JP4652829B2 - 電子線露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子線露光装置に関し、特に、高スループット、高精度を実現できるマルチビーム描画装置等に適用して好適な電子線露光装置に関するものである。

先端分野や短ＴＡＴ製品のリソグラフィ工程での使用が想定されている電子線露光装置のなかに所謂マルチビームタイプのものがある。この種の装置はビームをマルチ化することによって、従来使用されてきたシングルビームやセルプロジェクションタイプの装置に比べ、高スループット、高精度化が期待されている。複数のビームを制御して所望のパターンを得る装置は種々考案されているが、マルチビームであること以外には従来の装置形態に近く、導入し易いとされている縮小投影方式の装置がある。

図８はそうした縮小投影方式のマルチビーム電子線露光装置の一例である。同図において７０は電子銃であって、描画装置の光源である。この光源から放射された電子ビーム７１はコンデンサーレンズ７２によって略平行の電子ビームとなる。この略平行の電子ビームは複数の要素電子光学系７４が配列された、マルチビームモジュール７３に入射する。ブランキング電極を有する要素電子光学系７４は複数の光源の中間像７５，７６をブランキングアパーチャ７７の開口付近に形成すると同時に、複数のブランキング電極を各々個別に作動させてブランキングアパーチャ７７で複数の電子ビームを遮蔽することができる。

次に、磁界レンズ７９と磁界レンズ８０は磁気対称ダブレットで投影系を構成する。ここで、磁界レンズ７９と磁界レンズ８０との距離は各々のレンズの焦点距離の和に等しく、前記光源の中間像７５，７６は磁界レンズ７９の焦点位置付近にあって、それらの像は磁界レンズ８０の焦点位置付近に形成される。８３は磁界偏向器であり、８４は電界によって偏向を行う静電偏向器である。そして、これら二つの偏向器は、複数の中間像７５，７６からの電子ビームを偏向させて、複数の中間像の像を試料８２の上で平面的に移動させるようになっている。ここで磁界偏向器８３と静電偏向器８４は、光源像の移動距離によって使い分けている。８５は偏向器を作動させた際に発生する偏向収差によるフォーカス位置のずれを補正するためのダイナミックフォーカスコイル、７８は同様な過程で発生する非点収差を補正するダイナミックスティグコイルである。また、８６は試料８２をＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動するためのXYZステージである。描画の際には、パターンデータに基づいて、複数の中間像の像を投影系によって試料８２上に投影し、複数の要素電子光学系のブランキング電極を作動させて複数の電子ビームをＯＮ／ＯＦＦさせながら、磁界偏向器８３と静電偏向器８４及びXYZステージ８６を用いて試料８２の全面を走査し所望の露光パターンを得ている。

次に、電子線露光装置におけるマルチビームモジュール７３に載置された要素電子光学系７４のブランキング電極とそれらを駆動するドライバ及び駆動信号を伝送する伝送路を図９に示す。同図において描画データを各ビームのＯＮ／ＯＦＦ信号パターンに変換し所望の露光時間を与えるデータ処理系８７は、ドライバ８８に駆動信号を出力する。この出力は駆動信号ケーブル８９を介して中継基板９１のインターフェースコネクタ９０に接続され、配線パターンによって電子光学鏡筒９８を通過し駆動信号の終端回路であるターミネータ９２に入力する。ターミネータ９２を通過した駆動信号は、真空シール９９を通過しコンタクトユニット９３を経由してブランキングモジュール９４に接続される。さらに、ブランキングモジュール９４の上には各ブランキング開口９７に一対づつ設けられたブランキング電極９６があり、コンタクトユニット９３から配線パターン９５を通して駆動信号がそれらブランキング電極９６に接続されている。また、冷却装置１０２からの冷却液は、導入管１００、中継基板９１、排出管１０１の順に流して、ターミネータ９２で発生する熱を除去し、電子光学鏡筒や真空シールより内側にある部材の熱変形や特性変化を抑制する工夫がなされている。
特開平１１−１７６７１９号公報

前述の従来例の装置においては、ブランキング電極の駆動周期が１００ＭＨｚ以上、駆動信号の周波数成分は１ＧＨｚ近傍に達している。また、電子ビームのマルチ化は少なくとも千本、多くは八千本の要求がある。常に高速化を求められる状況においては、これらの数字も暫定値でしかあり得ない。このような多量の信号を高速に、且つバラツキや歪のない状態で正しく伝送するために、あらゆる考案がなされている。例えば伝送線路の特性インピーダンスを整合させるための終端は発熱を伴ない、その熱を冷却によって取り除こうとしていることを前述した。

