JPH01251613A - Method and apparatus for photoelectric transfer and exposure - Google Patents

Method and apparatus for photoelectric transfer and exposure

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JPH01251613A
JPH01251613A JP63076408A JP7640888A JPH01251613A JP H01251613 A JPH01251613 A JP H01251613A JP 63076408 A JP63076408 A JP 63076408A JP 7640888 A JP7640888 A JP 7640888A JP H01251613 A JPH01251613 A JP H01251613A
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photoelectron
photoelectronic
electrode plate
mask
stage
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JP63076408A
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Japanese (ja)
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Juichi Sakamoto
坂本 樹一
Akio Yamada
章夫 山田
Jinko Kudo
工藤 仁子
Hiroshi Yasuda
洋 安田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70375Multiphoton lithography or multiphoton photopolymerization; Imaging systems comprising means for converting one type of radiation into another type of radiation

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Abstract

PURPOSE:To prevent defects in a photoelectron transferring mask and in a wafer, by accelerating and focusing photoelectrons generated by irradiating the photoelectron transferring mask with light, and exposing the wafer to the light while correcting an exposing position. CONSTITUTION:A photoelectron transferring mask 2 which is patterned with photoelectron emitting parts formed of a photoelectron emitting material and photoelectron non-emitting parts is faced to a light source 5'. An electrode plate 8 has a linear aperture 8a for passing photoelectrons emitted by the photoelectron transferring mask 3. An electric field generating means 4 is provided between the electrode plate 8 and the mask 3 so that the means 4 generates an electric field for accelerating the photoelectrons. Photoelectrons are excited and emitted from the photoelectron transferring mask 3 by light applied thereto, and once focused at the aperture on the electrode plate 8. The focusing position is adjusted by moving the mask 3 and the electrode plate 8 in the direction of the Z axis. A magnetic field means corrects the position of photoelectrons which are passed through the aperture 8a of the electrode plate 8 and focused on a wafer 31.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 LSI製造技術としてのりソグラフィ技術に用いられる
光電子転写露光装置および方法に関し、光電子転写マス
クの欠陥発生および試料(ウェハ)の欠陥発生を防止し
た光電子転写露光装置を提供することを目的とし、 露光装置は、光源と、光源に対向して配置され、光電子
放出材料で形成された光電子放出部分と非光電子放出部
分とでパターン化された光電子転写マスクと、光電子転
写マスクから放出された光電子を通過させるライン状の
開口部を有する電極板と、電極板と光電子転写マスクと
の間に電場を発生して前記光電子を加速する電場発生手
段と、光電子転写マスクとステージ上の露光する物体と
の間に均一な磁場を発生して光電子を集束する磁場発生
手段と、電極板の開口部を通過した光電子がステージ上
の物体上に結像した位置を調整する偏向手段と、を具備
するように構成し、また、光電子転写マスク上に光を照
射することで発生する光電子を加速、集束し、そして、
露光位置を補正しながら露光を行う露光方法である。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] A photoelectronic transfer exposure device and method used in photolithography technology as an LSI manufacturing technology, which prevents defects in photoelectronic transfer masks and defects in samples (wafers). The exposure apparatus includes a light source, a photoelectron transfer mask arranged opposite to the light source and patterned with a photoelectron emitting part and a non-photoelectron emitting part formed of a photoelectron emitting material, an electrode plate having a line-shaped opening through which photoelectrons emitted from the transfer mask pass; an electric field generating means for generating an electric field between the electrode plate and the photoelectron transfer mask to accelerate the photoelectrons; and a photoelectron transfer mask. A magnetic field generating means that generates a uniform magnetic field between the object to be exposed on the stage and focuses the photoelectrons, and a deflector that adjusts the position where the photoelectrons that have passed through the opening of the electrode plate form an image on the object on the stage. means for accelerating and focusing photoelectrons generated by irradiating light onto the photoelectron transfer mask, and
This is an exposure method in which exposure is performed while correcting the exposure position.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明はLSI製造技術としてのリングラフィ技術に用
いられる光電子転写露光装置および方法に関する。
The present invention relates to a photoelectronic transfer exposure apparatus and method used in phosphorography technology as an LSI manufacturing technology.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

古くから、リソグラフィー技術として、紫外線露光方法
が用いられ、その後、紫外線露光方法は、改善が重ねら
れて、パターンの微細化が図られてきたが、光の波長(
4000人程度)の限界から微細化の限界が指摘され、
電子ビーム露光方法、X線露光方法、光電子転写露光方
法などの技術が検討されている。
Ultraviolet exposure methods have been used as a lithography technique for a long time.Since then, ultraviolet exposure methods have been repeatedly improved to make patterns finer, but the wavelength of light (
4,000 people), the limits of miniaturization were pointed out.
Technologies such as an electron beam exposure method, an X-ray exposure method, and a photoelectron transfer exposure method are being considered.

電子ビーム露光方法は、点状あるいは矩形状断面をもつ
電子ビームを偏向し、位置を変えなからウェハ上に照射
し、更にステージを移動させてウェハ上に微細パターン
を描画しようとするものであり、マスクを用いずに直接
露光も可能である。
In the electron beam exposure method, an electron beam with a dot-shaped or rectangular cross section is deflected, irradiated onto the wafer without changing its position, and a stage is moved to draw a fine pattern on the wafer. , direct exposure without using a mask is also possible.

