JPH0992610A - 荷電ビーム描画装置 - Google Patents

荷電ビーム描画装置

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JPH0992610A
JPH0992610A JP7250621A JP25062195A JPH0992610A JP H0992610 A JPH0992610 A JP H0992610A JP 7250621 A JP7250621 A JP 7250621A JP 25062195 A JP25062195 A JP 25062195A JP H0992610 A JPH0992610 A JP H0992610A
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JP
Japan
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aperture
pattern
opening
holding member
silicon substrate
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JP7250621A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Yamashita
浩 山下
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】荷電ビーム露光装置において、部分一括パター
ン4を有する第2アパーチャの放電性と放熱性を向上さ
せ描画パターン精度の向上と第2アパーチャの長寿命化
を図る。 【解決手段】部分一括パターン4の開口3を除くアパー
チャ本体1の裏面と導電性で伝熱性のある接着剤5を介
して接触する高電導度で高熱伝導度の保持ブロック2を
設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハやマ
スクに直接荷電ビームを照射し所望のパターンを形成す
る荷電ビーム描画装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電荷ビームの一つである電子線を用いた
電子ビーム描画装置は、半導体ウェハやマスク基板等に
直接電子ビームを照射し微細なパターンを形成すること
ができるので、半導体ウェハにパターンを形成するのに
半導体装置の品種毎にマスクを必要とする露光装置に比
べ有利である。このため、多品種小量生産の半導体装置
の製造には大いに利用されるようになった。
【0003】図4は従来の一例を示す電子ビーム描画装
置の電子光学系の図である。この電子ビーム描画装置
は、図4に示すように、電子銃11から放射された電子
ビーム12を方形断面をもつ形状に成形する第1アパチ
ャ13と、成形レンズ14や成形偏向器15により電子
ビームを偏向しながら照射する領域内に部分一括パター
ン4をもつ第2アパチャ10と、この第2アパチャ10
を透過する部分一括パターン状の電子ビームをさらに縮
小し半導体ウェハ20に位置決めする縮小レンズ17お
よび位置決め偏向器18ならびに対物レンズ19とを備
えている。
【0004】このように、例えば、LSIのパターンの
一部を占る部分一括パターン4を第2アパチャ10に形
成し、この第2アパーチャ10に通過する部分一括パタ
ーン4の電子ビームを繰り返し位置決め照射し半導体ウ
ェハ20に全体のパターンを描画していく方法が一括描
画方式である。この方式によれば、特に、個々のパター
ンに周期性のあるパターンを有するDRAM等のメモリ
素子においては、露光回数を大幅に低減でき描画時間の
短縮を図ることが可能である。
【0005】この電子ビーム描画装置においては従来一
般的に20kVの加速電圧が採用されてきたが、近年、
電子の前方散乱を低減し高解像性を実現するためや、電
子の後方散乱に起因する近接効果を低減し高寸法精度を
得るために、50kV〜100kVの加速電圧が採用さ
れてきている。
【0006】繰返して描画するパターンが形成される第
2アパチャ10の材料としては、モリブデン等の金属が
用いられるが、より高精度のアパチャを必要とする場合
には半導体プロセス技術が流用できる作製の容易なシリ
コン基板がよく用いられる。しかしながら、シリコン基
板を用いる場合はその電気導電率や熱伝導率が小さく、
チャージアップや温度上昇等の問題がある。さらなるビ
ームの高加速電圧化に伴いアパチャへのダメージも大き
くなりチャージアップや加熱に起因する変形により解像
性の劣化やアパチャの寿命の低下をもたらしている。
【0007】図5(a)および(b)は従来の第2アパ
ーチャの一例を示す平面図およびAB断面図である。と
ころで、チャージアップや加熱を低減する第2アパーチ
