JPH1197331A - 電子ビーム露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハに形成されるパターンの「ぼけ」を抑
え、光電変換面の劣化を防止し、光電変換面の有効利用
を図る。 【解決手段】 電子ビーム露光装置１は、パターン（不
図示）が形成されたレチクルマスク１４に紫外光６を照
射してパターンを投影する紫外光照明部２と、レチクル
マスク１４を透過した紫外光６を電子ビーム２４に変換
する光電変換面２１が備えられた光電変換部１８と、電
子ビーム２４をウエハ３０上に照射させ、前記のパター
ンをウエハ３０に投影露光する電子ビーム露光部３とを
有する。光電変換面２１の下面には、光電変換面２１か
ら出射された電子ビーム２４を通過させる円弧状の開口
部２２ａが形成された導電部材板２２が設けられてい
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、半導体デバイス製
造のリソグラフィ工程において用いられる電子ビーム露
光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体デバイス製造の量産段階に
おけるリソグラフィ工程では、光露光方式による露光技
術が用いられてきた。しかし、近年では、半導体デバイ
スの高集積化に伴い、デバイス内部における配線幅がま
すます小さくなってきている。特に、１Ｇ、４ＧＤＲＡ
Ｍ以上の容量を有する半導体メモリデバイスでは、配線
幅は０．２μｍ以下に形成されており、配線幅の狭小化
が顕著である。そこで、光露光方式に代わる露光技術と
して、より解像度が高い電子ビームを用いた露光装置が
用いられ始めている。

【０００３】しかし、これまでの電子ビーム露光装置
は、単一ビームによるガウシアン方式と可変成形方式と
が中心であるため、半導体デバイス製造におけるリソグ
ラフィ工程に多くの時間を要する。従って、半導体デバ
イスの生産性が低いという理由から、電子ビーム露光装
置の用途は、マスク描画や超ＬＳＩの研究開発、少量生
産のＡＳＩＣデバイスの露光等、電子ビーム露光装置の
優れた解像性能を特に必要とする用途に限られていた。
そのため、電子ビーム露光装置を半導体デバイスの量産
工程に導入するためには、半導体デバイスの生産性を如
何に向上させるかが大きな課題であった。

【０００４】そこで、近年では、上記の課題を解決する
１つの手段として、マスクによって形成された光パター
ンを光電変換面に照射し、これにより放出される電子を
加速収束して、ウエハ上に投影する方法が提案されてい
る。以下に、従来の電子ビーム露光装置について、図１
６を参照して説明する。

【０００５】図１６は、従来の電子ビーム露光装置を示
す概略構成図である。

【０００６】図１６に示すように、従来の電子ビーム露
光装置１０１では、紫外光光源１０２から出射されてシ
ャッター１０３を通過した紫外光が、レチクルマスク１
０４に照射される。レチクルマスク１０４に紫外光が照
射されると、レチクルマスク１０４に形成されたパター
ンが投影される。レチクルマスク１０４を透過した紫外
光は、紫外光縮小用光学レンズ群１０５によって結像さ
れて、真空容器１０６内に設置された光電変換部１０７
の光電変換面１０８上に照射される。なお、真空容器１
０６の開口部１０６ａには石英ガラス製の真空窓１０９
が設けられており、紫外光はこの真空窓１０９を透過し
て真空容器１０６内に進入する。

【０００７】ここで、光電変換部の詳細な構成につい
て、図１７を参照して説明する。図１７は、図１６に示
した光電変換部を示す拡大断面図である。

【０００８】図１７に示すように、光電変換部１０７
は、ＣｓＩ等の非導電性の光電子材料で形成された光電
変換面１０８の上にＩＴＯ等の導電性部材で形成された
透明導電膜１１０が設けられ、さらに、透明導電膜１１
０の上に石英板１１１が設けられて構成されている。

【０００９】光電変換面１０８は紫外光が照射されると
励起されて電子を放出するため、紫外光が照射された光
電変換面１０８からは電子ビームが照射される。光電変
換面１０８から照射された電子ビームは、電子光学構造
体１１２によって偏向や焦点調整がなされて被露光体で
あるウエハ１１３に照射され、これにより、レチクルマ
スク１０４に形成されたパターンがウエハ１１３に露光
される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電子ビーム露光装置では、光電変換面から放出される電
子の電子電流密度を高めるために光電変換面への紫外光
パワーを上げると、光電変換面での温度上昇が原因とな
って光電変換面が劣化するという問題があった。さら
に、光電変換面を形成する光電子材料として特にＣｓＩ
等の非導電性の光電子材料を使用した場合には、電子放
出後に光電変換面がチャージアップするとともに、光電
変換面上に成膜されたＩＴＯ等からなる透明導電膜の高
シート抵抗層では電位勾配が発生し、ウエハに投影され
るパターンに「ぼけ」が生じる原因となることがあっ
た。

