JPH1050574A - 荷電粒子ビーム露光装置およびミニ鏡筒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハ処理能力を低下させることなく線幅制
御をすることができる荷電粒子線露光装置およびミニ鏡
筒の提供。 【解決手段】 荷電粒子ビーム２を発生する荷電粒子源
１と、荷電粒子ビーム２を所定断面形状の複数のビーム
束に成形する複数のアパーチャ４１０と、アパーチャ４
１０と試料６との間に配置される複数のアパーチャ４２
０と、アパーチャ４１０の各々を通過した荷電粒子ビー
ム束を所定の情報に応じて偏向して、対応するアパーチ
ャ４２０の開口面上における荷電粒子ビーム束の照射位
置をそれぞれ移動させる複数の偏向器５１ａと、偏向器
５１ａの各々によって偏向された荷電粒子ビーム束を所
定情報に応じてそれぞれ偏向する複数の偏向器５２ａと
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理能力の高い荷
電粒子線露光装置および荷電粒子ビーム露光転写に用い
られるＳＴＭ（Scanning Tunneling Microscope）アラ
インドフィードエミッション方式のミニ鏡筒に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の荷電粒子露光装置として
は、ブランキングアパーチャアレイ（以下ではＢＡＡと
記す）を用いた露光装置や、ＳＴＭ（ Scanning Tunnel
ing Microscope）アラインドフィードエミッション（以
下ではＳＡＦＥと記す）方式の露光装置が知られてい
る。図８はＢＡＡ方式の露光装置の概略構成図である。
電子銃等の荷電粒子源１から放出された荷電粒子ビーム
２は照射レンズ３によりＢＡＡ４に照射され、対物レン
ズ５によって試料６上にＢＡＡ４の像が結像される。な
お、ＡＸは照射レンズ３および対物レンズ５の光軸であ
る。

【０００３】図９（ａ）はＢＡＡ４の斜視図であり、Ｂ
ＡＡ４には複数のアパーチャ４ａが形成されている。図
９（ｂ）はアパーチャ４ａの配列を示す図であり、符号
４ａ11〜４ａ34で各アパーチャを示している。なお、図
９（ｂ）は図９（ａ）の一部分を示しており、アパーチ
ャ４ａは一辺の長さがＬの正方形をなす。アパーチャ４
ａは図９（ｂ）のようにｙ方向（試料６の移動方向）に
は長さ３Ｌ毎に、ｘ方向には長さ２Ｌ毎にそれぞれ配列
され、開口面積率は１／６になっている。また、１行お
きにｘ方向にアパーチャ１個分だけずれて形成される。
図９（ｃ）は図９（ａ）のＡ矢視図であり、各アパーチ
ャ４ａの周囲にはブランキング電極４ｂおよびアース電
極４ｃが形成され、ブランキング電極４ｂはそれぞれ独
立に電圧を印加することができる。図９（ｄ）はブラン
キング電極４ｂおよびアース電極４ｃの斜視図である。
電圧が印加されたブランキング電極４ｂに対応するアパ
ーチャ４ａを通過する荷電粒子は横方向（ｙ方向）に偏
向され、不図示の制限アパーチャで遮られ試料６上に到
達することができなくなる。そのため、各ブランキング
電極４ｂの電圧のオン・オフを制御することにより、種
々の露光パターンを試料６上に形成することができる。

【０００４】図１０は露光方法を説明する図である。図
１０（ａ）は試料６上に形成される露光パターンの一例
を示す図であり、４行８列の矩形領域に分割される。こ
の矩形領域は１個のアパーチャ４ａを通過した荷電粒子
ビームによって露光される領域である。図１０（ｂ）〜
１０（ｇ）は図１０（ａ）に示すパターンの露光工程を
示す図であり、図１０（ａ）の各矩形領域に付した符号
ｂ〜ｇは図１０（ｂ）〜１０（ｇ）のどの工程で露光さ
れるかを表している。ここでは、図１０（ａ）のパター
ンを、ＢＡＡ４の一部、すなわち図９（ｂ）に示す３行
４列のアパーチャ４ａ11〜４ａ34を用いて露光する場合
を考える。なお、露光の際には、試料６のｙ方向への移
動または荷電粒子ビームのｙ方向への偏向によって露光
位置の位置決めを行う。