しかし、電子源、電子ビームを集束、整形、偏向させる
コラム系、ウェハを支持して露光位置を変えるステージ
系のほか、これらを制御する制御系が必要である。この
方法は、解像度の向上を望むことができるが、膨大なパ
ターンデータをもとにしたいわゆる“−筆書き”の露光
の為、露光に時間がかかってしまい、スループットが低
く、量産には向かない。
However, in addition to an electron source, a column system for focusing, shaping, and deflecting the electron beam, and a stage system for supporting the wafer and changing the exposure position, a control system for controlling these is required. Although this method can hope to improve resolution, it takes a long time to expose because it uses so-called "-brush writing" exposure based on a huge amount of pattern data, and the throughput is low, making it unsuitable for mass production. It's fleeting.

また、X線露光方法は例えば10〜50 k Wの大が
かりなX線光源を用い、波長が1〜10人のX線が用い
られる接近露光法(プロキシミティ露光法)である。従
って、X線露光では、上記光源の他にマスク及び、ウェ
ハを支持し、両者を高精度で位置合わせできるアライナ
−との組み合わせが必要となる。この点では、上述の紫
外線露光方法に近いが、光源が大がかりで高価になるこ
と、光源波長に対する吸収係数の関係からマスク構成材
料に考慮を要すること、さらには、プロキシミティ露光
の為、ウェハの直径が大きくなるほど、マスクのたわみ
やマスク、ウェハの反りが生じ、その結果、マスク−ウ
ェハ間のギャップ変動が起き、ぼけが生じるという問題
がある。強いX線強度も得にくく、スループットもあま
り良くない。また、X線光線の強度が強く且つ平行光で
あるシンクロトロン放射光を上記X線発生用光源に利用
することが提案されているが、装置が大がかりになり、
また、装置の製造、運転に非常に膨大の費用がかかり、
さらに、利用が難しく、露光装置の実用機に向いている
とは言えない。
Further, the X-ray exposure method is a proximity exposure method in which a large-scale X-ray light source of, for example, 10 to 50 kW is used and X-rays having a wavelength of 1 to 10 people are used. Therefore, in X-ray exposure, in addition to the light source described above, a combination of a mask and an aligner that supports the wafer and can align both with high precision is required. In this respect, it is similar to the ultraviolet exposure method described above, but the light source is large-scale and expensive, the mask constituent material must be considered due to the relationship between the absorption coefficient and the light source wavelength, and furthermore, due to proximity exposure, the wafer The larger the diameter, the more the mask bends and the mask and wafer warp.As a result, the gap between the mask and the wafer varies, causing blurring. It is difficult to obtain strong X-ray intensity, and the throughput is not very good. Furthermore, it has been proposed to use synchrotron radiation, which has strong X-ray intensity and parallel light, as the above-mentioned X-ray generation light source, but this would require a large-scale device.
In addition, the manufacturing and operation of the equipment is extremely expensive.
Furthermore, it is difficult to use and cannot be said to be suitable for practical exposure equipment.

転写方法のもつ高い処理能力と電子ビーム露光方法のも
つ高解像性をともに活かした露光方法として、光電子に
よる転写露光方法がある。この露光方法は、光電子放出
材料と非放出材料でマスク上にパクーニングしておき、
そのマスクに光を照射することにより発生する光電子を
、マスク−ウェハ間にかけられている電場、磁場で加速
、集束させてウェハ上に転写する方法である。
As an exposure method that takes advantage of both the high throughput of the transfer method and the high resolution of the electron beam exposure method, there is a transfer exposure method using photoelectrons. In this exposure method, a photoelectron emitting material and a non-emitting material are used in advance on the mask.
In this method, photoelectrons generated by irradiating the mask with light are accelerated and focused by an electric field and a magnetic field applied between the mask and the wafer, and transferred onto the wafer.

第7図は従来の光電子転写露光装置の一例を示す。第7
図において、集束コイル(ヘルムホルツコイル)1が形
成する平行磁場(図中、上下方向)に対して直角に光電
子転写マスク2およびステージ3が配置され、従って、
光電子転写マスク2とステージ3とは対向して配置され
る。4は直流電源であって、光電子転写マスク2をステ
ージ3に対して負電位にして光電子を加速するものであ
る。
FIG. 7 shows an example of a conventional photoelectronic transfer exposure apparatus. 7th
In the figure, a photoelectronic transfer mask 2 and a stage 3 are arranged at right angles to the parallel magnetic field (vertical direction in the figure) formed by a focusing coil (Helmholtz coil) 1, and therefore,
The photoelectronic transfer mask 2 and the stage 3 are arranged to face each other. Reference numeral 4 denotes a DC power supply that accelerates photoelectrons by setting the photoelectron transfer mask 2 at a negative potential with respect to the stage 3.

5は光源、たとえば紫外線源、6は位置合わせ用偏向コ
イルである。
5 is a light source, for example an ultraviolet source, and 6 is a deflection coil for positioning.

光電子転写マスク2は、透明基板(たとえば500〜6
00声の石英板)21上に紫外線吸収体くたとえばCr
)よりなるパターン22を形成し、さらにその上に光電
子放出材料膜23を被着させることにより形成される。
The photoelectronic transfer mask 2 has a transparent substrate (for example, 500 to 6
00 tone quartz plate) 21 with an ultraviolet absorber (for example, Cr).
) is formed, and a photoelectron emitting material film 23 is further deposited thereon.

なお、光電子放出材料は紫外線の照射によって電子を放
出するものであって、ヨー化セシウム(Csl)あるい
は白金(Pt)である。
Note that the photoelectron emitting material emits electrons upon irradiation with ultraviolet rays, and is cesium iodide (Csl) or platinum (Pt).

