JPS5961926A - 電子−光投影露光装置 - Google Patents

電子−光投影露光装置

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JPS5961926A
JPS5961926A JP57170842A JP17084282A JPS5961926A JP S5961926 A JPS5961926 A JP S5961926A JP 57170842 A JP57170842 A JP 57170842A JP 17084282 A JP17084282 A JP 17084282A JP S5961926 A JPS5961926 A JP S5961926A
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JP
Japan
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sample
electron beam
light
deflection
electron
Prior art date
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Pending
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JP57170842A
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English (en)
Inventor
Katsu Inoue
井上 克
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3174Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電子−光投影露光装置、特に試料上に予め定め
られたパターンを形成するだめに用いられるのに適した
電子−光投影露光装置に関する。
〔従来技術〕
レチクル又はマスク製作のために用いられるノくターン
ジェネレータの欠点である低描画速度および低分解能を
カバーするものとして電子線描画装置が利用されるよう
になってきている。また最近では半導体ウエーノ・に対
する直接描画が可能な電子線描画装置も開発されている
しかし、磁子線描画装置は描画を真空中で行うように構
成されなければにらないだめ、その装置が大がかりにな
ると共に、試料交換に当って真空破壊および高真空排気
を行わなければならないことから試料交換に長時間が必
要であるのみならず、その操作も面倒であるという問題
がある。
これらの問題は、最近多用されるようになってきている
、7スク又はレチクルの像をウェーハ上に転写する光A
・に光装置i¥によって解決される。
しかし、この光+5’?を光装置を用いる場合は、半導
体回路製作に当ってマスク又はレチクルの製作二[稈が
必須不可欠となり、その結果とじ−Cターンアラウンド
タイムが増大するという問題がある。
〔発明の目的〕
したがって、本発明の目的は試料の露光をマスク又はレ
チクルを用いることなしに大気中で行うことができる1
程子−光投影露光装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明によれば、蛍光表面は集束された電子線でもって
走査され、そ力、にょって蛍光表面から発生する蛍光は
試料に投影される。したがって、蛍光表面の集束された
電子線による走査と蛍光表面に対する集束された電子線
の照射を制御することによって試料上に予め定められた
パターンを形成することができる。
〔発明の実施例〕
第1図は本−’t1明にイ、とづく一実施例を示す。同
図全参照す七:)に、10″8TOrr以上の高真空度
金有する真空室1内の上端部に配置された電子銃2から
放出される電子線は集束レンズ3および4によって予め
定められた位置4に集束される。、〆(空室1の下端に
配置されたガラスのような透明板5には蛍光層6が、そ
の表面が予め定められた位1i4に配置されるように形
成されている。したがって、蛍光層6は集束された電子
線によって照射され、それによって蛍光を発生する。蛍
光層6が発生する蛍光はその蛍光発生点の像が試料7上
に形成されるように、大気圧雰囲気のハウジング20内
に配置された投影光学系8によって試料7に投影される
。投影光学系8は等倍率投影光学系であってもよいし、
あるいは縮小投影光学系であってもよい。
電子銃2と集束レンズ3の間しこ(f、」、ブランキン
グ用の電極9と絞り10が配置され、そして電極9にブ
