JPH0399420A - 電子ビーム露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （概ｆｉ） 試料からの反射電子量を測定する電子ビーム露光装置に
関し、 Ｔｉ流密度の減少を防止しつつ電磁レンズの解像度を向
上させることを目的とし、 電子ビームを試料上に照射した際に、該試料面からの反
１）１電子の最を測定する反射電子検出器を、コラムの
最下部の光軸付近に具備する電子ビーム露光装置におい
て、前記反射電子検出器は、重犯光軸方向に薄板の絶縁
体上に、前記反０１ｌＴｉ了を検出する所定数の検出部
を備えると共に、該絶縁体の略全面に微細な分離帯によ
り絶縁された所定形状のパターンを形成するよう構成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は′ＮＦビーム露光装置に係り、特に試料からの
反射電子量を測定する電子ビーム露光装四に関する。

近年、要求されるパターンルールが小さくなりつつあり
、微細なパターンを形成するために電子ビーム露光装置
が用いられる。微細パターンを形成するためには、パタ
ーンの高い位置精度が要求されることから、？ｔｆ？ビ
ーム露光装置においてもより高い解像度が必要となる。

〔従来の技術〕

一般に、電子ビームを試料上に照射し、試料からの反射
型ｆの聾を測定することにより、試料表面の情報を得る
ことができる。従って、試料上に予め定めた位置にン一
りを配置し、電子ビーム露光装置に取付けられた反射電
子検出器により、該ン一りを検出して基準とすることで
照射するビームの位置＋測定することができる。

第６図に従来の反射電子検出器を示す。図中、５０が反
射電子検出器であり、絶縁体５１上に検出部５２が設け
られ、検出部５２のみが表われるようにカバー５３が設
けられている。なお、５４はＩＦビームを通過させる孔
である。そして、反射’ＩＩＦ検出器５０は試料上から
反射した反射電子を効率よく受けるために、電子ビーム
露光装置におけるコラムの最下部の光軸付近に配置され
る。

また、反射電子検出器５０の検出部５２のアースはコラ
ムとは異なるアースにしなければならないことから、該
検出部５２は絶縁体上に設けれられ、この絶縁体部分を
」ラムに当接させて該反射電子検出器を取付けていた。

これは、当該検出器５゜の検出速度を高速にするために
検出器に電界を印加していることからアースを共布する
ことができないからである。

ところで、上記反射電子検出器５ｏは、試料上からの反
射’ＲＦｆｒ最も受は易い部分に絶縁体が位置している
ことになる。すなわち、反射型Ｉにより絶縁体がチャー
ジアップして不確定な電界が生じることとなり、この電
界は正確な位置粘度が要求されるＭＰビームの偏向制御
に悪影響を及ぼす。

そこで、反射電子検出器５ｏの絶縁体５１のチャージア
ップを防止するため、第６図に示すように、反射電子検
出器５ｏの検出部５２以外を反射Ｍ’Ｆが当たらないよ
うにカバー５３を設けたものが考えられている。このカ
バー５３は、コラムのアースと共通であり、導電性のも
のである。その結果、反射電子検出器５０は構造上、試
料り向にｄ（第６図）の分厚くならざるを得ない。

一方、近年、ｆ！求されるパターンルールが小さくなり
、更に微細なパターンを解像するには電子ビーム露光装
置の７Ｉｉ磁レンズの解像度を向上する必要がある。こ
の電磁レンズの解！＆度は収差に影響するが、光軸上で
存在する収差の〜つに球面収差がある。すなわち、ビー
ム電流値が電荷ＪｆＩ！ｉ作用を無視できる程度に小さ
い場合には、−殻内に球面収差が解像度に大きく影響す
る。この球面収差を小さくするには、レンズの縮率を大
きくするか、又は、レンズ自体を小さくするのが最も有
効であることが知られている。従って、電磁レンズの解
像度を向上させつつ、試料面を検出すると共に微細パタ
ーンを描くためには電磁レンズを試料面に近接させる必
要がある。

ところが、試料はステージ上に固定されており、ス１−
ジ移動時に当該露光装置のコラム下部と該試料とが接触
しないようにある程度の距離を確保らなければならない
。しかも、コラム１部には反射電子検出器５０を設番ノ
なければならｆ、その分の厚さも確保しなければならな
い。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記反射［検出Ｂ５０は、カバー５３のため試
料方向に厚くなさざるを得ない構造であり、かつ、コラ
ムの最下部に位置することから、電磁レンズの解像度を
向上させるために試料面に電磁レンズを近接させること
ができない。従って、電子ビームの入射マ角を小さくす
ることで電磁レンズの解像度を向上させることができる
が、そのためには＠流密度が減少するという問題がある
。

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、電流
密度の減少を防止しつつ電磁レンズの解像度を向上させ
る？ＩＰビーム露光装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために、電子ビーム露光装
置におけるコラムの最下部の光軸付近に臭備された反射
電子検出器を、光軸方向に薄板の絶縁体上に、反射電子
を検出する所定数の検出部を備えている。また、該絶縁
体の略全面に微細な分Ｉ１１？ｔ）により絶縁された所
定形状のパターンを形成する。

