JPH09274884A - Electron beam exposure apparatus - Google Patents

Electron beam exposure apparatus

Info

Publication number
JPH09274884A
JPH09274884A JP8108370A JP10837096A JPH09274884A JP H09274884 A JPH09274884 A JP H09274884A JP 8108370 A JP8108370 A JP 8108370A JP 10837096 A JP10837096 A JP 10837096A JP H09274884 A JPH09274884 A JP H09274884A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron beam
mask
exposure apparatus
deceleration
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8108370A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shintaro Kawada
真太郎 河田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP8108370A priority Critical patent/JPH09274884A/en
Publication of JPH09274884A publication Critical patent/JPH09274884A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the strain of a transfer image due to heat radiation of a mask and at the same time to form a transfer image at high resolution without Coulomb blur. SOLUTION: Electron beam 36, which is emitted out of an electron gun 12 is accelerated by an electric field formed by an acceleration high voltage electric power source 6 and at the same time illuminates a stencil mask by an illumination lens 14, is retarded at the time when passing a retarding electrode 16 and the stencil mask 18 and radiated to the stencil mask 18, so that the heating of the mask is suppressed and thermal strain of a transfer image is prevented. The retarded electron beam is accelerated again by a re- accelerating electrode 20, so that Coulomb blur can be prevented and a resist 32 can be exposed at high resolution.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線露光装置に
係り、さらに詳しくは、半導体集積回路などの高精細、
高密度パターンの転写用として好適な電子線露光装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam exposure apparatus, and more particularly to high definition semiconductor integrated circuits,
The present invention relates to an electron beam exposure apparatus suitable for transferring a high density pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体集積回路、液晶表示基
板等を製造するためのリソグラフィ工程では、超高圧水
銀ランプのi線、g線等を露光光としたり、KrF、A
rFエキシマレーザ光を露光光源とする光露光装置が主
として用いられている。この他、電子線等の荷電粒子線
を用いる電子線露光装置やX線露光装置も用いられてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a lithography process for manufacturing a semiconductor integrated circuit, a liquid crystal display substrate, etc., i-line, g-line etc. of an ultra-high pressure mercury lamp are used as exposure light, KrF, A
An optical exposure device using an rF excimer laser beam as an exposure light source is mainly used. In addition, an electron beam exposure apparatus and an X-ray exposure apparatus that use a charged particle beam such as an electron beam are also used.

【0003】この内、例えば、電子線を使った露光装置
として従来から知られているものに、電子線を集束させ
た電子ビームを、その表面にフォトレジスト(以下、適
宜「レジスト」という)等の感光材が塗布されたウエハ
等の感光基板上を走査(スキャン)することにより描画
露光を行なうスポットビーム露光装置がある。このスポ
ットビーム露光装置では、電子ビームを一筆書きのよう
にして露光を行なうことから、必然的にスループットが
低く、実用に適さない。
Among these, for example, a conventionally known exposure apparatus using an electron beam is provided with an electron beam on which the electron beam is focused, a photoresist (hereinafter referred to as "resist" as appropriate), etc. on its surface. There is a spot beam exposure apparatus that performs drawing exposure by scanning on a photosensitive substrate such as a wafer coated with the photosensitive material. In this spot beam exposure apparatus, since the electron beam is exposed like a single stroke, the throughput is inevitably low and it is not suitable for practical use.

【0004】そこで、高スループットの露光装置として
は、ステッパ等の光露光装置が比較的多く用いられてい
るが、回路パターンの微細化に伴って光露光装置の限界
が見え隠れし始め、最近になってステッパ等の光露光装
置に匹敵する高スループットが得られる電子線露光装置
の開発が急がれている。このような電子線露光装置とし
ては、電子ビーム一括転写型の露光装置が挙げられる。
この電子ビーム一括転写型の露光装置は、シリコンウエ
ハ(以下、単に「ウエハ」という)の各チップ単位のパ
ターン形状の開口が形成されたシリコン(Si)などか
ら成るステンシルマスクと呼ばれる原板を用いて順次一
括露光を行なうものである。
Therefore, as a high-throughput exposure apparatus, a light exposure apparatus such as a stepper is relatively often used, but with the miniaturization of a circuit pattern, the limit of the optical exposure apparatus has begun to appear and disappear, and recently. Therefore, the development of an electron beam exposure apparatus capable of obtaining a high throughput comparable to that of an optical exposure apparatus such as a stepper is urgently needed. Examples of such an electron beam exposure apparatus include an electron beam batch transfer type exposure apparatus.
This electron beam batch transfer type exposure apparatus uses an original plate called a stencil mask made of silicon (Si) or the like in which a pattern-shaped opening for each chip of a silicon wafer (hereinafter simply referred to as “wafer”) is formed. The batch exposure is sequentially performed.

【0005】このような電子ビーム一括露光装置は、電
子銃から放出された電子線が電場によって加速され、ア
パーチャで成形された電子ビームがステンシルマスクに
照射されて、ここで選択透過された電子ビームのみがウ
エハ上に塗布されたレジストに照射されて、レジスト上
にマスクパターンの像が転写形成される。
In such an electron beam collective exposure apparatus, an electron beam emitted from an electron gun is accelerated by an electric field, and an electron beam formed by an aperture is applied to a stencil mask, where the electron beam selectively transmitted. Only the resist is applied to the resist applied on the wafer, and an image of the mask pattern is transferred and formed on the resist.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来の電
子線露光装置は、電子ビーム一括露光装置になって、よ
うやくスループットの面で実用段階に入ってくるように
なった。
As described above, the conventional electron beam exposure apparatus has become an electron beam collective exposure apparatus, and finally comes to a practical stage in terms of throughput.

【0007】しかしながら、上記した電子ビーム一括露
光装置では、用いられるステンシルマスクが2〜50μ
m程度の膜厚からなるシリコン(Si)薄膜で形成さ
れ、これに対して10〜50keV程度まで加速された
電子ビームが照射される。この時、ステンシルマスクの
開口部以外のマスク部分において、加速電圧によって一
部の電子が散乱されながら透過することもあるが、ほと
んどの電子はシリコン薄膜内に吸収されてステンシルマ
スクを加熱させる。このように、ステンシルマスクに電
子ビームを照射するとマスク温度を上昇させ、マスク自
体が熱膨張することにより転写像が歪むという不都合が
あった。
However, in the electron beam collective exposure apparatus described above, the stencil mask used is 2 to 50 μm.
It is formed of a silicon (Si) thin film having a film thickness of about m, and is irradiated with an electron beam accelerated to about 10 to 50 keV. At this time, in the mask portion other than the opening portion of the stencil mask, some electrons may be transmitted while being scattered by the acceleration voltage, but most of the electrons are absorbed in the silicon thin film to heat the stencil mask. As described above, when the stencil mask is irradiated with the electron beam, the temperature of the mask is raised, and the transferred image is distorted due to thermal expansion of the mask itself.

