して照射すべき位置に偏向させることにより、ウェハ４４に所望の回路パターンを露光することができる。
【００２９】
図２は、本発明の一実施形態に係る成形部材である第２成形部材２２を示す。図２（ａ）は、第２成形部材２２の上面図を示す。第２成形部材２２は、照射された電子ビームを所望の形状に成形する成形開口部２０４を有する複数のマスク部材２０２と、マスク部材２０２が固定されるトレイ部材２００とを備える。
【００３０】
図２（ｂ）は、図２（ａ）における第２成形部材２２のＡＡ’断面図を示す。トレイ部材２００は、基材２０６と、基材２０６に設けられ、成形開口部２０４を通過した電子ビームが通過する複数の通過開口部２０８とを有する。マスク部材２０２は、トレイ部材２００に設けられた通過開口部２０８に填め込まれるように設けられるのが好ましい。また、通過開口部２０８は、マスク部材２０２が通過開口部２０８に填め込まれる方向に沿って狭まるように形成されることが好ましい。このとき、通過開口部２０８が、マスク部材２０２が通過開口部２０８に填め込まれる方向に対して、マスク部材２０２が通過開口部２０８に填め込まれる方向に沿って狭まる角度と、マスク部材２０２の側面のマスク部材２０２が通過開口部２０８に填め込まれる方向に対する角度とは、実質的に等しいことが好ましい。さらにトレイ部材２００は、通過開口部２０８に突出するように設けられマスク部材２０２を系止する系止部２１０を更に有することが好ましい。また、マスク部材２０２は、トレイ部材２００と略同一平面を形成するように填め込まれてもよく、また、マスク部材２０２が、トレイ部材２００から突出するように、あるいはトレイ部材２００がマスク部材２０２から突出するように填め込まれてもよい。
【００３１】
通過開口部２０８は、マスク部材２０２が通過開口部２０８に填め込まれる方向に沿って狭まるように形成することにより、トレイ部材２００におけるマスク部材２０２が設けられるべき位置に対して、マスク部材２０２を精度よく固定することができる。また、通過開口部２０８内におけるマスク部材２０２のずれを大幅に低減させることができる。さらに、トレイ部材２００は、系止部２１０を有することにより、通過開口部２０８が、マスク部材２０２が通過開口部２０８に填め込まれる方向に沿って狭まるように形成されない場合であっても容易にマスク部材２０２を系止することができる。
【００３２】
マスク部材２０２は、トレイ部材２００に対して着脱可能に設けられるのが好ましい。このときマスク部材２０２及びトレイ部材２００は、マスク部材２０２とトレイ部材２００とが接する部位の少なくとも一部において導電性膜を有し、マスク部材２０２はトレイ部材２００に対して、マスク部材２０２とトレイ部材２００とが導通するように設けられるのが更に好ましい。本実施例においてマスク部材２０２及びトレイ部材２００は表面に、例えば白金などの導電性膜を有し、マスク部材２０２とトレイ部材２００とを例えばダイボンディング等を用いて接合することにより、マスク部材２０２とトレイ部材２００とが導通するように、マスク部材２０２をトレイ部材２００に対して固定する。さらにトレイ部材２００は接地されるのが望ましい。他の例においてマスク部材２０２は、トレイ部材２００に対してネジ等により固定されてもよい。
【００３３】
マスク部材２０２は、トレイ部材２００に着脱可能に設けられることにより、トレイ部材２００に設けられたマスク部材２０２を交換することができる。また、マスク部材２０２とトレイ部材２００とが導通するように、マスク部材２０２をトレイ部材２００に対して固定することにより、マスク部材２０２において遮蔽された電子ビームを効率よく逃がすことができる。
【００３４】