しかしながら、ブランカー近傍の僅かな熱バランスの歪であっても、構造の幾何学的歪を発生させ、結果として描画精度上無視できないものになる。こういった更なる精度向上に対応するため、例えば特開平１１−１７６７１９号公報（特許文献１）では、伝送線路をブランキング電極の近くで分岐させ、一方をブランキング電極に他方を伝送線路と同じ特性インピーダンスをもつ補助線路に接続し、その補助線路を鏡筒の外へ導出してその端部に終端抵抗を実装し冷却を行うという提案がなされている。また、上記特許文献１では、伝送線路上で分岐を行わずブランキング電極から直接２本の配線を行い、一方を駆動信号のドライバーへ、他方を終端器へ接続する方法が開示されている。

こうした工夫は一定の効果が得られる反面、伝送線路やブランカーなどの実装スペースに対して大きな負荷となる。現状ではビーム本数の増加に伴って限界に達していると考えても差し支えない。さらに先述したようにブランキング電極の駆動信号の周波数成分は装置の高速化に伴い１ＧＨｚ近傍にまで達している。このような信号帯域においては、伝送線路の容量と直流抵抗の制約が大きく、例えば伝送線路の幅を２μｍで設計した場合、ブランキング電極の静電容量を除いた線路の容量を１．５ＰＦ、直流抵抗を３００Ωとし、その他諸条件から求められる許容線路長は僅か１５ｍｍである。このことはブランキングアレイ中心部から半径１５ｍｍ以内に１０００本から８０００本の伝送線路と、それらに接続される低インピーダンスライン（駆動回路への接続用線路）との接合部を敷設しなければならないことを意味している。

本発明は上記のような課題に鑑みて為されたものであり、その目的は局所領域へ多くの伝送線路を敷設し、且つ伝送線路の周波数特性を向上させなければならない前述のような状況において、その根本的な解決手段を提供し且つそれらを搭載した装置を提供することにある。

本発明の電子線露光装置は、複数の電子線の照射を個別に制御する複数のブランキング電極と、前記複数のブランキング電極を駆動するための駆動信号を伝送する伝送線路とを有し、前記複数の電子線によって試料にパターンを描画するように構成され、前記伝送線路は、第１の基板に形成された光伝送路と、前記光伝送路の始点側で前記駆動信号を電気信号から光信号に変換する第１の光電変換部と、前記第１の光電変換部で変換された光信号を前記光伝送路の終点側で電気信号に変換する複数の第２の光電変換部とを有し、前記複数の第２の光電変換部で変換された電気信号によって前記複数のブランキング電極が制御され、前記第１の基板には、環状の真空シールが配置され、前記真空シールの内側が真空となり、前記真空シールの外側が大気圧となるように真空隔壁が形成され、前記光伝送路の始点側である前記真空シールの外側に前記第１の光電変換部が配置され、前記光伝送路の終点側である前記真空シールの内側に前記複数の第２の光電変換部が配置されている。

以上説明したように、信号伝送線路の一部またはほぼ全域を光伝送路で構成し、また実装密度を高く要求される部分には光導波路を用い、さらに光信号から電気信号への変換を発電素子で行うことによって、局所領域へ多くの伝送線路を敷設し、且つ伝送線路の周波数特性を向上させるための根本的な解決手段を提供できる。

次に、本発明の好ましい実施の形態について、露光対象としての試料がウエハである場合の実施例を挙げ、図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の実施例１に係る電子線露光装置の構成図である。同図において、１は電子銃であって、描画装置の光源である。この光源から放射された電子ビーム２はその前側焦点位置が前記光源位置であるコンデンサーレンズ３によって略平行の電子ビームとなる。この略平行の電子ビームは要素電子光学系４が複数配列された成形系５に入射する。略平行の電子ビームは成形系５で光軸に垂直な面内で複数に分割成形され、分割された電子ビームはそれぞれの電子ビームを各々個別にＯＮ／ＯＦＦ制御するブランキングモジュール６を通過し、複数の光源の中間像７ａ，７ｂをブランキングアパーチャ１０の開口付近に形成する。ここでブランキングモジュール６は、複数の開口と各開口毎に設けられた一対のブランキング電極を有し、これらのブランキング電極を各々個別に作動させてブランキングアパーチャ１０で複数の電子ビームを各々個別に遮蔽することができるようになっている。

