JPH09275068A - Electron beam exposure system - Google Patents

Electron beam exposure system

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JPH09275068A
JPH09275068A JP8108369A JP10836996A JPH09275068A JP H09275068 A JPH09275068 A JP H09275068A JP 8108369 A JP8108369 A JP 8108369A JP 10836996 A JP10836996 A JP 10836996A JP H09275068 A JPH09275068 A JP H09275068A
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JP
Japan
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electron beam
mask
magnetic field
exposure apparatus
stencil mask
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Application number
JP8108369A
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Japanese (ja)
Inventor
Shintaro Kawada
真太郎 河田
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To sufficiently secure a space between a mask and a photosensitive substrate and to form the transfer image of high resolution without diffraction blur and half shadow blur. SOLUTION: Electron beams 56 radiated from an electron gun 42 are accelerated by an electric field formed by an acceleration high voltage power supply 50 and are converted into parallel beams by an illumination lens 52. The electron beams 56 passing through the opening of a stencil mask 44 advance as if they wind round the line of magnetic force by a uniform parallel magnetic field formed by a magnetic field lens 54. Then, resist 46 can be exposed with high resolution since the beams do not spread.

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フォト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、Kr
F、ArF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 photolithography 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 and
An optical exposure apparatus using an F, ArF excimer laser light 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
低くなる。
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.

【0004】上記のスポットビーム露光装置を発展させ
たものとして、集束させた電子ビームではなく、アパー
チャを使ってビームを所定形状(例えば、矩形)に成形
し、これをスキャンさせて露光させる成形アパーチャ露
光装置や、さらにこれを改良した、2つのアパーチャを
使ってビームの大きさが変えられるようにした可変アパ
ーチャ露光装置などが知られている。これらのアパーチ
ャ露光装置は、上記スポットビーム露光装置よりは幾分
スループットが改善されてはいるが未だ十分なものとは
いえなかった。
As a development of the above spot beam exposure apparatus, a shaping aperture for shaping a beam into a predetermined shape (for example, a rectangle) by using an aperture instead of a focused electron beam, and scanning and exposing the beam. There are known an exposure apparatus, and a variable aperture exposure apparatus which is an improved version of the exposure apparatus and in which the size of a beam can be changed by using two apertures. These aperture exposure apparatuses have been improved in throughput to some extent as compared with the above spot beam exposure apparatus, but they have not been said to be sufficient.

【0005】近年では、複数の異なるパターン形状の開
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、ブロック毎にそのステ
ンシルマスクのパターンを選択しながら感光基板上の所
望の箇所を露光する露光装置が開発されている。この露
光装置は、メーカーにより、ブロック露光、セルフプロ
ジェクション、あるいは、キャラクタプロジェクション
などとそれぞれ称されている装置であるが、いずれもス
ループットの面では未だ十分に満足できる水準にまでは
達していなかった。
In recent years, an original plate called a stencil mask made of silicon (Si) or the like in which a plurality of openings having different pattern shapes are formed is used, and the pattern of the stencil mask is selected for each block while a desired pattern is formed on the photosensitive substrate. An exposure apparatus for exposing a spot has been developed. This exposure apparatus is referred to by a manufacturer as block exposure, self-projection, or character projection, respectively, but none of them has reached a sufficiently satisfactory level in terms of throughput.

【0006】上述したような理由により、露光装置とし
ては、いわゆる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至上命令となりつつある。このよう
な可能性を秘めた電子線露光装置として、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
エハ上」という)の各チップ単位のパターン形状の開口
を有するステンシルマスクを用いて順次一括露光を行な
うものである。
For the above-mentioned reasons, as the exposure apparatus, a light exposure apparatus such as a so-called stepper is relatively often used, but with the miniaturization of the circuit pattern, the limit of the light exposure apparatus begins to appear and disappear. Recently, the development of an electron beam exposure apparatus that can obtain a high throughput comparable to that of an optical exposure apparatus such as a stepper is becoming an urgent command. As an electron beam exposure apparatus that has such a possibility, there is an electron beam batch transfer type exposure apparatus. This electron beam batch transfer type exposure apparatus successively performs batch exposure using a stencil mask having a pattern-shaped opening for each chip of a silicon wafer (hereinafter, simply referred to as “on wafer”).

【0007】図5には、従来の電子ビーム一括露光装置
102の構成が概略的に示されている。この電子ビーム
一括露光装置102によれば、電子銃104から放出さ
れた電子線が電源114で形成された電場によって加速
され、アパーチャ106で成形された電子ビーム116
がステンシルマスク108に照射され、ここで選択透過
された電子ビーム116のみがウエハ112上に塗布さ
れたレジスト110に照射され、レジスト110上にマ
スクパターンの像が転写形成される。
FIG. 5 schematically shows the structure of a conventional electron beam collective exposure apparatus 102. According to the electron beam collective exposure apparatus 102, the electron beam emitted from the electron gun 104 is accelerated by the electric field formed by the power supply 114, and the electron beam 116 formed by the aperture 106.
Is irradiated on the stencil mask 108, and only the electron beam 116 selectively transmitted here is irradiated on the resist 110 coated on the wafer 112, and an image of the mask pattern is transferred and formed on the resist 110.

