JPH0936025A - Method and apparatus for electron beam exposure - Google Patents
Method and apparatus for electron beam exposureInfo
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- JPH0936025A JPH0936025A JP7201684A JP20168495A JPH0936025A JP H0936025 A JPH0936025 A JP H0936025A JP 7201684 A JP7201684 A JP 7201684A JP 20168495 A JP20168495 A JP 20168495A JP H0936025 A JPH0936025 A JP H0936025A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体、金属など
の上に電子デバイスやマイクロメカニクス等の微小構造
を形成するための微細なパターンを描画するための電子
ビーム露光法とその装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam exposure method and apparatus for drawing a fine pattern for forming a fine structure such as an electronic device or micromechanics on a semiconductor, a metal or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の電子ビーム露光装置では、熱電子
を用いたタングステンフィラメントやＬａＢ6結晶、電
界放射を用いた電界放射電子銃等が用いられている。2. Description of the Related Art In a conventional electron beam exposure apparatus, a tungsten filament using thermoelectrons, a LaB 6 crystal, a field emission electron gun using field emission, etc. are used.
【０００３】図３は、従来の電子ビーム露光装置の一例
を示した概略図である。図３を参照して、従来の電子ビ
ーム露光装置では、電子はタングステンフィラメントや
ＬａＢ6カソード、または電界放射型の電子源１６を用
いており連続的に電子を放出している。FIG. 3 is a schematic view showing an example of a conventional electron beam exposure apparatus. Referring to FIG. 3, in the conventional electron beam exposure apparatus, electrons are continuously emitted by using a tungsten filament, a LaB 6 cathode, or a field emission type electron source 16.
【０００４】このため、試料８上への電子ビーム７の到
達を止めるためのブランキング制御として、例えば静電
型のブランキング電極１９が用いられる。これを動作さ
せるブランキング電源２０は、高速描画を行なうために
はＧＨｚオーダの高速出力が求められる。Therefore, for example, an electrostatic blanking electrode 19 is used as blanking control for stopping the arrival of the electron beam 7 on the sample 8. The blanking power supply 20 for operating this is required to output at a high speed on the order of GHz in order to perform high-speed drawing.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】高速で電子ビーム露光
するためには、ビーム電流の大電流化ならびにビームの
偏向速度の高速化とともに、ブランキングの速度を上げ
なければならない。しかしながら、例えばＧＨｚオーダ
の高速出力が可能なブランキング電源２０は作製が困難
であり、このため高速描画の実現が難しかった。In order to perform electron beam exposure at high speed, it is necessary to increase the beam current and increase the beam deflection speed, as well as increase the blanking speed. However, it is difficult to manufacture the blanking power source 20 capable of high-speed output in the GHz order, for example, and thus it is difficult to realize high-speed drawing.
【０００６】ブランキング周波数は偏向速度より十分早
くなければならず、高速描画時のネックとなっている。The blanking frequency must be sufficiently higher than the deflection speed, which is a bottleneck in high-speed drawing.
【０００７】ブランキング速度が遅いと、パターンの始
点ならびに終点において電子ビームが尾を引き、正確な
パターン形成ができない。When the blanking speed is slow, the electron beam is tailed at the starting point and the ending point of the pattern, and accurate pattern formation cannot be performed.
【０００８】すなわち、従来の静電型を用いたブランキ
ング制御方法及びその装置では、描画の高速化に限界が
あり、高精度なパターン形成が困難であった。That is, in the conventional blanking control method and apparatus using the electrostatic type, there is a limit to the speed of drawing and it is difficult to form a highly accurate pattern.
【０００９】そして、高速静電型のブランキング機構は
装置を複雑にしていた。The high-speed electrostatic blanking mechanism complicates the apparatus.
【００１０】また、ブランキング電極を電子光学系に組
み込む必要から、光学設計の自由度が低く、大電流、微
細ビームの発生に適したカラム設計に対して限界があ
る。Further, since it is necessary to incorporate the blanking electrode into the electron optical system, the degree of freedom in optical design is low, and there is a limit to the column design suitable for generating a large current and a fine beam.