【０００５】図１０（ｂ）に示す工程では、アパーチャ
４ａ11〜４ａ14，４ａ21〜４ａ24を用いて露光を行う。
このとき、ハッチングを施したアパーチャ４ａ12，４ａ
13，４ａ22のブランキング電圧をオフし、残りのアパー
チャ４ａ11，４ａ14，４ａ21，４ａ23，４ａ24のブラン
キング電圧はオンにする。その結果、アパーチャ４ａ1
2，４ａ13，４ａ22を通過した荷電粒子ビームによって
図１０（ａ）に示す各領域ｂが露光される。図１０
（ｃ）の工程では、アパーチャ４ａ21〜４ａ24を用いて
同様の露光を行い、アパーチャ４ａ22〜４ａ24を通過し
た荷電粒子ビームによって各領域ｃを露光する。図１０
（ｄ）の工程では、アパーチャ４ａ21〜４ａ24を用いて
同様の露光を行い、アパーチャ４ａ21，４ａ22，４ａ24
を通過した荷電粒子ビームによって各領域ｄを露光す
る。

【０００６】図１０（ｅ）に示す工程では、アパーチャ
４ａ21〜４ａ24，４ａ31〜４ａ34を用いて露光を行い、
アパーチャ４ａ22，４ａ24を通過した荷電粒子ビームに
よって各領域ｅを露光する。図１０（ｆ）の工程では、
アパーチャ４ａ31〜４ａ34を用いて同様の露光を行い、
アパーチャ４ａ32〜４ａ34を通過した荷電粒子ビームに
よって各領域ｆを露光する。最後に、図１０（ｇ）の工
程において、アパーチャ４ａ31〜４ａ34を用いて同様の
露光を行い、アパーチャ４ａ31〜４ａ33を通過した荷電
粒子ビームによって各領域ｇを露光する。このようにし
て、図１０（ａ）に示した露光パターンが試料上に形成
される。

【０００７】一方、図１１はＳＡＦＥ方式の露光装置を
説明する図である。図１１（ａ）において２０はＳＡＦ
Ｅミニ鏡筒であり、試料６との間を所定の間隔に保って
２次元的に複数設けられている。図１１（ｂ）はＳＡＦ
Ｅミニ鏡筒２０の拡大図であり、２０１はＳＡＦＥ荷電
粒子源、２０２は荷電粒子を加速するための加速電極、
２０３は静電レンズ、２０４は偏向器である。ＳＡＦＥ
荷電粒子源２０１から放出され加速電極２０２により加
速された荷電粒子ビーム２は、レンズ２０３によって集
束され試料６上に照射される。このとき、偏向器２０４
によって荷電粒子線２を偏向して試料６の所定領域を走
査する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た露光装置は次のような欠点を有する。 （ａ）ＢＡＡ方式の場合には、アパーチャ４ａの寸法Ｌ
でパターン線幅の制御範囲が決ってしまう。通常、線幅
制御は最小線幅の１／１０程度である。そのため、例え
ばアパーチャ像を最小線幅にした場合には行毎にｘ方向
にＬ／１０だけずらしてアパーチャ列を設け、どの行の
アパーチャを用いるかで線幅制御をマスク上の寸法でＬ
／１０にする方法があるが、この場合にはｘ，ｙの両方
向の制御が必要なため１００行のアパーチャ列が必要と
なる。また、アパーチャ像を線幅制御の最小単位とした
場合には、アパーチャ４ａの寸法Ｌを上述したアパーチ
ャをずらした場合の１／１０にしなければならないた
め、処理能力が低くなる。 （ｂ）一方、ＳＡＦＥ方式の場合には、ガウスビームの
ラスタまたはベクタスキャンによる露光であるため、一
度に大面積を露光することができない。例えば、ウエハ
当り１０００個のミニ鏡筒を用いて露光しても、ウエハ
処理能力は１０（枚／時）程度と小さい。