【0008】また、一方では、露光パターンが微細化す
るに伴って電子線露光装置の分解能を上げて、像ボケを
小さくする必要があるが、そのためには、電子ビームを
更に高加速化する必要がある。すなわち、電子銃から放
出される電子は、それぞれ負の電荷を持っており、相互
反発力(クーロン力)によってビームが広がろうとする
が、電子を加速することでビームの広がりを抑えて、像
ボケ(クーロンボケ)を小さくすることができる。とこ
ろが、電子ビームを高加速化するとステンシルマスクの
温度を一層上昇させる結果となり、転写像の歪みがさら
に大きくなるという不都合がある。
On the other hand, as the exposure pattern becomes finer, it is necessary to increase the resolution of the electron beam exposure apparatus to reduce the image blur. To this end, it is necessary to further accelerate the electron beam. There is. That is, each electron emitted from the electron gun has a negative charge, and the beam tries to spread due to the mutual repulsive force (Coulomb force), but by accelerating the electron, the spread of the beam is suppressed and the image Bokeh (Coolong bokeh) can be reduced. However, if the electron beam is accelerated to a high degree, the temperature of the stencil mask will be further increased, and the distortion of the transferred image will be further increased.

【0009】これに対して、ステンシルマスクの膜厚を
薄くして電子ビームの透過率を上げることでマスクの加
熱を抑えることも考えられる。しかし、例えば2μm程
度の薄いシリコン膜からなるステンシルマスクに対して
100kVの加速電圧で加速した電子ビームが照射され
ると、電子の持っているマスク入射パワーの約2%がマ
スクに蓄積されて熱に変わるため、熱膨張による転写像
の歪みが避けられない。また、さらに膜厚が2μmより
も薄いステンシルマスクを作成するのは、非常に難し
く、マスクの薄膜化にも限界がある。
On the other hand, it may be possible to suppress the heating of the mask by reducing the film thickness of the stencil mask to increase the electron beam transmittance. However, when a stencil mask made of, for example, a thin silicon film having a thickness of about 2 μm is irradiated with an electron beam accelerated with an acceleration voltage of 100 kV, about 2% of the mask incident power of electrons is accumulated in the mask and heat is generated. Therefore, distortion of the transferred image due to thermal expansion cannot be avoided. Further, it is very difficult to form a stencil mask having a film thickness of less than 2 μm, and there is a limit to thinning the mask.

【0010】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その目的は、マスクの発熱による転写像の歪みを防
止するとともに、クーロンボケの少ない高分解能の転写
像が得られる電子線露光装置を提供することにある。
The present invention has been made under such circumstances, and an object thereof is an electron beam exposure apparatus capable of preventing distortion of a transferred image due to heat generation of a mask and obtaining a transferred image of high resolution with little Coulomb blur. To provide.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、マスク(18)に形成されたパターンの像を感光基
板(34)上に転写する電子線露光装置であって、所定
電圧を印加され電子線を発生する電子線源(12)と;
前記電子線源から発生され、前記印加電圧によって加速
された電子を前記マスク近傍で減速させる減速手段(1
6,18,28)と;前記マスクと感光基板との間に配
置された投影レンズ(24)と;前記マスク透過後に前
記電子線を再加速する再加速手段(20,30)とを有
する。
The invention according to claim 1 is an electron beam exposure apparatus for transferring an image of a pattern formed on a mask (18) onto a photosensitive substrate (34), wherein a predetermined voltage is applied. An electron beam source (12) that is applied to generate an electron beam;
A deceleration means (1) for decelerating the electrons generated from the electron beam source and accelerated by the applied voltage near the mask.
6, 18, 28); a projection lens (24) arranged between the mask and the photosensitive substrate; and a reaccelerating means (20, 30) for reaccelerating the electron beam after passing through the mask.

【0012】これによれば、電子線源(例えば、電子
銃)から発生され、印加電圧によって加速された電子を
マスク近傍に設けられた減速手段で一旦減速させるの
で、マスク照射時の電子の運動エネルギーが小さくな
り、マスクに吸収されても発熱量が少ないことから、マ
スクの熱歪みが防止される。また、減速されてマスクを
透過した電子は、再加速手段により再び加速されるの
で、電子間に働くクーロン力によるクーロンボケの影響
の極力少ない、高解像度の露光が行われる。
According to this, the electrons generated from the electron beam source (for example, the electron gun) and accelerated by the applied voltage are once decelerated by the deceleration means provided near the mask, so that the electrons move during irradiation of the mask. Since the energy is small and the amount of heat generated is small even when absorbed by the mask, thermal distortion of the mask is prevented. Further, the electrons that have been decelerated and transmitted through the mask are accelerated again by the re-accelerating means, so that high-resolution exposure is performed in which the influence of Coulomb blur due to the Coulomb force acting between the electrons is minimized.

【0013】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の電子線露光装置において、前記再加速手段により再加
速された電子線の像歪みを補正する歪み補正手段(2
2)を更に有する。
According to a second aspect of the present invention, in the electron beam exposure apparatus according to the first aspect, the distortion correcting means (2) for correcting the image distortion of the electron beam re-accelerated by the re-accelerating means.
2) is further included.

【0014】これによれば、再加速手段により再加速さ
れる電子線は、歪み補正手段によって像歪みが補正され
るので、適正な転写像が得られる。
According to this, since the image distortion of the electron beam re-accelerated by the re-acceleration means is corrected by the distortion correction means, a proper transferred image can be obtained.

【0015】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の電子線露光装置において、前記減速手段は、前
記マスクの手前に前記マスクと同電位の空間領域を形成
する減速電極(16)であることを特徴とする。
[0015] The third aspect of the present invention is the first or second aspect.
In the electron beam exposure apparatus described in the paragraph 1, the deceleration means is a deceleration electrode (16) that forms a space region of the same potential as the mask in front of the mask.

【0016】これによれば、減速手段として、マスクの
手前にマスクと同電位の空間領域を形成する減速電極を
設けたので、加速された電子を充分減速してからマスク
を透過させることが可能となり、マスクの発熱量を低く
抑えることができる。
According to this, since the deceleration electrode for forming the space area having the same potential as the mask is provided in front of the mask as the deceleration means, it is possible to sufficiently decelerate the accelerated electrons and allow the electrons to pass through the mask. Therefore, the heat generation amount of the mask can be suppressed low.

【0017】請求項4に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の電子線露光装置において、前記減速手段は、減
速電圧が印加された前記マスク(18)であることを特
徴とする。
The invention described in claim 4 is the first or second invention.
In the electron beam exposure apparatus described in the paragraph 1, the deceleration means is the mask (18) to which a deceleration voltage is applied.

【0018】これによれば、減速手段として、マスクに
減速電圧を印加するようにしたので、加速された電子を
簡易な構成で減速させてマスクを透過させることが可能
となり、マスクの発熱量を低く抑えることができる。
According to this, since the deceleration voltage is applied to the mask as the deceleration means, it becomes possible to decelerate the accelerated electrons with a simple structure to allow the electrons to pass through the mask, thereby reducing the amount of heat generated by the mask. It can be kept low.

【0019】請求項5に記載の発明は、請求項1ないし
4のいずれか一項に記載の電子線露光装置において、前
記マスク(18)は、所定パターン形状の開口部が形成
されたステンシルマスクであることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the electron beam exposure apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the mask (18) is a stencil mask in which openings having a predetermined pattern shape are formed. Is characterized in that.

【0020】これによれば、マスクには、所定パターン
形状の開口部が形成されたステンシルマスクを用いたの
で、例えば、光電一括露光装置などの光電膜からなる光
電マスクと比較すると、長寿命化することができる。
According to this, since the stencil mask in which the openings of the predetermined pattern shape are formed is used as the mask, the life is extended as compared with, for example, a photoelectric mask made of a photoelectric film such as a photoelectric batch exposure apparatus. can do.