【００１１】従って、本発明の目的は、上記問題点を解
消し、電子線量を直接変調する方法ならびに装置によ
り、電子線露光において最も高速性が要求されるブラン
キング機構を不要とし、装置の構成を簡略化し、高速描
画を達成する電子ビーム露光法及び装置を提供すること
にある。Therefore, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems and to eliminate the need for a blanking mechanism, which requires the highest speed in electron beam exposure, by the method and apparatus for directly modulating the electron dose, and the structure of the apparatus. It is an object of the present invention to provide an electron beam exposure method and apparatus that simplifies the process and achieves high speed writing.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、電子銃からの電子の放出を直接制御して
電子ビームのブランキングを行うことを特徴とする電子
ビーム露光法を提供する。In order to achieve the above object, the present invention provides an electron beam exposure method characterized by directly controlling the emission of electrons from an electron gun to perform blanking of an electron beam. provide.
【００１３】本発明の電子ビーム露光法においては、好
ましくは、前記電子銃が光電子放射銃であることを特徴
とする。In the electron beam exposure method of the present invention, preferably, the electron gun is a photoelectron emission gun.
【００１４】また、本発明は、光電子放射面を備えた光
電子放射銃と、前記光電子放射面に光を照射する光源
と、前記光電子放射面から放射される電子量を制御する
ための前記光源を制御する手段と、を含むことを特徴と
する電子ビーム露光装置を提供する。The present invention also includes a photoelectron emission gun having a photoelectron emission surface, a light source for irradiating the photoelectron emission surface with light, and the light source for controlling the amount of electrons emitted from the photoelectron emission surface. An electron beam exposure apparatus comprising: a control unit.
【００１５】本発明の電子ビーム露光装置においては、
前記光源がレーザ光源からなることを特徴とする。In the electron beam exposure apparatus of the present invention,
The light source is a laser light source.
【００１６】[0016]
【作用】本発明によれば、直接光源出力を高速制御する
ため、電子銃は高速で電子ビーム電流量の制御が可能に
なり電子ビームを高速ブランキングすることができる。
このため、本発明によれば、高速化に適した電子ビーム
技術を実現し、高精度なパターン形成を可能にする。According to the present invention, since the output of the light source is directly controlled at high speed, the electron gun can control the electron beam current amount at high speed, and the electron beam can be blanked at high speed.
Therefore, according to the present invention, an electron beam technique suitable for speeding up is realized, and highly accurate pattern formation is possible.
【００１７】また、本発明によれば、前記従来例で必要
とされたブランキング機構を不要にし、装置が簡略化す
ると共に、装置の信頼度を増す。さらに、本発明によれ
ば、ビームカラムの設計に余裕（マージン）が生ずるこ
とにより、大電流、微細ビームの形成を容易にする。Further, according to the present invention, the blanking mechanism required in the conventional example is not required, the apparatus is simplified, and the reliability of the apparatus is increased. Further, according to the present invention, a margin is generated in the design of the beam column, which facilitates formation of a large current and a fine beam.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の実施の
形態を以下に説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１９】図１は、本発明に係る電子ビーム露光法の
一実施形態の概略構成を説明するための図である。図１
を参照して、電子源１の電子放射量は露光装置を制御し
ている制御用計算機６により、露光しようとするパター
ンデータに同期して制御される。FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of an embodiment of an electron beam exposure method according to the present invention. FIG.
Referring to, the electron emission amount of the electron source 1 is controlled by the control computer 6 controlling the exposure apparatus in synchronization with the pattern data to be exposed.
【００２０】放出した電子（電子ビーム７）は、集光レ
ンズ２、対物レンズ３、偏向電極７からなる電子光学系
により集束、偏向され、試料８上に照射される。The emitted electrons (electron beam 7) are focused and deflected by an electron optical system composed of a condenser lens 2, an objective lens 3 and a deflection electrode 7, and irradiated onto a sample 8.
【００２１】本実施形態においては、電子ビーム７は電
子源１で直接制御されているため、電子光学系には、図
３に示した前記従来例のブランキング機構（ブランキン
グ電源、ブランキング電極等）は不要とされている。な
お、電子源１として例えば電界放出型電子銃を用いた場
合には、電界放出型電子銃の電子線引出し用の制御電圧
の電圧値を制御してブランキング時に電子ビーム７の放
出を停止することにより、ある程度までの高速ブランキ
ングを行なうことができる。In this embodiment, since the electron beam 7 is directly controlled by the electron source 1, the electron optical system has a blanking mechanism (blanking power source, blanking electrode, blanking power source, blanking electrode) of the conventional example shown in FIG. Etc.) are not required. When a field emission electron gun is used as the electron source 1, the voltage value of the control voltage for extracting the electron beam of the field emission electron gun is controlled to stop the emission of the electron beam 7 during blanking. This allows high-speed blanking to some extent.