また、トレイ部材２００を、所定の大きさを有するウェハを用いて形成し、また、マスク部材２０２を当該所定の大きさより小さい大きさを有するウェハを用いて形成した場合であっても、電子ビームを所望の形状に成形する成形部材を形成することができる。例えば、トレイ部材２００は、直径が３００ミリメートルのシリコンウェハを用いて形成されてよく、また、マスク部材２０２は、直径が２００ミリメートルのシリコンウェハを用いて形成されてよい。このとき、当該シリコンウェハに形成されたマスク部材２０２の良品及び不良品を選択してトレイ部材２００に填め込むことができるため、マスク部材２０２に設けられる開口部の形状が微細な場合であっても、成形部材の歩留まりを大幅に向上させることができる。さらに、マスク部材２０２を成形部材の大きさより小さいウェハを用いて形成することができるため、成形部材の大きさが、例えば３００ミリメートル以上の大口径になった場合であっても、マスク部材２０２を既存の製造装置を用いて形成することができ、成形部材の製造コストを大幅に低減させることができる。
【００３５】
図２（ｃ）に示すようにマスク部材２０２は、基材２０６の表面に固定されてもよい。このときマスク部材２０２は、基材２０６において、電子ビームが照射される方向に対して略垂直な面に設けられるのが望ましい。また、マスク部材２０２は、例えばネジやダイボンディング等により、基材２０６に対して着脱可能に設けられるのが好ましい。
【００３６】
図３は、第２成形部材２２におけるマスク部材２０２の上面図の一例を示す。図３（ａ）に示すように、マスク部材２０２は、図１において説明した矩形形状を有する成形開口部２０４である矩形成形開口部２０４ａ、および成形開口部２０４ａと異なる形状を有するブロック成形開口部が設けられる領域である複数のブロック成形開口部領域２１２を有する。ブロック成形開口部領域２１２の大きさは、第１成形部材１４において成形される電子ビームの最大の大きさと実質的に同じ、又は当該最大の大きさより小さいことが好ましい。また、ブロック成形開口部領域２１２の形状は、第１成形部材１４において成形された電子ビームの断面形状と同じ形状、又は相似形であることが好ましい。
【００３７】
図３（ｂ）〜（ｅ）は、ブロック成形開口部領域２１２に設けられる成形開口部であるブロック成形開口部２０４ｂの一例を示す。図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、ブロック成形開口部２０４ｂは、例えばウェハに設けられるトランジスタと配線とを電気的に接続するためのコンタクトホールや、配線同士を電気的に接続するためのスルーホールなどの、一定の間隔や一定の周期で設けられた穴形状を露光するための開口部であるのが好ましい。また、図３（ｄ）および図３（ｅ）に示すように、ブロック成形開口部２０４ｂは、例えばトランジスタのゲート電極や配線などの一定の間隔や一定の周期で設けられたライン・アンド・スペースのパターンを露光するための開口部であってもよい。そして、第１成形部材１４において成形されたそれぞれの電子ビームが、対応するそれぞれのマスク部材２０２が有するブロック成形開口部領域２１２の全面に照射されることにより、当該電子ビームが照射されたブロック成形開口部領域２１２に含まれる複数のブロック成形開口部２０４ｂを通過したそれぞれの電子ビームが形成するパターンを一括してウェハ４４の所望の領域に照射することができる。
【００３８】
図４は、本発明の一実施形態に係る成形部材の製造方法の途中工程であるマスク部材２０２を形成する工程を示す。まず、シリコン層３０２、シリコン層３０２上に設けられた酸化シリコン層３０４、及び酸化シリコン層３０４上に設けられたシリコン層３０６を有する基板３００を用意する。本実施例において基板３００は、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）ウェハである。そしてシリコン層３０６上に酸化シリコン層３０８を、例えばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ： 化学気層成長）法により堆積させる。次いで、酸化シリコン層３０８及びシリコン層３０２に窒化シリコン層３１０を、例えばＣＶＤ法により堆積させる。
【００３９】