【０００９】本発明の目的は、ウエハ処理能力を低下さ
せることなく線幅制御をすることができる荷電粒子ビー
ム露光装置およびミニ鏡筒を提供することにある。

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図１，２および６に対応付けて説明する。 （１）図１および２に対応付けて説明すると、請求項１
の発明による荷電粒子ビーム露光装置は、荷電粒子ビー
ム２を発生する荷電粒子ビーム発生装置１と、荷電粒子
ビーム２を所定断面形状の複数のビーム束に成形する複
数の第１の開口４１０と、第１の開口４１０と試料６と
の間に配置される複数の第２の開口４２０と、第１の開
口４１０の各々を通過した荷電粒子ビーム束を所定の情
報に応じて偏向して、対応する第２の開口４２０の開口
面上における荷電粒子ビーム束の照射位置をそれぞれ移
動させる複数の第１の偏向手段５１ａ，５１ｂと、第１
の偏向手段５１ａ，５１ｂの各々によって偏向された荷
電粒子ビーム束を所定情報に応じてそれぞれ偏向する複
数の第２の偏向手段５２ａ，５２ｂとを備え、第２の開
口４２０を通過した荷電粒子ビーム束を試料６上に照射
することにより上述の目的を達成する。 （２）請求項２の発明は、請求項１に記載の荷電粒子ビ
ーム露光装置において、複数の第１の開口４１０と複数
の第１の偏向手段５１ａ，５１ｂとを同一部材に一体に
形成し、複数の第２の開口４２０と複数の第２の偏向手
段５２ａ，５２ｂとを同一部材に一体に形成した。 （３）図６に対応付けて説明すると、請求項３の発明
は、荷電粒子ビーム露光転写に用いられるＳＴＭアライ
ンドフィードエミッション方式のミニ鏡筒に適用され、
荷電粒子ビーム発生装置２０１からの荷電粒子ビーム２
を所定断面形状のビーム束に成形する第１の開口６１
と、第１の開口６１と試料６との間に配置される第２の
開口６３と、第１の開口６１を通過した荷電粒子ビーム
束を所定の情報に応じて偏向して、第２の開口６３の開
口面上における荷電粒子ビーム束の照射位置を移動させ
る第１の偏向手段６２ａと、第１の偏向器６２ａによっ
て偏向された荷電粒子ビーム束を所定情報に応じて偏向
する第２の偏向手段６２ｂとを備えて上述の目的を達成
する。 （４）請求項４の発明は、請求項３に記載のミニ鏡筒に
おいて、第１の開口６１と第１の偏向手段６２ａとを同
一部材に一体に形成し、第２の開口６３と第２の偏向手
段６２ｂとを同一部材に一体に形成した。 （５）請求項５の発明による荷電粒子ビーム露光装置
は、請求項３または４に記載のミニ鏡筒を複数備えた。

【００１０】（１）請求項１〜２の発明では、第１の開
口４１０によって成形された荷電粒子ビーム束は、第１
の偏向手段５１ａ，５１ｂにより第２の開口４２０上や
第２の開口４２０から外れた位置に偏向される。 （２）請求項３の発明では、第１の開口６１によって成
形された荷電粒子ビーム束は、第１の偏向手段６２ａに
より第２の開口６３上や第２の開口６３から外れた位置
に偏向される。