次に、磁界レンズ１２と磁界レンズ１６は、磁気対称ダブレットで縮小投影系を構成しており、制限開口１７を有している。ここで、磁界レンズ１２と磁界レンズ１６との距離は各々のレンズの焦点距離の和に等しく、前記光源の中間像７ａ，７ｂは磁界レンズ１２の焦点位置付近にあって、それらの像は磁界レンズ１６の焦点位置に形成される。このとき磁界レンズ１２と磁界レンズ１６の焦点距離の比が投影倍率となる。さらに、磁界レンズ１２と磁界レンズ１６の磁界が互いに逆方向に作用する様に設定されているため、球面収差、非点収差、コマ収差、像面彎曲、及び軸上色収差の所謂五つの収差を除く他のサイデル収差や、回転と倍率の色収差が打ち消されている。ここで補正レンズ群１１は、磁界レンズ１２と光源の中間像７ａ，７ｂとの間に配置され、投影倍率、ビームの収束位置、及び各種収差補正、等を微調整する機能レンズ群である。１３は磁界偏向器であり、１４は電界によって偏向を行う静電偏向器であり、これら二つの偏向器は、複数の電子ビームを一括偏向させて、複数の中間像７ａ，７ｂの像を試料１８の上で平面的に移動させるようになっている。磁界偏向器１３と静電偏向器１４は、光源像の移動距離によって使い分けている。１５は偏向器を作動させた際に発生する偏向収差によるフォーカス位置のずれを補正するためのダイナミックフォーカスコイルである。また、１９は試料１８をＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動するためのXYZステージであり、複数のレーザー干渉計によってその位置や移動速度が正確に制御されている。２０はマウントであって、装置姿勢を維持すると同時に床振動から装置を絶縁する機能を有している。

実際の描画においては、パターンデータに基づいて、制御系２１内のビーム制御部２２からブランキングモジュール６に対して伝送路８を通して駆動信号を供給し、各ブランキング電極を作動させて複数の電子ビームをＯＮ／ＯＦＦさせながら、中間像７ａ，７ｂの像を磁界レンズ１２と磁界レンズ１６からなる縮小投影系によって試料１８の上に収束させ、磁界偏向器１３と静電偏向器１４を用いて試料１８上を走査し、且つXYZステージ１９を協動せしめて、所定の描画パターンを得ている。

図２は図１の電子線露光装置におけるブランキングモジュール６に載置された複数のブランキング電極と、それらを駆動するビーム制御部２２及び駆動信号を伝送する伝送路８の詳細を表す図である。

同図において、４２は、描画データを各ビームのオンオフ信号パターンに変換し、所望の露光時間と露光タイミングを提供するデータ処理部である。４１は、前記データ処理部４２からのデータに従って、ブランキングモジュール６に載置され電子ビームを通過させるためのビーム開口３２を有するブランカーのブランキング電極３３に対して、駆動信号を送出するドライバである。４０は、前記ドライバ４１の信号をブランキング電極３３が載置されたブランカー基板３０（本実施例における第１の基板）の入力コネクタ３９へ前記駆動信号を接続するための駆動信号ケーブルである。３８は、駆動信号ケーブル４０を通して伝送されてきた駆動信号を、光伝送路の始点側で電気信号から光信号に変換する第１の光電変換部３７へ供給するための配線パターンである。３４は、第１の光電変換部３７で電気信号から光信号に変換された駆動信号を伝送する複数の光導波路である。３５は、各光導波路３４の終点である末端に光導波路と光学的に結合するように載置され、光伝送路の終点側で前記駆動信号を光信号から電気信号へ変換するための第２の光電変換部である。３６は複数のブランキング電極３３の片側を同電位にするための相互接続配線パターンであり、３１は鏡筒内部の真空を維持するための真空シールである。

ここでドライバ４１から出力される駆動信号はその駆動周期が１００ＭＨｚ以上であり、さらに露光階調にして８ビット程度の分解能に相当するパルス幅変調が施されている。本実施例では描画動作時における駆動信号の実質的な信号帯域は１ＧＨｚ程度である。従って駆動信号の伝送路を構成する駆動信号ケーブル４０、配線パターン３８等は全て分布定数線路として、その特性インピーダンスが管理された設計が為されている。