ランキング信号を与えることによって1if子線が点線
で示されるようにブランキングされる。
集束レンズ4と蛍光jf46の間には偏向装置12が配
置されている。この偏向装置I″i電磁形、静電形のい
ずれであってもよい。この偏向装置に偏向信号を与える
と、1を子線が二次元的に偏向され、その結果として蛍
光層6は集束された電子線でもって二次元的に走査され
る。この走査が行われるとそツユ、に応じて蛍光層6の
発光点が変化するから、その発光点の試料7上における
像形成位置もそれに応じて変化する。
試料7の光照射を受ける表面は光に対して感光する、厚
さが1喘程度のフォトレジスト層として形成されている
。したがって、電極9に与えられるブランキング信号お
よび偏向装置12に与えられる偏向信号をコンピュータ
エ4によって制御すれば、試料7の表面には予め定めら
れたパターンを形成することができる。
試料7はハウジング20の下端部に配置された試料ステ
ージ15に設置されている。このステージは駆動装置1
6によって二次元的に移動され、またその二次元的な移
動のために、駆動装置16はコンピュータ14によって
?filJ 御される。この試料の二次元的な移動制御
は電子線の偏向だけでは〕くターニングできなりほどに
大きい領域にパターニングをするのに用いられる。具体
的には、電子線の偏向によってIくターニングが可能な
l′I′IT積は30〜50胴角程度であるので、試料
表面をその程度の面積をもつ領域に仮想的K +l’4
]]分割し、一つの仮想領域の電子線偏向によるパター
ニングが終る毎に試料をステツブ状に移動させ、それン
こよって試料表面全体のパターニングを終了させるよう
にする。
試料15の位置はレーザー干渉計のような位置検出器1
7によって検出される。その検出信号はコンピュータ1
4に与えられ、ここで予め設定された設定値と比較され
、その結果設定1直と実測値間に差が、ちればその差が
零になるように駆動装置16がコンピュータ1,4によ
って制御される。
電子線のブランキング、′1“17子線の偏向装置12
による偏向、試料7の二次元的な移動、並びに試料7の
位置検出および補正のコンピュータ14による:ljU
御技術kL ’III:子線描両装置において確X大さ
れし1−+ ている技術であるので、この技術の前記以りの詳へ 細な説明はここでは省略する。
蛍光層6を4,777成すル′17 光体としてはY2
S’05:Ce系を用いることができる。この蛍光体は
波長4 l Q n nlの強力な蛍光を発生し、その
蛍光時間(1)ecay time )も0.1.ct
nと非常に短かく、蛍光発光点の111径も1μ、、 
程度に小さくすることができる。
前述したように、ハウジング2o内は真空室1とちがっ
て大気圧雰囲気であって、この大気圧雰囲気中で試料7
に対する露光が可能であり、またそ71.にもかかわら
r、その露光はマスクやレチクルな1〜で行うことがで
きる。
試料7のパターニングを′11を子線を用いて行う場@
−は試別7のFIN子線照射を受ける表面はif:子線
レジストで形成される必要があるが、11シ子線が電子
線レジストに当ると、そのレジストにt1℃(Wfが蓄
積されるようになるため、それ(Cよって生じる静電力
d: tfi: +mK作yi Lでたに光Y1’l置
ずれが生じる。しかるに第1図の実Jjirp例によ7
Lば、試$−F7をjjji射するのは?lff1子線
ではなくて光であるから、そのような問題は生じない。
′dε子線全11嗣:す伎!+τ12によって偏向する
と、一般には偏向歪が兄生ずること&:i Rけがたい
。その1〕[コ向歪は樽形又は糸巻形でちる場合もある
し、あるいは初雑な形をとる場合もある。しズハし、そ
の+1.ill予歪、1i子線1!ti射面全体につい
て実測することができる。し/とがって、たとえば電子
線描画装置におけると同様にT:¥、子線照射而面各1
’、il、標位置での偏向歪を数表としてコンピュータ
12に記憶しておき、そして実際の露光時(すなわちパ
ターニング時)に偏向装置412に与えられるfluf
向信号小信号ンピュータ14によって偏向和分を?r、
”、 L 引イテその偏向歪の補iEをすることができ
る。また投影光学系8に存在する光学歪も実測可能であ
るから、実際の露光時にはこの光学重分もfliJ向1
11号から差し引いてその光学歪の抽i1E 金するこ
とができる。
この光学歪の補正は今までの光露光手段では実際にはU
4邊11(、であったもので、第1図の実9rlj例に
、)」れば、この今寸でに困難とされていた光学歪をも