【００１１】また、光電変換面からの電子放出量は紫外
光の被照射時間の経過に伴って減少するので、電子放出
量がある許容値以下になった場合には光電変換面を交換
する必要があり、ウエハ露光のスループットを低下させ
る要因となっていた。

【００１２】そこで本発明は、ウエハに形成されるパタ
ーンの「ぼけ」を抑え、光電変換面の劣化を防止し、光
電変換面の有効利用を図ることができる電子ビーム露光
装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の電子ビーム露光装置は、パターンが形成さ
れたレチクルマスクに紫外光を照射して前記パターンを
投影する紫外光照射部と、前記レチクルマスクを透過し
た紫外光を電子ビームに変換する光電変換手段と、前記
光電変換手段から出射された電子ビームをウエハ上に照
射させ、前記レチクルマスクと前記ウエハとを同期移動
させて前記パターンを前記ウエハに投影露光する電子ビ
ーム露光部とを有する電子ビーム露光装置において、前
記光電変換手段の前記紫外光が照射される面の裏面に、
前記電子ビームを通過させるための開口部を有する導電
部材板部が接触された状態で設けられている。

【００１４】これにより、紫外光の照射によって光電変
換手段に発生した熱は、導電部材板部が有する高熱伝導
性により、導線部材板部が接触している熱容量の大きな
低温の金属体に逃げていくため、光電変換手段の温度上
昇が抑えられる。また、導電部材板部の開口部は、通過
する電子ビームの形状寸法とほぼ等しいか、やや大きい
程度に設けられるので、電子ビームが発生して生じる光
電変換手段表面のチャージアップ部と導電部材板部の開
口部の縁との距離を短くできる。そのため、光電変換手
段のチャージアップ部に存在する電荷が速やかに導電部
材板部に吸収されるので、光電変換手段の電子ビーム発
生部周辺のチャージアップおよび電位勾配が抑えられ
る。また、イオンや分子などによる光電変換手段の劣化
が防止される。さらに、導電部材板部の近傍に加速電極
が備えられている場合には、加速電極によって生じる加
速電界がより安定化される。

【００１５】また、前記開口部は、前記導電部材板部の
前記光電変換手段との接触面から前記電子ビームの出射
方向に向けてテーパ状に拡げられて形成されている構成
とすることにより、一般に広く知られているピアス電極
と同様の作用により、光電変換手段から放出される電子
の発散が軽減され、略平行の電子ビームが出射される。

【００１６】さらに、前記開口部の傾斜角度は前記電子
ビームの出射方向に対して略６７．５度である構成とす
ることが望ましい。

【００１７】また、前記導電部材板部の前記光電変換手
段に接触する面に凹部が設けられているとともに、前記
光電変換手段と前記導電部材板部とが相対的に移動自在
に設けられている構成としてもよい。

【００１８】導電部材板部に接触された光電変換手段の
うち、導電部材板部の凹部に面し、導電部材板部に直接
接触されていない非接触領域は、他の導電部材板部に直
接接触されている領域に比べて紫外光照射による経時劣
化の影響が少ない。そのため、導電部材板部の開口部に
接触されている領域における光電変換手段での電子放出
量が減少した場合に、光電変換手段と導電部材板部とを
相対的に移動させて光電変換手段の前記非接触領域を導
電部材板部の開口部に接触させることにより、新たな光
電変換手段に交換した場合と同様に電子が放出される。

【００１９】さらに、前記凹部は複数設けられ、各前記
凹部はマトリックス状に配列されている構成とすること
が好ましい。

【００２０】さらには、前記マトリックス状に配列され
た各前記凹部は、前記マトリックスの横列における各前
記凹部同士の間隔および縦列における各前記凹部同士の
間隔がそれぞれ等間隔に設けられている構成とすること
が好ましい。

【００２１】加えて、前記凹部は前記開口部の全体幅お
よび長さよりも大きく設けられている構成とすることが
好ましい。

【００２２】また、前記導電部材板部は固定され、前記
光電変換手段のみが自在に移動することによって前記光
電変換手段と前記導電部材板部とが相対的に移動される
構成とすることにより、ウエハに露光されるパターン精
度および露光動作のスループットの低下が防がれる。

【００２３】さらに、前記導電部材板部の前記光電変換
手段と接触する面の面積は、前記導電部材板部と前記光
電変換手段との接触面積よりも大きく設けられている構
成とすることにより、光電変換手段は導電部材板部に覆
われて露出しないので、イオンや分子などによる光電変
換手段の劣化が防止される。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００２５】（第１の実施形態）図１は、本発明の電子
ビーム露光装置の第１の実施形態を示す全体構成図であ
る。