【0008】この他、図6に示されるような光電一括露
光装置も比較的高スループットのものとして、知られて
いる。この図6に示される光電一括露光装置120で
は、石英ガラス122の一方の面(図6における下面)
にクロムパターン124が描画され、このクロムパター
ン124上に光電膜26を形成して成る光電マスク12
1が用いられる。この光電一括露光装置120の作用に
ついて簡単に説明すると、紫外線130を光電マスク1
21を構成する石英ガラス122に上方から均一に照射
すると、その下面に塗布された光電膜126の光電作用
によって電子線が発生する。但し、この場合、クロムパ
ターン124が存在する所では紫外線が遮られるので、
結果的にクロムパターン124の無い所から電子線13
2が放出される。そして、この光電マスク121から放
出された電子線132は、電源128によって光電マス
ク121とウエハ112間に印加された電圧によって形
成された電場により加速されるとともに、光電マスク1
21とウエハ112間に形成された平行磁場(図示省
略)により集束されてウエハ112表面に塗布されたレ
ジスト110上に達する。これにより、光電マスク12
1からの光電子の出射パターンがレジスト110上に投
影される。
In addition to this, the photoelectric batch exposure apparatus as shown in FIG. 6 is also known as having a relatively high throughput. In the photoelectric collective exposure apparatus 120 shown in FIG. 6, one surface of the quartz glass 122 (the lower surface in FIG. 6).
A photoelectric mask 12 formed by drawing a chrome pattern 124 on the chrome pattern 124 and forming a photoelectric film 26 on the chrome pattern 124.
1 is used. The operation of the photoelectric batch exposure apparatus 120 will be briefly described.
When the quartz glass 122 constituting 21 is uniformly irradiated from above, an electron beam is generated by the photoelectric action of the photoelectric film 126 applied to the lower surface thereof. However, in this case, since ultraviolet rays are blocked where the chrome pattern 124 exists,
As a result, the electron beam 13 is emitted from the place without the chrome pattern 124.
2 is released. The electron beam 132 emitted from the photoelectric mask 121 is accelerated by the electric field formed by the voltage applied between the photoelectric mask 121 and the wafer 112 by the power source 128, and the photoelectric mask 1
21 is focused by a parallel magnetic field (not shown) formed between the wafer 21 and the wafer 112, and reaches the resist 110 applied on the surface of the wafer 112. Thereby, the photoelectric mask 12
The photoelectron emission pattern from 1 is projected on the resist 110.

【0009】[0009]

【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や光電一括露
光装置になって、ようやくスループットの面では実用段
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 batch exposure apparatus or a photoelectric batch exposure apparatus, and finally comes to a practical stage in terms of throughput. .

【0010】しかしながら、図5に示される電子ビーム
一括露光装置102では、ステンシルマスク108や像
形成面であるレジスト110付近に電子ビームを偏向す
る(方向を変える)電磁レンズが設けられていないた
め、ステンシルマスク108とレジスト110との間の
ギャップdを数mm程度と小さくすることによって、回
折ボケや半影ボケを防止する必要がある。回折ボケは、
ステンシルマスク108の開口部が非常に小さいため、
開口部のエッジで電子ビームが回り込むことにより発生
し、本来の転写像と異なる像が形成されることにより生
じる。また、半影ボケは、図7に示されるように、電子
銃104から放出された電子ビーム116がステンシル
マスク108の開口部を透過し、レジスト110上に照
射された位置と、矢印Aで示される開口部による照射位
置との位置ずれにより発生する。そして、この半影ボケ
量δは、電子銃104からの電子ビーム116の放出角
度をαとし、ステンシルマスク108とレジスト110
とのギャップをdとすると、
However, the electron beam collective exposure apparatus 102 shown in FIG. 5 is not provided with an electromagnetic lens for deflecting (changing the direction of) the electron beam in the vicinity of the stencil mask 108 and the resist 110 which is the image forming surface. It is necessary to prevent the diffraction blur and penumbra blur by reducing the gap d between the stencil mask 108 and the resist 110 to about several mm. The diffraction blur is
Since the opening of the stencil mask 108 is very small,
It is generated when the electron beam goes around at the edge of the opening, and is generated when an image different from the original transferred image is formed. Further, as shown in FIG. 7, the penumbra blur is indicated by an arrow A and a position where the electron beam 116 emitted from the electron gun 104 passes through the opening of the stencil mask 108 and is irradiated on the resist 110. It is caused by the positional deviation from the irradiation position due to the opening. Then, this penumbra blur amount δ, where the emission angle of the electron beam 116 from the electron gun 104 is α, is defined by the stencil mask 108 and the resist 110.
If the gap between and is d,

【数1】 δ=(α/2)・d で表され、ギャップdを小さくするほど半影ボケδを小
さくすることができる。一方、回折ボケもギャップdを
小さくすることにより小さくできる。
[Equation 1] It is represented by δ = (α / 2) · d, and the smaller the gap d, the smaller the half shadow blur δ. On the other hand, diffraction blur can also be reduced by reducing the gap d.

【0011】ところが、図5の装置において、ギャップ
dを小さくすると、ステンシルマスク108とウエハ1
12との間にマスクパターンとウエハ112上に既に形
成されたパターンの重ね合わせのためのアライメント用
の機器を設けることができなくなるという不都合があ
り、また、ステンシルマスク108と転写パターンサイ
ズとが1対1に対応しているため、パターンが微細化す
るにつれてマスクの作成が困難になるというという不都
合もあった。
However, in the apparatus of FIG. 5, when the gap d is reduced, the stencil mask 108 and the wafer 1 are
There is a disadvantage that an alignment device for superimposing the mask pattern and a pattern already formed on the wafer 112 cannot be provided between the stencil mask 108 and the stencil mask 108, and the stencil mask 108 and the transfer pattern size are 1 Since it corresponds to the one-to-one correspondence, there is also an inconvenience that it becomes difficult to make a mask as the pattern becomes finer.

【0012】一方、図6に示される光電一括露光装置1
20では、光電マスク121を使っているためその寿命
が短く、また、光電マスク121と転写パターンサイズ
とが1対1に対応しているため、パターンが微細化する
とマスクの作成が困難になる上、光電マスク121と像
形成面であるレジスト110との間のギャップgが1c
m程度しかとれないため、この間にアライメント用の機
器を設けることが困難になるという不都合があった。さ
らに、この光電一括露光装置120では、光電マスク1
21とウエハ112との間に、電源128による電場
と、不図示の平行磁場とが一緒にかかっているため、電
子ビーム132がレジスト110に照射された後、反射
電子134によってレジスト110が露光されることに
より転写像がボケるという不都合もあった。
On the other hand, the photoelectric collective exposure apparatus 1 shown in FIG.
In No. 20, since the photoelectric mask 121 is used, its life is short, and since the photoelectric mask 121 and the transfer pattern size have a one-to-one correspondence, it becomes difficult to make the mask when the pattern is miniaturized. , The gap g between the photoelectric mask 121 and the resist 110 which is the image forming surface is 1c.
Since it can take only about m, there is a disadvantage that it is difficult to provide a device for alignment between them. Further, in this photoelectric batch exposure apparatus 120, the photoelectric mask 1
Since an electric field from the power source 128 and a parallel magnetic field (not shown) are applied together between the wafer 21 and the wafer 112, the resist 110 is exposed to the electron beam 132 and then the resist 110 is exposed by the reflected electrons 134. As a result, the transferred image is blurred.

