JP2000252198A - 荷電ビーム露光装置 - Google Patents
荷電ビーム露光装置Info
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/045—Beam blanking or chopping, i.e. arrangements for momentarily interrupting exposure to the discharge
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-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
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
- H01J37/3177—Multi-beam, e.g. fly's eye, comb probe
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 開口を通過した微細ビームを小電圧で大きな
偏向の可能なブランキング・アパーチャー・アレイ（Ｂ
ＡＡ）を有する荷電ビーム露光装置の実現。 【解決手段】 ビーム源11と、複数の開口26と、各開口
毎に対向するように設けられた偏向電極24を有し、各開
口の偏向電極に印加するオン・オフ信号で各開口を通過
する荷電ビームのオン・オフ制御可能なＢＡＡ20と、Ｂ
ＡＡを通過した荷電ビームを偏向する偏向手段16,17
と、ＢＡＡを通過した荷電ビームを試料18上に収束する
収束手段19,63 と、露光パターンに応じてＢＡＡの各開
口の電極に印加する信号を制御する露光制御手段71とを
備える荷電ビーム露光装置において、ＢＡＡは、積層し
た複数のＢＡＡ基板20A,20B,20p-20U を備え、各ＢＡＡ
基板は複数の開口が形成され、片面に偏向電極が形成さ
れている。
偏向の可能なブランキング・アパーチャー・アレイ（Ｂ
ＡＡ）を有する荷電ビーム露光装置の実現。 【解決手段】 ビーム源11と、複数の開口26と、各開口
毎に対向するように設けられた偏向電極24を有し、各開
口の偏向電極に印加するオン・オフ信号で各開口を通過
する荷電ビームのオン・オフ制御可能なＢＡＡ20と、Ｂ
ＡＡを通過した荷電ビームを偏向する偏向手段16,17
と、ＢＡＡを通過した荷電ビームを試料18上に収束する
収束手段19,63 と、露光パターンに応じてＢＡＡの各開
口の電極に印加する信号を制御する露光制御手段71とを
備える荷電ビーム露光装置において、ＢＡＡは、積層し
た複数のＢＡＡ基板20A,20B,20p-20U を備え、各ＢＡＡ
基板は複数の開口が形成され、片面に偏向電極が形成さ
れている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビーム露光装
置などの荷電ビーム露光装置に関し、特に多数の制御電
極を有する開口を配列し、制御電極に印加する信号で各
開口を通過するビームをオン・オフ制御できるブランキ
ング・アパーチャ・アレイ（ＢＡＡ）を備え、荷電ビー
ムの走査に同期してＢＡＡを制御するＢＡＡ方式の荷電
ビーム露光装置に関する。
置などの荷電ビーム露光装置に関し、特に多数の制御電
極を有する開口を配列し、制御電極に印加する信号で各
開口を通過するビームをオン・オフ制御できるブランキ
ング・アパーチャ・アレイ（ＢＡＡ）を備え、荷電ビー
ムの走査に同期してＢＡＡを制御するＢＡＡ方式の荷電