前述のようにして補正することができるようになる。
蛍光層6の各発光点からの光は光検出器21によって検
出される。その検出された信号は絞り側脚回路22にお
いて基準値と比較され、そしてもし検出された値が基準
値と異なる場合はその差に対応する信号が絞り駆動装置
23に与えられる。
絞り駆動装置23は集束レンズ3および4間に配置され
た絞り24の開口面積を変えることにより1E電子線度
をAiJ記差の値が零になるように変化させる。しだが
って、第1図の実施例によれば、蛍光層6の経時変化な
どにもとづく蛍光層6の各発光点での発光強度の不均一
が解消される。
なお、光検出器21の検出信号を絞り24にフィードバ
ックする代りに、市子銃2内の電子線源の直後に好適配
置されるウェーネルト電極とか電子引き出し電極とか呼
ばれる電極にフィードバックし、そのt極に与えられる
電圧を制御することにより電子線の強度を変えるように
してもよい。
11i子線を偏向装置12によって偏向させると、電子
線の焦点面は球面状になる/こめ、ある偏向角度位置で
は焦点が合っていても、他の偏向角度位置では焦点ずれ
、すなわちぼけが生じる。そこで、電子線描画装置で行
なわれるように、全偏向角度位置で焦点が合うようVX
厄子線偏向装ff112による電子線偏向と連動して集
束レンズの焦点距離を変化させるようにしてもよい。
試料7の表面は、その製造工程での反りなどにもとづき
凹凸状になっていることが多い。これは部分的な焦点ず
れ発生じることとなり、その結果として解像度が低下す
ることとなる。この問題を解決するために、試料70表
面の高さ方向の位置を検出し、その検出された位置信号
にもとづいて試料7を上下させて、試料7の表面を常に
予め定められた位置に維持するようにしてもよい。試料
7の表面位置検出手段は光露光装置で用いられているエ
アマイクロメータであってもよい。これによれば、投影
光学系8の下部においてノズルを通してN2などのガス
が試料7の表面に噴出され、その吹き出し圧力と大気圧
(基準圧力)との差が一定となるように試料7がト下さ
れる。もちろん、r−7マイクロメータの代りに、試料
7の表面からの反射)’(:、 k 」9形光学系8全
通して検出し、その反射光:4が常に一定となるように
試料7を上下させるという手段を用いてもよい。
ある物体にくさびを打ち込むと、その物体はくさびの打
ち込み方向とは直角な方向に変位する。
試料7を上下移動させる手段はこの原理にもとづくもの
であってもよい。
〔発明の効果〕
以上詳述したところから明らかなように、本発明によれ
ば、試料の露光をマスク又はレチクルを用いることなし
に大気中で行うことができ電子〜光投影露光装置が提供
される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にもとづく一実施例を示す電子−光投影
露光装置の概念図である。 2・・・′混子銃、3,4・・・集束レンズ、6・・・
蛍光層、7・・・試料、8・・・投影光学系、9・・・
ブランキング用??E極、12・・・偏向装R,14・
・・コンピュータ、1G・・・駆動装置、17・・・位
置検出器。 代哩人 弁理士 高橋明kH′: E 、工、:、I″

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電子ビームを発生する手段と、前記トd子ビームを
    予め定められた位置に集束する手段と、前記予め定めら
    れた位置に配置された蛍光表面と、前記集束された電子
    ビームでもって前記蛍光表面を走査し、それによって前
    記蛍光表面から光を発生させる手段と、前記光を試料に
    投影する手段とを備えていることを特徴とする重子−光
    投影露光装置澄。 2、磁子ビームを発生する手段と、前記電子ビームを予
    め定められた位置に集束する手段と、前記予め定められ
    た位置に配置された蛍光表面と、前記集束された成子ビ
    ームでもって前記蛍光表面を走査し、それによって前記
    蛍光表面から光を発生さ亡る手段と、前記光を試料に投
    影する手段と、前記光を検出し、その検出信号にもとづ
    いて前記光の強度が実質的に一定となるように前記電子
    線の強度を制御する手段とを備えていることを特徴とす
    る電子−光投影露光装置。
JP57170842A 1982-10-01 1982-10-01 電子−光投影露光装置 Pending JPS5961926A (ja)

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