ャの一例として、Yoshonori Nakayam
aらが“Thermal C−haracterist
ics of Si Mask for EB Ce−
ll projection Lithograph
y”jpn.J.App−l.Phys.Vol.31
(1992)pp.4268−4242)に報告されて
いる。
【0008】この第2アパーチャは、図5に示すよう
に、一枚のシリコン基板21に開口22を複数もつパタ
ーンを形成し、それぞれの開口22の周辺にリブ23を
設置した構造である。このリブ23を設けることによ
り、放熱性を高めると同時に機械的強度の向上も図って
いる。そして、開口22の部分のSi膜厚は加速電圧5
0kVの電子を完全に遮断するために20μm程度を必
要としていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のアパー
チャでは、アパチャの裏面の外側一部しか装置のホルダ
に接触していないため熱や表面のチャージされた電荷が
逃げにくく、高エネルギーの電子線の照射によりダメー
ジを受けアパチャの寿命が短くなるばかりか、寿命がこ
ないまでも電荷のチャージにより電子ビームが散乱し描
画精度を著しく低下させるなどの問題がある。
【0010】また、一枚のシリコン基板からエッチング
やイオンミーリングなどにより裏面から掘り下げ窪みを
形成しリブを浮き上がせるのに多大な時間を浪費すると
いう欠点がある。
【0011】従って、本発明の目的は、放電性と放熱性
を向上させ描画パターン精度維持を図るとともにアパチ
ャの長寿命化を可能にする電子ビーム描画装置に提供す
るものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、電荷粒
子源から放射されるとともに第1アパーチャで方形断面
に成形される電荷ビームを偏向しその偏向領域内に所望
の形状の部分一括パターンを有するシリコン基板の第2
アパチャを配設する荷電ビーム露光装置において、前記
部分一括パターンの開口を除く前記第2アパチャの外郭
面と接触する導電性および伝熱性のある保持部材を備え
る荷電ビーム描画装置である。
【0013】また、前記保持部材と前記第2アパーチャ
の表裏のいずれかの面あるいは表裏面とが導電性および
伝熱性のある接着剤を介して接触するか、あるいは、前
記第2アパーチャの表裏面と直接接触する面を有し該第
2アパーチャを挟み込む前記保持部材と、前記保持部材
と前記第2アパーチャとの接触圧を得るためのばね部材
とを備えることが望ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
【0015】図1は本発明の第2アパチャの第1の実施
の形態を示す断面図である。この第2アパーチャは、図
1に示すように、シリコン基板に複数の開口3をもつ部
分一括パターン4が形成されるアパチャ本体1と導電性
および伝熱性のある接着剤5を介して接触する導電性お
よび伝熱性のある保持ブロック2を備えている。
【0016】保持ブロック2は導電性と熱伝導度の高い
銅もしくは銅合の板部材で製作することが望ましい。ま
た、アパーチャ本体1の開口3に対応する逃穴は開口3
より大きめとする。そして、マグネトロンの電極を製作
のときに用いられるホビングプレスを使用して保持ブロ
ック2の逃穴を打抜くと表面が滑らかな面を得て短時間
に加工することができる。その他は通常の機械加工で加
工する。
【0017】一方、アパーチャ本体1はシリコン基板で
あって、単結晶に引上げ時にリンやホウ素など不純物を
添加し高濃度の単結晶シリコンに成長させたものをスラ
イスし両面を研磨し所定の厚さにしたものを用いること
が望ましい。そして、厚み600ミクロン程度にスライ
スされたシリコン基板を平面研削盤で、例えば、300
ミクロン程度の厚みにする。次に、シリコン基板の裏面
を大きくエッチングなどで抉り取ってから、シリコン基
板の表面をリソグラフィ技術を用いて部分一括パターン
4を形成する。最後に部分一括パターン4が形成された
アパーチャ本体1と保持ブロック2とをその接触面に該
当する面に導電性エポキシ樹脂5を塗布し第2アパーチ
ャを完成する。
【0018】なお、接着剤5は、熱伝導度を高めるため
に、エポキシ樹脂などに銅の微粉を混入させたものが望
ましい。このような接着剤は、例えば、金型のガイドポ
ストを固定するために用いられる商品名デブコンとして
市販されている。この接着剤を塗布し硬化しない内に、
部分一括パターン4の向きと保持ブロック2の位置マー
クあるいは位置決めピン穴とが一致するように顕微鏡で
見ながら調整し治具で固定して接着剤を硬化させる。
【0019】なお、図ではアパーチャ本体1の裏面に保
持ブロック2を接着しているが、アパーチャ本体1の表
面に接着しても良い。