【0021】請求項6に記載の発明は、請求項1ないし
5のいずれか一項に記載の電子線露光装置において、前
記投影レンズ(24)は、所定の縮小倍率の電磁レンズ
であることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the electron beam exposure apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the projection lens (24) is an electromagnetic lens having a predetermined reduction magnification. Characterize.

【0022】これによれば、投影レンズとしては、所定
の縮小倍率を有する電磁レンズを用いたので、マスクパ
ターンの縮小一括露光が可能となり、パターンが微細化
しても等倍転写の場合に比べてマスクの製造(作成)が
容易になる。
According to this, since the electromagnetic lens having a predetermined reduction magnification is used as the projection lens, it is possible to perform the reduced batch exposure of the mask pattern, and even when the pattern is miniaturized, as compared with the case of equal magnification transfer. The manufacturing (creating) of the mask becomes easy.

【0023】請求項7に記載の発明は、請求項1ないし
6のいずれか一項に記載の電子線露光装置において、前
記マスク(18)が10μm以下の膜厚のシリコン系材
料により形成され、前記減速手段は、前記電子線源に印
加された75kVから200kVの電圧により加速され
た電子線のエネルギーを前記加速電圧印加時にマスクで
吸収されるエネルギー以下、例えば、3keV以下にな
るように電子を減速することを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the electron beam exposure apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the mask (18) is formed of a silicon material having a film thickness of 10 μm or less, The deceleration means controls the energy of the electron beam accelerated by the voltage of 75 kV to 200 kV applied to the electron beam source to be less than the energy absorbed by the mask when the acceleration voltage is applied, for example, 3 keV or less. It is characterized by slowing down.

【0024】これによれば、マスクを10μm以下の膜
厚のシリコン系材料により形成するようにしたので、マ
スクの発熱量を一定量以下に抑えることができる。さら
に、これに加えて、電子線源に印加された電圧によって
加速された電子線がそのままマスクに照射された場合
に、当該マスクで吸収されるエネルギー以下となるよう
に、電子線のエネルギーを減速する減速手段を採用して
いる。この減速手段は、電子線照射によるマスクの温度
上昇が電子線の加速電圧やマスクの膜厚に依存するた
め、マスクを所定温度以上に加熱しないよう電子線を減
速させるものである。
According to this, since the mask is formed of the silicon-based material having a film thickness of 10 μm or less, the heat generation amount of the mask can be suppressed to a certain amount or less. In addition to this, when the electron beam accelerated by the voltage applied to the electron beam source is directly irradiated on the mask, the energy of the electron beam is decelerated so that the energy is equal to or less than the energy absorbed by the mask. It employs a deceleration means that The deceleration means decelerates the electron beam so as not to heat the mask above a predetermined temperature because the temperature rise of the mask due to electron beam irradiation depends on the acceleration voltage of the electron beam and the film thickness of the mask.

【0025】例えば、加速電圧が100kVで2μmの
膜厚のシリコン系材料によるマスクを用いた場合は、そ
のマスク(散乱マスクの場合)において2kVのエネル
ギーが吸収されるため、電子線のエネルギーも2keV
以下(ここでは、1/50以下)となるように減速させ
ればよい(吸収マスクとなる)。また、同一加速電圧時
において、10μmの膜厚のマスクを用いた場合は、そ
のマスク(散乱マスクの場合)において11kVのエネ
ルギーが吸収されるため、電子線のエネルギーも11k
eV以下となるように減速させればよい(吸収マスクと
なる)。このように、電子線を一旦減速してマスクに照
射することにより、電子線照射によるマスクの熱歪みを
露光に影響のない範囲に抑えることができる。
For example, when an accelerating voltage is 100 kV and a mask made of a silicon-based material having a film thickness of 2 μm is used, 2 kV of energy is absorbed in the mask (in the case of a scattering mask), and the energy of the electron beam is also 2 keV.
It may be decelerated so as to be below (here, 1/50 or less) (becomes an absorption mask). Further, when a mask having a film thickness of 10 μm is used at the same accelerating voltage, 11 kV of energy is absorbed in the mask (in the case of a scattering mask), so that the electron beam energy is also 11 kV.
The speed may be reduced so as to be equal to or lower than eV (becomes an absorption mask). In this way, by temporarily decelerating the electron beam and irradiating the mask, the thermal strain of the mask due to the electron beam irradiation can be suppressed within a range that does not affect the exposure.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

《第1の実施形態》以下、本発明の第1の実施形態を図
1に基づいて説明する。
<< 1st Embodiment >> Hereinafter, 1st Embodiment of this invention is described based on FIG.

【0027】図1には、第1の実施形態に係る電子線露
光装置10の構成が概略的に示されている。この電子線
露光装置10は、電子銃から放射された電子を電場で必
要なエネルギーまで加速した後、マスクの手前で減速
し、マスク透過後に転写像を得るに必要なエネルギーま
で電子を再加速して、感光基板としてのシリコンウエハ
(以下、「ウエハ」という)表面に塗布されたレジスト
を露光させる電子ビーム一括露光装置である。
FIG. 1 schematically shows the structure of an electron beam exposure apparatus 10 according to the first embodiment. This electron beam exposure apparatus 10 accelerates electrons emitted from an electron gun to a required energy in an electric field, decelerates them in front of a mask, and re-accelerates the electrons to an energy required to obtain a transferred image after passing through the mask. And an electron beam collective exposure apparatus for exposing a resist applied on the surface of a silicon wafer (hereinafter referred to as “wafer”) as a photosensitive substrate.

【0028】この電子線露光装置10は、電子線源とし
ての電子銃12、電子銃12から放出された電子線をほ
ぼ平行ビームに変える照明用レンズ14、電子線を減速
する減速電極16、マスクとしてのステンシルマスク1
8、減速されてマスクの開口を透過した電子線を再加速
する再加速電極20、再加速された電子線の歪みを補正
する歪み補正手段としての歪み補正器22、縮小投影露
光を行う投影レンズとしての縮小投影レンズ24、電子
銃12から放射された電子を加速する加速電圧を印加す
る加速用高圧電源26、電子を減速する減速電圧を減速
電極16とステンシルマスク18とに印加する減速用電
源28、ステンシルマスク18を透過した電子を再加速
する再加速電圧を再加速電極20に印加する再加速用高
圧電源30等を備えている。この電子線露光装置10で
は、感光基板としてその表面に感光材としてレジスト3
2が塗布されたウエハ34が用いられ、このレジスト3
2によって像形成面が形成されている。
This electron beam exposure apparatus 10 includes an electron gun 12 as an electron beam source, an illuminating lens 14 for converting an electron beam emitted from the electron gun 12 into a substantially parallel beam, a deceleration electrode 16 for decelerating the electron beam, and a mask. As a stencil mask 1
8, re-acceleration electrode 20 for re-accelerating the electron beam that has been decelerated and transmitted through the opening of the mask, distortion corrector 22 as a distortion correction means for correcting the distortion of the re-accelerated electron beam, projection lens for reducing projection exposure A reduction projection lens 24, an acceleration high-voltage power supply 26 for applying an acceleration voltage for accelerating the electrons emitted from the electron gun 12, and a deceleration power supply for applying a deceleration voltage for decelerating the electrons to the deceleration electrode 16 and the stencil mask 18. 28, a high-voltage power supply 30 for re-acceleration for applying a re-acceleration voltage for re-accelerating the electrons transmitted through the stencil mask 18 to the re-acceleration electrode 20, and the like. In this electron beam exposure apparatus 10, a resist 3 is used as a photosensitive material on its surface as a photosensitive substrate.
The wafer 34 coated with 2 is used, and the resist 3
2 forms an image forming surface.