【００１１】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図７を参照して本発
明の実施の形態を説明する。 −第１の実施の形態− 図１は本発明による露光装置の第１の実施の形態を示す
概略構成図であり、図８と同一の部分には同一の符号を
付した。図１において４０ａは第１ＢＡＡ、４０ｂは第
２ＢＡＡであり、所定の間隔で光軸方向に配設される。
その他の構成は図８の装置と同様である。

【００１３】図２（ａ）は第１および第２ＢＡＡ４０
ａ，４０ｂの斜視図であり、第１ＢＡＡ４０ａには複数
のアパーチャ４１０が設けられ、第２ＢＡＡ４０ｂには
アパーチャ４１０と対向する位置にアパーチャ４２０が
それぞれ設けられている。ＢＡＡ４０ａ，４０ｂ上にお
けるアパーチャ４１０，４２０の配列については、図８
（ａ），（ｂ）のアパーチャ４ａと同様である。図２
（ｂ）はＢＡＡ４０ａ，４０ｂの一対のアパーチャ４１
０，４２０部分の拡大図である。ＢＡＡ４０ａのＢＡＡ
４０ｂとの対向面には、アパーチャ４１０を挟んでｘ偏
向器５１ａおよびｙ偏向器５１ｂが形成される。一方、
ＢＡＡ４０ｂのＢＡＡ４０ａとの対向面にも、アパーチ
ャ４２０を挟んでｘ偏向器５２ａおよびｙ偏向器５２ｂ
が形成される。なお、ＢＡＡ４０ａ，４０ｂの偏向器５
１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂは、従来のブランキング
アパーチャアレイのブランキング電極と同様の方法で作
製することができる。

【００１４】次に、図３を用いてＢＡＡ４０ａ，４０ｂ
の動作を説明する。図３（ａ）はＢＡＡ４０ａ，４０ｂ
をｘｚ面で断面した図であり、図３（ｂ），３（ｃ）は
試料６上における荷電粒子ビームによって照射される領
域を示す図である。ＢＡＡ４０ａのアパーチャ４１０
Ａ，４１０Ｂ，４１０Ｃに対応して偏向器５１Ａａ，５
１Ｂａ，５１Ｃａが設けられ、ＢＡＡ４０ｂのアパーチ
ャ４２０Ａ，４２０Ｂ，４２０Ｃに対応して偏向器５２
Ａａ，５２Ｂａ，５２Ｃａが設けられている。なお、図
３（ａ）ではｙ方向に関する偏向器は省略して示した。

【００１５】図１に示したように荷電粒子ビームがＢＡ
Ａ４０ａの上方から照射されると、アパーチャ４１０
Ａ，４１０Ｂ，４１０ＣによってビームＢａ，Ｂｂ，Ｂ
ｃが形成される。ビームＢａは電圧が印加された偏向器
５１Ａａによりｘ方向に偏向された後、偏向器５２Ａａ
によって偏向器５１Ａａと逆方向（−ｘ方向）に偏向さ
れる。このように偏向されたビームＢａはアパーチャ４
２０Ａに対してｘ方向にずれるため、ビームＢａの図示
左側部分のみがアパーチャ４２０Ａを通過して図３
（ｂ）の斜線で示すＳａのように試料６上に照射され
る。なお、図３（ｂ）のＩａ〜Ｉｃは偏向器５１Ａａ〜
５１Ｃａ，５２Ａａ〜５２Ｃａに電圧が印加されない場
合、すなわちオフの場合のビームＢａ〜Ｂｃの照射領域
をそれぞれ示している。