ビーム露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年半導体技術は益々発達し、半導体集
積回路（ＩＣ）の集積度と機能が向上してコンピュー
タ、通信機械制御など広く産業全般に渡る技術進歩の核
技術としてその役割が期待されている。ＩＣは、２年か
ら３年で４倍の高集積化を達成しており、例えば、ダイ
ナミック・ランダムアクセス・メモリ（ＤＲＡＭ:Dynam
icRandom Access Memory）においては、その記憶容量
が、１Ｍ、４Ｍ、１６Ｍ、２５６Ｍ、そして１Ｇと増大
している。このようなＩＣの高集積化は、半導体製造技
術における微細加工技術の進歩に依存するところが大き
い。
積回路（ＩＣ）の集積度と機能が向上してコンピュー
タ、通信機械制御など広く産業全般に渡る技術進歩の核
技術としてその役割が期待されている。ＩＣは、２年か
ら３年で４倍の高集積化を達成しており、例えば、ダイ
ナミック・ランダムアクセス・メモリ（ＤＲＡＭ:Dynam
icRandom Access Memory）においては、その記憶容量
が、１Ｍ、４Ｍ、１６Ｍ、２５６Ｍ、そして１Ｇと増大
している。このようなＩＣの高集積化は、半導体製造技
術における微細加工技術の進歩に依存するところが大き
い。
【０００３】現状で微細加工技術の限界を規定している
のはパターン露光技術（リソグラフィ技術）である。パ
ターンを露光する技術として、現在はステッパと呼ばれ
る光学的露光装置が使用されている。光学的露光装置で
は、回折現象のために形成できるパターンの最小幅が露
光用光源の波長で規定される。現在光源としては紫外線
を出力するものが使用されているが、これ以上短波長の
光の使用は難しくなってきており、より微細な加工を行
うために、光学的露光装置以外の新しい露光方式が検討
されている。
のはパターン露光技術（リソグラフィ技術）である。パ
ターンを露光する技術として、現在はステッパと呼ばれ
る光学的露光装置が使用されている。光学的露光装置で
は、回折現象のために形成できるパターンの最小幅が露
光用光源の波長で規定される。現在光源としては紫外線
を出力するものが使用されているが、これ以上短波長の
光の使用は難しくなってきており、より微細な加工を行
うために、光学的露光装置以外の新しい露光方式が検討
されている。
【０００４】荷電ビーム露光においては、０．０５μｍ
以下の微細可能が、０．０２μｍ以下の位置合わせ精度
で実現可能であることが知られている。しかしながら、
従来この荷電ビーム露光は、ステッパに比べてスループ
ットが低くてＬＳＩの量産には使用できないであろうと
考えられてきた。荷電ビーム露光におけるスループット
の問題は、例えば、１つの粒子ビーム（電子ビーム）を
連続的に走査して露光を行う一筆書き方式の電子ビーム
露光についての議論であり、スループットを上げるため
の物理的／技術的なネックに視点をあてて原因を解明
し、真剣に検討した結果によるものではない。すなわ
ち、荷電ビーム露光は、スループットが低くてＬＳＩの
量産には使用できないというのは、単に現在市販されて
いる装置の生産性に鑑みて判断されているに過ぎない。
しかし、近年、ブロック露光法（部分図形一括転写法、
繰り返しパターンを一括転写で露光し、残りを可変矩形
で露光する方法）の発明により、メモリなど繰り返しパ
ターンの多いデバイスに対しては高スループットが期待
できるようになった。しかしながら、ロジックなどラン
ダムパターンを有するデバイスに対してはブロック露光
法を適用する利点が少なく、スループットの向上は依然