【００２６】図１に示すように、本実施形態の電子ビー
ム露光装置１は、パターン（不図示）が形成されたレチ
クルマスク１４に紫外光６を照射してそのパターンを投
影する紫外光照明部２と、紫外光照明部２から照射され
た紫外光６を電子ビーム２４に変換してウエハ３０を露
光する電子ビーム露光部３とから構成されている。さら
に、紫外光照明部２は、紫外光光源７から照射された紫
外光６をレチクルマスク１４に照射する紫外光照射部４
と、レチクルマスク１４を透過した紫外光６を光電変換
部１８の光電変換面２１に結像させる紫外光投影部５と
から構成されている。

【００２７】最初に、紫外光照明部２の紫外光照射部４
について説明する。

【００２８】紫外光照射部４は、紫外光６を照射する紫
外光光源７と、紫外光光源７から照射された紫外光６を
平行光にする平行光レンズ８と、紫外光光源７から照射
された紫外光６の強度を均一化させるフライアイレンズ
９と、フライアイレンズ９を透過した紫外光６を収束さ
せる収束レンズ１０と、収束レンズ１０で収束された紫
外光６のみを通過させることにより、紫外光６によるレ
チクルマスク１４の照明領域を制限する照明領域制限ア
パーチャ１１とを有する。照明領域制限アパーチャ１１
は、少なくとも図示のＸＹ方向に移動可能なアパーチャ
ステージ１２の上に載置されている。さらに、紫外光照
射部４には、照明領域制限アパーチャ１１を通過した紫
外光６をレチクルマスク１４に照射させるための紫外光
照明光学系１３が備えられている。

【００２９】上記の紫外光照明部２では、紫外光光源７
から照射された紫外光６が、フライアイレンズ９によっ
て強度が均一化される。強度が均一化された紫外光６は
収束レンズ１０によって収束され、照明領域制限アパー
チャ１１の開口部１１ａを通過する。照明領域制限アパ
ーチャ１１の開口部１１ａを通過した紫外光６は、紫外
光照明光学系１３によって収束されて、後述するレチク
ルマスク１４に照射される。

【００３０】次に、紫外光照明部２の紫外光投影部５に
ついて説明する。

【００３１】紫外光投影部５は、紫外光透過部と紫外光
不透過部とで回路等のパターンが形成されたレチクルマ
スク１４と、レチクルマスク１４の紫外光透過部を透過
した紫外光６によって投影されたパターンを、後述する
光電変換部１８の光電変換面２１に結像させる紫外光投
影光学系１７とを有する。レチクルマスク１４の上方に
は、レチクルマスク１４に照射される紫外光６の画角を
制限するための画角制限アパーチャ１５が設けられてい
る。また、レチクルマスク１４は、少なくとも図示のＸ
Ｙ方向に移動可能なマスクステージ１６の上に載置され
ている。

【００３２】上記の紫外光投影部５では、前述の紫外光
照明部２から照射され、レチクルマスク１４を透過した
紫外光６が、紫外光投影光学系１７によって後述する光
電変換部１８の光電変換面２１に結像される。

【００３３】続いて、電子ビーム露光部３について説明
する。

【００３４】電子ビーム露光部３は、紫外光照明部２か
ら照射された紫外光６を電子ビーム２４に変換する光電
変換部１８と、光電変換部１８から放出された電子を加
速させるための加速電極２３と、電子ビームをウエハ３
０上に照射させる投影レンズ２６ａ，２６ｂと、電子ビ
ーム２４を光軸６ａに対して偏向させる偏光器２７ａ，
２７ｂとを有する。

【００３５】電子ビーム露光部３には、さらに、ウエハ
３０上に照射される電子ビームの位置を補正する軸移動
コイル２５ａ，２５ｂと、投影レンズ２６ａ，２６ｂの
焦点を補正するとともに電子ビーム２４を光軸６ａを中
心に回転させる焦点／回転補正レンズ２８とが備えられ
ている。投影レンズ２６ａと投影レンズ２６ｂとの間に
は、散乱した電子ビームを遮断するための散乱電子遮断
アパーチャ２９が備えられている。

【００３６】被露光体であるウエハ３０は、ウエハステ
ージ３２に設置されたウエハチャック３１上に載置され
ている。ウエハステージ３２上には、さらに、ウエハ３
０に照射される電子ビーム２４の強度を検出するための
電子ビーム強度検出器３３が設置されている。また、ウ
エハ３０の上方には、電子ビーム２４がウエハ３０に照
射されたときにウエハ３０から放出される二次電子や反
射電子を検出するための二次電子検出器３４が設置され
ている。