ステージ3上には、試料たとえばウェハ31が載せられ
る。このウェハ31には電子線感光剤(レジスト)32
が塗布されている。
A sample, such as a wafer 31, is placed on the stage 3. This wafer 31 has an electron beam photosensitive agent (resist) 32.
is coated.

第5図において、光源5から紫外線5aが光電子転写マ
スク2上に照射されると、光は紫外線吸収体パターン2
2が形成されていない箇所の光電子放出材料膜23に照
射され、この結果、図示のごとく、光電子7が発生する
。この光電子7は、直流電源4が形成する加速電圧およ
び集束コイル1が形成する平行磁場によってらせん状に
運動しながら加速され、ウェハ31上に結像する、すな
わち焦点を結ぶ。この結果、光電子転写マスク2上のパ
ターンをウェハ31上に転写露光できる。
In FIG. 5, when the photoelectronic transfer mask 2 is irradiated with ultraviolet rays 5a from the light source 5, the light is transmitted to the ultraviolet absorber pattern 2.
The portions of the photoelectron emitting material film 23 where photoelectrons 2 are not formed are irradiated, and as a result, photoelectrons 7 are generated as shown in the figure. The photoelectrons 7 are accelerated while moving in a spiral manner by an accelerating voltage generated by the DC power source 4 and a parallel magnetic field generated by the focusing coil 1, and are imaged, that is, focused, on the wafer 31. As a result, the pattern on the photoelectronic transfer mask 2 can be transferred and exposed onto the wafer 31.

また、光電子転写マスク2とウェハ31との間で位置合
わせを行うために、反射電子検出器(図示せず)を光電
子転写マスク2とウェハ31との間に設ける。この検出
器で光電子転写マスク2上の整合マークから発生した電
子がウェハ31上のマークに当る時に発生する電子線を
検出する。なお、この位置合せの際には、偏向コイル6
により光電子7を走査させる。
Further, in order to align the photoelectronic transfer mask 2 and the wafer 31, a backscattered electron detector (not shown) is provided between the photoelectronic transfer mask 2 and the wafer 31. This detector detects the electron beam generated when electrons generated from the alignment mark on the photoelectronic transfer mask 2 hit the mark on the wafer 31. Note that during this alignment, the deflection coil 6
The photoelectrons 7 are caused to scan.

〔発胡が解決しようとする課題〕[Issues that Hathu tries to solve]

しかしながら、上述の光電子転写露光装置においては、
露光中において、光電子転写マスク2に欠陥がいわゆる
レジストの飛散等により発生することがある。すなわち
、光電子転写マスク2とウェハ31とは互いに電極板と
して対向しその間に光電子加速のための加速電圧が印加
されているために放電が発生するためである。このよう
に、光電子転写マスク2に欠陥が発生すると、その欠陥
は露光したすべてのウェハ31に転写され、従って、欠
陥製品が続出するいう課題がある。
However, in the above-mentioned photoelectronic transfer exposure apparatus,
During exposure, defects may occur in the photoelectronic transfer mask 2 due to so-called resist scattering or the like. That is, the photoelectron transfer mask 2 and the wafer 31 face each other as electrode plates, and an acceleration voltage for accelerating photoelectrons is applied between them, so that discharge occurs. As described above, when a defect occurs in the photoelectronic transfer mask 2, the defect is transferred to all exposed wafers 31, resulting in a problem that defective products continue to be produced.

また、位置合わせの際にも、光電子転写マスク2とウェ
ハ31との間に光電子7の加速電圧が印加されているた
めに、ウェハ31近傍に電場があり、この結果、ウェハ
31からの位置合わせ用の反射電子が最終的に再びウェ
ハ31上に被ってしまう。そのため、露光しない部分に
も感光してしまう課題が生じる。さらに、ウェハ31に
反りがある場合、その反りによりウェハ31表面近傍の
電場が乱れ、これによるパターンの歪が発生し欠陥製品
につながるという課題もある。
Also, during alignment, since the accelerating voltage of the photoelectron 7 is applied between the photoelectron transfer mask 2 and the wafer 31, an electric field is present near the wafer 31, and as a result, alignment from the wafer 31 The reflected electrons will eventually cover the wafer 31 again. Therefore, a problem arises in that areas that are not exposed to light are also exposed to light. Furthermore, when the wafer 31 is warped, the warp disturbs the electric field near the surface of the wafer 31, which causes pattern distortion and leads to defective products.

従って、本発明の目的は、光電子転写マスクの欠陥発生
および試料(ウェハ)の欠陥発生を防止した光電子転写
露光装置および方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a photoelectronic transfer exposure apparatus and method that prevents the occurrence of defects in photoelectronic transfer masks and defects in samples (wafers).

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上述の課題を解決するための手段は第1図に示される。 A means for solving the above problem is shown in FIG.

すなわち、光電子転写マスク2は光電子放出材料で形成
された光電子放出部分と非光電子放出部分とでパターン
化されているものであって、光源5′に対向して配置さ
れる。電極板8は光電子転写マスク2から放出された光
電子を通過させるライン状の開口部8aを有する。電極
板8と光電子転写マスク2との間には電場を発生して光
電子を加速する電場発生手段4が設けられている。
That is, the photoelectron transfer mask 2 is patterned with a photoelectron emitting part and a non-photoelectron emitting part made of a photoelectron emitting material, and is placed facing the light source 5'. The electrode plate 8 has a linear opening 8a through which photoelectrons emitted from the photoelectron transfer mask 2 pass. An electric field generating means 4 is provided between the electrode plate 8 and the photoelectron transfer mask 2 for generating an electric field to accelerate photoelectrons.