困難である。このため、ランダムパターンを有するデバ
イスに対しても高スループットで露光できる新たな荷電
ビーム露光法の開発が要望されている。
以下の微細可能が、０．０２μｍ以下の位置合わせ精度
で実現可能であることが知られている。しかしながら、
従来この荷電ビーム露光は、ステッパに比べてスループ
ットが低くてＬＳＩの量産には使用できないであろうと
考えられてきた。荷電ビーム露光におけるスループット
の問題は、例えば、１つの粒子ビーム（電子ビーム）を
連続的に走査して露光を行う一筆書き方式の電子ビーム
露光についての議論であり、スループットを上げるため
の物理的／技術的なネックに視点をあてて原因を解明
し、真剣に検討した結果によるものではない。すなわ
ち、荷電ビーム露光は、スループットが低くてＬＳＩの
量産には使用できないというのは、単に現在市販されて
いる装置の生産性に鑑みて判断されているに過ぎない。
しかし、近年、ブロック露光法（部分図形一括転写法、
繰り返しパターンを一括転写で露光し、残りを可変矩形
で露光する方法）の発明により、メモリなど繰り返しパ
ターンの多いデバイスに対しては高スループットが期待
できるようになった。しかしながら、ロジックなどラン
ダムパターンを有するデバイスに対してはブロック露光
法を適用する利点が少なく、スループットの向上は依然
困難である。このため、ランダムパターンを有するデバ
イスに対しても高スループットで露光できる新たな荷電
ビーム露光法の開発が要望されている。
【０００５】従来の荷電ビーム露光では、単一の荷電ビ
ームを用いて露光していた。ブロック露光法を用いる場
合でもランダムパターンについては単一の荷電ビームを
用いて露光する必要があり、スループットの向上は十分
でない。また、少量多品種のデバイスにブロック露光法
を適用する場合には、ブロックパターンを多数用意する
必要があり、ブロックパターンの増加がブロック露光法
の適用範囲を制限していた。そこで、ブランキングアパ
ーチャーアレイ（ＢＡＡ）で生成した独立に制御可能な
複数本の荷電ビームを使用して露光を行うマルチビーム
方式の露光方法が提案されている。本発明は、このＢＡ
Ａを使用するマルチビーム方式の荷電ビーム露光装置に
係わり、ここではこの方式の露光方法をブランキングア
パーチャーアレイ（ＢＡＡ）方式と称する。以下、荷電
ビームとして電子ビームを使用する電子ビーム露光装置
を例として説明を行う。
ームを用いて露光していた。ブロック露光法を用いる場
合でもランダムパターンについては単一の荷電ビームを
用いて露光する必要があり、スループットの向上は十分
でない。また、少量多品種のデバイスにブロック露光法
を適用する場合には、ブロックパターンを多数用意する
必要があり、ブロックパターンの増加がブロック露光法
の適用範囲を制限していた。そこで、ブランキングアパ
ーチャーアレイ（ＢＡＡ）で生成した独立に制御可能な
複数本の荷電ビームを使用して露光を行うマルチビーム
方式の露光方法が提案されている。本発明は、このＢＡ
Ａを使用するマルチビーム方式の荷電ビーム露光装置に
係わり、ここではこの方式の露光方法をブランキングア
パーチャーアレイ（ＢＡＡ）方式と称する。以下、荷電
ビームとして電子ビームを使用する電子ビーム露光装置
を例として説明を行う。
【０００６】図１は、ＢＡＡ方式の電子ビーム露光装置
の光学系の基本構成を示す図である。図１において、電
子銃１１から放出された電子ビームは、第１矩形アパー
チャー１２で成形され、電磁レンズなどで平行ビームに
された後ＢＡＡデバイス２０に入射される。後述するよ