【0029】前記電子銃12は、電子線を発生させるも
ので、この電子銃12から電子線が放射状に放出され
る。また、電子銃12は、加速用高圧電源26からの加
速電圧(例えば、50kV)が印加されており、電子ビ
ームをクーロン効果による広がりを抑制するのに必要な
エネルギーまで加速する。
The electron gun 12 generates an electron beam, and the electron beam is emitted radially from the electron gun 12. Further, the electron gun 12 is applied with an accelerating voltage (for example, 50 kV) from the accelerating high-voltage power supply 26, and accelerates the electron beam to the energy required to suppress the spread due to the Coulomb effect.

【0030】照明用レンズ14は、電子銃12から放射
状に放出される電子ビームの方向を変える電磁レンズか
ら成り、この照明用レンズ14によってステンシルマス
ク18に対して電子ビームがマスクの必要な領域を照射
するようにビームが形成される。
The illuminating lens 14 is an electromagnetic lens that changes the direction of the electron beam radially emitted from the electron gun 12. The illuminating lens 14 causes the stencil mask 18 to irradiate the stencil mask 18 with a required area of the mask. A beam is formed to illuminate.

【0031】減速電極16は、ステンシルマスク18の
上方(電子銃12側)に配置され、減速用電源28から
の減速電圧を印加することにより、後述するステンシル
マスク18と同電位の空間領域が形成され、これによっ
て電子の速度を減速するものである。減速の原理は、電
子銃12から放出される電子が加速用高圧電源26から
の加速電圧(例えば、50kV)で加速し、減速電極1
6とステンシルマスク18に対してこれよりも低い減速
電圧(例えば、5kV)を印加して電子を減速させるも
のである。すなわち、減速電圧を印加した場合の電子の
エネルギーは、(減速電圧/加速電圧)=5kV/50
kV=1/10となり、第1の実施形態では電子のエネ
ルギーが1/10に低減される。
The deceleration electrode 16 is arranged above the stencil mask 18 (on the side of the electron gun 12), and by applying a deceleration voltage from the deceleration power supply 28, a spatial region having the same potential as that of the stencil mask 18 described later is formed. This reduces the speed of the electrons. The principle of deceleration is that the electrons emitted from the electron gun 12 are accelerated by the acceleration voltage (for example, 50 kV) from the high voltage power source 26 for acceleration, and the deceleration electrode 1
6 and the stencil mask 18 are applied with a deceleration voltage lower than this (for example, 5 kV) to decelerate the electrons. That is, the energy of electrons when the deceleration voltage is applied is (deceleration voltage / acceleration voltage) = 5 kV / 50
kV = 1/10, and the electron energy is reduced to 1/10 in the first embodiment.

【0032】ステンシルマスク18は、所望のパターン
形状の開口が形成された原板であり、例えばSi、Si
C、SiO2 、SiN(Si34 )等の薄膜材料から
成る。従って、電子ビーム36をステンシルマスク18
に照射することにより、電子ビーム36が前記開口を選
択的に透過し、開口の形状(パターン形状)と同一の断
面形状の電子線の束による一括露光が可能となる。この
ステンシルマスク18の厚みは、前記減速電極16によ
る電子の減速量に依存して決定され、ここでは電子を1
/10の5keVまで減速するので、Siからなるステ
ンシルマスクを50μm程度の厚さに作成したものであ
る。なお、第1の実施形態では、ステンシルマスク18
にも減速用電源28が接続され、前記減速電極16とと
もに減速電圧が印加された空間からなる減速領域を形成
している。
The stencil mask 18 is an original plate on which openings having a desired pattern shape are formed. For example, Si, Si
It is made of a thin film material such as C, SiO 2 , SiN (Si 3 O 4 ). Therefore, the electron beam 36 is applied to the stencil mask 18
By irradiating the substrate, the electron beam 36 selectively passes through the opening, and it becomes possible to perform collective exposure with a bundle of electron beams having the same sectional shape as the shape (pattern shape) of the opening. The thickness of the stencil mask 18 is determined depending on the amount of deceleration of electrons by the deceleration electrode 16, and here, the number of electrons is 1
Since the speed is reduced to / 10 5 keV, a stencil mask made of Si is formed to a thickness of about 50 μm. In the first embodiment, the stencil mask 18
A deceleration power supply 28 is also connected to the deceleration electrode 16 to form a deceleration region including a space to which a deceleration voltage is applied.

【0033】再加速電極20は、ステンシルマスク18
の下方(電子銃12と反対側)に配置され、再加速用高
圧電源30からの再加速電圧を印加することにより、ス
テンシルマスク18を透過後の減速された電子線を再加
速するものである。この再加速電圧は、ステンシルマス
ク18を透過した電子をレジスト32を露光させるのに
必要なエネルギーまで再加速するための電圧である。こ
こでは、電子銃12から放出された際の加速電圧と同じ
50kVで再加速している。
The re-acceleration electrode 20 has a stencil mask 18
Is arranged below (on the side opposite to the electron gun 12) and a re-accelerating voltage is applied from the high-voltage power source 30 for re-acceleration to re-accelerate the decelerated electron beam after passing through the stencil mask 18. . This reacceleration voltage is a voltage for reaccelerating the electrons that have passed through the stencil mask 18 to the energy required to expose the resist 32. Here, re-acceleration is performed at 50 kV, which is the same as the acceleration voltage when emitted from the electron gun 12.

【0034】歪み補正器22は、ここでは、再加速電極
20の下方(電子銃12と反対側)に配置され、磁場の
磁束密度の分布を変えることによって、電子ビームの進
路を適宜変更することが可能な電磁レンズによって構成
されている。この歪補正器22は、再加速電極20によ
って電子ビームを再加速する際に発生する歪みを補正す
るものである。なお、この歪み補正器22の設置位置
は、上記例に限定されるものではない。
Here, the distortion corrector 22 is arranged below the reacceleration electrode 20 (on the side opposite to the electron gun 12) and appropriately changes the course of the electron beam by changing the distribution of the magnetic flux density of the magnetic field. It is composed of an electromagnetic lens capable of. The distortion corrector 22 corrects the distortion generated when the electron beam is re-accelerated by the re-acceleration electrode 20. The installation position of the distortion corrector 22 is not limited to the above example.

【0035】縮小投影レンズ24は、縮小投影露光を行
うための電磁レンズであって、ステンシルマスク18を
透過し、再加速され、歪みが補正された電子ビーム38
のパターン転写像を所定の縮小倍率(ここでは1/4
0)で縮小して、レジスト32上にマスクパターンの縮
小像を投影するものである。
The reduction projection lens 24 is an electromagnetic lens for performing reduction projection exposure, and passes through the stencil mask 18, is re-accelerated, and has its distortion corrected electron beam 38.
Pattern transfer image of a predetermined reduction ratio (here, 1/4
0) and the reduced image of the mask pattern is projected on the resist 32.

【0036】次に、上述のようにして構成された電子線
露光装置10の全体的な作用を図1に基づいて説明す
る。
Next, the overall operation of the electron beam exposure apparatus 10 configured as described above will be described with reference to FIG.