図４（ｂ）は、窒化シリコン層３１０ａ及びシリコン層３０２に開口部を形成する工程を示す。まず、窒化シリコン層３１０ａにフォトレジスト塗布し、露光及び現像処理を行うことにより窒化シリコン層３１０ａに所定のパターンを有するレジストマスクを形成する。当該所定のパターンは、成形開口部２０４が設けられる領域に開口部を形成するパターンであることが好ましい。また、当該所定のパターンは、後述する基板３００を切削する工程において、基板３００を切削する領域に開口部を形成するパターンを更に有することが好ましい。次いで、形成されたレジストマスクをマスクとして、窒化シリコン層３１０ａを例えばドライエッチングによりエッチングする。そして、当該レジストマスクを除去した後、エッチングされた窒化シリコン層３１０ａをマスクとして、シリコン層３０２をエッチングすることにより、シリコン層３０２における基板３００に成形開口部が設けられる領域に開口部を形成し、また、シリコン層３０２に基板３００を切削するための開口部である切削開口部３１４を形成する。このときシリコン層３０２は、例えば水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）を用いて、異方的にウエットエッチングされるのが好ましい。また、シリコン層３０２が異方性エッチングされた面が、シリコン層３０２と酸化シリコン層３０４とが接する面に対する角度は、図２を参照してトレイ部材２００に設けられた通過開口部２０８の側面の角度と実質的に等しくなるように、シリコン層３０２エッチングするのが好ましい。次いで窒化シリコン層３１０を除去する。
【００４０】
図４（ｃ）は、成形開口部２０４を形成する工程を示す。まず、酸化シリコン層３０８にレジストを塗布し、露光及び現像処理を行うことによりレジストマスク３１２を形成する。次いでレジストマスク３１２をマスクとして酸化シリコン層３０８を、例えばドライエッチングによりエッチングする。そしてシリコン層３０６を、例えばドライエッチングによりエッチングすることにより成形開口部２０４を形成する。このとき、酸化シリコン層３０８をエッチングした後、レジストマスク３１２を除去し、エッチングされた酸化シリコン層３０８をマスクとしてシリコン層３０６をエッチングしてもよい。
【００４１】
続いて、図４（ｄ）に示すように、レジストマスク３１２、酸化シリコン層３０８及び露出している酸化シリコン層３０４を除去する。そして、基板３００に設けられた切削開口部３１４において基板３００を切削することにより、マスク部材２０２の基体となる複数の部材を得る。そして当該部材に、例えばスパッタリング法を用いて、例えば白金などの酸化されにくい金属材料を堆積させ、金属保護膜３１４を形成することにより、マスク部材２０２を得る。当該金属材料は、非磁性で且つ高融点の貴金属であることが好ましい。また、金属保護膜３１６は、当該部材の表面において少なくとも電子ビームが照射される部位、又は電子ビームが通過する面に形成されるのが好ましく、また、当該部材の全面に形成されるのが更に好ましい。
【００４２】
図５は、トレイ部材２００を形成する工程の一例を示す。まず、シリコン層４０２、シリコン層４０２上に設けられた酸化シリコン層４０４、及び酸化シリコン層４０４上に設けられたシリコン層４０６を有する基板４００を用意する。本実施例において基板４００は、ＳＯＩウェハである。そして図５（ａ）に示すように、シリコン層４０２上に酸化シリコン層４０８を例えばＣＶＤ法により堆積させる。次いでシリコン層４０６及び酸化シリコン層４０８上に窒化シリコン層４１０を、例えばＣＶＤ法により堆積させる。
【００４３】
図５（ｂ）、図５（ｃ）及び図５（ｄ）は、シリコン層４０２及びシリコン層４０６に開口部を形成することにより、通過開口部２０８を形成する工程を示す。まず、窒化シリコン層４１０ｂにフォトレジストを塗布し、露光及び現像処理を行うことによりレジストマスクを形成する。次いで当該レジストマスクをマスクとして窒化シリコン層４１０ｂを、例えばドライエッチングによりエッチングする。そして、当該レジストマスクを除去した後、エッチングされた窒化シリコン層４１０ｂをマスクとしてシリコン層４０６をエッチングすることにより開口部４２０を形成する。このときシリコン層４０６は、例えば水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）を用いて、異方的にウエットエッチングされるのが好ましい。また、シリコン層４０６が異方性エッチングされた面の、シリコン層４０６と酸化シリコン層４０４とが接する面に対する角度は、図４（ｂ）に示すシリコン層３０２に開口部を形成する工程において形成された切削開口部３１４の、シリコン層３０２と酸化シリコン層３０４とが接する面に対する角度と実質的に等しいことが好ましい。