【００１６】一方、図３（ａ）のビームＢｂのようにビ
ームＢａと逆方向に偏向された場合には、領域Ｉｂの左
側の領域Ｓｂのみに照射される。また、ビームＢｃのよ
うにビームＢａよりさらに右側に偏向された場合には、
ビームＢｃはアパーチャ４２０Ｃを通過することができ
なくなり、図３（ｂ）の一番右側に示すように領域Ｉｃ
には荷電粒子ビームが照射されない。ところで、＋ｘ方
向に偏向されたビームＢａをさらにｙ方向の偏向器（図
示せず）で＋ｙ方向に偏向すると、照射領域Ｓａは図３
（ｃ）に示すような形状になる。ここで、図３（ｂ）に
示す照射領域Ｓａ，Ｓｂの面積は印加電圧に依存してお
り、電圧が大きくなるにつれて照射領域Ｓａ，Ｓｂの面
積は小さくなり、電圧が所定の大きさ以上になると領域
Ｉｃのように全く照射されなくなる。すなわち、アパー
チャ４１０Ａを通過したビームＢａを偏向器でｘおよび
ｙ方向に偏向することにより、領域Ｉａの大きさを最大
とする任意の大きさの矩形照射領域を試料６上に形成す
ることができる。

【００１７】図４および５を用いて図１の装置による露
光方法を説明する。図４（ａ）は試料６上に形成される
露光パターンの一例を示す図であり、図１０（ａ）と同
様に４行８列の矩形領域に分割されている。この露光パ
ターンを形成するために、本実施の形態では図４（ｂ）
に示す４行８列のアパーチャ４１０ａ11〜４１０ａ44を
用いて露光を行う。アパーチャ４１０ａ11〜４１０ａ44
は、図１０（ｂ）の場合と同様に一辺の長さがＬの矩形
開口とする。図４（ａ）の露光パターンは図１０（ａ）
のパターンと異なり、線幅はアパーチャ側の寸法に関し
てＬ／２で制御される。例えば、左上隅の領域ａでは領
域の１／４が露光され、その右隣の領域ｄでは下半分が
露光されている。なお、図１０（ａ）と同様に、矩形領
域の符号ａ〜ｇは以下に述べる図５（ａ）〜５（ｇ）の
どの工程で露光されるかを表している。

【００１８】先ず、図５（ａ）の工程では、アパーチャ
４１０ａ11〜４１０ａ14，４１０ａ21〜４１０ａ24を用
いて露光を行う。このとき、アパーチャ４１０ａ14，４
１０ａ21，４１０ａ23，４１０ａ24はｘおよびｙ偏向器
をオンにしてビームを遮断し、アパーチャ４１０ａ12，
４１０ａ13はｘおよびｙ偏向器をオフにしてビームを全
て通過させる。アパーチャ４１０ａ22は、ｙ偏向器をオ
フにするとともにｘ偏向器の電圧を制御してビームを−
ｘ方向にＬ／２偏向する。また、アパーチャ４１０ａ11
はｘおよびｙ偏向器の両方の電圧を制御してビームを＋
ｘ方向および−ｙ方向にそれぞれＬ／２偏向する。その
結果、図４（ａ）に示す領域ａのそれぞれが露光され
る。

【００１９】図５（ｂ）の工程では、アパーチャ４１０
ａ21〜４１０ａ24を用いて露光を行う。このとき、アパ
ーチャ４１０ａ21はｘおよびｙ偏向器をオンにしてビー
ムを遮断し、アパーチャ４１０ａ22〜４１０ａ24はｘ偏
向器をオフにするとともにｙ偏向器の電圧を制御してビ
ームをｙ方向にＬ／２偏向する。

【００２０】図５（ｃ）の工程では、アパーチャ４１０
ａ21〜４１０ａ24を用いて露光を行う。このとき、アパ
ーチャ４１０ａ21，４１０ａ22はｘおよびｙ偏向器をオ
フにしてビームを全て通過させ、アパーチャ４１０ａ23
はｘおよびｙ偏向器をオンにしてビームを遮断する。ま
た、アパーチャ４１０ａ24は、ｙ偏向器をオフにすると
ともにｘ偏向器の電圧を制御してビームを＋ｘ方向にＬ
／２偏向する。