【0013】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その目的は、マスクと感光基板表面間のスペースを
十分に確保することができるとともに、回折ボケや半影
ボケのない高解像度の転写像を形成可能な電子線露光装
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 to ensure a sufficient space between the mask and the surface of the photosensitive substrate and to provide a high resolution without diffraction blur or penumbra blur. An object is to provide an electron beam exposure apparatus capable of forming a transferred image.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、マスクに形成されたパターンの像を感光基板上に転
写する一括露光型の電子線露光装置であって、電子線を
発生する電子線源と;前記電子線源と前記マスクとの間
で、前記発生した電子線を加速する加速手段と;前記マ
スクと感光基板との間で前記マスクを透過した電子線を
収束させる磁場を形成する磁場形成手段とを有する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a collective exposure type electron beam exposure apparatus for transferring an image of a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate, wherein an electron beam is generated. An electron beam source; an accelerating means for accelerating the generated electron beam between the electron beam source and the mask; and a magnetic field for converging the electron beam transmitted through the mask between the mask and the photosensitive substrate. Magnetic field forming means for forming the magnetic field.

【0015】これによれば、電子線源(例えば、電子
銃)から放出された電子は、まず電子線源とマスクとの
間に設けられた加速手段(電場)によって加速されるの
で、各電子の持っている負の電荷による相互反発力(ク
ーロン力)でビームが広がる前にマスクを透過させるこ
とができる。さらに、マスクを選択透過した電子は、収
束磁場の磁束線に巻き付きながら進むため、電子の広が
りは磁場によるサイクロトロン旋回半径以上には広がら
ず、マスクと感光基板との間に十分なスペースを開けて
も回折ボケや半影ボケのない高解像度の露光を行うこと
ができる。また、電子線を加速するための電場と、電子
線を磁束に巻き付けて広がりを防止する磁場とを分離す
ることによって、反射電子の発生が防止され、反射電子
によって感光基板が露光される像ボケを防止することが
できる。
According to this, the electrons emitted from the electron beam source (for example, the electron gun) are first accelerated by the accelerating means (electric field) provided between the electron beam source and the mask. The mutual repulsive force (Coulomb force) due to the negative charge of the beam allows the beam to pass through before the beam spreads. Furthermore, since the electrons selectively transmitted through the mask travel while being wrapped around the magnetic flux lines of the converging magnetic field, the spread of the electrons does not spread beyond the cyclotron turning radius due to the magnetic field, and a sufficient space is opened between the mask and the photosensitive substrate. Can also perform high-resolution exposure without diffraction blur or penumbra blur. Further, by separating the electric field for accelerating the electron beam and the magnetic field for wrapping the electron beam around the magnetic flux to prevent the spread, the generation of backscattered electrons is prevented, and the backscattered electrons expose the photosensitive substrate to an image blur. Can be prevented.

【0016】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、前記電子線源とマスクとの
間に、電子線源で発生し発散する電子線を前記マスク上
で平行ビームとなるように収束させる収束レンズを更に
有する。
According to a second aspect of the present invention, in the electron beam exposure apparatus according to the first aspect, an electron beam generated and diverged by the electron beam source is generated on the mask between the electron beam source and the mask. It further has a converging lens for converging to form a parallel beam.

【0017】これによれば、電子線源とマスクとの間に
電子線源で発生して発散される電子線をマスク上で平行
ビームとなるように収束させる収束レンズを配置したの
で、回折ボケや半影ボケのないマスクパターンとほぼ等
倍の投影像を感光基板上に転写形成することができる。
According to this, since the converging lens for converging the electron beam generated and diverged by the electron beam source into a parallel beam on the mask is arranged between the electron beam source and the mask, the diffraction blur is caused. It is possible to transfer and form a projection image of approximately the same size as the mask pattern having no penumbra and no blur on the photosensitive substrate.

【0018】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、前記磁場形成手段で
形成される磁場が、磁束密度がマスク側から感光基板側
に行くに従って徐々に大きくなるような収束磁場である
ことを特徴とする。
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 magnetic field formed by the magnetic field forming means is a converging magnetic field whose magnetic flux density gradually increases from the mask side toward the photosensitive substrate side.

【0019】これによれば、マスク側から感光基板側に
行くに従って徐々に磁束密度が大きくなるような収束磁
場を磁場形成手段で形成したので、この収束磁場の作用
によりマスクを選択透過した電子ビームが所定倍率に縮
小されて感光基板上に投影され、これにより感光基板上
にマスクパターンの縮小像が形成される。このため、パ
ターンが微細化しても、等倍転写の場合に比べマスクの
製造(作成)が容易になる。また、この場合も上記と同
様に回折ボケや半影ボケのない転写像を感光基板上に転
写形成することができる。
According to this, the converging magnetic field is formed by the magnetic field forming means such that the magnetic flux density gradually increases from the mask side to the photosensitive substrate side. Therefore, the electron beam selectively transmitted through the mask by the action of the converging magnetic field. Is reduced to a predetermined magnification and projected onto the photosensitive substrate, whereby a reduced image of the mask pattern is formed on the photosensitive substrate. Therefore, even if the pattern is miniaturized, the mask can be manufactured (created) more easily than in the case of uniform transfer. Also in this case, similarly to the above, a transfer image without diffraction blur and penumbra blur can be transferred and formed on the photosensitive substrate.

【0020】請求項4に記載の発明は、請求項1ないし
3のいずれか一項に記載の電子線露光装置において、前
記マスクは所定のパターン形状の開口が形成されたステ
ンシルマスクであることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the electron beam exposure apparatus according to any one of the first to third aspects, the mask is a stencil mask in which openings having a predetermined pattern shape are formed. Characterize.

【0021】これによれば、ステンシルマスクを用いた
一括露光装置としたので、従来の光電マスクを用いた露
光装置のように寿命が短いという問題が無くなる。
According to this, since the batch exposure apparatus uses the stencil mask, there is no problem that the life is short unlike the exposure apparatus using the conventional photoelectric mask.

【0022】[0022]

【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及び図2に基づいて説明する。
<< First Embodiment >> Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0023】図1には、第1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、電子銃から放出される電子を電場で加
速して、マスクを透過させた後、磁場の磁力線に電子を
巻き付けながら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 40 according to the first embodiment. This electron beam exposure apparatus 40 accelerates electrons emitted from an electron gun by an electric field to allow the electrons to pass through a mask, and then winds the electrons around the magnetic force lines of a magnetic field to form a silicon wafer (hereinafter referred to as “wafer”) as a photosensitive substrate. ) An electron beam collective exposure device for exposing the resist applied on the surface.