【００２２】図２は、本発明に係る電子ビーム露光装置
の一実施形態の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an embodiment of the electron beam exposure apparatus according to the present invention.
【００２３】図２を参照して、光源９からの出力光は光
学レンズ１１を介して光電子放射銃（「光電子銃」とも
いう）１２に集光され、光電子放射銃１２から放出され
る電子は電子光学系を介して試料８に照射される。図
中、１５は電子の引出し電極、１４は引出し電圧用電源
を示し、電子ビームは集束レンズ２、及び対物レンズ３
と偏向電極４からなる電子光学系を介して集束、偏向さ
れる。With reference to FIG. 2, the output light from the light source 9 is focused on a photoelectron emission gun (also referred to as “photoelectron gun”) 12 via an optical lens 11, and electrons emitted from the photoelectron emission gun 12 are collected. The sample 8 is irradiated through the electron optical system. In the figure, 15 is an electron extraction electrode, 14 is an extraction voltage power source, and the electron beam is a focusing lens 2 and an objective lens 3.
It is focused and deflected through an electron optical system including the deflection electrode 4 and the deflection electrode 4.
【００２４】本実施形態においては、光電子銃の構成要
素である光源９としてレーザを用いる。レーザは高速で
光出力を変調できる。またレーザ光源を用いたことによ
り出力光のエネルギー幅（分散）が小さく、光電子放射
銃１２から放出される電子ビームのエネルギー幅の分散
が縮減されており、試料８への縮小投影時のパターンの
描画精度を向上している。光電子放射銃１２は例えばセ
シウムアンチモン（ＣｓＳｂ）または沃化セシウム（Ｃ
ｓＩ）等からなる光電子放射面を備えている。In the present embodiment, a laser is used as the light source 9 which is a constituent element of the photoelectron gun. Lasers can modulate light output at high speeds. Further, since the energy width (dispersion) of the output light is small by using the laser light source, the dispersion of the energy width of the electron beam emitted from the photoelectron emission gun 12 is reduced, and the pattern of the pattern at the time of reduced projection onto the sample 8 is reduced. The drawing accuracy has been improved. The photoelectron emission gun 12 is, for example, cesium antimony (CsSb) or cesium iodide (C
It has a photoelectron emitting surface made of sI) or the like.
【００２５】そして、光源９からの光出力を制御するこ
とにより、電子ビームを直接ブランキング制御すること
ができるため、前記従来の静電型では困難であった１Ｇ
Ｈｚ以上の高速でビームをブランクすることが可能とさ
れ、電子線露光のスループットを上げることができる。By controlling the light output from the light source 9, the electron beam can be directly subjected to blanking control, which is difficult with the conventional electrostatic type 1G.
The beam can be blanked at a high frequency of Hz or higher, and the throughput of electron beam exposure can be increased.
【００２６】また、レーザとしてパルス発振するレーザ
を用いることもできる。この場合、パターン間のように
比較的長い時間（マイクロ秒）電子線を止めるときは、
発振そのものを停止し、描画中はパルス発振させること
により、電子線をアナログ走査している場合でも、実質
的にデジタル走査したのと同じ露光ができる。レーザパ
ルスはピコ秒からフェムト秒の周期で発振できるので、
高速描画に対応できる。Further, a laser which oscillates in pulses can be used as the laser. In this case, when stopping the electron beam for a relatively long time (microsecond), such as between patterns,
By stopping the oscillation itself and oscillating the pulse during drawing, even when the electron beam is analog-scanned, substantially the same exposure as digital scanning can be performed. Since the laser pulse can oscillate in the period of picosecond to femtosecond,
Supports high-speed drawing.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子線量を直接変調する方法ならびに装置により、電子
線露光においてもっとも高速性が要求されるブランキン
グ機構が不要となり高速描画が達成できる。すなわち、
本発明によれば、高速化に適した電子ビーム技術が実現
でき、高精度なパターン形成が可能になる。As described above, according to the present invention,
By the method and apparatus for directly modulating the electron dose, the blanking mechanism, which requires the highest speed in electron beam exposure, becomes unnecessary, and high-speed writing can be achieved. That is,
According to the present invention, an electron beam technique suitable for high speed can be realized, and highly accurate pattern formation can be realized.
【００２８】また、本発明によれば、ブランキング機構
が不要になるので、装置の一部が簡略化され、装置の信
頼度が増す。Further, according to the present invention, since the blanking mechanism is unnecessary, a part of the device is simplified and the reliability of the device is increased.