うに、ＢＡＡデバイス２０に入射した電子ビームは、各
ビームが試料（ウエハ）に照射されるかどうかが独立に
制御できる多数の微細なビームになる。ブランカー１４
は、ＢＡＡデバイス２０を通過した多数の微細なビーム
を同時に遮断（オフ）する時に偏向する静電偏向器であ
り、偏向した時には最終アパーチャー１５により遮断さ
れてオフされ、偏向しない時にはそのまま通過するので
オンとなる。最終アパーチャー１５を通過した多数の微
細なビームは、サブデフレクタ（副偏向器）１６及びメ
インデフレクタ（主偏向器）１７により偏向されて、ス
テージに載置された試料（ウエハ）１８上の所望の位置
に照射されると共に、電磁レンズ（図示のコイル１９と
図示していないポールピースで構成される）１９により
多数の微細なビームはそれぞれ試料１８上に小さなスポ
ットに収束される。以上の要素は光学コラムと呼ばれる
筐体内に収容され、電子ビームが通過する部分は真空状
態になるように減圧されている。
の光学系の基本構成を示す図である。図１において、電
子銃１１から放出された電子ビームは、第１矩形アパー
チャー１２で成形され、電磁レンズなどで平行ビームに
された後ＢＡＡデバイス２０に入射される。後述するよ
うに、ＢＡＡデバイス２０に入射した電子ビームは、各
ビームが試料（ウエハ）に照射されるかどうかが独立に
制御できる多数の微細なビームになる。ブランカー１４
は、ＢＡＡデバイス２０を通過した多数の微細なビーム
を同時に遮断（オフ）する時に偏向する静電偏向器であ
り、偏向した時には最終アパーチャー１５により遮断さ
れてオフされ、偏向しない時にはそのまま通過するので
オンとなる。最終アパーチャー１５を通過した多数の微
細なビームは、サブデフレクタ（副偏向器）１６及びメ
インデフレクタ（主偏向器）１７により偏向されて、ス
テージに載置された試料（ウエハ）１８上の所望の位置
に照射されると共に、電磁レンズ（図示のコイル１９と
図示していないポールピースで構成される）１９により
多数の微細なビームはそれぞれ試料１８上に小さなスポ
ットに収束される。以上の要素は光学コラムと呼ばれる
筐体内に収容され、電子ビームが通過する部分は真空状
態になるように減圧されている。
【０００７】実際の電子ビーム露光装置には、露光パタ
ーンに応じてＢＡＡデバイス２０の各電極に印加する信
号やサブデフレクタ１６及びメインデフレクタ１７に印
加する偏向信号を発生する露光制御回路や、そこから出
力される信号を各部に印加するドライブ回路や、ステー
ジの移動を制御するステージ制御回路などの電子・制御
回路が設けられているが、図１では省略してある。
ーンに応じてＢＡＡデバイス２０の各電極に印加する信
号やサブデフレクタ１６及びメインデフレクタ１７に印
加する偏向信号を発生する露光制御回路や、そこから出
力される信号を各部に印加するドライブ回路や、ステー
ジの移動を制御するステージ制御回路などの電子・制御
回路が設けられているが、図１では省略してある。
【０００８】次に、ブランキングアパーチャーアレイ
（ＢＡＡ）方式の原理について、図２及び図３を参照し
て説明する。図２は、ＢＡＡデバイス２０のＢＡＡを配
列したＢＡＡ部３０の構成例を示す図である。ＢＡＡ部
３０は薄い板であり、両側に偏向信号用電極（偏向電
極）３２とアース電位用電極（ＧＮＤ電極）３３を有す
る多数の開口３１を図示のように配列したものである。
これに一様な電子ビームを入射することにより、各開口
３１の部分を通過する多数の微細ビームが生成されると
共に、電極３２と３３により静電偏向器が形成され、電