【0024】この電子線露光装置40は、電子線源とし
ての電子銃42、マスクとしてのステンシルマスク4
4、電子を加速するための電場を形成する加速手段とし
ての加速用高圧電源50、電子銃42から放出された電
子線を平行ビームに変える収束レンズとしての照明用レ
ンズ52、ステンシルマスク44とウエハ48との間に
平行磁場をかけてステンシルマスク44の開口を透過し
た電子を磁力線に巻き付けさせる磁場形成手段としての
磁場レンズ54等を備えている。この電子線露光装置4
0では、感光基板としてその表面に感光材としてレジス
ト46が塗布されたウエハ48が用いられ、このレジス
トによって像形成面が形成されている。
The electron beam exposure apparatus 40 includes an electron gun 42 as an electron beam source and a stencil mask 4 as a mask.
4. Accelerating high-voltage power supply 50 as accelerating means for forming an electric field for accelerating electrons, illumination lens 52 as a converging lens for converting the electron beam emitted from electron gun 42 into a parallel beam, stencil mask 44 and wafer A magnetic field lens 54 as a magnetic field forming means for applying a parallel magnetic field to the magnetic field 48 and winding the electrons transmitted through the opening of the stencil mask 44 around the magnetic lines of force. This electron beam exposure apparatus 4
At 0, a wafer 48 having a resist 46 applied as a photosensitive material on its surface is used as a photosensitive substrate, and an image forming surface is formed by this resist.

【0025】前記電子銃42は、電子線を発生させるも
ので、この電子銃42から放射状に放出された電子線が
後述する照明用レンズ52によって平行ビームに形成さ
れる。
The electron gun 42 generates an electron beam, and the electron beam radially emitted from the electron gun 42 is formed into a parallel beam by an illumination lens 52 described later.

【0026】ステンシルマスク44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。絶縁物の場合、ステンシルマスクのチャージアッ
プ防止のために、非磁性金属、例えば、白金などで薄く
コートする必要がある。従って、電子ビームをステンシ
ルマスク44全体に照射することにより、電子ビームが
前記開口を選択的に透過して、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44の厚みは、電子銃
42からの加速電圧に依存し、例えば、電子ビームを1
0keVで加速する場合、Siからなるステンシルマス
クの場合2μm以上の厚さにする必要がある。
The stencil mask 44 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 ). In the case of an insulator, it is necessary to thinly coat it with a non-magnetic metal such as platinum in order to prevent the stencil mask from being charged up. Therefore, by irradiating the entire stencil mask 44 with the electron beam, the electron beam selectively transmits through the opening, and collective exposure can be performed by a bundle of electron beams having the same sectional shape as the shape (pattern shape) of the opening. Becomes The thickness of the stencil mask 44 depends on the accelerating voltage from the electron gun 42.
When accelerating at 0 keV, the thickness of the stencil mask made of Si needs to be 2 μm or more.

【0027】前記加速用高圧電源50は、電子ビームを
加速するための電源であって、ここでは電子銃42とス
テンシルマスク44との間に高電圧が印加される。電子
ビームの加速原理は、電子が「負」の電荷を持ってお
り、直流の加速用高圧電源50の「負」側を電子銃42
に接続し、「正」側をステンシルマスク44に接続する
ことによって、電子銃42から放出された電子が「正」
に帯電されたステンシルマスク44方向に引っ張られて
加速される。加速電圧は、加速用高圧電源50の印加電
圧に比例し、ここでは、数keVから20keV程度ま
で電子ビームを加速することができる。
The high-voltage power supply 50 for acceleration is a power supply for accelerating the electron beam, and here a high voltage is applied between the electron gun 42 and the stencil mask 44. The principle of electron beam acceleration is that electrons have a "negative" charge, and the "negative" side of the DC high-voltage power source 50 for acceleration is used for the electron gun 42.
And the “positive” side is connected to the stencil mask 44, the electrons emitted from the electron gun 42 are “positive”.
It is pulled in the direction of the stencil mask 44, which is electrically charged, and is accelerated. The accelerating voltage is proportional to the voltage applied to the accelerating high-voltage power supply 50, and the electron beam can be accelerated up to several keV to 20 keV here.

【0028】照明用レンズ52は、電子銃42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52によってステンシルマス
ク44に対して電子ビームが垂直に入射するような平行
ビームが形成される。
The illuminating lens 52 is an electromagnetic lens that changes the direction of the electron beam emitted radially from the electron gun 42. The illuminating lens 52 causes the electron beam to enter the stencil mask 44 vertically. A parallel beam is formed.

【0029】前記磁場レンズ54は、ステンシルマスク
44とシリコンウエハ48との間に設けられ、レジスト
46の像形成面に対して垂直方向に一様な磁力線が形成
されるように平行磁場をかけるものである。
The magnetic field lens 54 is provided between the stencil mask 44 and the silicon wafer 48, and applies a parallel magnetic field so that uniform magnetic force lines are formed in the direction perpendicular to the image forming surface of the resist 46. Is.

【0030】図2には、本実施形態の電子線露光装置4
0の特徴的構成をその露光原理とともに説明するための
図が示されている。この図2に示されるように、本実施
形態の電子線露光装置40の特徴的な構成は、電子線源
42から放出された電子がステンシルマスク44に到達
するまでの間に加速領域が設けられたことにある(以下
の実施形態において同じ)。すなわち、電子線源42か
ら放出される多数の電子は、それぞれ「負」の電荷を持
っていることから、クーロン力により互いに反発し合っ
てビームが広がる傾向にある。しかし、電場を形成して
放出された電子ビームを加速し、電子ビームが広がる前
にステンシルマスク44を透過させることで、ビームの
広がりによる像ボケ、いわゆる、クーロンボケを防止す
ることができる。
FIG. 2 shows an electron beam exposure apparatus 4 of this embodiment.
The figure for demonstrating the characteristic structure of 0 with its exposure principle is shown. As shown in FIG. 2, the characteristic configuration of the electron beam exposure apparatus 40 of the present embodiment is that an acceleration region is provided before the electrons emitted from the electron beam source 42 reach the stencil mask 44. (The same applies to the following embodiments). That is, since a large number of electrons emitted from the electron beam source 42 each have a “negative” charge, they tend to repel each other due to the Coulomb force and the beam spreads. However, by forming an electric field to accelerate the emitted electron beam and allow the electron beam to pass through the stencil mask 44 before the electron beam spreads, it is possible to prevent image blurring due to beam spread, so-called Coulomb blurring.