【００３７】なお、上記説明した電子ビーム露光部３の
各構成は、真空容器３５内に収容されている。真空容器
３５の上部に形成された開窓部３５ａには石英ガラス製
の真空窓３６が設けられており、前述した紫外光６は、
この真空窓３６を透過して真空容器３５内に進入する。

【００３８】上記の電子ビーム露光部３では、紫外光照
明部２から照射された紫外光６が光電変換部１８の光電
変換面２１によって電子ビーム２４に変換される。従っ
て、レチクルマスク１４を透過した紫外光６によって投
影されたパターンは、光電変換部１８による光電変換後
は電子ビーム２４によって投影されることとなる。な
お、光電変換面２１の下面には円弧状の開口部２２ａが
形成された導電部材板２２が設けられている。

【００３９】光電変換部１８から出射された電子ビーム
２４は、加速電極２３で電子が加速されて強度が増強さ
れた後に、投影レンズ２６ａ，２６ｂによってウエハ３
０上に照射される。このとき、軸移動コイル２５ａ，２
５ｂによるウエハ３０上における電子ビーム２４の位置
補正や、焦点／回転補正レンズ２８による投影レンズ２
６ａ，２６ｂの焦点補正等が必要に応じて行われる。な
お、本実施形態では、投影レンズ２６ａ，２６ｂによる
投影像の縮小率を１／４とした。

【００４０】ここで、図１に示した光電変換部１８につ
いて、図２および図３を参照して詳細に説明する。図２
は図１に示した光電変換部と加速電極とを示す拡大断面
図、図３は図２に示した光電変換部の底面図である。

【００４１】図２に示すように、光電変換部１８は、Ｃ
ｓＩ等の非導電性の光電子材料で形成された光電変換面
２１の上面にＩＴＯ等の導電性部材で形成された透明導
電膜２０が設けられ、さらに、透明導電膜２０の上に石
英板１９が設けられている。光電変換面２１は紫外光が
照射されると励起されて電子を放出する特性を有してい
るので、紫外光が照射された光電変換面２１からは電子
ビーム２４（図１参照）が照射される。また、光電変換
面２１の下面には、Ｃｕ等からなり、円弧状の開口部２
２ａが形成された導電部材板２２が接触された状態で設
けられている。導電部材板２２の厚さは、開口部２２ａ
の周囲で０．４ｍｍ、それ以外の箇所では２ｍｍとし
た。

【００４２】このように、光電変換面２１の下面に導電
部材板２２を設けることにより、紫外光６の照射によっ
て光電変換面２１に発生した熱は、導電部材板２２が有
する高熱伝導性により、導線部材板２２が接触している
熱容量の大きな低温の金属体（不図示）に逃げていくた
め、光電変換面２１の温度上昇が抑えられる。また、導
電部材板２２の開口部２２ａは、通過する電子ビーム２
４の形状寸法とほぼ等しいか、やや大きい程度に設けら
れるので、電子ビーム２４が発生して生じる光電変換面
２１の表面のチャージアップ部と導電部材板２２の開口
部２２ａの縁との距離を短くできる。そのため、光電変
換面２１表面のチャージアップ部に存在する電荷が速や
かに導電部材板２２に吸収されるので、光電変換面２１
の電子ビーム発生部周辺のチャージアップおよび電位勾
配が抑えられる。また、真空容器３５内に発生するイオ
ンや分子等による光電変換面２１の劣化が防止されるた
め、光電変換面２１の寿命が延びる。さらに、加速電極
２３によて生じる加速電界がより安定化される。また、
光電変換面２１の上面に形成された透明導電膜２０によ
り、導電部材板２２による光電変換面２１のチャージア
ップ防止が補助される。

【００４３】また、図３に示すように、導電部材板２２
に形成された円弧状の開口部２２ａは、全体幅としての
円弧幅Ｓｘが４ｍｍ、円弧長さＳｙが１６ｍｍ、開口幅
Ｗが０．５ｍｍに設けられている。従って、電子ビーム
２４（図１参照）は、円弧状の電子ビーム帯に形成され
た状態で光電変換部１８から出射される。なお、図２に
示した加速電極２３には、光電変換部１８から出射され
た円弧状の電子ビーム２４を遮らないために、導電部材
板２２の円弧状の開口部２２ａと同様な形状の開口部２
３ａが形成されている。

【００４４】上記のような円弧状に形成された電子ビー
ム２４を用いてウエハ３０を露光することにより、微小
なスポットサイズの単一電子ビームを用いた場合に比べ
てウエハ３０上における露光領域を拡大することができ
るので、ウエハ３０への電子ビーム２４の露光走査回数
を減少させることができ、ひいては露光時間を短縮する
ことができる。

【００４５】なお、本実施形態では、導電部材板２２に
円弧状の開口部２２ａが形成された例を示したが、導電
部材板に形成される開口部の形状は円弧状に限られず、
他の曲線形状や多角形形状等に形成されていてもよい。