光電子は、光源5′より照射される光により光電子転写
マスク2上から励起放出される。この電子は電極板8上
の開口部に一度結像される。結像位置は光電子転写マス
ク2および電極板8を2軸方向に移動させることにより
調整を行う。そして、磁場手段は電極板8の開口部8a
を通過した光電子をステージ3上の物体(ウェハ)31
上に結像させた光電子位置を修正するものである。
The photoelectrons are excited and emitted from the photoelectron transfer mask 2 by the light emitted from the light source 5'. These electrons are once imaged onto the opening on the electrode plate 8. The imaging position is adjusted by moving the photoelectronic transfer mask 2 and the electrode plate 8 in two axial directions. The magnetic field means is the opening 8a of the electrode plate 8.
The photoelectrons passing through the object (wafer) 31 on the stage 3
This is to correct the position of the photoelectrons imaged above.

〔作 用〕[For production]

上述の手段によれば、たとえ光電子転写マスク2と電極
板8との間に放電が発生しても、光電子転写マスク2と
ウェハ31との間では放電は発生しにくい。従っ′て、
ウェハ31上のレジストが光電子転写マスク2に飛散す
る可能性は小さい。また、たとえウェハ31上のレジス
トが飛散しても大部分は電極板8に被る。
According to the above-mentioned means, even if a discharge occurs between the photoelectronic transfer mask 2 and the electrode plate 8, the discharge is unlikely to occur between the photoelectronic transfer mask 2 and the wafer 31. Accordingly,
The possibility that the resist on the wafer 31 will scatter onto the photoelectronic transfer mask 2 is small. Further, even if the resist on the wafer 31 is scattered, most of it will cover the electrode plate 8.

さらに、電極板8には位置合わせ信号検出のために反射
電子検出器を接続できるが、ウェハ31近傍には電場は
ないので、位置合わせの際の反射電子がウェハ31に最
終的に被る可能性は小さい。
Furthermore, a backscattered electron detector can be connected to the electrode plate 8 for detecting alignment signals, but since there is no electric field near the wafer 31, there is a possibility that the wafer 31 will eventually be affected by backscattered electrons during alignment. is small.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は本発明に係る光電子転写露光装置の−実施例を
示す図、第3図は他の実施例を示す図である。なお、第
2図は、集束部分(磁場発生部)がコイル、光がマスク
背面より照射する系であり、第3図は集束部分が永久コ
イル、光がマスク表面゛より照射する系である。
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the photoelectronic transfer exposure apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing another embodiment. Note that FIG. 2 shows a system in which the focusing part (magnetic field generating part) is a coil and light is emitted from the back of the mask, and FIG. 3 shows a system in which the focusing part is a permanent coil and light is emitted from the mask surface.

第2図、第3図においては、第5図の構成要素に対して
、ライン状の開口部8aを有する電極板8を付加し、光
電子の加速用直流電源4は光電子転写マスク2と電極板
8との間に接続されている。
In FIGS. 2 and 3, an electrode plate 8 having a line-shaped opening 8a is added to the components shown in FIG. 8.

従って、電極板8の存在のために、光電子転写マスク2
とステージ3 (ウェハ31)との間ではほとんど放電
が発生せず、この結果、ウェハ31からレジストが飛散
して光電子転写マスク2に被ることはなく、従って、光
電子転写マスク2にレジスト飛散による欠陥は発生しに
くい。また、電極板8とウェハ31との間には電圧は印
加されず、従って、ウェハ31からの反射電子は電極板
8から戻り、ウェハ31に被ることはない。
Therefore, due to the presence of the electrode plate 8, the photoelectronic transfer mask 2
Almost no discharge occurs between the stage 3 and the stage 3 (wafer 31), and as a result, the resist is not scattered from the wafer 31 and covers the photoelectronic transfer mask 2. Therefore, there are no defects on the photoelectronic transfer mask 2 due to resist scattering. is unlikely to occur. Furthermore, no voltage is applied between the electrode plate 8 and the wafer 31, so that the reflected electrons from the wafer 31 return from the electrode plate 8 and do not impinge on the wafer 31.