【００４４】
図５（ｃ）に示すように窒化シリコン層４１０を除去する。そして、酸化シリコン層４０８にフォトレジストを塗布し、露光及び現像処理を行うことによりレジストマスク４１２を形成する。次いでレジストマスク４１２をマスクとして酸化シリコン層４０８を、例えばドライエッチングによりエッチングする。そして、シリコン層４０２を、例えばドライエッチングによりエッチングすることにより開口部４２２を形成する。このとき、酸化シリコン層４０８をエッチングした後、レジストマスク４１２を除去し、エッチングされた酸化シリコン層４０８をマスクとしてシリコン層４０２をエッチングしてもよい。また、開口部４２２の開口径は、開口部４２０の開口径より小さいことが好ましい。続いて図５（ｄ）に示すように、レジストマスク４１２、酸化シリコン層４０８、及び露出した酸化シリコン層４０４を除去することにより、通過開口部２０８及び系止部２１０を形成する。そして、図５（ｅ）に示すように、例えばスパッタリング法を用いて、例えば白金などの酸化されにくい金属材料を堆積させ、金属保護膜４１６を形成することにより、トレイ部材２００を得る。
【００４５】
図６は、トレイ部材２００を形成する工程の他の例を示す。図５（ａ）〜（ｄ）を同様の工程により、シリコン層５０２、シリコン層５０２上に設けられた酸化シリコン層５０４、及び酸化シリコン層５０４上に設けられたシリコン層５０６を有する基板５００を加工する。このとき図５（ｂ）に示す窒化シリコン層４１０ｂをエッチングする工程において、窒化シリコン層４１０ｂに形成されたレジストマスクが有するパターンと、略反転したパターンを有するレジストマスクを用いてシリコン層上に形成された窒化シリコン層（図示せず）をエッチングし、さらにエッチングされた当該窒化シリコン層をマスクとしてシリコン層５０６をエッチングするのが好ましい。
【００４６】
続いて、図６（ｂ）に示すように、図６（ａ）において加工されたシリコン基板５００に、後述する電鋳により導電性膜を形成する工程において、電鋳の下地膜となる電鋳下地膜５０８を形成する。電鋳下地膜５０８は、例えば銅などの導電性を有する材料を用いて、例えばスパッタリング法などを用いて堆積するのが好ましい。そして、電鋳下地膜５０８を電極として、例えばニッケルなどの導電性膜５１０を電鋳により形成する。また、導電性膜５１０を十分な厚さに形成した後、導電性膜５１０の表面を平坦化する工程を更に備えることが好ましい。そして、加工されたシリコン基板５００及び電鋳下地膜５０８を除去し、トレイ部材２００を形成するための型となる形状を有する導電性膜５１０を得る。
【００４７】
続いて、図６（ｃ）に示すように、導電性膜５１０上に、例えば銅などの電鋳下地膜５１２を形成する。そして、電鋳下地膜５１２を電極として、例えば白金などの酸化されにくい導電性膜５１４を電鋳により形成する。さらに、形成された導電性膜５１４の表面を平坦化するのが好ましい。そして、導電性膜５１０及び電鋳下地膜５１２を除去し、さらに、図６（ｄ）に示すように、通過開口部２０８及び系止部２１０を形成することにより、トレイ部材２００を得る。
【００４８】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００４９】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように本発明によれば、複数の電子ビームを露光回数の多いパターンの形状に成形するのに好適な電子ビーム成形部材および当該電子ビーム成形部材を備えた電子ビーム露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の構成を示す。