【0020】図2は本発明の第2アパチャの第2の実施
の形態を示す断面図である。この第2アパーチャは、図
2に示すように、前述のアパーチャ本体1aと接着剤5
を介して接触する保持ブロック2aに加えて、アパーチ
ャ本体1aの表面と接着剤5を介して接触する保持ブロ
ック2bを設けたことである。それ以外は前述の実施の
形態と同じである。
【0021】なお、アパーチャ本体1aの開口3に対応
する保持ブロック2bの逃穴は、保持ブロック2bの逃
穴と同様に開口3より大きめに明けられている。この実
施の形態の第2アパーチャは、前述の実施の形態の第2
アパーチャに比べ放熱性および電荷のディスチャージが
より優れているという利点がある。
【0022】図3は本発明の第2アパチャの第3の実施
の形態を示す断面図である。この第2アパーチャは、図
3に示すように、アパーチャ本体1aを保持ブロック2
cと2dで挟み保持するとともにスプリング7のばね圧
により接触面の押圧力を一様にした構造である。この第
2アパーチャを組立の際は、トルクレチなどを使用して
周縁上にあるそれぞれのボルト6の締付力を一定にしス
プリング6の反発力で保持ブロック2cと2dとでアパ
ーチャ本体1aを挟み保持する。
【0023】また、アパーチャ本体1aは保持ブロック
2dとはインロー式に嵌合され、図面には示さないが、
部分一括パターン4aの向きを決める位置決め手段を備
えている。さらに、この保持ブロック2dには、装置の
ホルダへの取付け位置を確保する位置決め穴が明けられ
ている。この第2アパーチャは、前述の実施の形態例と
比べ、アパーチャ本体1aが損傷したら交換できるとい
う利点がある。また、接触面に接着剤が介入しないの
で、放熱性および電荷のディスチャージもより優れてい
る。なお、接触面により密着性を高めるために、接触面
に導電性の真空グリースを塗布しても良い。この真空グ
リースは、例えば、ダウコーニング社製の真空グリース
に導電性材料の微粉を混入したものが望ましい。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、部分一括
パターンの開口を除く第2アパーチャの裏面あるいは表
裏面と接触する高熱伝導度で高電導度の保持部材を設け
ることによって、第2アパーチャの放電性と放熱性が向
上し、それによる微細パターンの描画精度向上とアパチ
ャの長寿命化を図れるという効果がある。また、本発明
は、電子ビーム以外の荷電粒子を用いた場合でも同様の
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第2アパチャの第1の実施の形態を示
す断面図である。
【図2】本発明の第2アパチャの第2の実施の形態を示
す断面図である。
【図3】本発明の第2アパチャの第3の実施の形態を示
す断面図である。
【図4】従来の一例を示す電子ビーム描画装置の電子光
学系の図である。
【図5】従来の第2アパーチャの一例を示す平面図およ
びAB断面図である。
【符号の説明】
1,1a アパーチャ本体 2,2a,2c,2d 保持ブロック 3 開口 4,4a 部分一括パターン 5 接着剤 6 ボルト 7 スプリング 10 第2アパーチャ 11 電子銃 12 電子ビーム 13 第1アパチャ 14 成形レンズ 15 成形偏向器 17 縮小レンズ 18 位置決偏向器 19 対物レンズ 20 半導体ウェハ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電荷粒子源から放射されるとともに第1
    アパーチャで方形断面に成形される電荷ビームを偏向し
    その偏向領域内に所望の形状の部分一括パターンを有す
    るシリコン基板の第2アパチャを配設する荷電ビーム露
    光装置において、前記部分一括パターンの開口を除く前
    記第2アパチャの外郭面と接触する導電性および伝熱性
    のある保持部材を備えることを特徴とする荷電ビーム描
    画装置。
  2. 【請求項2】 前記保持部材と前記第2アパーチャの表
    裏のいずれかの面あるいは表裏面とが導電性および伝熱
    性のある接着剤を介して接触することを特徴とする請求
    項1記載の電荷ビーム描画装置。
  3. 【請求項3】 前記第2アパーチャの表裏面と直接接触
    する面を有し該第2アパーチャを挟み込む前記保持部材
    と、前記保持部材と前記第2アパーチャとの接触圧を得
    るためのばね部材とを備えることを特徴とする請求項1
    記載の荷電ビーム描画装置。
JP7250621A 1995-09-28 1995-09-28 荷電ビーム描画装置 Pending JPH0992610A (ja)

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19981215