（作用） 本発明は、反射電子検出器の絶縁体の略全面に微細な分
離帯により絶縁された所定形状のパターンを形成してい
る。すなわち、試料に対向する面上で表出する絶縁体部
分は微細な分離帯のみであることから、試料面からの反
射ＴｉＦの殆どは検出部及びパターンに照射されること
となり、反０４電子による絶縁体のチャージアップが軽
減され電子ビーム付近に不安定かつ不確定な電界を生じ
ることがない、また、これにより従来のようにカバーを
設ける６会がないことから反ｏｌ！１子検出器を薄くす
ることが可能となる。

従って、電磁レンズを試料面に近接させることが可能と
なり、電流密度を減少させることなく維持しつつ、レン
ズの解像度を向上させることが可能となる。

（実施例） 第１図に本発明の・一実施例を示す。第１図は電子ビー
ム露光装置における反射電子検出器を示したものである
。第１図（Ａ＞は反射電子検出器１の一方の面を示した
もので、絶縁体２上に３種の導電性パターンＡ、Ｂ、Ｇ
が形成される。そして、このパターンＡ、Ｂ、Ｇにより
該検出器の表面の略全面が覆われ、前記絶縁体２はほと
んど表出しない。第１図（Ｂ）は、反射電子検出器１の
断面を示しており、図に示１ように薄板であって、例え
ば、厚さ１１ＩＩＩＩのフルミナ製の円板（絶縁体２）
の、中心部に電子ビームを通過させるための孔３が形成
され、そして、その一方の面には絶縁体２の厚さ方向に
薄い３種のパターンＡ、Ｂ、Ｇがそれぞれ微細な分離帯
４（例えば、０２ａｉＩ幅）により絶縁されて形成され
ている。すなわら、分離帯４は絶縁体２を表出さゼたも
のである。ここでパターン八は、例えば４個の検出部６
を設けるためのものであり、パターンＢは検出部６の配
線のためのものであり、さらに、パターンＧはアースで
ある。また、パターンＡ、Ｂ（Ｆ）Ｉｍにそれぞれ孔５
Ａ、５Ｂが形成され、他方の而（第１図（Ｃ））にスル
ーホールされている。すなわら、反射電子検出器１の他
方の面は、第１図（Ｃ）に示すように、絶縁体２が表出
している地帯Ｗの孔５Ａの周囲のパターン八及び孔５Ｂ
の周囲のパターンＢが形成される。そして、第１図（Ｃ
）におけるパターンＧが、後述する’！！？ビーム露光
装置のコラムに当接して取付けられる。

また、第１図（Ａ）に戻って説明するに、パターン八に
検出部６を設けた場合、該検出部６は試料（第２図参照
）面上の光軸の周辺に配置され、試料面からの反射電子
によるチャージアップは分離Ｗ１４のみとなる。しかし
、分離帯４は微細に形成されることから、チャージアッ
プしても電子ビーム付近に不安定かつ不確定な電界を生
じることがない。

ここで、パターン八、Ｂは、孔３を通過する電子ビーム
の光軸に対らて対称に形成される。これは、パターン同
志の電位が異なることから、対称にすることでＮＹビー
ムに影響を及ぼすのを防止するためである。このことは
、俊述する他の実施例においても同様である。

一方、反射電子検出器１には、それぞれ、パターンＡに
検出部６がそれぞれ設けられる。この検出器６は、例え
ば、ビンダイオードが用いられ、カソードがパターン八
に接触接続され、７ノードがパターンＢにワイヤボンデ
ィング等により接続される。この場合、１Ｆビームの影
響を最小限にするために、７ノード側（電圧の絶対値が
コラムの７−スに比べて高い方）を光軸より離れた位置
に配置され、かつ、そのパターン面ｖ４（パターン８）
が他のパターン面積（パターンＡ等）に比べて小さくす
るのが望ましい。

次に、第２図に電子ビーム露光装置に上記反射１ｔＦ検
出器１を取付けた場合を示す。上述の検出部６を取付け
た反射電子検出器１が、電子ビーム露光装ｆｆｆｌｏの
真空壁１１ｂより形成されるコラム１１の最下部に取付
けられる。また、コラム１１のＴ一部には電磁レンズ１
２が設けられると共に、該電磁レンズ１２内の真空壁１
１ａの周囲に偏向」イル１３が設けられている。そして
、電子銃（図示せず）より発生する電子ビームＥがコラ
ム７を通り、電磁レンズ１２（偏向コイル１３）により
偏向される。そして、反射電子検出器１のｆＬ３を通過
してつ１ハ等の試料１４面上に照射され、所定のパター
ンを描画する。例えば、試料１４のＩＣチップのパター
ンを描画する場合、ＩＣチップのＩＩ！！？隅に基準パ
ターンを形成しておき、このｍ準パターンで反射した電
子ｅ−を反射電子検出器１の検出部６で検出する。それ
ぞれの検出部６で検出した電子ｅ−の量により、基準パ
ターンからの当該電磁レンズ１２の位置が算出できる。