【0031】また、磁場レンズ54は、ステンシルマス
ク44の下方部に一様な平行磁場を形成することによ
り、磁力線58がレジスト46の露光面に対して垂直方
向に形成される。このため、ステンシルマスク44を透
過した電子ビーム56は、磁力線58に巻き付くように
してレジスト46の露光面に向かう。電子が磁力線に巻
き付く際の旋回半径rは、サイクロトロン旋回半径とも
称され、クーロン力が働いてもサイクロトロン旋回半径
以上に広がらないため、クーロンボケをサイクロトロン
旋回半径に止めることができる。従って、ステンシルマ
スク44とレジスト46との間のギャップは、大きくし
ても像ボケが変化しないため、アライメント機器等をそ
の間に容易に設けることが可能となる。
Further, the magnetic field lens 54 forms a uniform parallel magnetic field in the lower portion of the stencil mask 44, so that magnetic force lines 58 are formed in the direction perpendicular to the exposed surface of the resist 46. Therefore, the electron beam 56 that has passed through the stencil mask 44 heads toward the exposed surface of the resist 46 while being wrapped around the magnetic force lines 58. The turning radius r when the electrons are wound around the magnetic lines of force is also referred to as the cyclotron turning radius and does not spread beyond the cyclotron turning radius even when the Coulomb force acts, so that the Coulomb blur can be stopped at the cyclotron turning radius. Therefore, even if the gap between the stencil mask 44 and the resist 46 is increased, the image blur does not change, so that an alignment device or the like can be easily provided between them.

【0032】さらに、本実施形態の電子線露光装置40
では、電子ビームを加速するための電場と、電子ビーム
を収束するための磁場とが切り離され、電場で電子ビー
ムを加速した後、磁場で広がりを防止する構成としてい
る。このため、レジスト46等の露光面に照射された電
子は、前述した図6の従来例のように電場の影響を受け
て反射電子が生成されることが無くなり、反射電子によ
るレジスト46の露光が防止されて、像ボケを一層小さ
くすることができる。
Further, the electron beam exposure apparatus 40 of the present embodiment.
In the above, the electric field for accelerating the electron beam and the magnetic field for converging the electron beam are separated from each other, and the electron beam is accelerated by the electric field and then spread by the magnetic field is prevented. Therefore, the electrons radiated on the exposed surface of the resist 46 and the like are not affected by the electric field to generate reflected electrons unlike the conventional example of FIG. 6, and the exposure of the resist 46 by the reflected electrons is eliminated. As a result, the image blur can be further reduced.

【0033】次に、上述のようにして構成された電子線
露光装置40の全体的な作用を図2を参照しつつ図1に
基づいて説明する。
Next, the overall operation of the electron beam exposure apparatus 40 configured as described above will be described based on FIG. 1 with reference to FIG.

【0034】電子銃42から電子ビーム56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52によって形成された磁場の作用によって平
行ビームとなる。そして、この電子ビームは、電子銃4
2とステンシルマスク44との間に接続された加速用高
圧電源50によって形成された電場により、10keV
程度まで加速され、ステンシルマスク44の開口部(電
子ビーム通過パターン)を通過し、ステンシルマスク4
4と像形成面であるレジスト46の中間部空間に入る。
この部分には、前記の如く磁場レンズ54によって平行
磁場、すなわち、ステンシルマスク44からレジスト4
6の露光面に向かって平行かつ一様な磁力線が形成され
ている。このため、ステンシルマスク44を通過した電
子は、回折やマスク穴のレンズ作用により広がっていく
が、平行磁場の磁力線58に巻き付きながら(サイクロ
トロン旋回)レジスト46方向に進み、ウエハ48表面
のレジスト46面(像形成面)を露光する。これによ
り、レジスト46表面にはステンシルマスク44に形成
されたパターンと同形状のパターンの転写像が等倍で形
成される。
An electron beam 56 is radially emitted from the electron gun 42, and this electron beam becomes a parallel beam due to the action of the magnetic field formed by the illumination lens 52 arranged around the electron beam. Then, this electron beam is emitted by the electron gun 4.
10 keV due to the electric field formed by the acceleration high voltage power supply 50 connected between the 2 and the stencil mask 44.
The stencil mask 4 is accelerated to a certain degree and passes through the opening (electron beam passage pattern) of the stencil mask 44.
4 and the resist 46 which is the image forming surface.
In this portion, as described above, the parallel magnetic field is generated by the magnetic field lens 54, that is, from the stencil mask 44 to the resist 4
Lines of magnetic force that are parallel and uniform are formed toward the exposed surface of No. 6. For this reason, the electrons that have passed through the stencil mask 44 spread due to diffraction and the lens action of the mask hole, but while advancing in the magnetic field lines 58 of the parallel magnetic field (cyclotron rotation), they proceed in the direction of the resist 46 and the resist 46 surface of the wafer 48 The (imaging surface) is exposed. As a result, a transfer image of the same pattern as the pattern formed on the stencil mask 44 is formed on the surface of the resist 46 at the same size.

【0035】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、電子銃42からの電子ビームを
電場により加速するとともに平行ビームとすることによ
り、従来例の図5及び図7に示されるような半影ボケ量
δを無くすることができる。また、ステンシルマスク4
4を通過した電子ビームを平行磁場による磁力線58に
巻き付けながらレジスト46に照射するようにしたた
め、サイクロトロン旋回半径以上に電子ビームが広がる
ことが無くなる。従って、ステンシルマスクと露光面の
レジストとのギャップを大きく設定してアライメント機
器等をその間に配置することが容易となるとともにクー
ロンボケ等の無い高解像力の転写像を得ることができ
る。
As described above, according to the electron beam exposure apparatus 40 of the present embodiment, the electron beam from the electron gun 42 is accelerated by an electric field and is made into a parallel beam, so that the conventional examples shown in FIGS. The penumbra blur amount δ as shown can be eliminated. Also, stencil mask 4
Since the electron beam passing through 4 is irradiated onto the resist 46 while being wrapped around the magnetic force line 58 by the parallel magnetic field, the electron beam does not spread beyond the cyclotron turning radius. Therefore, it becomes easy to set a large gap between the stencil mask and the resist on the exposed surface and arrange an alignment device or the like therebetween, and it is possible to obtain a transferred image with high resolution without Coulomb blur or the like.