極３２に電圧を印加しない時には微細ビームはそのまま
通過してウエハ１８上に照射されるが、電極３２に電圧
を印加した時には微細ビームの方向が曲がり、ウエハ１
８に照射されない。すなわち、電極３２に電圧を印加す
るかしないかで、開口３１を通過するビームのオン・オ
フが制御できる。ここでは、電極３２に電圧を印加して
微細ビームを偏向し、ウエハ１８に照射されない状態を
オフとし、電極３２に電圧を印加せずに微細ビームを偏
向せず、ウエハ１８に照射される状態をオンとする。
（ＢＡＡ）方式の原理について、図２及び図３を参照し
て説明する。図２は、ＢＡＡデバイス２０のＢＡＡを配
列したＢＡＡ部３０の構成例を示す図である。ＢＡＡ部
３０は薄い板であり、両側に偏向信号用電極（偏向電
極）３２とアース電位用電極（ＧＮＤ電極）３３を有す
る多数の開口３１を図示のように配列したものである。
これに一様な電子ビームを入射することにより、各開口
３１の部分を通過する多数の微細ビームが生成されると
共に、電極３２と３３により静電偏向器が形成され、電
極３２に電圧を印加しない時には微細ビームはそのまま
通過してウエハ１８上に照射されるが、電極３２に電圧
を印加した時には微細ビームの方向が曲がり、ウエハ１
８に照射されない。すなわち、電極３２に電圧を印加す
るかしないかで、開口３１を通過するビームのオン・オ
フが制御できる。ここでは、電極３２に電圧を印加して
微細ビームを偏向し、ウエハ１８に照射されない状態を
オフとし、電極３２に電圧を印加せずに微細ビームを偏
向せず、ウエハ１８に照射される状態をオンとする。
【０００９】ＢＡＡ方式における露光では、微細ビーム
群の偏向に同期させてＢＡＡ部３０の各開口のオン・オ
フを制御することにより所望の露光パターンを得る。図
３は、ＢＡＡ方式における露光を説明する図であり、Ｂ
ＡＡ部３０に９個の開口３１が３列３行に配列されてい
る場合の例である。まず、図３の（１）に示すように、
ＢＡＡ部３０を通過したビームがＢ１の位置に照射され
るように偏向される。この時、開口（Ｌ１，Ｒ２）のみ
がオンで、他の開口はオフであるとすると、開口（Ｌ
１，Ｒ２）を通過したビームが試料１８上のＰ１（Ｌ
１，Ｒ２）の位置に照射される。次に、少しスキャンが
進んで、図３の（２）に示すように、ＢＡＡ部３０を通
過したビームがＢ２の位置に照射されるように偏向され
る。ここで、開口（Ｌ２，Ｒ２）、（Ｌ１，Ｒ１）、
（Ｌ１，Ｒ３）のみがオンで他の開口はオフであるとす
ると、開口（Ｌ２，Ｒ２）、（Ｌ１，Ｒ１）、（Ｌ１，
Ｒ３）を通過したビームのみが試料１８上のＰ１（Ｌ
２，Ｒ２）、Ｐ２（Ｌ１，Ｒ１）、Ｐ３（Ｌ１，Ｒ３）
の位置に照射される。ここで、（１）と（２）での偏向
量は、Ｐ１（Ｌ２，Ｒ２）はＰ１（Ｌ１，Ｒ２）と同じ
位置になるように変化しているとする。更にスキャンが
進んで、図３の（３）に示すように、ＢＡＡ部３０を通
過したビームがＢ３の位置に照射されるように偏向され
る。ここで、開口（Ｌ３，Ｒ２）、（Ｌ２，Ｒ１）、
（Ｌ２，Ｒ３）、（Ｌ１，Ｒ１）、（Ｌ１，Ｒ２）、
（Ｌ１，Ｒ３）がオンで他の開口はオフであるとする
と、これらの開口を通過したビームのみは試料１８上の
Ｐ１（Ｌ３，Ｒ２）、Ｐ２（Ｌ２，Ｒ１）、Ｐ３（Ｌ
２，Ｒ３）、Ｐ４（Ｌ１，Ｒ１）、Ｐ５（Ｌ１，Ｒ
２）、Ｐ４（Ｌ１，Ｒ３）の位置に照射される。ここ
で、（２）と（３）での偏向量は、Ｐ１（Ｌ３，Ｒ２）
はＰ１（Ｌ２，Ｒ２）と、Ｐ２（Ｌ２，Ｒ１）はＰ２
（Ｌ１，Ｒ１）と、Ｐ３（Ｌ２，Ｒ３）はＰ３（Ｌ３，
Ｒ３）と同じ位置になるように変化しているとする。