また、光源5′はたとえば水銀−クセノンランプ、もし
くは超高圧水銀ランプであって、その紫外線光はライン
状の窓9を介して光電子転写マスク2に照射され、光電
子転写マスク2から発生した電子は電極板8のライン状
の開口部8aを通過する。この場合、窓9からの照射光
の大きさは電極板8の開口部8aの大きさより小さくす
る。すなわち、第4図に示すごとく、照射光の長さ、幅
をL  、d+ とし、電極板8の開口部8aの長さ、
幅をβ2 、d2とすれば、 1、<β2 d、 <d2 である。これにより、光電子転写マスク2から発生した
光電子は電極板8の開口部8aのエツジから電場の洩れ
の影響を受けず、従って、光電子ビームの歪みを防止で
きる。また、電極板8の開口部8aの幅d2は光電子転
写マスク2の露光領域(マスク2より小さい)の幅の1
/10〜1/20がよい。幅d2が大き過ぎると、光電
子転写マスク2と電極板8との間に印加された電場が開
口部8aから洩れて光電子ビームの歪みが大きくなって
しまい、また、幅d2が小さ過ぎると、露光効率が低下
するからである。さらに、電極板8の開口部8aの長さ
β2は光電子転写マスク2の露光領域の長さの1.2〜
2倍位がよい。なふ、第4図にふいて、窓9を通過した
照射光は光電子転写マスク2に対して直角に入射するよ
うになっているが、光電子転写マスク2に対して斜めに
入射させることもでき、これにより、光電子転写マスク
2を通過する光があっても、その光はウェハ31に直接
光たらないようにできる。また、窓9を用いずに光源5
′としては、Ar レーザの第2高調波(Ar半波長波
=257.25nm 、 244nm)をライン状に走
査させてもよい。
The light source 5' is, for example, a mercury-xenon lamp or an ultra-high pressure mercury lamp, and its ultraviolet light is irradiated onto the photoelectron transfer mask 2 through a line-shaped window 9, and the electrons generated from the photoelectron transfer mask 2 are It passes through the linear opening 8a of the electrode plate 8. In this case, the size of the irradiated light from the window 9 is made smaller than the size of the opening 8a of the electrode plate 8. That is, as shown in FIG. 4, the length and width of the irradiated light are L and d+, and the length of the opening 8a of the electrode plate 8 is
If the widths are β2 and d2, then 1, <β2 d, <d2. As a result, the photoelectrons generated from the photoelectron transfer mask 2 are not affected by leakage of the electric field from the edge of the opening 8a of the electrode plate 8, and distortion of the photoelectron beam can therefore be prevented. Further, the width d2 of the opening 8a of the electrode plate 8 is 1 of the width of the exposure area of the photoelectronic transfer mask 2 (smaller than the mask 2).
/10 to 1/20 is good. If the width d2 is too large, the electric field applied between the photoelectron transfer mask 2 and the electrode plate 8 will leak through the aperture 8a, resulting in increased distortion of the photoelectron beam, and if the width d2 is too small, the exposure This is because efficiency decreases. Further, the length β2 of the opening 8a of the electrode plate 8 is 1.2 to 1.2 of the length of the exposure area of the photoelectronic transfer mask 2.
Twice as much is better. As shown in FIG. 4, the irradiation light passing through the window 9 is incident on the photoelectronic transfer mask 2 at right angles, but it can also be made obliquely incident on the photoelectronic transfer mask 2. As a result, even if there is light passing through the photoelectronic transfer mask 2, the light can be prevented from directly hitting the wafer 31. Also, the light source 5 can be used without using the window 9.
', the second harmonic of an Ar laser (Ar half-wavelength wave=257.25 nm, 244 nm) may be scanned in a line.

また、第2図、第3図において、10は光電子転写マス
ク2を移動させるマスク用ステージ、11は偏向コイル
、12は真空室、13は排気口である。偏向コイル11
は集束コイル1と共に光電子ビームに対して平行もしく
は垂直磁場を与えるものであって、たとえば、光電子ビ
ーム像の縮率、回転を補正するものである。さらに、図
示しないが、電極板8の開口部8aの下方側にライン状
の光電子ビームを囲むように、電磁偏向器、静電偏向器
、および反射電子検出器(PINダイオード)(第6図
で14.15.16で図示)を設けである。
2 and 3, 10 is a mask stage for moving the photoelectronic transfer mask 2, 11 is a deflection coil, 12 is a vacuum chamber, and 13 is an exhaust port. Deflection coil 11
, together with the focusing coil 1, provide a parallel or perpendicular magnetic field to the photoelectron beam, and, for example, correct the reduction ratio and rotation of the photoelectron beam image. Furthermore, although not shown, an electromagnetic deflector, an electrostatic deflector, and a backscattered electron detector (PIN diode) (as shown in FIG. 6) are installed below the opening 8a of the electrode plate 8 so as to surround the linear photoelectron beam. 14.15.16) are provided.

これら偏向器は光電子ビームを互いに直交方向に偏向す
る。
These deflectors deflect the photoelectron beam in mutually orthogonal directions.

第5図は第2図の主要部分を制御する制御部のブロック
回路図である。第5図において、501はCPU、50
2.503はデータを格納する磁気ディスク、磁気テー
プ、504はインターフェイスである。
FIG. 5 is a block circuit diagram of a control section that controls the main parts of FIG. 2. In FIG. 5, 501 is a CPU;
2. 503 is a magnetic disk or magnetic tape for storing data, and 504 is an interface.

CPU501はインターフェイス504を介して光源5
′および光源5′のシャッタ17を直接制御する。
The CPU 501 connects the light source 5 via the interface 504.
' and the shutter 17 of the light source 5'.

また、506は集束系制御部であって、マスク用ステー
ジ10および電極板8をZ方向に移動させるモータ50
7a、507b、偏向コイル11を駆動するドライバ(
DAC/AMP)508 、光電子転写マスク2− (
マスク用ステージ10)に加速電圧を印加するドライバ
(DAC/AMP) 509を制御する。また、510
は偏向制御部であって、電磁偏向器14のドライバ(D
AC/AMP) 511および静電偏向器15のドライ
バ(DAC/Al、IP) 512を制御する。また、
513はステ−ジ制御部であって、マスク用ステージ1
0のモータ514およびステージ3のモータ515を制
御する。さらに、516は各ステージ10.3のX方向
、Y方向位置を検出するレーザ測長部(たとえばレーザ
干渉計)である。
Further, 506 is a focusing system control unit, and a motor 50 that moves the mask stage 10 and the electrode plate 8 in the Z direction.
7a, 507b, a driver for driving the deflection coil 11 (
DAC/AMP) 508, photoelectronic transfer mask 2- (
A driver (DAC/AMP) 509 that applies an accelerating voltage to the mask stage 10) is controlled. Also, 510
is a deflection control section, which is a driver (D) of the electromagnetic deflector 14;
AC/AMP) 511 and a driver (DAC/Al, IP) 512 of the electrostatic deflector 15. Also,
513 is a stage control unit, which controls stage 1 for mask.
0 motor 514 and stage 3 motor 515 are controlled. Furthermore, 516 is a laser length measurement unit (for example, a laser interferometer) that detects the position of each stage 10.3 in the X and Y directions.