【0037】電子銃12から電子ビーム36が放射状に
放出されるが、この電子ビームは周囲に配置された照明
用レンズ14によって形成された磁場の作用によってマ
スクの必要な領域を照明するようにする。そして、この
電子ビーム36は、まず電子銃12に印加された加速用
高圧電源26で形成された電場により、50kVの加速
電圧で加速される。
An electron beam 36 is radially emitted from the electron gun 12, and the electron beam illuminates a necessary area of the mask by the action of the magnetic field formed by the illumination lens 14 arranged around the electron beam 36. . Then, the electron beam 36 is first accelerated by the acceleration voltage of 50 kV by the electric field formed by the high voltage power source 26 for acceleration applied to the electron gun 12.

【0038】加速された電子ビーム36は、減速用電源
28に接続されて5kVの減速電圧が印加された減速電
極16とステンシルマスク18とで構成される減速領域
で一旦減速された後、ステンシルマスク18の開口を選
択的に透過する。このように、ステンシルマスク18の
前で電子ビーム36を減速するのは、ステンシルマスク
18に吸収される電子ビームエネルギーを極力小さくし
て、マスクの温度上昇を軽減することにより、マスクの
熱膨張による転写像の歪みを防止するためである。
The accelerated electron beam 36 is once decelerated in the deceleration region composed of the deceleration electrode 16 and the stencil mask 18 which are connected to the deceleration power source 28 and to which the deceleration voltage of 5 kV is applied, and then the stencil mask 18 is decelerated. It selectively passes through 18 apertures. In this way, the electron beam 36 is decelerated in front of the stencil mask 18 because the electron beam energy absorbed by the stencil mask 18 is made as small as possible to reduce the temperature rise of the mask, which results from the thermal expansion of the mask. This is to prevent distortion of the transferred image.

【0039】次に、ステンシルマスク18の開口を通過
した直後の電子ビームは、再加速用高圧電源30からの
再加速電圧(50kV)が印加された再加速電極20に
よって再加速され、電磁レンズからなる縮小投影レンズ
24によってステンシルマスク18に形成されたパター
ンが所定の縮小倍率(ここでは1/40)でウエハ34
表面のレジスト32面(像形成面)に投影される。これ
により、レジスト32表面にはステンシルマスク18に
形成されたパターンと同形状のパターンの1/40の縮
小像が転写される。ここで、ステンシルマスク18の開
口を通過した電子ビームを再加速するのは、レジスト3
2を感光するのに要するエネルギーまで加速するととも
に、減速された電子ビームのクーロン効果の影響を少な
くするためである。すなわち、減速された電子ビーム
は、各電子が持つ負の電荷によって相互に反発してビー
ムが広がる、いわゆる、クーロン効果が顕著となるが、
再加速することによってビームの広がりが抑制されて、
クーロンボケを小さくすることができる。
Next, the electron beam immediately after passing through the opening of the stencil mask 18 is re-accelerated by the re-acceleration electrode 20 to which the re-acceleration voltage (50 kV) from the high-voltage power source 30 for re-acceleration is applied, and the electron beam is emitted from the electromagnetic lens. The pattern formed on the stencil mask 18 by the reduction projection lens 24 becomes a wafer 34 at a predetermined reduction ratio (here, 1/40).
The image is projected onto the surface of the resist 32 (image forming surface). As a result, a 1/40 reduced image of the pattern having the same shape as the pattern formed on the stencil mask 18 is transferred onto the surface of the resist 32. Here, it is the resist 3 that re-accelerates the electron beam that has passed through the opening of the stencil mask 18.
This is because the energy required to expose 2 is accelerated and the influence of the Coulomb effect of the decelerated electron beam is reduced. That is, in the decelerated electron beam, the so-called Coulomb effect, which repels each other due to the negative charge of each electron and spreads, becomes remarkable,
By accelerating again, the spread of the beam is suppressed,
Coulomb blur can be reduced.

【0040】この場合において、電子ビームを再加速し
たことにより転写像に歪みが発生した場合には、再加速
電極20の後に配置した歪み補正器22によって歪み補
正を行い、適正な転写像を得ることができる。
In this case, when the transferred image is distorted due to the re-acceleration of the electron beam, the distortion correction device 22 arranged after the re-acceleration electrode 20 corrects the distortion to obtain a proper transferred image. be able to.

【0041】これまでの説明から明らかなように、本第
1の実施形態の電子線露光装置10では、減速用電源2
8からステンシルマスク18と同電位の電圧が印加さ
れ、ステンシルマスク18と同電位の空間領域を形成す
る減速電極16によって減速手段が構成され、また、再
加速用高圧電源30により加速電圧が印加された再加速
電極20によって再加速手段が構成されている。
As is clear from the above description, in the electron beam exposure apparatus 10 according to the first embodiment, the deceleration power supply 2 is used.
8, a voltage having the same potential as that of the stencil mask 18 is applied, a deceleration electrode 16 that forms a spatial region having the same potential as the stencil mask 18 constitutes deceleration means, and a high-voltage power supply 30 for re-acceleration applies an acceleration voltage. The reacceleration electrode 20 constitutes reacceleration means.

【0042】以上説明したように、第1の実施形態の電
子線露光装置10によると、電子銃12から放射された
電子ビームを電場により一旦加速した後、減速電圧を印
加した減速電極16とステンシルマスク18とで構成さ
れる空間領域(減速領域)で減速するようにしたため、
電子ビームの減速効果が大となり、ステンシルマスク1
8に吸収される電子ビームエネルギーを1/10に低減
することができる。その結果、電子ビームによるマスク
の温度上昇が軽減されて、マスクの熱膨張による歪みを
抑えることができる。また、この減速された電子ビーム
は、再加速電極20によって再加速されるため、レジス
ト32の露光に必要なエネルギーが付与される。さら
に、電子ビームの再加速は、クーロン効果によるクーロ
ンボケを防止することができるとともに、再加速時に電
子ビームに歪が生じたとしても、歪み補正器22によっ
て歪み補正を行うことができるため、高解像力の転写像
を得ることができる。また、第1の実施形態では、縮小
投影レンズ24を用いて縮小投影露光するようにしたた
め、パターンが微細化してもマスクの作成(製造)を容
易に行うことができる。
As described above, according to the electron beam exposure apparatus 10 of the first embodiment, the electron beam emitted from the electron gun 12 is once accelerated by the electric field and then the deceleration electrode 16 and the stencil to which the deceleration voltage is applied. Since the speed is reduced in the space area (deceleration area) formed by the mask 18,
The deceleration effect of the electron beam becomes great, and the stencil mask 1
The electron beam energy absorbed by 8 can be reduced to 1/10. As a result, the temperature rise of the mask due to the electron beam is reduced, and the distortion due to the thermal expansion of the mask can be suppressed. Further, the decelerated electron beam is re-accelerated by the re-acceleration electrode 20, so that the energy required for exposing the resist 32 is applied. Further, the re-acceleration of the electron beam can prevent Coulomb blurring due to the Coulomb effect, and even if the electron beam is distorted during the re-acceleration, the distortion corrector 22 can correct the distortion. It is possible to obtain a transferred image with a high resolution. Further, in the first embodiment, since the reduction projection lens 24 is used to perform the reduction projection exposure, the mask can be easily produced (manufactured) even if the pattern is miniaturized.

【0043】《第2の実施形態》次に、本発明の第2の
実施形態を図2に基づいて説明する。ここで、前述した
第1の実施形態の装置と同一の構成部分については同一
の符号を用いるとともにその説明を省略し若しくは簡略
化するものとする。
<< Second Embodiment >> Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, the same components as those of the apparatus according to the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted or simplified.