群の偏向に同期させてＢＡＡ部３０の各開口のオン・オ
フを制御することにより所望の露光パターンを得る。図
３は、ＢＡＡ方式における露光を説明する図であり、Ｂ
ＡＡ部３０に９個の開口３１が３列３行に配列されてい
る場合の例である。まず、図３の（１）に示すように、
ＢＡＡ部３０を通過したビームがＢ１の位置に照射され
るように偏向される。この時、開口（Ｌ１，Ｒ２）のみ
がオンで、他の開口はオフであるとすると、開口（Ｌ
１，Ｒ２）を通過したビームが試料１８上のＰ１（Ｌ
１，Ｒ２）の位置に照射される。次に、少しスキャンが
進んで、図３の（２）に示すように、ＢＡＡ部３０を通
過したビームがＢ２の位置に照射されるように偏向され
る。ここで、開口（Ｌ２，Ｒ２）、（Ｌ１，Ｒ１）、
（Ｌ１，Ｒ３）のみがオンで他の開口はオフであるとす
ると、開口（Ｌ２，Ｒ２）、（Ｌ１，Ｒ１）、（Ｌ１，
Ｒ３）を通過したビームのみが試料１８上のＰ１（Ｌ
２，Ｒ２）、Ｐ２（Ｌ１，Ｒ１）、Ｐ３（Ｌ１，Ｒ３）
の位置に照射される。ここで、（１）と（２）での偏向
量は、Ｐ１（Ｌ２，Ｒ２）はＰ１（Ｌ１，Ｒ２）と同じ
位置になるように変化しているとする。更にスキャンが
進んで、図３の（３）に示すように、ＢＡＡ部３０を通
過したビームがＢ３の位置に照射されるように偏向され
る。ここで、開口（Ｌ３，Ｒ２）、（Ｌ２，Ｒ１）、
（Ｌ２，Ｒ３）、（Ｌ１，Ｒ１）、（Ｌ１，Ｒ２）、
（Ｌ１，Ｒ３）がオンで他の開口はオフであるとする
と、これらの開口を通過したビームのみは試料１８上の
Ｐ１（Ｌ３，Ｒ２）、Ｐ２（Ｌ２，Ｒ１）、Ｐ３（Ｌ
２，Ｒ３）、Ｐ４（Ｌ１，Ｒ１）、Ｐ５（Ｌ１，Ｒ
２）、Ｐ４（Ｌ１，Ｒ３）の位置に照射される。ここ
で、（２）と（３）での偏向量は、Ｐ１（Ｌ３，Ｒ２）
はＰ１（Ｌ２，Ｒ２）と、Ｐ２（Ｌ２，Ｒ１）はＰ２
（Ｌ１，Ｒ１）と、Ｐ３（Ｌ２，Ｒ３）はＰ３（Ｌ３，
Ｒ３）と同じ位置になるように変化しているとする。
【００１０】図示していないが、次には図３の（３）の
列Ｌ２のパターンをＬ１に、列Ｌ１のパターンをＬ２
に、Ｌ１には新しいパターンを印加し、同時にビームの
スキャンを進める。このような動作を行うことにより、
スキャン範囲の長さでＢＡＡ部３０の開口の行の幅で任
意のパターンを露光することができる。この時、各点に
ついて開口の列数分の露光が行われる。なお、図２の開
口３１は千鳥状に配置されており、図２において縦方向
にスキャンを行うことにより、各行のスポットの間が埋
められ一様な露光が行えるようにしている。
列Ｌ２のパターンをＬ１に、列Ｌ１のパターンをＬ２
に、Ｌ１には新しいパターンを印加し、同時にビームの
スキャンを進める。このような動作を行うことにより、
スキャン範囲の長さでＢＡＡ部３０の開口の行の幅で任
意のパターンを露光することができる。この時、各点に
ついて開口の列数分の露光が行われる。なお、図２の開
口３１は千鳥状に配置されており、図２において縦方向
にスキャンを行うことにより、各行のスポットの間が埋
められ一様な露光が行えるようにしている。
【００１１】以上のように、ＢＡＡ方式は、任意のパタ
ーンを自由に露光することができるという利点と共に、
スキャン信号を連続的に変化すればよいため、ベクタス
キャンの場合に必要なビームの整定時間がなく、高速の
スキャンが可能であり、高い効率で露光できるという利
点がある。更に、同一のスポットが複数回露光されるた
め、露光エネルギも高い。
ーンを自由に露光することができるという利点と共に、
スキャン信号を連続的に変化すればよいため、ベクタス