【００２９】さらに、本発明によれば、ビームカラムの
設計に余裕ができ、大電流、微細ビームの形成を容易化
するという効果を有する。Furthermore, according to the present invention, there is an advantage that the beam column can be designed more easily and a large current and a fine beam can be easily formed.
【図１】本発明に係る電子ビーム露光法の一実施形態を
説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of an electron beam exposure method according to the present invention.
【図２】本発明に係る電子ビーム露光装置の一実施形態
の構成を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of an embodiment of an electron beam exposure apparatus according to the present invention.
【図３】従来例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a conventional example.
１ 電子源 ２ 集束レンズ ３ 対物レンズ ４ 偏向電極 ５ 偏向電源 ６ 制御用計算機 ７ 電子ビーム ８ 試料 ９ 光源（レーザ）引出電源 １０ レーザ用制御電源 １１ 光学レンズ １２ 光電子放射銃（光電子放射面） １３ 加速電源 １４ 引出電圧用電源 １５ 引出電極 １６ タングステンフィラメントなどの電子源 １７ 電子源用電源 １８ ブランキングアパチャ １９ ブランキング電極 ２０ ブランキング電源 1 electron source 2 focusing lens 3 objective lens 4 deflection electrode 5 deflection power supply 6 control computer 7 electron beam 8 sample 9 light source (laser) extraction power supply 10 laser control power supply 11 optical lens 12 photoelectron emission gun (photoelectron emission surface) 13 acceleration Power supply 14 Power supply for extraction voltage 15 Extraction electrode 16 Electron source such as tungsten filament 17 Power supply for electron source 18 Blanking aperture 19 Blanking electrode 20 Blanking power supply
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｊ Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location H01L 21/30 541J
Claims (5)
子ビームのブランキングを行うことを特徴とする電子ビ
ーム露光法。1. An electron beam exposure method characterized in that the electron beam is blanked by directly controlling the emission of electrons from an electron gun.
徴とする請求項１記載の電子ビーム露光法。2. The electron beam exposure method according to claim 1, wherein the electron gun is a photoelectron emission gun.
の、前記光源を制御する手段と、 を含むことを特徴とする電子ビーム露光装置。3. A photoelectron emission gun having a photoelectron emission surface, a light source for irradiating the photoelectron emission surface with light, and means for controlling the light source for controlling the amount of electrons emitted from the photoelectron emission surface. And an electron beam exposure apparatus comprising:
子放射銃を備え、 前記光電子放射銃から放出される電子ビームを集束、偏
向させて試料上に所望のパターンを描画することを特徴
とする電子ビーム露光装置。4. A photoelectron emission gun that emits electrons in accordance with input light is provided, and an electron beam emitted from the photoelectron emission gun is focused and deflected to draw a desired pattern on a sample. And electron beam exposure equipment.
とする請求項３又は４記載の電子ビーム露光装置。5. The electron beam exposure apparatus according to claim 3, wherein the light source is a laser light source.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7201684A JPH0936025A (en) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Method and apparatus for electron beam exposure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7201684A JPH0936025A (en) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Method and apparatus for electron beam exposure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0936025A true JPH0936025A (en) | 1997-02-07 |
Family
ID=16445197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7201684A Pending JPH0936025A (en) | 1995-07-14 | 1995-07-14 | Method and apparatus for electron beam exposure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0936025A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1122314C (en) * | 1995-10-13 | 2003-09-24 | 索尼株式会社 | Thin-film semiconductor device |
| JP2013243157A (en) * | 2004-04-02 | 2013-12-05 | California Inst Of Technology | Method and system for ultrafast photoelectron microscope |
| JP2020537295A (en) * | 2017-10-10 | 2020-12-17 | ケーエルエー コーポレイション | Photocathode electron emitter wrapped in ruthenium |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03176953A (en) * | 1981-11-30 | 1991-07-31 | Thermo Electron Corp | Laser excitation form high current density type electron beam generator |
-
1995
- 1995-07-14 JP JP7201684A patent/JPH0936025A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03176953A (en) * | 1981-11-30 | 1991-07-31 | Thermo Electron Corp | Laser excitation form high current density type electron beam generator |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1122314C (en) * | 1995-10-13 | 2003-09-24 | 索尼株式会社 | Thin-film semiconductor device |
| JP2013243157A (en) * | 2004-04-02 | 2013-12-05 | California Inst Of Technology | Method and system for ultrafast photoelectron microscope |
| JP2020537295A (en) * | 2017-10-10 | 2020-12-17 | ケーエルエー コーポレイション | Photocathode electron emitter wrapped in ruthenium |
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