【0044】図2には、第2の実施形態に係る電子線露
光装置40の構成が概略的に示されている。この電子線
露光装置40は、電子ビームの中間減速がステンシルマ
スク18のみで行われ、ステンシルマスク18で散乱さ
れた電子ビーム62がある場合はフィルタで除去し、マ
スクの開口を透過した電子ビームを再加速させて一括露
光するものである。
FIG. 2 schematically shows the structure of an electron beam exposure apparatus 40 according to the second embodiment. In this electron beam exposure apparatus 40, intermediate deceleration of the electron beam is performed only by the stencil mask 18, and if there is an electron beam 62 scattered by the stencil mask 18, the electron beam 62 is removed by a filter, and the electron beam transmitted through the opening of the mask is removed. Re-acceleration is performed to perform batch exposure.

【0045】この電子線露光装置40において、図1に
示す第1の実施形態に係る電子線露光装置10と異なる
構成は、減速電極16を用いずに減速電圧を印加したス
テンシルマスク18のみを減速手段として使い、電子ビ
ームの減速を行っている。そして、このステンシルマス
ク18に印加される減速電圧値によっては、開口以外の
マスク部分に照射された電子が散乱しながら透過する散
乱マスク、あるいは、電子が透過せずに散乱しない吸収
マスクとして使用することができる。例えば、ステンシ
ルマスクの厚みが2μmで加速用高圧電源52の加速電
圧を100kVとし、減速用電源54の減速電圧を1k
Vとした場合、電子ビームのエネルギーは、100−1
=99(kV)分だけ減速されて1kVとなり、電子線
はステンシルマスクを透過できないため吸収マスクとな
り、マスク内で1kV分のエネルギーが吸収される。一
方、加速用高圧電源52の加速電圧を100kVとして
減速しない場合は、散乱マスクとなるが約2kV分のエ
ネルギーが吸収される。このように、加速電圧が100
kVの場合には、2kV以下に減速することによりマス
クの熱発生は散乱マスクより軽減することができる。
The electron beam exposure apparatus 40 differs from the electron beam exposure apparatus 10 according to the first embodiment shown in FIG. 1 in that only the stencil mask 18 to which a deceleration voltage is applied is decelerated without using the deceleration electrode 16. It is used as a means to decelerate the electron beam. Then, depending on the deceleration voltage value applied to the stencil mask 18, it is used as a scattering mask in which the electrons irradiated to the mask portion other than the opening are scattered and transmitted, or an absorption mask in which the electrons are not transmitted and not scattered. be able to. For example, the thickness of the stencil mask is 2 μm, the acceleration voltage of the acceleration high-voltage power supply 52 is 100 kV, and the deceleration voltage of the deceleration power supply 54 is 1 kV.
When V is set, the electron beam energy is 100-1.
= 99 (kV), the electron beam is decelerated to 1 kV. Since the electron beam cannot pass through the stencil mask, it becomes an absorption mask, and energy of 1 kV is absorbed in the mask. On the other hand, when the accelerating voltage of the accelerating high-voltage power supply 52 is not set to 100 kV for deceleration, a scattering mask is formed, but about 2 kV of energy is absorbed. Thus, the acceleration voltage is 100
In the case of kV, the heat generation of the mask can be reduced more than that of the scattering mask by reducing the speed to 2 kV or less.

【0046】縮小投影レンズ42、46は、ここでは投
影像に対応させて縮小投影レンズを上下2つに分割して
配置している。そして、図2に示されるように、本第2
の実施形態では、上記のようにステンシルマスク18を
散乱マスクとして使用することがあるため、散乱しなが
らステンシルマスク18を透過する散乱電子62を捕獲
して、散乱電子による露光を防止する空間フィルタ44
が縮小投影レンズ42と46との間に配置されている。
The reduction projection lenses 42 and 46 are arranged by dividing the reduction projection lens into upper and lower parts corresponding to the projected image. Then, as shown in FIG.
In this embodiment, since the stencil mask 18 may be used as the scattering mask as described above, the spatial filter 44 that captures the scattered electrons 62 that are transmitted through the stencil mask 18 while being scattered to prevent the exposure by the scattered electrons.
Are arranged between the reduction projection lenses 42 and 46.

【0047】次に、上記のようにして構成された図2に
示される本第2の実施形態の電子線露光装置40の作用
を説明する。電子銃12から放出される電子ビーム58
は、まず加速用高圧電源52によって形成された電場に
より、100kVの加速電圧で加速される。この電子ビ
ーム58は、放射状に広がっているが、周囲に配置され
た照明用レンズ14によって形成された磁場の作用によ
って、マスクに必要な領域を照明する。
Next, the operation of the electron beam exposure apparatus 40 of the second embodiment shown in FIG. 2 configured as described above will be described. Electron beam 58 emitted from the electron gun 12
Is first accelerated by an accelerating voltage of 100 kV by the electric field generated by the accelerating high-voltage power supply 52. Although the electron beam 58 radiates radially, it illuminates the area required for the mask by the action of the magnetic field formed by the illumination lens 14 arranged around the electron beam 58.

【0048】加速された電子ビーム58は、減速用電源
54に接続されて1kVの減速電圧が印加されたステン
シルマスク18で一旦減速される。このように、電子ビ
ーム58をステンシルマスク18の手前で減速するの
は、マスクに吸収される電子ビームエネルギーを小さく
することによって、マスクの温度上昇を低減し、マスク
の熱膨張による転写像の歪みを極力小さくするためであ
る。
The accelerated electron beam 58 is once decelerated by the stencil mask 18 connected to the deceleration power source 54 and applied with a deceleration voltage of 1 kV. In this way, the electron beam 58 is decelerated before the stencil mask 18 by reducing the electron beam energy absorbed by the mask to reduce the temperature rise of the mask and the distortion of the transferred image due to the thermal expansion of the mask. This is to minimize as much as possible.

【0049】次に、ステンシルマスク18の開口を通過
した直後の電子ビームは、再加速用高圧電源56からの
再加速電圧(100kV)が印加された再加速電極20
によって再加速され、電磁レンズから成る縮小投影レン
ズ42、46によって所定の縮小倍率(ここでは1/
4)でステンシルマスク18に形成されたパターンが投
影され、ウエハ34表面上のレジスト32面(像形成
面)にマスクパターンの転写像(縮小像)が形成され
る。ここで、ステンシルマスク18の開口を通過した電
子ビームを再加速するのは、電子ビームをレジスト32
を感光するのに必要なエネルギーまで加速してクーロン
効果による像ボケ(クーロンボケ)を小さくするととも
に、ウエハ34上のレジスト32に高分解能のマスクパ
ターンの転写像を転写するためである。
Next, the electron beam immediately after passing through the opening of the stencil mask 18 has a reacceleration electrode 20 to which a reacceleration voltage (100 kV) from a reacceleration high-voltage power source 56 is applied.
Is accelerated again by the reduction projection lenses 42 and 46, which are electromagnetic lenses, to a predetermined reduction magnification (here, 1 /
In 4), the pattern formed on the stencil mask 18 is projected, and a transfer image (reduced image) of the mask pattern is formed on the surface of the resist 32 (image forming surface) on the surface of the wafer 34. Here, to re-accelerate the electron beam that has passed through the opening of the stencil mask 18 is to use the resist 32
This is for accelerating to the energy necessary for exposing to reduce the image blur (coulomb blur) due to the Coulomb effect, and for transferring the transfer image of the high resolution mask pattern to the resist 32 on the wafer 34.