また、本実施例では、ブランキング電極３３の高速駆動と光導波路３４での信号減衰、第２の光電変換部３５の変換感度などを考慮して、第１の光電変換部３７をアレイ型のレーザーダイオードと変調器で構成してある。ドライバ４１から出力された駆動信号は、駆動信号ケーブル４０を経由して入力コネクタ３９に入力し、ブランカー基板３０上に敷設された配線パターン３８へ接続される。配線パターン３８は、マイクロストリップラインで駆動信号を効率よく伝送すると同時に特性インピーダンスのマッチングをとり、ほぼ無反射の伝送線路となっている。

ここではマイクロストリップラインを採用したが、実装上の制約や信号特性に合わせて、所謂コプレーナ線路等、種々の選択が可能である。第１の光電変換部３７で電気信号から光信号に変換された駆動信号は光導波路３４のなかを減衰しながら伝播する。本実施例においては、第２の光電変換部３５はＰＩＮ型の高速フォトダイオードで光導波路３４と高効率にて光結合するように構成してある。光信号が光結合によってフォトダイオードの接合面に入射すると電流が生成され、この電流をフォトダイオードに内臓した軽負荷のシャント抵抗に流し、それによってシャント抵抗とパターンで接続されたブランキング電極３３に電圧を印加する。

ここでフォトダイオードにシャント抵抗を内臓させる代わりに、ブランキング電極３３に直列に抵抗を接続し、ブランキング電極３３とそれに直列な抵抗とを合わせたものをシャント抵抗としてもよい。その場合ブランキング電極３３の静電容量が負荷としてシャント抵抗に加わるが、その静電容量は十分小さく（本実施例では、０．０５ｐＦ以下）、抵抗負荷を小さくしても十分な高速応答性能が得られている。ここで光スイッチ、所謂フォトトランジスタ形式の光電変換デバイスを用いることも可能であるが、この種のデバイスはスイッチであり電源を要するため電源パターンを敷設しなければならないこと、出力側のトランジスタはある程度の負荷を持たせないと応答スピードが上がらないこと、信号伝達率を高くできないこと、等を考慮した上であれば採用が可能である。

ビーム開口３２を通過する電子ビームは、ドライバ４１から出力された駆動信号が駆動信号ケーブル４０を経て第１の光電変換部３７で光信号に変換され、光導波路３４を伝播し第２の光電変換部３５で再び電気信号に変換され、ブランキング電極間に電圧が印加されると、偏向作用を受けてブランキング状態になる。このとき、ブランキング電極３３の片側に電圧を印加してビーム開口３２を通過する電子ビームを偏向させるには対向する電極の電極電位を決める必要がある。本実施例では対向する電極同士を相互接続配線パターン３６によって相互に接続し、さらにブランカー基板３０上のアースポイント（不図示）に接続し接地電位を与えるようにしてある。

また、ブランカー基板３０は、電子光学鏡筒の内部で真空隔壁の一部を構成するように設計されていて、そのための真空シール３１がブランカー基板３０の周辺部に載置されている。この真空シール３１より内側が真空であり、外側が大気圧となっていて、光導波路３４が所謂フィードスルーの役目も果たしている。こうすることで第１の光電変換部３７を大気圧側に設置し第１の光電変換部内の発光素子による発熱を効率よく除去している。本実施例では、前記発熱量を低く抑制したことと、第１の光電変換部３７と真空シール３１との距離を大きくし、十分な放熱面積を取ったことによって強制冷却の必要がなかったが、要求仕様によって前記発光素子の出力を上げざるを得ない場合や、実装上ブランカー基板３０を大きくできない場合には、ブランカー基板３０の外周部付近に冷却水を循環させるなどして発熱を除去することも考えられる。

本発明の実施例２に係る電子線露光装置について図３及び図４を用いて説明する。図３及び図４は、図１の電子線露光装置におけるブランキングモジュール６に載置された複数のブランキング電極とそれらを駆動するビーム制御部２２及び駆動信号を伝送する伝送路８の別の態様を表す図である。