【００２１】図５（ｄ）の工程では、アパーチャ４１０
ａ21〜４１０ａ24，４１０ａ31〜４１０ａ34を用いて露
光を行う。このとき、アパーチャ４１０ａ23，４１０ａ
31〜４１０ａ34はｘおよびｙ偏向器をオンにしてビーム
を遮断し、アパーチャ４１０ａ22はｘおよびｙ偏向器を
オフにしてビームを全て通過させる。アパーチャ４１０
ａ21はｘ偏向器をオフにするとともにｙ偏向器の電圧を
制御してビームを−ｙ方向にＬ／２偏向する。また、ア
パーチャ４１０ａ24は、ｙ偏向器をオフにするとともに
ｘ偏向器の電圧を制御してビーム＋ｘ方向にＬ／２偏向
する。

【００２２】図５（ｅ）の工程では、アパーチャ４１０
ａ31〜４１０ａ34を用いて露光を行う。このとき、アパ
ーチャ４１０ａ31はｘおよびｙ偏向器をオンにしてビー
ムを遮断し、アパーチャ４１０ａ32〜４１０ａ34はｘ偏
向器をオフにするとともにｙ偏向器の電圧を制御してビ
ームをｙ方向にＬ／２偏向する。

【００２３】図５（ｆ）の工程では、アパーチャ４１０
ａ31〜４１０ａ34を用いて露光を行う。このとき、アパ
ーチャ４１０ａ32，４１０ａ33はｘおよびｙ偏向器をオ
フにしてビームを全て通過させ、アパーチャ４１０ａ34
はｘおよびｙ偏向器をオンにしてビームを遮断する。ま
た、アパーチャ４１０ａ31は、ｙ偏向器をオフにすると
ともにｘ偏向器の電圧を制御してビームを＋ｘ方向にＬ
／２偏向する。

【００２４】図５（ｇ）の工程では、アパーチャ４１０
ａ41〜４１０ａ44を用いて露光を行う。このとき、アパ
ーチャ４１０ａ41，４１０ａ43，４１０ａ44はｘおよび
ｙ偏向器をオンにしてビームを遮断する。また、アパー
チャ４１０ａ42はｘおよびｙ偏向器の両方の電圧を制御
してビームを−ｘ方向および−ｙ方向にそれぞれＬ／２
偏向する。このようにして、図４（ａ）に示した露光パ
ターンが試料６上に形成される。

【００２５】図５に示した露光方法では、ｘ，ｙ偏向器
によってビームをｘ，ｙ方向にＬ／２の単位で＋，−方
向に偏向する場合について説明したが、電圧値を制御す
ることにより任意の量だけ偏向可能である。その結果、
任意の幅でパターンの線幅を制御することができる。な
お、ビームを全て透過させる場合およびビームを全て遮
断する場合を除き、第２ＢＡＡ４０ｂからｚ軸に平行に
進むように、第２ＢＡＡ４０ｂの各偏向器５２Ａａ〜５
２Ｃａによってビームを偏向する。

【００２６】−第２の実施の形態− 図６は本発明によるＳＡＦＥ方式のミニ鏡筒を用いた露
光装置を説明する図であり、図１０と同一の部分には同
一の符号を付した。図６（ａ）において６０はＳＡＦＥ
ミニ鏡筒であり、試料６との間を所定の間隔に保って２
次元的に複数設けられている。図６（ｂ）はＳＡＦＥミ
ニ鏡筒６０の拡大図であり、６１，６３は同一形状の矩
形アパーチャ、６２ａ，６２ｂは偏向器である。偏向器
６２ａ，６２ｂは第１の実施の形態の偏向器と同様に、
それそれｘ偏向器およびｙ偏向器からなる。ＳＡＦＥ荷
電粒子源２０１から放出され加速電極２０２により加速
された荷電粒子ビームは、アパーチャ６１によって断面
形状が矩形のビームに成形される。この矩形に成形され
たビームは偏向器６２ａによってｘ，ｙ方向に偏向され
た後に、偏向器６２ｂによって偏向器６２ａとは逆方向
に偏向されてアパーチャ６３に照射される。アパーチャ
６３に照射されるビームは偏向器６２によりｘ，ｙ方向
に偏向されているため、第１の実施の形態の装置と同様
に矩形アパーチャ６１と同一形状の最大とする任意の大
きさの矩形断面のビームを得ることができる。このよう
にして成形されたビームはレンズ２０３により縮小さ
れ、偏向器２０４によって試料６上の所定位置に露光さ
れる。６４は試料６上の露光領域を示しており、矩形状
の領域となる。