【００４６】また、本実施形態では、導電部材板２２に
よる光電変換面２１のチャージアップ防止を補助するた
めに、光電変換面２１の上面に透明導電膜２０を形成し
た例を示した。しかし、本実施形態のように、光軸６ａ
から外れた箇所でかつ収差の小さい領域を用いてパター
ンを投影することによって導電部材板２２の開口部２２
ａの開口幅Ｗ（図３参照）を小さく設定できる場合に
は、導電性部材２２による光電変換面２１のチャージア
ップ防止効果が特に顕著に得られるため、透明導電膜２
０は必ずしも必要ではない。

【００４７】次に、本実施形態の電子ビーム露光装置１
によるウエハ３０の露光動作について、図１を参照して
説明する。

【００４８】前述したように、レチクルマスク１４を透
過した紫外光６が光電変換部１８に照射されると、紫外
光６は光電変換部１８によって電子ビーム２４に変換さ
れる。これにより、レチクルマスク１４のパターンは電
子ビーム２４によってウエハ３０上に投影される。

【００４９】続いて、マスクステージ１６とウエハステ
ージ３２とを、投影レンズ２６ａ，２６ｂの縮小率に相
当する速度差で同期移動させることにより、レチクルマ
スク１４に形成されているパターン全体がウエハ３０の
表面に露光される。

【００５０】なお、電子ビーム露光装置１の電子ビーム
露光部３には二次電子検出器３４が設置されているた
め、電子ビーム２４がウエハ３０に照射されたときにウ
エハ３０から放出される二次電子や反射電子を検出する
ことにより、ウエハ３０上へのパターンの露光が正確に
行われているか等をモニタすることができる。さらに、
ウエハステージ３２上に設置された電子ビーム強度検出
器３３によってウエハ３０に照射される電子ビーム２４
の強度を検出することにより、強度不足による露光不良
や、強度過剰によるウエハ３０の熱的ひずみの発生を防
止することができる。

【００５１】さらに、図１に示すように、電子ビーム露
光装置１にはマスクステージ１６の位置を測定する第１
の測長器３７と、ウエハステージ３２の位置を測定する
第２の測長器３８と、両者の測定結果に基づいて各ステ
ージ１６，３２の位置ずれ量を計算する位置ずれ演算回
路３９とが備えられている。

【００５２】これらの測長器３７，３８によって各ステ
ージ１６，３２の位置が測定され、各ステージ１６，３
２の実際の位置と所望の位置との位置ずれ量が位置ずれ
演算回路３９によって計算される。すると、その計算結
果に基づいて、照明領域制限アパーチャ１１が載置され
たアパーチャステージ１２が移動されるとともに、偏光
器２７ａ，２７ｂに位置補正信号が印加される。これに
より、各ステージ１６，３２に位置ずれが生じた場合で
も、電子ビーム２４はウエハ３０上の所望の位置に正確
に照射されるため、露光もれや二重露光等の露光不良の
発生が防止される。

【００５３】次に、図２等に示した光電変換部１８の変
形例について、図４および図５を参照して説明する。

【００５４】図４は図２等に示した光電変換部の変形例
と加速電極とを示す拡大断面図、図５は図４に示した光
電変換部の底面図である。

【００５５】図４に示す、本変形例の光電変換部１８’
における石英板１９’、透明導電膜２０’、光電変換面
２１’の各構成は図２等に示した光電変換部１８と同様
であるので詳しい説明は省略し、以下に、図２等に示し
た光電変換部１８と異なる構成について説明する。

【００５６】図４および図５に示すように、本変形例の
光電変換部１８’における導電部材板２２’では、円弧
状の開口部２２ａ’が、導電部材板２２’の光電変換面
２１’から電子ビームの出射方向へ向けて略６７．５度
にテーパ状に拡げられて形成されており、一般に広く知
られているピアス電極に近似されている。従って、ピア
ス電極と同様の作用により、光電変換面２１’から放出
される電子の発散が軽減され、略平行の電子ビームが出
射される。これにより、ウエハに投影されるパターンの
「ぼけ」が改善されるため、ウエハに投影されるパター
ンの解像度を向上させることができる。