図３において、実施例１と同様に、４２は描画データを各ビームのＯＮ／ＯＦＦ信号パターンに変換し所望の露光時間と露光タイミングを提供するデータ処理部である。４１は前記データ処理部４２からのデータに従ってブランキングモジュール６内のブランカーを駆動するドライバである。４５は後述するブランカーデバイス基板を支持し、且つ同基板へブランキング電極の駆動信号を中継する信号中継基板である。４６は真空シールであり、４７は信号中継基板４５を貫通し電子ビームを通過させる貫通口である。４９は後述するブランカーデバイスと信号中継基板４５とを接続するための接合電極である。

この接合電極４９上に搭載されるのがブランカーデバイス基板５６であり、その概要を図４に示す。同図において、５６はブランカーの偏向電極のみを載置したデバイス専用のブランカーデバイス基板である。同基板には電子ビームを通過させるためのビーム開口５７と、互いに対向するブランキング電極５８ａ，５８ｂとが形成されている。この基板５６の裏面には信号中継基盤４５の接合電極に対応する位置に接合パッドが設けられている。

図３に戻って、４８は接合電極を経由して複数のブランキング電極の片側を同電位にするための相互接続配線パターン、５０，５１，５２は、それぞれ、第２の光電変換部、光導波路、第１の光電変換部であり、実施例１と同様である。電子ビームは、ブランカーデバイス基板５６上に載置されたビーム開口５７と信号中継基板４５上の貫通口４７を通過して露光ビームとなる。ドライバ４１が駆動信号を出力し、駆動信号ケーブル４０を経由して信号中継基板４５に入力し、第１の光電変換部５２で光信号に変換し、光導波路５１を伝播した後、第２の光電変換部５０で再び電気信号に変換され、接合電極４９を介してブランカーデバイス基板５６上のブランキング電極５８ａに印加されると、電子ビームは偏向作用を受けブランキングされた状態になる。

本実施例は、実施例１と相違して、ブランキングモジュール６が、ブランカーデバイス基板５６（上述したように接合電極４９上に搭載されブランキング電極が形成される。本実施例において第１の基板となる）と第２の基板である信号中継基板４５とから構成されていることである。その主たる理由はブランキング電極やビーム開口の製造プロセスと、光導波路や光電変換デバイスの製造プロセスが異なっているためである。本実施例では、このような場合でも信号中継基板４５上の光導波路５１を接合電極４９の付近まで敷設しその終点である末端で光電変換を行い、電気信号として伝播する経路が最短になるように設計した。この結果、配線パターン及び接合電極４９の静電容量と直流抵抗は十分小さくなり、駆動系の実質的な周波数特性は対向するブランキング電極５８ａ、５８ｂ間の静電容量と第２の光電変換部５０のフォトダイオードに入れたシャント抵抗の値が支配的となりほぼ設計値通りの特性が得られている。

さらに本発明の実施例３に係る電子線露光装置について、図５を用いて説明する。図５は、図１の電子線露光装置におけるブランキングモジュール６に載置された複数のブランキング電極とそれらを駆動するビーム制御部２２及び駆動信号を伝送する伝送路８の更に別の態様を表す図である。

図５において、実施例１と同様に、４２は描画データを各ビームのＯＮ／ＯＦＦ信号パターンに変換し所望の露光時間と露光タイミングを提供するデータ処理部である。６５は前記データ処理部４２からのデータに従ってブランキングモジュール６内のブランカーを駆動するドライバである。６０は、ビーム開口を有し、ブランキング電極、第２の光電変換部、光導波路、及び真空シール、等を載置したブランカー基板である。６２は光ファイバーケーブル６３と光導波路６１を結合するための光カプラ−であり、６４はドライバ６５に搭載され、ブランキング電極を駆動するための駆動信号を電気信号から光信号に変換するための第１の光電変換部である。

ブランカー基板６０の構成は光導波路６１の端部を除いて実施例１と同様なので説明を省略する。本実施例では、第１の光電変換部６４がドライバ６５に搭載されている。この段階でブランキング電極の駆動信号を電気信号から光信号に変換し、ほぼ全ての信号伝送経路を光伝送路で構成するという意図がある。第１の光電変換部６４は他の実施例と同様に、アレイ型のレーザーダイオードと変調器で構成し、高速かつ広帯域に対応できるようにしてある。ここでの発熱はドライバ６５が収納されている容器内で効率よく除去できるので、第１の光電変換部６４の光出力を最大値付近まで高めてある。光信号に変換されたブランキング電極の駆動信号は、光ファイバーケーブル６３を伝播する。光ファイバーケーブル６３は各ブランキング電極に対応した光ファイバーを複数束ねたものである。本実施例では光導波路６１の配列パターン、仕上がり外径及び可撓性、等を考慮して２５６本を一束とし、さらに二束を一組にしてケーブルを構成してある。光ファイバーケーブル６３を伝播してきた光信号は光導波路の始点に載置された光結合器である光カプラ−６２でブランカー基板６０上の光導波路６１と光結合される。この光結合の詳細を図６に示す。