【0036】《第2の実施形態》次に、本発明の第2の
実施形態を図3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.

【0037】図3には、第2の実施形態に係る電子線露
光装置60の構成が概略的に示されている。この電子線
露光装置60は、電子線源として面光源であるMIM
(Metal-Insulator-Metal)を用いて露光面のレジスト
を一括露光する電子線露光装置である。
FIG. 3 schematically shows the structure of an electron beam exposure apparatus 60 according to the second embodiment. This electron beam exposure apparatus 60 is a MIM that is a surface light source as an electron beam source.
This is an electron beam exposure apparatus that uses (Metal-Insulator-Metal) to collectively expose the resist on the exposure surface.

【0038】この電子線露光装置60は、電子線源とし
てのMIM62、ステンシルマスク64、電子加速用の
電場を形成する加速手段としての加速用高圧電源66、
ステンシルマスク64を通過した電子ビーム像をウエハ
48表面のレジスト46に縮小投影するための磁場形成
手段としての収束磁場レンズ68、70等を含んで構成
されている。
The electron beam exposure apparatus 60 includes a MIM 62 as an electron beam source, a stencil mask 64, a high voltage power source 66 for acceleration as an acceleration means for forming an electric field for electron acceleration,
The electron beam image passing through the stencil mask 64 is configured to include converging magnetic field lenses 68 and 70 as magnetic field forming means for reducing and projecting the electron beam image on the resist 46 on the surface of the wafer 48.

【0039】この内、MIM42は、絶縁体を金属板で
サドイッチ状態で挟んで成る三層構造の面光源であり、
均一に電子線を発生させる。
Of these, the MIM 42 is a surface light source having a three-layer structure in which an insulator is sandwiched between metal plates in a sadic state,
Generates an electron beam uniformly.

【0040】ステンシルマスク64は、前述したステン
シルマスク44と同様に例えば、Si、SiC、SiO
2 、SiN(Si34 )等の薄膜で形成され、所望の
パターン形状の開口部が形成された原板(マスク)であ
る。この場合も絶縁物によるステンシルマスクに対して
は、非磁性金属でコートしてある。
The stencil mask 64 is similar to the stencil mask 44 described above, for example, Si, SiC, SiO.
2 , a master plate (mask) formed of a thin film of SiN (Si 3 O 4 ) or the like and having an opening of a desired pattern shape. Also in this case, the stencil mask made of an insulating material is coated with a nonmagnetic metal.

【0041】収束磁場レンズ68、70は、本第2の実
施形態の電子線露光装置60の特徴的な構成部分であ
る。すなわち、収束磁場レンズ68及び70によってそ
れぞれ平行磁場が形成されるが、ステンシルマスク64
付近に配置された収束磁場レンズ68により形成される
磁場よりもウエハ48付近に配置された収束磁場レンズ
70により形成される磁場の磁束密度の方が大きくなる
ように設定することにより、磁束密度がマスク部の磁束
密度(ここではBM とする)からウエハ部の磁束密度
(ここではBW とする)まで徐々に変化するような図3
に示されるようなロート状の磁力線を有する収束磁場を
形成している。
The converging magnetic field lenses 68 and 70 are characteristic components of the electron beam exposure apparatus 60 of the second embodiment. That is, although parallel magnetic fields are formed by the converging magnetic field lenses 68 and 70, respectively, the stencil mask 64
By setting the magnetic flux density of the magnetic field formed by the converging magnetic field lens 70 arranged near the wafer 48 to be larger than the magnetic field formed by the converging magnetic field lens 68 arranged nearby, the magnetic flux density is FIG. 3 shows that the magnetic flux density of the mask portion (here, BM) to the magnetic flux density of the wafer portion (here, BW) is gradually changed.
A converging magnetic field having funnel-shaped magnetic lines of force is formed as shown in FIG.

【0042】このため、本実施形態の電子線露光装置6
0では、ステンシルマスク64の開口部を通過した電子
ビームは、前述の如く磁力線に巻き付きながら進むた
め、レジスト46面はステンシルマスク64の開口の形
状(パターン形状)と同一形状で所定の倍率で縮小され
た断面形状の電子ビームにより露光される。これによ
り、ステンシルマスク64のパターンの所定の縮小倍率
の縮小像をウエハ48上に転写することができる。ここ
で、縮小倍率Mは、次式のように表される。
Therefore, the electron beam exposure apparatus 6 of this embodiment is used.
At 0, the electron beam that has passed through the opening of the stencil mask 64 advances while being wrapped around the magnetic force lines as described above, so that the surface of the resist 46 has the same shape as the opening (pattern shape) of the stencil mask 64 and is reduced at a predetermined magnification. It is exposed by the electron beam having the formed cross-sectional shape. As a result, a reduced image of the pattern of the stencil mask 64 with a predetermined reduction ratio can be transferred onto the wafer 48. Here, the reduction ratio M is expressed by the following equation.

【0043】[0043]

【数1】(Equation 1)

【0044】例えば、ウエハ部磁束密度BW /マスク部
磁束密度BM =4/1とした場合は、縮小倍率がM=1
/2となる。
For example, when the wafer magnetic flux density BW / mask magnetic flux density BM = 4/1, the reduction ratio is M = 1.
/ 2.

【0045】このように、本実施形態では、電子線を使
った一括露光方式において、縮小露光することができる
ため、集積回路がさらに高密度化してパターンが微細化
した場合にも、マスクの製造(作成)が容易になるの
で、充分対応することが可能である。
As described above, in the present embodiment, since the reduced exposure can be performed in the collective exposure method using the electron beam, the mask is manufactured even when the integrated circuit is further densified and the pattern is miniaturized. (Preparation) is easy, so it is possible to deal with it sufficiently.