キャンの場合に必要なビームの整定時間がなく、高速の
スキャンが可能であり、高い効率で露光できるという利
点がある。更に、同一のスポットが複数回露光されるた
め、露光エネルギも高い。
【００１２】一般に、サブデフレクタの応答速度の方が
メインデフレクタの応答速度より速いので、通常はメイ
ンデフレクタによるメイン偏向範囲を、サブデフレクタ
による偏向範囲より小さい複数のサブ偏向範囲に分割
し、メインデフレクタによる偏向位置を各サブ偏向範囲
の中心になるように設定した上で、サブ偏向範囲内をサ
ブデフレクタによる偏向位置を変化させながらパターン
露光を行う。１つのサブ偏向範囲の露光が終了すると、
メインデフレクタによる偏向位置を変更して次のサブ偏
向範囲の露光を行う。この他に、ステージを連続的に移
動しながら露光を行う連続移動方式などもある。この場
合は、メインデフレクタによる偏向位置をステージの移
動に同期して変化させながらサブ偏向範囲内を順次露光
する。
メインデフレクタの応答速度より速いので、通常はメイ
ンデフレクタによるメイン偏向範囲を、サブデフレクタ
による偏向範囲より小さい複数のサブ偏向範囲に分割
し、メインデフレクタによる偏向位置を各サブ偏向範囲
の中心になるように設定した上で、サブ偏向範囲内をサ
ブデフレクタによる偏向位置を変化させながらパターン
露光を行う。１つのサブ偏向範囲の露光が終了すると、
メインデフレクタによる偏向位置を変更して次のサブ偏
向範囲の露光を行う。この他に、ステージを連続的に移
動しながら露光を行う連続移動方式などもある。この場
合は、メインデフレクタによる偏向位置をステージの移
動に同期して変化させながらサブ偏向範囲内を順次露光
する。
【００１３】次に実際のＢＡＡデバイス２０について説
明する。図４は、ＢＡＡデバイス２０の全体図であり、
図５はＢＡＡデバイス２０のアパーチャー部分の拡大図
であり、図６はＢＡＡデバイス２０の断面図であり、２
個の開口のみを例示した図である。図４に示すように、
ＢＡＡデバイス２０は、例えば、シリコンウエハなどの
薄い板で形成され、中央部分にエッチングなどで板厚を
更に薄くしたアパーチャー部２１が形成されている。参
照番号２２は各開口の偏向電極に印加する偏向信号用の
偏向電極パッドであり、２３はＧＮＤ電極に接続される
ＧＮＤ電極パッドである。
明する。図４は、ＢＡＡデバイス２０の全体図であり、
図５はＢＡＡデバイス２０のアパーチャー部分の拡大図
であり、図６はＢＡＡデバイス２０の断面図であり、２
個の開口のみを例示した図である。図４に示すように、
ＢＡＡデバイス２０は、例えば、シリコンウエハなどの
薄い板で形成され、中央部分にエッチングなどで板厚を
更に薄くしたアパーチャー部２１が形成されている。参
照番号２２は各開口の偏向電極に印加する偏向信号用の
偏向電極パッドであり、２３はＧＮＤ電極に接続される
ＧＮＤ電極パッドである。
【００１４】図５に示すように、アパーチャー部２１で
は、開口２６が、横方向に所定のピッチで一直線上に、
縦方向には交互に半ピッチずれて千鳥状に形成されてい
る。開口２６は、例えば、５１２個設けられる。各開口
２６の上辺側には偏向電極２４が、残りの３辺にはＧＮ
Ｄ電極２５が設けられ、ＧＮＤ電極２５は横方向に相互
につながっている。このような電極構造を使用するの
は、各開口の偏向電極２４に印加される電圧が他の開口
に影響しないようにするためである。参照番号２７は、
表面と裏面の間の配線を行うためのスルーホール部であ
る。
は、開口２６が、横方向に所定のピッチで一直線上に、
縦方向には交互に半ピッチずれて千鳥状に形成されてい