これにより、電磁レンズ１２の位置が決定され、正確に
パターンを描画するものである。

この場合、反射電子検出器１は、絶縁体２（パターンＡ
、Ｂ、Ｇの厚みも含む）及び検出部６のみの厚さであり
、ａ板である。従って、電磁レンズ１２と試料１４間の
距離を小さくさせることができ、両者を近接させること
ができる。従って、電子ビームＥの入射ｒ角を小さくし
て電流密度を減少させることなく、Ｎ磁しンズの解像度
が向上される。また、電磁レンズ１２を試料１４問に近
接させても、反射Ｔｉ？検出器１においてチャージアッ
プするのは微細な分離帯４のみであることから、不安定
かつ不確定な電界で電子ビームＥに影響を与えることが
ない。従って、試料１４而土に正確なパターンを描画す
ることができる。

なお、第１図（Ａ）における微細な分離帯４の幅を上記
の如＜　０．２ｍ＋としたが、０．２Ｍ以下の任意の幅
に設定することが可能である。

次に、本発明における反射１ｔＦ検出器１の他の実施例
１〜３を第３図〜第５図に示す。第３図の他の実施例１
は、パターンＧ（アース）を大きく形成したもので、孔
３を通過する光軸に対称に４組のパターンＡ、Ｂを配し
て形成している。この場合、第１図と同様に、各パター
ンＡ、Ｂ、Ｇは微ｍな分離帯４により絶縁されている。

また、第４図の他の実施例２は、孔３の周辺にパターン
Ｇを形成し、分ｌ１１［帯４を介して４組のパターンＡ
。

Ｂが光軸に対称に形成させたものである。この場合、パ
ターンＡと８は分離帯４により絶縁されている。

また、第５図の他の実施例３は、分離帯４の表出を最小
限に形成したものである。すなわち、第５図（Ａ＞は、
絶縁体２の一方の面において、パターンＧと８とを表出
する分離帯４で絶縁する。

また、パターンＧとＡとの絶縁は、パターンへの周囲に
段差１５を設け、その底面をパターンＧで形成し、側面
を分ｔｌＪｍ４で形成することで行っている。この場合
の新面構成が第５図（Ｂ）に示される。従って、試料１
４面上からの反射電子ｅ（第２図）による分離帯４のチ
ャージアップはパターンＢの周囲のみとなり、パターン
Ａの分離帯４には反射電子ｅ　が到達しない。この場合
、パターンＡ上に設けられる検出部（６）の配線は、第
５図（Ｃ）に示すように他方の面にスルーホールされ、
パターンＧから絶縁体２が表出させた地帯Ｗ内に形成さ
れたパターンＡ、Ｂによって行われる。すなわら、電子
ビームＥが照射される試料（１４）面から分離帯４を望
む立体角を小さくするように、パターンＡを形成し、他
の部分をパターンＧ（コラム１１のアース電磁）とする
ものである。

このように、絶縁体２の反射型ｆによるチャージアップ
を従来（第６図）のようにカバー５３を設２ノることな
く防止することができるため、カバー５３の厚さｄ分だ
け薄い反射電子検出器とすることができる。従って、電
子ビーム露光装冒１０における１！磁レンズ１２を試料
１４に近接させることができ、解像度を向上させ、パタ
ーンの位置精度を高くすることができる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、薄板の絶縁体上の略全面
に微細な分離帯により絶縁された所定形状のパターンを
形成することにより、反射電子検出器を薄くすることが
でき、これにより電子ビームの電流密度を減少させるこ
となく電磁レンズを試料面に近接させて解像度を向上さ
せることができる。

４、　　Ｆ！Ａ面のｆｆ１ｉ串な説明 第１図は本発明の一実施例を示した構成図、第２図は本
発明の反射電子検出器を取付けた電子ビーム露光装ｄの
部分説明図、 第３図〜第５図は本発明の他の実施例１〜３を示した構
成図、 第６図は従来の反射電子検出器の構成図である。

図において、 １は反射電子検出器、 ２は絶縁体、 ３は孔、 ４は分１１ｍ。

６は検出部、 １０は電子ビーム露光装置 を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電子ビーム（Ｅ）を試料（１４）上に照射した際に、該
   試料（１４）面からの反射電子の量を測定する反射電子
   検出器（１）を、コラム（１１）の最下部の光軸付近に
   具備する電子ビーム露光装置において、 前記反射電子検出器（１）は、 前記光軸方向に薄板の絶縁体（２）上に、前記反射電子
   を検出する所定数の検出部（６）を備えると共に、該絶
   縁体の略全面に微細な分離帯（４）により絶縁された所
   定形状のパターン（Ａ、Ｂ、Ｇ）を形成する ことを特徴とする電子ビーム露光装置。