【００５７】（第２の実施形態）図６は、本発明の電子
ビーム露光装置の第２の実施形態を示す全体構成図であ
る。

【００５８】図６に示す電子ビーム露光装置５１は、紫
外光照明部５２における紫外光照射部５４の紫外光光源
５７、紫外光５６、光軸５６ａ、平行光レンズ５８、フ
ライアイレンズ５９、収束レンズ６０、照明領域制限ア
パーチャ６１、アパーチャステージ６２、紫外光照明光
学系６３、紫外光照明部５２における紫外光投影部５５
のレチクルマスク６４、画角制限アパーチャ６５、マス
クステージ６６、紫外光投影光学系６７、および電子ビ
ーム露光部５３の光電変換部６８、加速電極７３、電子
ビーム７４、軸移動コイル７５ａ，７５ｂ、投影レンズ
７６ａ，７６ｂ、焦点／回転補正レンズ７８、散乱電子
遮断アパーチャ７９、ウエハ８０、ウエハチャック８
１、ウエハステージ８２、電子ビーム強度検出器８３、
二次電子検出器８４、真空容器８５、真空窓８６、その
他、第１の測長器８７、第２の測長器８８、および位置
ずれ演算回路８９の構成は、図１に示した電子ビーム露
光装置１と同様であるので詳しい説明は省略し、以下
に、図１に示した電子ビーム露光装置１と異なる構成に
ついて説明する。

【００５９】図７は、図６に示した光電変換部と第１お
よび第２の駆動部とを示す部分構成図である。

【００６０】図７に示すように、本実施形態では、真空
容器８５内に設置された光電変換部６８の光電変換面７
１と導電部材板７２とが、相対的に可動自在に設けられ
ている。光電変換面７１はその上面に設けられた透明導
電膜７０および石英板６９とともに第１の駆動部９０に
よって移動され、導電部材板７２は第２の駆動部９１に
よって移動される。なお、導電部材板７２の光電変換面
７１と接触する面の面積は、図６および図７に示すよう
に、光電変換面７１と導電部材板７２との接触面積より
も大きく形成されていることが好ましい。これにより、
光電変換面７１は導電部材板７２に覆われて露出されな
いので、真空容器８５（図１参照）内に発生するイオン
や分子等による光電変換面７１の劣化が防止される。

【００６１】図８は図６に示した導電部材板の平面図、
図９は図８に示した導電部材板のＡ−Ａ線における断面
図である。

【００６２】図８に示すように、導電部材板７２の光電
変換面７１（図６等参照）に接触される面には、直交マ
トリックス状に配列された複数の凹部７２ｂが設けられ
ている。この凹部７２ｂは、光電変換面７１の電子を放
出させる箇所に導電部材板７２が直接接触して光電変換
面７１が劣化してしまうことを防止するために設けられ
る。そのため、各凹部７２ｂは、導電部材板７２に形成
された円弧状の開口部７２ａの円弧幅および円弧長さよ
りも大きく設けられていることが好ましい。本実施形態
では、各凹部７２ｂの幅Ｋｘが６ｍｍ、長さＫｙが１８
ｍｍに設けられている。さらに、各凹部７２ｂ同士の間
隔は、横列の図示Ｘ方向における間隔Ｐｘが１１ｍｍ、
縦列の図示Ｙ方向における間隔Ｐｙが２１ｍｍに設けら
れている。また、図９に示す各凹部７２ｂの深さＫｄ
は、０．１ｍｍに設けられている。ただし、凹部７２ｂ
は光電変換面７１が導電部材板７２に直接接触すること
を防ぐために設けられるものであるため、凹部７２ｂの
深さは数μｍ以上に設けられていればよい。

【００６３】図１０は図６に示した光電変換部の平面
図、図１１は図１０に示した光電変換部の側面図であ
る。

【００６４】既に説明したように、光電変換面からの電
子放出量は紫外光の被照射時間の経過に伴って減少す
る。しかし、図１０に示すように導電部材板７２に接触
された光電変換面７１のうち、導電部材板７２の凹部７
２ｂの上方に位置し、導電部材板７２に直接接触されて
いない非接触領域７１ａは、他の導電部材板７２に直接
接触されている領域に比べて経時劣化による影響が少な
い。そのため、これらの非接触領域７１ａを用いて電子
放出を行えば、新たな光電変換面に交換した場合と同様
の電子放出量を得ることができる。

【００６５】次に、電変換部６８の光電変換面７１と導
電部材板７２との相対的な移動動作について、図１０〜
図１３を参照して説明する。

【００６６】ここで、光電変換面７１と導電部材板７２
との相対的な移動動作の一例として、図１０に示す光電
変換面７１のうち、導電部材板７２の開口部７２ａの上
方に接触されている領域での電子放出量が減少し、非接
触領域７１ａ’を用いて電子放出を行う場合について説
明する。

【００６７】まず、第１の駆動部９０（図６等参照）に
よって、光電変換面７１を図１０および図１１に示す＋
Ｚ方向に移動させ、光電変換面７１を導電部材板７２か
ら引き離す。次に、第１の駆動部９０によって光電変換
面７１を図示の＋Ｙ方向にＰｙだけ移動させた後に図示
の−Ｚ方向に移動させて、再び光電変換面７１を導電部
材板７２に接触させると、図１２および図１３に示す配
置となる。これにより、図１２に示すように、非接触領
域７１ａ’が導電部材板７２の開口部７２ａの上方に移
動され、非接触領域７１ａ’を用いて電子放出を行うこ
とが可能になる。