【0046】また、この本実施形態の場合も、ステンシ
ルマスク64とシリコンウエハ48との間で形成される
磁場の磁束密度が異なっているが、一定の縮小倍率で磁
力線が収束しており、その磁力線に電子ビームが巻き付
きながら進んでレジスト46を露光させるため、前述し
た第1の実施形態と同様にサイクロトロン旋回半径以上
に電子ビームが広がることが無くなる。このため、クー
ロンボケの無い高解像度の転写像を得ることができると
ともに、ステンシルマスク64とレジスト46の露光面
とのギャップを大きくとって、ステンシルマスクとウエ
ハとを位置合わせするアライメント機器等を挿入するこ
とも可能である。
Also in the case of this embodiment, the magnetic flux density of the magnetic field formed between the stencil mask 64 and the silicon wafer 48 is different, but the magnetic force lines converge at a constant reduction ratio. Since the resist 46 is exposed while the electron beam is wrapped around the magnetic force lines, the electron beam does not spread beyond the cyclotron turning radius as in the first embodiment described above. Therefore, it is possible to obtain a high-resolution transferred image with no Coulomb blur, and to insert an alignment device or the like for aligning the stencil mask and the wafer by widening the gap between the stencil mask 64 and the exposed surface of the resist 46. It is also possible to do so.

【0047】なお、上記第2の実施形態では、MIMの
面光源を使った一括露光装置において、磁場の磁束密度
を変化させることにより縮小転写像を得るようにした
が、この組み合わせに限定されるものではなく、第1の
実施形態のような平行磁場とすることによって等倍転写
像を得るようにしてもよい。
In the second embodiment, the reduced transfer image is obtained by changing the magnetic flux density of the magnetic field in the collective exposure apparatus using the surface light source of MIM, but the combination is limited. Instead of this, a parallel magnetic field as in the first embodiment may be used to obtain an equal-magnification transferred image.

【0048】《第3の実施形態》次に、本発明の第3の
実施形態を図4に基づいて説明する。
<< Third Embodiment >> Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0049】図4には、第3の実施形態に係る電子線露
光装置80の構成が概略的に示されている。この電子線
露光装置80は、前述した図5の電子ビーム一括露光装
置のステンシルマスクとウエハとの間に電子を磁力線に
巻き付ける収束磁場を形成する磁場コイルを配置したも
のである。
FIG. 4 schematically shows the structure of an electron beam exposure apparatus 80 according to the third embodiment. This electron beam exposure apparatus 80 has a magnetic field coil that forms a converging magnetic field for winding electrons around the magnetic field lines between the stencil mask and the wafer of the electron beam collective exposure apparatus shown in FIG.

【0050】この電子線露光装置80は、電子線を発生
させる電子銃82と、発生した電子線を成形するアパー
チャ84と、ステンシルマスク86と、電子銃82とア
パーチャ84との間に電子ビーム加速用の電場を形成す
る加速手段としての加速用高圧電源88と、電子銃82
から放出される電子ビーム94を磁場によって平行ビー
ムに変換する収束レンズとしての照明用レンズ90と、
ステンシルマスク86を通過した電子ビームを巻き付け
る磁力線を形成するための磁場形成手段としての磁場レ
ンズ92等を含んで構成されている。
This electron beam exposure apparatus 80 has an electron gun 82 for generating an electron beam, an aperture 84 for shaping the generated electron beam, a stencil mask 86, and an electron beam acceleration between the electron gun 82 and the aperture 84. High-voltage power supply 88 for acceleration as an acceleration means for forming an electric field for the electron gun 82
An illumination lens 90 as a converging lens that converts an electron beam 94 emitted from the laser beam into a parallel beam by a magnetic field,
It is configured to include a magnetic field lens 92 and the like as magnetic field forming means for forming magnetic force lines around which the electron beam that has passed through the stencil mask 86 is wound.

【0051】この電子線露光装置80は、図5の電子ビ
ーム一括露光装置と同様に、電子銃から放出される電子
をアパーチャで成形する間に加速用高圧電源で加速され
た電子ビームを使う場合であっても、図4に示されるよ
うに、照明用レンズ90と磁場レンズ92とが付加され
ているので、上記第1、第2の実施形態の電子線露光装
置と同様に、半影ボケ等を防止できるとともに、ステン
シルマスク86とウエハ48との間の距離を充分長く設
定できる点に特徴を有する。
Like the electron beam collective exposure apparatus of FIG. 5, this electron beam exposure apparatus 80 uses an electron beam accelerated by an accelerating high voltage power source while forming electrons emitted from an electron gun by an aperture. However, as shown in FIG. 4, since the illumination lens 90 and the magnetic field lens 92 are added, as in the electron beam exposure apparatuses of the first and second embodiments, the half shadow blurring is caused. And the like, and the distance between the stencil mask 86 and the wafer 48 can be set to be sufficiently long.

【0052】すなわち、照明用レンズ90は、電子銃8
2から放出され、アパーチャ84で成形された電子ビー
ム94を放出する際に放射状に広がる電子ビームの方向
を変えて、平行ビームとする磁場レンズで構成されてい
る。
That is, the illumination lens 90 is used for the electron gun 8
It is composed of a magnetic field lens which changes the direction of the electron beam emitted from 2 and shaped radially by the aperture 84 to be a parallel beam when the electron beam 94 is emitted.

【0053】また、磁場レンズ92は、ステンシルマス
ク86とウエハ48との間に設けられ、レジスト46の
像形成面に対して垂直方向に一様な磁力線を形成するよ
うに平行磁場をかけるものである。もちろんここで、第
2の実施形態のように、磁束密度を変化させる収束磁場
レンズを採用することも可能である。
The magnetic field lens 92 is provided between the stencil mask 86 and the wafer 48, and applies a parallel magnetic field so as to form uniform lines of magnetic force in the direction perpendicular to the image forming surface of the resist 46. is there. Of course, it is also possible to employ a converging magnetic field lens that changes the magnetic flux density as in the second embodiment.

【0054】次に、図4に示される本第3の実施形態の
電子線露光装置80の作用を説明する。電子銃82から
放出される電子ビーム94が加速用高圧電源88によっ
て形成される電場によって加速され、アパーチャ6で成
形され、ステンシルマスク86に照射される。この電子
ビームは、放射状に広がっているが、照明用レンズ90
によって形成された磁場によって、ステンシルマスク8
6の開口部を通過した後、平行ビームに変換される。こ
れにより半影ボケを防止することができる。
The operation of the electron beam exposure apparatus 80 of the third embodiment shown in FIG. 4 will be described next. An electron beam 94 emitted from the electron gun 82 is accelerated by an electric field formed by a high-voltage power source 88 for acceleration, shaped by the aperture 6, and irradiated onto a stencil mask 86. This electron beam spreads radially, but the illumination lens 90
The stencil mask 8 by the magnetic field formed by
After passing through the aperture of 6, it is converted into a parallel beam. As a result, penumbra blur can be prevented.