図６において、６６は光カプラ−のハウジングであり、６３はその端部をハウジング６６に挿入された光ファイバーケーブルである。６７は信号光の角度を変えるための反射器であり、６８は集光レンズであり、６１はブランカー基板６０に載置された光導波路である。

光ファイバーケーブル６３内を伝播してきた光信号は、光カプラ−６２のハウジング６６の内部に載置された反射器６７で光導波路６１が載置されている面に垂直に入射するように９０°方向を変え、集光レンズ６８を通して光導波路６１に導入される。集光レンズ６８は出力光のスポット径が光導波路６１の大きさに合うようにそのパワーと作動距離が決定されており、光結合の際に生じる損失を抑制し結合効率を最大限まで高めるよう設計されている。集光レンズ６８に対向する光導波路６１の端部は入射光に対して４５°に加工された面に反射層を載置し、入射光を導波路中に導入するようになっている。光伝送路の径が同程度であり、他に特殊な要因がなければ、通常このような結合方法による損失は−３ｄＢ以内にすることができる。本実施例では、光ファイバーケーブル６３を構成する個々の光ファイバーの径と光導波路６１の大きさに相当量の相違があるため、実際の損失は−９ｄＢ程度であった。

図７はこの光結合に関する別の方法を示したものであり、同図において６６は光カプラ−のハウジングであり、６３はその端部をハウジング６６に挿入された光ファイバーケーブル、６９は集光レンズ、６１はブランカー基板６０に載置された光導波路である。

ここで光導波路６１は、積層型で構成しその端部がブランカー基板６０の端部と同一面になるように加工してある。その同一面に集光レンズ６９を載置し、光ファイバーケーブル６３から射出された光出力を光導波路６１内に導入している。光ファイバーケーブル６３を構成する各々の光ファイバーの径は図6で採用した光ファイバーよりも細くしてある。径の大きな光ファイバーを用いる必要がある場合は、ハウジング６６の光ファイバー端部が露出している面に別の集光レンズを追加載置して、そのレンズとブランカー基板６０の端面に載置した集光レンズ６９とを協働させて結合効率を上げることもできる。

図５に戻って、光カプラ−６２でブランカー基板６０上の光導波路６１に導入した光信号は、実施例１と同様な過程を経て、ブランキング電極を駆動し、電子ビームを偏向させてブランキング動作を行う。前述したように、本実施例では、ブランキング電極の駆動信号をドライバ６５内部で電気信号から光信号に変換し、信号伝送線路全域に渡って光伝送を行うようになっていいる。特に光ファイバーケーブル６３は、その長さの自由度が大きく取れることから、本実施例においても８ｍ程度の長さを持たせている。ブランカー基板や信号中継基板までの経路を電気信号として伝送した場合には、駆動信号の遅延と容量性負荷の増大による信号歪を考慮すれば、駆動信号ケーブルの長さは１ｍ程度が限界であった。また異なる光伝送路を結合させながら信号伝送を行う場合であってもその結合方法を工夫すれば、結合による損失を実効上問題のないレベルに抑制することが知られている。このことからすれば、本実施例においては、伝送路の光結合は1箇所であったが、装置の構造やブランカーモジュールの構造によって光結合を多数回行うことで最適な実装形態が得られることになる。

次に、上記実施例に係る電子線露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図１０は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（ＥＢデータ変換）では設計した回路パターンに基づいて電子線描画（露光）装置の露光制御データを作成する。

一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いて試料であるウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記露光制御データが入力された露光装置とウエハを用い、リソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ７でこれを出荷する。

上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに焼付け露光する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト剥離ステップ。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。