【0050】また、本実施形態の電子線露光装置40で
は、再加速電極20で電子ビームを再加速した際に転写
像に歪みが発生した場合には、歪み補正器22によって
歪み補正を行うことで適正な転写像を得ることができ
る。
Further, in the electron beam exposure apparatus 40 of the present embodiment, if distortion occurs in the transferred image when the electron beam is re-accelerated by the re-acceleration electrode 20, the distortion corrector 22 corrects the distortion. Therefore, a proper transferred image can be obtained.

【0051】本実施形態の電子線露光装置40におい
て、電子銃12に100kV、30μAの加速電圧を加
速用高圧電源52で印加し、減速用電源54の減速電圧
を1kVとし、再加速用高圧電源56の再加速電圧を1
00kVとし、ステンシルマスク18を2μm厚のシリ
コン(Si)で形成した場合の露光条件下において(こ
の露光条件では、ステンシルマスク18を散乱マスクと
して使う場合である。)、ステンシルマスク18の1m
m角に対して、照射時間100μsecで照射したとこ
ろ、マスクの温度上昇は2°C程度に抑えることがで
き、パターンのずれ量も約3nm程度とすることができ
た。このように、ステンシルマスクを10μm以下(こ
こでは、2μm)とし、電子ビームのエネルギーをマス
クに吸収されるエネルギー以下(ここでは、1keV)
に減速したため、マスクの熱膨張による歪み量をパター
ン露光に支障のない範囲まで抑えられるようになる。
In the electron beam exposure apparatus 40 of the present embodiment, the acceleration voltage of 100 kV and 30 μA is applied to the electron gun 12 by the high voltage power source 52 for acceleration, and the deceleration voltage of the power source 54 for deceleration is set to 1 kV. 56 reacceleration voltage 1
1 m of the stencil mask 18 under the exposure condition when the stencil mask 18 is made of silicon (Si) having a thickness of 2 μm (the case where the stencil mask 18 is used as the scattering mask under this exposure condition).
When the irradiation was performed with an irradiation time of 100 μsec with respect to the m-square, the temperature rise of the mask could be suppressed to about 2 ° C., and the pattern shift amount could be set to about 3 nm. Thus, the stencil mask is set to 10 μm or less (here, 2 μm), and the energy of the electron beam is equal to or less than the energy absorbed by the mask (here, 1 keV).
As a result, the amount of distortion due to thermal expansion of the mask can be suppressed to a range that does not hinder pattern exposure.

【0052】また、ステンシルマスク18を散乱マスク
として使った場合の露光条件は、減速用電源54を使用
しないで実施した場合、マスクの温度が5°C程度まで
上昇し、パターンのずれ量も約10nm程度まで拡大す
ることになった。このように、第2の実施形態におい
て、上記条件を満足するような露光条件にすれば熱歪み
はほとんど問題にならないことがわかる。なお、ステン
シルマスク18を散乱マスクとして使った場合は、散乱
した電子ビーム62が発生するが、図2に示される空間
フィルター44に捕獲されることから余分な露光が防止
される。
The exposure conditions when the stencil mask 18 is used as a scattering mask are such that when the deceleration power supply 54 is not used, the temperature of the mask rises to about 5 ° C. and the pattern shift amount is also about. It will be expanded to about 10 nm. As described above, in the second embodiment, it can be understood that the thermal strain hardly poses a problem if the exposure conditions satisfy the above conditions. When the stencil mask 18 is used as a scattering mask, the scattered electron beam 62 is generated, but it is captured by the spatial filter 44 shown in FIG.

【0053】以上説明したように、本実施形態の電子線
露光装置40によると、加速用高圧電源52で加速電圧
が印加された電子ビーム58は、減速電圧が印加された
ステンシルマスク18で減速することができる。このた
め、ステンシルマスク18に吸収される電子ビームエネ
ルギーが小さくなることから、マスクの温度上昇が軽減
されて、マスクの熱膨張による歪みが抑制される。ま
た、この減速された電子ビームは、再加速電極20によ
って再加速されてレジスト32の露光に必要なエネルギ
ーが付与されるとともに、クーロン効果によるクーロン
ボケが防止される。また、再加速時に電子ビームが歪ん
でも歪み補正器22によって歪み補正が行われるため、
解像力の高い転写像を得ることができる。
As described above, according to the electron beam exposure apparatus 40 of this embodiment, the electron beam 58 to which the acceleration voltage is applied by the acceleration high-voltage power supply 52 is decelerated by the stencil mask 18 to which the deceleration voltage is applied. be able to. For this reason, the electron beam energy absorbed by the stencil mask 18 becomes small, so that the temperature rise of the mask is suppressed and the distortion due to the thermal expansion of the mask is suppressed. Further, the decelerated electron beam is re-accelerated by the re-acceleration electrode 20 to give energy required for exposing the resist 32, and Coulomb blur due to the Coulomb effect is prevented. Further, even if the electron beam is distorted at the time of reacceleration, the distortion is corrected by the distortion corrector 22,
A transferred image with high resolution can be obtained.

【0054】なお、上記各実施形態の説明では、縮小露
光による一括転写方式について説明したが、等倍あるい
は拡大露光を行うような電子線露光装置とすることも可
能である。また、上記各実施形態における加速用高圧電
源、減速用電源及び再加速用高圧電源の各電圧値は、上
記実施形態に限定されるものではなく、上記の好適な露
光条件の範囲内であれば、任意の値をとることができ
る。
In the description of each of the above-mentioned embodiments, the batch transfer method by reduction exposure has been described, but an electron beam exposure apparatus for performing equal-magnification or enlargement exposure may be used. Further, the voltage values of the acceleration high-voltage power supply, the deceleration power supply, and the re-acceleration high-voltage power supply in each of the above-described embodiments are not limited to those in the above-described embodiments, and are within the ranges of the suitable exposure conditions described above. , Can take any value.

【0055】また、本実施形態では、加速された電子ビ
ームを減速することによってマスクに吸収されるエネル
ギーを少なくすることで、マスクの温度上昇を抑えるこ
とを考えたが、例えば、100keVのエネルギーを持
った電子ビームを中間に位置するマスクなどで逆に20
0keVまで加速し、散乱タイプのマスクとすることに
よって吸収されるエネルギーを軽減して、マスクの温度
上昇を抑えるようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, it is considered that the temperature rise of the mask is suppressed by reducing the energy absorbed in the mask by decelerating the accelerated electron beam. For example, the energy of 100 keV is applied. Reverse the electron beam that you have with a mask or the like located in the middle.
It is also possible to accelerate to 0 keV and reduce the energy absorbed by using a scattering type mask to suppress the temperature rise of the mask.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
スクの熱膨張による像歪の発生を極力抑えることができ
るとともに、クーロンボケのない高解像度の転写像を形
成することができるという従来にない優れた効果があ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of image distortion due to thermal expansion of the mask as much as possible and to form a high-resolution transferred image without Coulomb blur. It has an excellent effect not found in.

【0057】特に、請求項6に記載の発明によれば、投
影レンズを所定の縮小倍率の電磁レンズとして構成した
ので、マスクのパターンをその縮小倍率で感光基板上に
投影することが可能となり、マスクの製作が容易になる
ことからパターンの微細化にも十分に対応することがで
きるという効果がある。
In particular, according to the invention described in claim 6, since the projection lens is configured as an electromagnetic lens having a predetermined reduction ratio, the mask pattern can be projected on the photosensitive substrate at the reduction ratio. Since the mask can be easily manufactured, it is possible to sufficiently cope with the miniaturization of the pattern.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の実施形態に係る電子線露光装置の構成を
概略的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an electron beam exposure apparatus according to a first embodiment.