【0055】そして、ステンシルマスク86を通過し、
平行ビームとなった電子ビーム94は、ステンシルマス
ク86とウエハ48との間に配置された磁場レンズ92
によってレジスト46の露光面に対して垂直に一様に形
成された平行磁場の磁力線に巻き付きながらレジスト4
6方向に進む。これにより、ステンシルマスク86のパ
ターンが等倍でレジスト46上に転写される。
Then, passing through the stencil mask 86,
The electron beam 94 that has become a parallel beam is generated by the magnetic field lens 92 disposed between the stencil mask 86 and the wafer 48.
The resist 4 is wound around the magnetic lines of force of the parallel magnetic field formed uniformly by the resist 46 in a direction perpendicular to the exposed surface.
Go in 6 directions. As a result, the pattern of the stencil mask 86 is transferred onto the resist 46 at the same size.

【0056】このように、本実施形態の電子線露光装置
80によると、磁場レンズ92によって形成される平行
磁場により、電子ビーム94がサイクロトロン旋回半径
以上に広がらずに、パターンの転写が行われるため、回
折ボケ、半影ボケあるいはクーロンボケのない高解像度
の転写像が形成可能であるとともに、ステンシルマスク
86とウエハ48との間のスペースを十分にとれるた
め、アライメント機器等をその間に配置することが可能
となる。
As described above, according to the electron beam exposure apparatus 80 of the present embodiment, the parallel magnetic field formed by the magnetic field lens 92 causes the electron beam 94 to transfer the pattern without spreading beyond the cyclotron turning radius. , A high-resolution transfer image without diffraction blur, penumbra blur or Coulomb blur can be formed, and a sufficient space can be secured between the stencil mask 86 and the wafer 48. Is possible.

【0057】なお、上記各実施形態の説明では、等倍あ
るいは縮小露光による一括転写方式について説明した
が、前記のBW とBM の比を逆転することによって拡大
像を得ることも可能である。また、上記第2の実施形態
では、電子線の面光源としてMIMを採用したが、これ
に限定されず、他の面光源を採用することも可能であ
る。
In the description of each of the above embodiments, the batch transfer method using the same size or reduced exposure has been described, but it is also possible to obtain an enlarged image by reversing the ratio of BW and BM. Further, although the MIM is adopted as the surface light source of the electron beam in the second embodiment, the present invention is not limited to this, and other surface light sources can be adopted.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
スクと感光基板表面間のスペースを十分に確保すること
ができるとともに、回折ボケや半影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 secure a sufficient space between the mask and the surface of the photosensitive substrate, and to form a high-resolution transferred image free from diffraction blur and penumbra blur. It has an excellent effect that is not possible in the past.

【0059】特に、請求項3に記載の発明によれば、マ
スク側から感光基板側に行くに従って徐々に磁束密度が
大きくなるような収束磁場を磁場形成手段で形成したの
で、マスクのパターンを所定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
ので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 third aspect of the invention, since the converging magnetic field is formed by the magnetic field forming means such that the magnetic flux density gradually increases from the mask side to the photosensitive substrate side, the mask pattern is predetermined. Since it is possible to project on the photosensitive substrate at a reduction ratio of, and 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】図1の装置の特徴的構成をその露光原理ととも
に説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a characteristic configuration of the apparatus of FIG. 1 together with its exposure principle.

【図3】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. 3 is a diagram schematically showing a configuration of an electron beam exposure apparatus according to a second embodiment.

【図4】第3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. 4 is a diagram schematically showing a configuration of an electron beam exposure apparatus according to a third embodiment.

【図5】従来の電子ビーム一括露光装置の構成を概略的
に示す図である。
FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional electron beam collective exposure apparatus.

【図6】従来の光電一括露光装置の構成を概略的に示す
図である。
FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional photoelectric batch exposure apparatus.

【図7】発明が解決しようとする課題を説明するための
図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a problem to be solved by the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

40 電子線露光装置 42 電子銃(電子線源) 44 ステンシルマスク(マスク) 48 ウエハ(感光基板) 50 加速用高圧電源(加速手段) 52 照明用レンズ(収束レンズ) 54 磁場レンズ(磁場形成手段) 56 電子ビーム(電子線) 62 MIM(電子線源) 68、70 収束磁場レンズ(磁場形成手段) 40 Electron Beam Exposure Device 42 Electron Gun (Electron Beam Source) 44 Stencil Mask (Mask) 48 Wafer (Photosensitive Substrate) 50 High Voltage Power Supply for Acceleration (Acceleration Means) 52 Lens for Illumination (Converging Lens) 54 Magnetic Field Lens (Magnetic Field Forming Means) 56 electron beam (electron beam) 62 MIM (electron beam source) 68, 70 converging magnetic field lens (magnetic field forming means)

Claims (4)

【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
基板上に転写する一括露光型の電子線露光装置であっ
て、 電子線を発生する電子線源と;前記電子線源と前記マス
クとの間で、前記発生した電子線を加速する加速手段
と;前記マスクと感光基板との間で前記マスクを透過し
た電子線を収束させる磁場を形成する磁場形成手段とを
有する電子線露光装置。
1. A collective exposure type electron beam exposure apparatus for transferring an image of a pattern formed on a mask onto a photosensitive substrate, the electron beam source generating an electron beam; the electron beam source and the mask. An electron beam exposure apparatus having an accelerating means for accelerating the generated electron beam, and a magnetic field forming means for forming a magnetic field for converging the electron beam transmitted through the mask between the mask and the photosensitive substrate.
【請求項2】 前記電子線源とマスクとの間に、電子線
源で発生し発散する電子線を前記マスク上で平行ビーム
となるように収束させる収束レンズを更に有する請求項
1に記載の電子線露光装置。
2. The converging lens between the electron beam source and the mask for converging an electron beam generated and diverged by the electron beam source to form a parallel beam on the mask. Electron beam exposure system.
【請求項3】 前記磁場形成手段で形成される磁場が、
磁束密度がマスク側から感光基板側に行くに従って徐々
に大きくなるような収束磁場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 magnetic field formed by the magnetic field forming means,
3. The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the magnetic flux density is a converging magnetic field that gradually increases from the mask side toward the photosensitive substrate side.
【請求項4】 前記マスクは所定のパターン形状の開口
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3のいずれか一項に記載の電子線露光装
置。
4. 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.
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