第5図の制御部の動作を説明する。The operation of the control section shown in FIG. 5 will be explained.

光源5′をオンにし、シャッタ17を開放して光電子転
写マスク2とウェハ31との位置合わせを行う。位置合
わせは上述のごとく反射電子検出器16 (第6図)を
用いて行う。このとき、さらに、マスク用ステージ10
、電極板8のZ方向位置の両方もしくは一方を調整して
光電子ビームを電極板8の開口部8aで一旦結像させる
。像の歪、縮率、回転は偏向コイル11によって補正す
る。
The light source 5' is turned on, the shutter 17 is opened, and the photoelectronic transfer mask 2 and the wafer 31 are aligned. Positioning is performed using the backscattered electron detector 16 (FIG. 6) as described above. At this time, the mask stage 10
The photoelectron beam is once focused on the aperture 8a of the electrode plate 8 by adjusting both or one of the positions of the electrode plate 8 in the Z direction. Image distortion, reduction ratio, and rotation are corrected by the deflection coil 11.

しかる後に、光電子転写マスク2 (すなわち、マスク
用ステージ10)とウェハ31(すなわち、ステージ3
)とをレジスト32の必要感光量で決定される一定速度
たとえばlQmm/sで第2図の垂直方向に移動させる
。このとき、光源5′と電極板8とは停止状態である。
Thereafter, the photoelectronic transfer mask 2 (i.e. mask stage 10) and the wafer 31 (i.e. stage 3
) are moved in the vertical direction in FIG. 2 at a constant speed determined by the required exposure amount of the resist 32, for example, 1Q mm/s. At this time, the light source 5' and the electrode plate 8 are in a stopped state.

このようにして、光電子転写マスク2の露光バクーンは
1:1でウェハ31に描写される。なお、上記一定速度
は必ずしも必要でなく、光電子転写マスク2とウェハ3
1とが等速で移動していればよい。 −また、光電子転
写マスク2の移動速度とウェハ31の移動速度とを異な
らせ、その比を一定することにより露光パターンの縮小
、拡大が可能である。たとえば、光電子転写マスク2の
移動速度に対してウェハ31の移動速度を115とすれ
ば、115の縮小露光ができる。この場合、光電子転写
マスク2は移動方向に対して5倍拡大したものを用いる
In this way, the exposure beam of the photoelectronic transfer mask 2 is rendered on the wafer 31 in a 1:1 ratio. Note that the constant speed described above is not necessarily required, and the photoelectronic transfer mask 2 and wafer 3
1 should be moving at the same speed. -Also, by varying the moving speed of the photoelectronic transfer mask 2 and the moving speed of the wafer 31 and keeping the ratio constant, it is possible to reduce or enlarge the exposure pattern. For example, if the moving speed of the wafer 31 is set to 115 with respect to the moving speed of the photoelectronic transfer mask 2, 115 reduction exposures can be performed. In this case, the photoelectronic transfer mask 2 used is one enlarged five times in the direction of movement.

さらに、光電子転写マスク2の移動とウェハ31の移動
とはCPU501により極力同期させて行われるが、実
際にはこれらの間に移動誤差が生じる。
Further, although the movement of the photoelectronic transfer mask 2 and the movement of the wafer 31 are performed as synchronized as possible by the CPU 501, in reality, a movement error occurs between them.

このため、レーザ測長部(レーザ干渉計)516によっ
てマスク用ステージ10の位置およびステージ3の位置
を検出してその位置誤差分を電磁偏向器14および静電
偏向器1″5にフィードバックをかけることにより補正
する。たとえば光電子転写マスク2の移動がウェハ31
の移動に対して相対的に遅い場合には、偏向器14.1
5により振り送りし、他方、光電子転写マスク2の移動
がウェハ31の移動に対して相対的に速い場合には、偏
向器14.15により振り戻しすればよい。
Therefore, the position of the mask stage 10 and the position of the stage 3 are detected by the laser length measurement unit (laser interferometer) 516, and the position error is fed back to the electromagnetic deflector 14 and the electrostatic deflector 1''5. For example, if the movement of the photoelectronic transfer mask 2
If the deflector 14.1 is relatively slow relative to the movement of
On the other hand, if the movement of the photoelectronic transfer mask 2 is relatively fast with respect to the movement of the wafer 31, it may be swung back by the deflectors 14 and 15.

第6図は本発明に係る光電子転写露光装置のさらに他の
実施例を示す部分拡大図である。第6図においては、電
極板8を境にした仕切壁17.18を設け、これにより
、真空室を光電子転写マスク2側の真空室12Aとウェ
ハ31側の真空室12Bとに仕切る。このようにして、
電極板8をはさんで差動排気することにより光電子転写
マスク2側の真空室12Aの真空度をウェハ31の有無
に関係なく常に10′″8Torrの環境下におくこと
が可能となる。
FIG. 6 is a partially enlarged view showing still another embodiment of the photoelectronic transfer exposure apparatus according to the present invention. In FIG. 6, partition walls 17 and 18 are provided with the electrode plate 8 as a boundary, thereby dividing the vacuum chamber into a vacuum chamber 12A on the photoelectronic transfer mask 2 side and a vacuum chamber 12B on the wafer 31 side. In this way,
By performing differential evacuation across the electrode plates 8, it is possible to maintain the vacuum degree of the vacuum chamber 12A on the photoelectronic transfer mask 2 side at 10'''8 Torr regardless of the presence or absence of the wafer 31.

なお、19はウエハホールダである。Note that 19 is a wafer holder.