【図2】第2の実施形態に係る電子線露光装置の構成を
概略的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of an electron beam exposure apparatus according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電子線露光装置 12 電子銃(電子線源) 14 照明用レンズ 16 減速電極(減速手段の一部) 18 ステンシルマスク(マスク、減速手段の一
部) 20 再加速電極(再加速手段の一部) 22 歪み補正器(歪み補正手段) 24 縮小投影レンズ(投影レンズ) 26 加速用高圧電源 28 減速用電源(減速手段の一部) 30 再加速用高圧電源(再加速手段の一部) 34 ウエハ(感光基板) 36 電子ビーム(電子線) 44 空間フィルター 52 加速用高圧電源 54 減速用電源(減速手段の一部) 56 再加速用高圧電源(再加速手段の一部)
10 Electron Beam Exposure Device 12 Electron Gun (Electron Beam Source) 14 Illumination Lens 16 Deceleration Electrode (Part of Deceleration Means) 18 Stencil Mask (Mask, Part of Deceleration Means) 20 Reacceleration Electrode (Part of Reacceleration Means) ) 22 distortion corrector (distortion correction means) 24 reduction projection lens (projection lens) 26 high-voltage power supply for acceleration 28 deceleration power supply (part of reduction means) 30 high-voltage power supply for re-acceleration (part of re-acceleration means) 34 wafer (Photosensitive substrate) 36 Electron beam (electron beam) 44 Spatial filter 52 High voltage power source for acceleration 54 Power source for deceleration (part of deceleration means) 56 High voltage power source for reacceleration (part of reacceleration means)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 マスクに形成されたパターンの像を感光
基板上に転写する電子線露光装置であって、 所定電圧を印加され電子線を発生する電子線源と;前記
電子線源から発生され、前記印加電圧によって加速され
た電子を前記マスク近傍で減速させる減速手段と;前記
マスクと感光基板との間に配置された投影レンズと;前
記マスク透過後に前記電子線を再加速する再加速手段と
を有する電子線露光装置。
1. An electron beam exposure apparatus for transferring an image of a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate, comprising: an electron beam source for generating an electron beam when a predetermined voltage is applied thereto; A decelerating means for decelerating the electrons accelerated by the applied voltage in the vicinity of the mask; a projection lens arranged between the mask and a photosensitive substrate; a reaccelerating means for reaccelerating the electron beam after passing through the mask. An electron beam exposure apparatus having:
【請求項2】 前記再加速手段により再加速された電子
線の像歪みを補正する歪み補正手段を更に有する請求項
1に記載の電子線露光装置。
2. The electron beam exposure apparatus according to claim 1, further comprising distortion correction means for correcting image distortion of the electron beam re-accelerated by the re-acceleration means.
【請求項3】 前記減速手段は、前記マスクの手前に前
記マスクと同電位の空間領域を形成する減速電極である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子線露光装
置。
3. The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the deceleration means is a deceleration electrode that forms a space region having the same potential as the mask in front of the mask.
【請求項4】 前記減速手段は、減速電圧が印加された
前記マスクであることを特徴とする請求項1又は2に記
載の電子線露光装置。
4. The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the deceleration means is the mask to which a deceleration voltage is applied.
【請求項5】 前記マスクは、所定パターン形状の開口
部が形成されたステンシルマスクであることを特徴とす
る請求項1ないし4のいずれか一項に記載の電子線露光
装置。
5. The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the mask is a stencil mask in which openings having a predetermined pattern shape are formed.
【請求項6】 前記投影レンズは、所定の縮小倍率の電
磁レンズであることを特徴とする請求項1ないし5のい
ずれか一項に記載の電子線露光装置。
6. The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the projection lens is an electromagnetic lens having a predetermined reduction magnification.
【請求項7】 前記マスクが10μm以下の膜厚のシリ
コン系材料により形成され、前記減速手段は、前記電子
線源に印加された75kVから200kVの電圧により
加速された電子線のエネルギーを前記加速電圧印加時に
マスクで吸収されるエネルギー以下になるように電子を
減速することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか
一項に記載の電子線露光装置。
7. The mask is formed of a silicon-based material having a film thickness of 10 μm or less, and the deceleration means accelerates the energy of an electron beam accelerated by a voltage of 75 kV to 200 kV applied to the electron beam source. 7. The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the electrons are decelerated so that the energy becomes equal to or less than the energy absorbed by the mask when a voltage is applied.
JP8108370A 1996-04-04 1996-04-04 Electron beam exposure apparatus Pending JPH09274884A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8108370A JPH09274884A (en) 1996-04-04 1996-04-04 Electron beam exposure apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8108370A JPH09274884A (en) 1996-04-04 1996-04-04 Electron beam exposure apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09274884A true JPH09274884A (en) 1997-10-21

Family

ID=14483058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8108370A Pending JPH09274884A (en) 1996-04-04 1996-04-04 Electron beam exposure apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09274884A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004006307A1 (en) * 2002-07-03 2004-01-15 Kabushiki Kaisha Pd Service Electron beam exposure method and system therefor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004006307A1 (en) * 2002-07-03 2004-01-15 Kabushiki Kaisha Pd Service Electron beam exposure method and system therefor
JPWO2004006307A1 (en) * 2002-07-03 2005-11-10 株式会社ピー・ディー・サービス Electron beam exposure method and apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002075830A (en) Charged-particle beam exposure method, reticle and manufacturing method of device
US6215128B1 (en) Compact photoemission source, field and objective lens arrangement for high throughput electron beam lithography
US6218676B1 (en) Charged-particle-beam image-transfer apparatus exhibiting reduced space-charge effects and device fabrication methods using the same
JPH076940A (en) Device production
JPH09199389A (en) Drawing method by electron beam
JP2000164508A (en) Particle/optical image forming device for lithography
US5700604A (en) Charged particle beam exposure method and mask employed therefor
JPH09274884A (en) Electron beam exposure apparatus
JPH08124834A (en) Charged particle beam transferring device
JPH09275068A (en) Electron beam exposure system
US8178280B2 (en) Self-contained proximity effect correction inspiration for advanced lithography (special)
JP3577026B2 (en) Electron beam writing apparatus, adjustment method for electron beam writing apparatus, and electron beam writing method
JP4224962B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and mask
JP2005303165A (en) Charged particle line exposure device and charged particle line exposure method
JPH11297619A (en) Transfer method using charged particle beam
JP2001237161A (en) Charged particle beam optical system and electronic optical system
WO1999048129A1 (en) Tandem optical scanner/stepper and photoemission converter for electron beam lithography
JP2000058431A (en) Mask for transferring charged particle beam
JPH11219879A (en) Method and system for electron beam exposure
JP2002289126A (en) Electron ray source, electron ray exposure device and manufacturing method of semiconductor device
JPH0750249A (en) Electron beam lithography device
JP2005032480A (en) Charged particle beam exposure apparatus, and device manufacturing method using the same
JP2002270499A (en) Aligner
JPH11297618A (en) Transfer method
JP2004266128A (en) Charged particle beam exposure device and method of manufacturing semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20041101

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050118

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050519