【００６８】なお、上記説明では、光電変換面７１を図
１０に示す＋Ｙ方向にＰｙだけ移動させた例を示した
が、光電変換面７１は、一般的には図示Ｘ方向にＰｘ×
Ｎ、図示Ｙ方向にＰｙ×Ｍ（Ｎ，Ｍは整数）だけ順次移
動される。これにより、新たな光電変換面と同様の電子
放出量を有する非接触領域７１ａを次々に用いて電子放
出が行われるので、光電変換面７１の交換回数を大幅に
減少させることができ、光電変換面７１の有効利用を図
ることができる。

【００６９】また、本実施形態では、光電変換面７１と
導電部材板７２との相対的な移動動作を行う際に、図６
等に示す第１の駆動部９０を用いて光電変換面７１を移
動させる例を示したが、図６等に示す第２の駆動部９１
を用いて導電部材板７２のみを移動させてもよく、ある
いは、第１の駆動部９０と第２の駆動部９１とを用いて
光電変換面７１と導電部材板７２との両方を移動させて
もよい。しかしながら、ウエハ８０に露光されるパター
ン精度と露光動作のスループットとを維持するために
は、電子ビーム露光装置５１の各部のアライメントを行
った後は導電部材板７２を移動させず、光電変換面７１
のみを移動させることが好ましい。

【００７０】さらに、本実施形態では、図８等に示した
ように複数の凹部７２ｂを導電部材板７２に直交マトリ
ックス状に配列させて設けた例を示したが、図１４に示
すように、複数の凹部７２ｂ’を斜めマトリックス状に
配列させた構成としてもよい。また、各凹部は導電部材
板に形成された円弧状の開口部の全体幅および円弧長さ
よりも大きく設けられていればよいため、凹部の形状は
図８や図１４等に示した矩形形状に限られず、例えば図
１５に示す凹部７２ｂ”ような曲線形状や、あるいは多
角形形状としてもよい。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子ビー
ム露光装置は、光電変換手段で紫外光から変換された電
子ビームを通過させる開口部を有する導電部材板部が、
光電変換手段の紫外光が照射される面の裏面に接触して
設けられているので、紫外光の照射による光電変換手段
の温度上昇およびチャージアップを抑え、また、紫外光
や電子ビームの照射によって発生したイオンや分子など
による光電変換手段の劣化を防止することができる。

【００７２】また、開口部をテーパ状に拡げて形成する
ことにより、光電変換手段から放出される電子の発散が
軽減されるので、ウエハに投影されるパターンの解像度
を向上させることができる。

【００７３】さらに、導電部材板部の光電変換手段に接
触する面に凹部を設けるとともに、光電変換手段と導電
部材板部とを相対的に移動自在に設けることにより、光
電変換手段の交換回数を大幅に減少させることができ、
光電変換手段の有効利用を図ることができる。

【００７４】また、導電部材板部を固定し光電変換手段
のみを自在に移動させることによって、光電変換手段と
導電部材板部とを相対的に移動させることにより、ウエ
ハに露光されるパターン精度および露光動作のスループ
ットの低下を防止することができる。

【００７５】さらに、導電部材板部の光電変換手段と接
触する面の面積を、導電部材板部と光電変換手段との接
触面積よりも大きく設けることにより、光電変換手段が
導電部材板部に覆われて露出しないため、光電変換手段
の劣化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子ビーム露光装置の第１の実施形態
を示す全体構成図である。