なお、上述の実施例においては、光電子転写マスク2と
ウェハ31とを移動させ、光源5′と電極板8とを停止
させているが、逆に、光源5′と電極板8とを移動させ
、光電子転写マスク2とウェハ31とを停止させること
もできる。この場合、縮小、拡大露光は不可能であるが
、大気中の光源5′および接地電位の電極板8を移動す
るための装置は簡単である。
In the above embodiment, the photoelectron transfer mask 2 and the wafer 31 are moved and the light source 5' and the electrode plate 8 are stopped, but conversely, the light source 5' and the electrode plate 8 are moved. , the photoelectronic transfer mask 2 and the wafer 31 can also be stopped. In this case, reduction and enlargement exposure is not possible, but the apparatus for moving the light source 5' in the atmosphere and the electrode plate 8 at ground potential is simple.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、光電子転写マスク
と被露光体(ウェハ)との間では放電が発生しにくいた
めに且つ電極板の存在のために、ウェハ上のレジストの
飛散等による光電子転写マスクの欠陥を減少させること
ができ、従って、ウェハの欠陥も減少でき、また、ウェ
ハ近傍においては電場はないので位置合わせの際の反射
電子がウェハに被る可能性は小さく、従って、やはりウ
ェハの欠陥を減少させることができる。
As explained above, according to the present invention, since discharge is difficult to occur between the photoelectron transfer mask and the exposed object (wafer) and because of the presence of the electrode plate, photoelectrons due to scattering of the resist on the wafer, etc. Defects in the transfer mask can be reduced, and therefore defects in the wafer can also be reduced. Also, since there is no electric field near the wafer, there is little possibility that the wafer will be hit by reflected electrons during alignment, so the wafer can still be damaged. defects can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の基本原理を示す図、 第2図、第3図は本発明に係る光電子転写露光装置の実
施例を示す図、 第4図は第2図の電極板の大きさを説明する図、第5図
は第2図の制御部を示す回路図、第6図は本発明に係る
光電子転写露光装置のさらに他の実施例を示す図、 第7図は従来の光電子転写露光装置を示す図である。 3・・・ステージ、    4・・・直流電源、5.5
′・・・光源、   訃・・電極板、8a・・・ライン
状開口部、9・・・窓、10・・・マスク用ステージ、 12A、12B・・・真空室、  14・・・電磁偏向
器、15・・・静電偏向器、   16・・・反射電子
検出器。
FIG. 1 is a diagram showing the basic principle of the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams showing an embodiment of the photoelectronic transfer exposure apparatus according to the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing the size of the electrode plate in FIG. 2. FIG. 5 is a circuit diagram showing the control section of FIG. 2, FIG. 6 is a diagram showing still another embodiment of the photoelectronic transfer exposure apparatus according to the present invention, and FIG. 7 is a conventional photoelectronic transfer exposure device. It is a figure showing an apparatus. 3... Stage, 4... DC power supply, 5.5
'...Light source, End...Electrode plate, 8a...Line opening, 9...Window, 10...Mask stage, 12A, 12B...Vacuum chamber, 14...Electromagnetic deflection 15... Electrostatic deflector, 16... Backscattered electron detector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、光源(5′)と、 該光源に対向して配置され、光電子放出材料で形成され
た光電子放出部分と非光電子放出部分とでパターン化さ
れた光電子転写マスク(2)と、該光電子転写マスクか
ら放出された光電子を通過させるライン状の開口部(8
a)を有する電極板(8)と、 該電極板と前記光電子転写マスクとの間に電場を発生し
て前記光電子を加速する電場発生手段(4)と、 前記電極板の開口部を通過した光電子をステージ(3)
上の物体(31)上に結像させる磁場発生手段(1)と
、 を具備する光電子転写露光装置。 2、前記光源は前記電極板の開口部より小さい断面形状
の光を発生する手段(9)を具備する請求項1に記載の
光電子転写露光装置。 3、前記光源はレーザを走査させることにより形成され
る光を前記光電子転写マスクに照射する請求項1に記載
の光電子転写露光装置。 4、前記光源は前記光電子転写マスクに対して斜めに光
を照射する請求項1に記載の光電子転写露光装置。 5、さらに、 前記光電子転写マスクと前記ステージとを、前記電極板
に対して一定関係の相対速度で移動させるマスク/ステ
ージ移動手段を具備する請求項1に記載の光電子転写露
光装置。 6、前記マスク/ステージ移動手段は、前記光電子転写
マスクと前記電極板との相対速度と、前記ステージと前
記電極板との相対速度とを相違させ、これにより、前記
光電子転写マスクの露光パターンの前記ステージ上の物
体上への縮小/拡大をしながら露光を行う請求項5に記
載の光電子転写露光装置。 7、さらに、 前記光電子転写マスクの位置を検出するマスク位置検出
手段(516)と、 前記ステージの位置を検出するステージ位置検出手段(
516)と、 該ステージの位置と前記光電子転写マスクの位置との相
対的位置誤差を演算する位置誤差演算手段(501)と
、 該相対的位置誤差に応じて前記ステージ上の物体上に結
像された光電子位置を修正する第1の偏向手段(14、
15)と を具備する請求項5に記載の光電子転写露光装置。 8、さらに、 前記光源と前記電極板とを同期させて移動させる光源/
電極移動手段を具備する請求項1に記載の光電子転写露
光装置。 9、さらに、 前記光電子転写マスクから放出された光電子を前記電極
板上に結像させる手段を具備する請求項1に記載の光電
子転写露光装置。 10、前記装置の真空室を前記電極板を境に区切った請
求項1に記載の光電子転写露光装置。 11、さらに、 前記電極板に接続された反射電子検出器(16)と、 該反射電子検出器の出力に応じて前記光電子転写マスク
と前記ステージとの位置合わせを行う第2の偏向手段(
11)と、 を具備する請求項1に記載の光電子転写露光装置。 12、光源に対向して配置され、光電子放出材料で形成
された光電子放出部分と非光電子放出部分とでパターン
化された光電子転写マスク(2)と、該光電子転写マス
クから放出された光電子を通過させるライン状の開口部
(8a)を有する電極板(8)との間に電場を発生して
前記光電子を加速し、 前記電極板の開口部を通過した光電子をステージ(3)
上の物体(31)上に結像させる光電子転写露光方法。 13、さらに、 前記光電子転写マスクと前記ステージとを、前記電極板
に対して一定関係の相対速度で移動させる請求項12に
記載の光電子転写露光方法。 14、さらに、 前記光電子転写マスクの位置を検出し、 前記ステージの位置を検出し、 該ステージの位置と前記光電子転写マスクの位置との相
対的位置誤差を演算し、 該相対的位置誤差に応じて前記ステージ上の物体上に結
像された光電子位置を修正する請求項13に記載の光電
子転写露光方法。 15、さらに、 前記光電子転写マスクから放出された光電子を前記電極
板上に結像させる請求項12に記載の光電子転写露光方
法。 16、さらに、 前記電極板に接続された反射電子検出器の出力に応じて
前記光電子転写マスクと前記ステージとの位置合わせを
行う請求項12に記載の光電子転写露光方法。
[Claims] 1. A light source (5'), and a photoelectron transfer mask (2) arranged opposite to the light source and patterned with a photoelectron emitting part and a non-photoelectron emitting part formed of a photoelectron emitting material. ) and a line-shaped opening (8) through which photoelectrons emitted from the photoelectron transfer mask pass.