【００２７】図７は、図１１に示す従来の装置と本実施
の形態の装置との露光方法の違いを説明する図であり、
（ａ）は本実施の形態の装置の場合、（ｂ）は従来の装
置の場合を示す。図７では、幅Ｌ２のＬ字形のパターン
を露光する場合を考える。ここで、寸法Ｌ２は最大の矩
形ビームの寸法（一辺の長さ）より小さいとする。本実
施の形態の装置の場合、偏向器６２ａ，６２ｂを制御し
て寸法Ｌ２の矩形ビーム７０を形成し、そのビームを経
路７４のように走査してＬ字形状の露光パターン７３を
形成する。一方、図７（ｂ）に示す従来の装置では、ガ
ウスビームであるため露光領域７２の径ｄ０はＬ２より
小さくなる。そのため、経路７５のようにビームを走査
しなければならず、図７（ａ）の場合に比べて露光時間
がかかる。このように、本実施の形態では成形ビームを
走査して露光するため、従来に比べて露光時間を短縮す
ることができるとともに、偏向器６２ａ，６２ｂの偏向
電圧を制御することによって第１の実施の形態と同様に
線幅制御を行うことができる。

【００２８】以上説明した発明の実施の形態と特許請求
の範囲の要素との対応において、荷電粒子源１，２０１
は荷電粒子ビーム発生装置を、開口４１０，６１は第１
の開口を、開口４２０，６３は第２の開口を、偏向器５
１ａ，５１ｂ，６２ａは第１の偏向手段を、偏向器５２
ａ，５２ｂ，６２ｂは第２の偏向手段をそれぞれ構成す
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１，２およ
び５の発明によれば、複数の第１の開口により成形され
た荷電粒子ビーム束は第１の偏向手段によって第２の開
口上や第２の開口から外れた位置に偏向されるため、第
２の開口を通過したビーム束の断面積を変化させること
ができるとともに、偏向量を制御することにより試料上
の露光パターンの線幅を非常に小さな範囲で制御するこ
とができる。また、請求項３および４の発明によれば、
ミニ鏡筒よって試料上に形成されるビームの面積は最大
で第１の開口と同一面積を取り得るので、従来のミニ鏡
筒に比べてスループットが向上する。特に、請求項２お
よび４の発明によれば、第１の開口と第１の偏向手段
や、第２の開口と第２の偏向手段がそれぞれ同一の部材
に形成されるため、装置をコンパクトにすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による露光装置の第１の実施の形態を示
す概略構成図。