本発明の実施例１に係る電子線露光装置の概略構成を表す立面図である。 本発明の実施例１に係る電子線露光装置のブランキングモジュールとその周辺回路を示した平面図である。 本発明の実施例２に係る電子線露光装置のブランキング開口とブランキング電極周辺の伝送線路及び駆動部を表す平面図である。 本発明の実施例２に係る電子線露光装置のブランキング電極が形成されたブランカーデバイス基板を表す平面図である。 本発明の実施例３に係る電子線露光装置のブランキング開口とブランキング電極周辺の伝送線路及び駆動部を表す平面図である。 本発明の実施例３に係る光結合部付近の構造の詳細を表す図である。 本発明の実施例３に係る光結合部付近の別の構造の詳細を表す図である。 従来のマルチビーム型電子線露光装置の概要を表す図である。 従来のマルチビーム型電子線露光装置のブランキングモジュールを表す図である 半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。

符号の説明

１：電子銃
２：電子ビーム
３：コンデンサーレンズ
４：要素電子光学系
５：成形系
６：ブランキングモジュール
７ａ，７ｂ：中間像
８： 伝送路
１０：ブランキングアパーチャ
１１：補正レンズ群
１２，１６：磁気対称ダブレットレンズ（磁界レンズ）
１３：磁界偏向器
１４：静電偏向器
１５：ダイナミックフォーカスコイル
１７：制限開口
１８：試料
１９：ＸＹＺステージ
２０：マウント
２１：制御系
２２：ビーム制御部
３０：ブランカー基板
３１：真空シール
３２：ビーム開口
３３：ブランキング電極
３４：光導波路
３５：第２の光電変換部
３６：相互接続配線パターン
３７：第１の光電変換部
３８：配線パターン
３９：入力コネクタ
４０：駆動信号ケーブル
４１：ドライバ
４２：データ処理部
４５：信号中継基板
４６：真空シール
４７：貫通口
４８：相互接続配線パターン
４９：接合電極
５０：第２の光電変換部
５１：光導波路
５２：第１の光電変換部
５６：ブランカーデバイス基板
５７：ビーム開口
５８ａ，５８ｂ：ブランキング電極
６０：ブランカー基板
６１：光導波路
６２：光カプラー
６３：光ファイバーケーブル
６４：第１の光電変換部
６５：ドライバ
６６：ハウジング
６７：反射器
６８，６９：集光レンズ

Claims (6)

1. 複数の電子線の照射を個別に制御する複数のブランキング電極と、前記複数のブランキング電極を駆動するための駆動信号を伝送する伝送線路とを有し、前記複数の電子線によって試料にパターンを描画する電子線露光装置において、
   前記伝送線路は、第１の基板に形成された光伝送路と、前記光伝送路の始点側で前記駆動信号を電気信号から光信号に変換する第１の光電変換部と、前記第１の光電変換部で変換された光信号を前記光伝送路の終点側で電気信号に変換する複数の第２の光電変換部とを有し、前記複数の第２の光電変換部で変換された電気信号によって前記複数のブランキング電極が制御され、
   前記第１の基板には、環状の真空シールが配置され、前記真空シールの内側が真空となり、前記真空シールの外側が大気圧となるように真空隔壁が形成され、前記光伝送路の始点側である前記真空シールの外側に前記第１の光電変換部が配置され、前記光伝送路の終点側である前記真空シールの内側に前記複数の第２の光電変換部が配置されている、
   ことを特徴とする電子線露光装置。
2. 前記光伝送路は前記第１の基板に形成された光導波路を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子線露光装置。
3. 前記複数のブランキング電極は、前記第１の基板によって支持された第２の基板に形成され、前記複数のブランキング電極と前記複数の第２の光電変換部とが接合電極を介して接続されている、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子線露光装置。
4. 前記第２の光電変換部は発電素子である、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の電子線露光装置。
5. 前記第１の光電変換部にて変換された光信号を伝送する光ファイバと、前記光導波路の始点に載置され前記光ファイバと結合するための集光レンズを備える光結合器とを有し、前記駆動信号は前記光ファイバを通り、前記光結合器において光ファイバの出力光のスポット径が前記光導波路の大きさに合うように前記集光レンズで集光されて前記光導波路に導入され、前記複数のブランキング電極を駆動する、
   ことを特徴とする請求項２乃至４の何れか一項に記載の電子線露光装置。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の電子線露光装置を用いて、前記試料に露光を行う工程と、露光された前記試料を現像する工程と、を具備することを特徴とするデバイス製造方法。

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