a); an electric field generating means (4) for generating an electric field between the electrode plate and the photoelectron transfer mask to accelerate the photoelectrons; Stage photoelectrons (3)
A photoelectronic transfer exposure apparatus comprising: magnetic field generating means (1) for forming an image on an upper object (31). 2. The photoelectronic transfer exposure apparatus according to claim 1, wherein the light source includes means (9) for generating light having a cross-sectional shape smaller than the opening of the electrode plate. 3. The photoelectronic transfer exposure apparatus according to claim 1, wherein the light source irradiates the photoelectronic transfer mask with light formed by scanning a laser. 4. The photoelectronic transfer exposure apparatus according to claim 1, wherein the light source irradiates the photoelectronic transfer mask with light obliquely. 5. The photoelectronic transfer exposure apparatus according to claim 1, further comprising mask/stage moving means for moving the photoelectronic transfer mask and the stage at a constant relative speed with respect to the electrode plate. 6. The mask/stage moving means makes the relative speed between the photoelectronic transfer mask and the electrode plate different from the relative speed between the stage and the electrode plate, thereby changing the exposure pattern of the photoelectronic transfer mask. 6. The photoelectronic transfer exposure apparatus according to claim 5, wherein the exposure is performed while reducing/enlarging the object on the stage. 7. Further, mask position detection means (516) for detecting the position of the photoelectronic transfer mask, and stage position detection means (516) for detecting the position of the stage.
516), position error calculation means (501) for calculating a relative position error between the position of the stage and the position of the photoelectronic transfer mask, and forming an image on the object on the stage according to the relative position error. a first deflection means (14,
15) The photoelectronic transfer exposure apparatus according to claim 5, comprising: 8. Further, a light source that moves the light source and the electrode plate in synchronization.
The photoelectronic transfer exposure apparatus according to claim 1, further comprising electrode moving means. 9. The photoelectron transfer exposure apparatus according to claim 1, further comprising means for forming an image of photoelectrons emitted from the photoelectron transfer mask onto the electrode plate. 10. The photoelectronic transfer exposure apparatus according to claim 1, wherein the vacuum chamber of the apparatus is divided by the electrode plate. 11, further comprising: a backscattered electron detector (16) connected to the electrode plate; and a second deflection means (16) for aligning the photoelectronic transfer mask and the stage according to the output of the backscattered electron detector.
11) The photoelectronic transfer exposure apparatus according to claim 1, comprising: 12. A photoelectron transfer mask (2) arranged facing the light source and patterned with a photoelectron emitting part and a non-photoelectron emitting part made of a photoelectron emitting material, and passing through the photoelectrons emitted from the photoelectron transfer mask. An electric field is generated between the electrode plate (8) having a line-shaped opening (8a) to accelerate the photoelectrons, and the photoelectrons passing through the opening of the electrode plate are transferred to the stage (3).
A photoelectronic transfer exposure method in which an image is formed on the upper object (31). 13. The photoelectron transfer exposure method according to claim 12, further comprising: moving the photoelectron transfer mask and the stage at a constant relative speed with respect to the electrode plate. 14. Further, detecting the position of the photoelectronic transfer mask, detecting the position of the stage, calculating a relative positional error between the position of the stage and the position of the photoelectronic transfer mask, and determining the position according to the relative positional error. 14. The photoelectron transfer exposure method according to claim 13, wherein the photoelectron position imaged on the object on the stage is corrected by using the photoelectron transfer exposure method. 15. The photoelectron transfer exposure method according to claim 12, further comprising forming an image of photoelectrons emitted from the photoelectron transfer mask onto the electrode plate. 16. The photoelectron transfer exposure method according to claim 12, further comprising aligning the photoelectron transfer mask and the stage in accordance with the output of a backscattered electron detector connected to the electrode plate.
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