【図２】ＢＡＡ４０ａ，４０ｂを説明する図であり、
（ａ）は斜視図、（ｂ）はアパーチャ部分の拡大図。

【図３】ＢＡＡ４０ａ，４０ｂの動作を説明する図であ
り、（ａ）は断面図、（ｂ），（ｃ）は試料上における
ビームの照射領域を示す図。

【図４】図１の装置による露光方法を説明する図であ
り、（ａ）は試料上の露光パターンを示しており、
（ｂ）は露光に用いられるアパーチャを示す図。

【図５】図１の装置による露光方法を説明する図であ
り、（ａ）〜（ｇ）は各露光工程を示す。

【図６】本発明による露光装置の第２の実施の形態を示
す概略構成図であり、（ａ）は装置の斜視図、（ｂ）は
ＳＡＦＥミニ鏡筒６０の拡大図。

【図７】図６の装置による露光方法を説明する図であ
り、（ａ）は図６の装置による露光方法、（ｂ）は図１
１の装置による露光方法。

【図８】従来のＢＡＡ方式露光装置の概略構成図。

【図９】図８のＢＡＡ４を説明する図であり、（ａ）は
ＢＡＡ４の斜視図、（ｂ）はＢＡＡ４の一部のアパーチ
ャを示す図、（ｃ）は（ａ）のＡ矢視図、（ｄ）は部ラ
ンキング電極の矢視図である。

【図１０】図８の装置による露光方法を説明する図。
（ａ）は露光パターンを示す図で、（ｂ）〜（ｇ）は露
光工程を説明する図。

【図１１】従来のＳＡＦＥ方式のミニ鏡筒を用いた露光
装置を説明する図であり、（ａ）は装置の斜視図、
（ｂ）はＳＡＦＥミニ鏡筒２０の拡大図。

【符号の説明】

１ 荷電粒子源 ２ 荷電粒子ビーム ５ 対物レンズ ６ 試料 ４０ａ，４０ｂ ブランキングアパーチャアレイ（ＢＡ
Ａ） ４１０，４２０，６１，６３，４１０Ａ〜４１ＯＣ，４
２０Ａ〜４２０Ｃ アパーチャ ５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５１Ａａ，５２Ｂ
ａ，５１Ｃａ，５２Ａａ５２Ｂａ，５２Ｃａ，６２ａ，
６２ｂ，２０４ 偏向器 ２０１ ＳＡＦＥ荷電粒子源

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビー
   ム発生装置と、 前記荷電粒子ビームを所定断面形状の複数のビーム束に
   成形する複数の第１の開口と、 前記第１の開口と試料との間に配置される複数の第２の
   開口と、 前記第１の開口の各々を通過した荷電粒子ビーム束を所
   定の情報に応じて偏向して、対応する第２の開口の開口
   面上における前記荷電粒子ビーム束の照射位置をそれぞ
   れ移動させる複数の第１の偏向手段と、 前記第１の偏向手段の各々によって偏向された荷電粒子
   ビーム束を前記所定情報に応じてそれぞれ偏向する複数
   の第２の偏向手段とを備え、前記第２の開口を通過した
   荷電粒子ビーム束を試料上に照射することを特徴とする
   荷電粒子ビーム露光装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の荷電粒子ビーム露光装
   置において、 前記複数の第１の開口と前記複数の第１の偏向手段とを
   同一部材に一体に形成し、前記複数の第２の開口と前記
   複数の第２の偏向手段とを同一部材に一体に形成したこ
   とを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。
3. 【請求項３】 荷電粒子ビーム露光転写に用いられるＳ
   ＴＭ（Scanning Tunneling Microscope）アラインドフ
   ィードエミッション方式のミニ鏡筒において、 荷電粒子ビーム発生装置からの荷電粒子ビームを所定断
   面形状のビーム束に成形する第１の開口と、 前記第１の開口と試料との間に配置される第２の開口
   と、 前記第１の開口を通過した荷電粒子ビーム束を所定の情
   報に応じて偏向して、前記第２の開口の開口面上におけ
   る前記荷電粒子ビーム束の照射位置を移動させる第１の
   偏向手段と、 前記第１の偏向手段によって偏向された荷電粒子ビーム
   束を前記所定情報に応じて偏向する第２の偏向手段とを
   備えることを特徴とするミニ鏡筒。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のミニ鏡筒において、 前記第１の開口と前記第１の偏向手段とを同一部材に一
   体に形成し、前記第２の開口と前記第２の偏向手段とを
   同一部材に一体に形成したことを特徴とするミニ鏡筒。
5. 【請求項５】 請求項３または４に記載のミニ鏡筒を複
   数備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。