【図２】本発明の一実施形態に係る成形部材である第２成形部材２２を示す。
【図３】第２成形部材２２におけるマスク部材２０２の上面図の一例を示す。
【図４】本発明の一実施形態に係る成形部材の製造方法の途中工程であるマスク部材２０２を形成する工程を示す。
【図５】トレイ部材２００を形成する工程の一例を示す。
【図６】トレイ部材２００を形成する工程の他の例を示す。
【符号の説明】
８・・筐体、１０・・電子銃、１４・・第１成形部材、１６・・第１多軸電子レンズ、１８・・第１成形偏向部、２０・・第２成形偏向部、２２・・第２成形部材、２４・・第２多軸電子レンズ、２６・・ブランキング電極アレイ、２８・・電子ビーム遮蔽部材、３４・・第３多軸電子レンズ、３６・・第４多軸電子レンズ、３８・・偏向部、４４・・ウェハ、４６・・ウェハステージ、４８・・ウェハステージ駆動部、５２・・第５多軸電子レンズ、８０・・電子ビーム制御部、８２・・多軸電子レンズ制御部、８４・・成形偏向制御部、８６・・ブランキング電極アレイ制御部、９２・・偏向制御部、９６・・ウェハステージ制御部、１００・・電子ビーム露光装置、１１０・・電子ビーム成形手段、１１２・・照射切替手段、１１４・・ウェハ用投影系、１２０・・個別制御系、１３０・・統括制御部、１４０・・制御系、１５０・・露光部、２００・・トレイ部材、２０２・・マスク部材、２０４・・成形開口部、２０４ａ・・矩形成形開口部、２０４ｂ・・ブロック成形開口部、２０６・・基材、２０８・・通過開口部、２１０・・系止部、２１２・・ブロック成形開口部領域、３００・・基板、３０２・・シリコン層、３０４・・酸化シリコン層、３０６・・シリコン層、３０８・・酸化シリコン層、３１０・・窒化シリコン層、３１２・・レジストマスク、３１４・・切削開口部、３１６・・金属保護膜、４００・・基板、４０２・・シリコン層、４０４・・酸化シリコン層、４０６・・シリコン層、４０８・・酸化シリコン層、４１０・・窒化シリコン層、４１２・・レジストマスク、４１６・・金属保護膜、４２０・・開口部、４２２・・開口部、５００・・基板、５０２・・シリコン層、５０４・・酸化シリコン層、５０６・・シリコン層、５０８・・電鋳下地膜、５１０・・導電性膜、５１２・・電鋳下地膜、５１４・・導電性膜
Claims (5)
- 電子ビームによりウェハにパターンを露光する電子ビーム露光装置であって、
前記電子ビームを発生する電子ビーム発生部と、
前記電子ビームの断面形状を成形する成形部材と
を備え、
前記成形部材は、
基材と、
前記基材に固定され、前記電子ビームを成形する成形開口部を有するマスク部材と、
前記基材における前記マスク部材が固定された領域において、前記成形開口部を通過した前記電子ビームが通過する通過開口部と
を有し、
前記電子ビーム発生部は、複数の前記電子ビームを発生し、
前記通過開口部及び前記マスク部材は、前記電子ビーム毎に前記基材に設けられ、
前記マスク部材は、前記通過開口部に填め込まれ、
前記通過開口部は、前記マスク部材が填め込まれる方向に沿って狭まるように形成された電子ビーム露光装置。 - 前記基材は、前記通過開口部に突出するように設けられ前記マスク部材を系止する系止部を有する請求項１記載の電子ビーム露光装置。
- 前記マスク部材は、前記基材に対して着脱可能に設けられた請求項１または請求項２記載の電子ビーム露光装置。
- 前記マスク部材と前記基材とが導通するように、前記マスク部材は前記基材に固定された請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子ビーム露光装置。
- 前記基材は、前記マスク部材を形成する材料より熱伝導率の高い材料により形成された請求項１乃至請求項４のいずれか記載の電子ビーム露光装置。
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