【図２】図１に示した光電変換部と加速電極とを示す拡
大断面図である。

【図３】図２に示した光電変換部の底面図である。

【図４】図２等に示した光電変換部の変形例を示す拡大
断面図である。

【図５】図４に示した光電変換部の底面図である。

【図６】本発明の電子ビーム露光装置の第２の実施形態
を示す全体構成図である。

【図７】図６に示した光電変換部と第１および第２の駆
動部とを示す部分構成図である。

【図８】図６に示した導電部材板の平面図である。

【図９】図８に示した導電部材板のＡ−Ａ線における断
面図である。

【図１０】図６に示した光電変換部の平面図である。

【図１１】図１０に示した光電変換部の側面図である。

【図１２】図１０に示した光電変換部を、光電変換面が
導電部材板に対して移動された状態で示す平面図であ
る。

【図１３】図１２に示した光電変換部の側面図である。

【図１４】図８等に示した導電部材板の変形例を示す平
面図である。

【図１５】図８等に示した導電部材板の他の変形例を示
す平面図である。

【図１６】従来の電子ビーム露光装置を示す概略構成図
である。

【図１７】図１６に示した光電変換部を示す拡大断面図
である。

【符号の説明】

１，５１ 電子ビーム露光装置 ２，５２ 紫外光照明部 ３，５３ 電子ビーム露光部 ４，５４ 紫外光照射部 ５，５５ 紫外光投影部 ６，５６ 紫外光 ６ａ，５６ａ 光軸 ７，５７ 紫外光光源 ８，５８ 平行光レンズ ９，５９ フライアイレンズ １０，６０ 収束レンズ １１，６１ 照明領域制限アパーチャ １１ａ，２２ａ，２２ａ’，２３ａ，６１ａ，７２ａ，
７３ａ 開口部 １２，６２ アパーチャステージ １３，６３ 紫外光照明光学系 １４，６４ レチクルマスク １５，６５ 画角制限アパーチャ １６，６６ マスクステージ １７，６７ 紫外光投影光学系 １８，１８’，６８ 光電変換部 １９，１９’，６９ 石英板 ２０，２０’，７０ 透明導電膜 ２１，２１’，７１ 光電変換面 ２２，２２’，７２ 導電部材板 ２３，７３ 加速電極 ２４，７４ 電子ビーム ２５ａ，２５ｂ，７５ａ，７５ｂ 軸移動コイル ２６ａ，２６ｂ，７６ａ，７６ｂ 投影レンズ ２７ａ，２７ｂ，７７ａ，７７ｂ 偏光器 ２８，７８ 焦点／回転補正レンズ ２９，７９ 散乱電子遮断アパーチャ ３０，８０ ウエハ ３１，８１ ウエハチャック ３２，８２ ウエハステージ ３３，８３ 電子ビーム強度検出器 ３４，８４ 二次電子検出器 ３５，８５ 真空容器 ３５ａ，８５ａ 開窓部 ３６，８６ 真空窓 ３７，８７ 第１の測長器 ３８，８８ 第２の測長器 ３９，８９ 位置ずれ演算回路 ７１ａ，７１ａ’ 非接触領域 ７２ｂ，７２ｂ’，７２ｂ” 凹部 ９０ 第１の駆動部 ９１ 第２の駆動部

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パターンが形成されたレチクルマスクに
   紫外光を照射して前記パターンを投影する紫外光照射部
   と、前記レチクルマスクを透過した紫外光を電子ビーム
   に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段から出射
   された電子ビームをウエハ上に照射させ、前記レチクル
   マスクと前記ウエハとを同期移動させて前記パターンを
   前記ウエハに投影露光する電子ビーム露光部とを有する
   電子ビーム露光装置において、 前記光電変換手段の前記紫外光が照射される面の裏面
   に、前記電子ビームを通過させるための開口部を有する
   導電部材板部が接触された状態で設けられていることを
   特徴とする電子ビーム露光装置。
2. 【請求項２】 前記開口部は、前記導電部材板部の前記
   光電変換手段との接触面から前記電子ビームの出射方向
   に向けてテーパ状に拡げられて形成されている請求項１
   に記載の電子ビーム露光装置。
3. 【請求項３】 前記開口部の傾斜角度は前記電子ビーム
   の出射方向に対して略６７．５度である請求項２に記載
   の電子ビーム露光装置。
4. 【請求項４】 前記導電部材板部の前記光電変換手段に
   接触する面に凹部が設けられているとともに、前記光電
   変換手段と前記導電部材板部とが相対的に移動自在に設
   けられている請求項１から３のいずれか１項に記載の電
   子ビーム露光装置。
5. 【請求項５】 前記凹部は複数設けられ、各前記凹部は
   マトリックス状に配列されている請求項４に記載の電子
   ビーム露光装置。
6. 【請求項６】 前記マトリックス状に配列された各前記
   凹部は、前記マトリックスの横列における各前記凹部同
   士の間隔および縦列における各前記凹部同士の間隔がそ
   れぞれ等間隔に設けられている請求項５に記載の電子ビ
   ーム露光装置。
7. 【請求項７】 前記凹部は前記開口部の全体幅および長
   さよりも大きく設けられている請求項３から５のいずれ
   か１項に記載の電子ビーム露光装置。
8. 【請求項８】 前記導電部材板部は固定され、前記光電
   変換手段のみが自在に移動することによって前記光電変
   換手段と前記導電部材板部とが相対的に移動される請求
   項４から７のいずれか１項に記載の電子ビーム露光装
   置。
9. 【請求項９】 前記導電部材板部の前記光電変換手段と
   接触する面の面積は、前記導電部材板部と前記光電変換
   手段との接触面積よりも大きく設けられている請求項１
   から８のいずれか１項に記載の電子ビーム露光装置。