る。開口２６は、例えば、５１２個設けられる。各開口
２６の上辺側には偏向電極２４が、残りの３辺にはＧＮ
Ｄ電極２５が設けられ、ＧＮＤ電極２５は横方向に相互
につながっている。このような電極構造を使用するの
は、各開口の偏向電極２４に印加される電圧が他の開口
に影響しないようにするためである。参照番号２７は、
表面と裏面の間の配線を行うためのスルーホール部であ
る。
【００１５】図６に示すように、ＢＡＡデバイス２０
は、シリコン（Ｓｉ）基板５２の裏面いボロン（Ｂ）を
拡散してボロン拡散層５３を形成し、アパーチャー部２
１の厚さをエッチングにより更に薄くし、両面に熱酸化
膜を形成して表面を絶縁状態にする。アパーチャー部２
１にエッチングにより開口２６を形成し、裏面に配線層
５６及び開口２６の回りの偏向電極２４とＧＮＤ電極２
５を形成する。その上にプラズマＣＶＤにより酸化膜を
形成し、更に偏向電極パッド２２、ＧＮＤ電極パッド２
３及びＧＮＤ配線などを形成する。ボロン拡散層５３は
アース（ＧＮＤ）に接地され、遮断した電子ビーム（電
子の流れ）がアースに流れるようにする。
は、シリコン（Ｓｉ）基板５２の裏面いボロン（Ｂ）を
拡散してボロン拡散層５３を形成し、アパーチャー部２
１の厚さをエッチングにより更に薄くし、両面に熱酸化
膜を形成して表面を絶縁状態にする。アパーチャー部２
１にエッチングにより開口２６を形成し、裏面に配線層
５６及び開口２６の回りの偏向電極２４とＧＮＤ電極２
５を形成する。その上にプラズマＣＶＤにより酸化膜を
形成し、更に偏向電極パッド２２、ＧＮＤ電極パッド２
３及びＧＮＤ配線などを形成する。ボロン拡散層５３は
アース（ＧＮＤ）に接地され、遮断した電子ビーム（電
子の流れ）がアースに流れるようにする。
【００１６】上記のようなＢＡＡデバイス２０の表面か
ら電子ビーム５４を照射すると開口２６の部分のみ電子
ビームが通過し、開口２６に対応した複数の微細ビーム
が生成される。偏向電極パッド２２にはプローブカード
の端子が接触し、ＢＡＡ駆動回路から信号が偏向電極２
４に印加される。同様に、ＧＮＤ電極パッド２３にもプ
ローブカードの端子が接触し、ＧＮＤ電極２５を接地す
る。偏向電極２４に電圧信号が印加された開口を通過し
た微細ビームは偏向されて図示していないラウンドアパ
ーチャーにより遮断され、偏向電極２４に電圧信号が印
加されない開口を通過した微細ビームは偏向されずに試
料１８に照射される。
ら電子ビーム５４を照射すると開口２６の部分のみ電子
ビームが通過し、開口２６に対応した複数の微細ビーム
が生成される。偏向電極パッド２２にはプローブカード
の端子が接触し、ＢＡＡ駆動回路から信号が偏向電極２
４に印加される。同様に、ＧＮＤ電極パッド２３にもプ
ローブカードの端子が接触し、ＧＮＤ電極２５を接地す
る。偏向電極２４に電圧信号が印加された開口を通過し
た微細ビームは偏向されて図示していないラウンドアパ
ーチャーにより遮断され、偏向電極２４に電圧信号が印
加されない開口を通過した微細ビームは偏向されずに試
料１８に照射される。
【００１７】以上、偏向電極の一方を接地し、他方にオ
ン時とオフ時でそれぞれ接地電位とそれ以外の所定の電
位を印加する例を説明したが、オフ時には２つの偏向電
極にそれぞれ接地電位以外の異なる２つの電位、例えば
正負の電位を印加し、オン時には同電位、例えば接地電
位を印加することも可能である。ただし、この場合には
各開口の２つの偏向電極はそれぞれ独立に電位を印加で
きることが必要であり、ＧＮＤ電極のように共通に接続
することはできない。ここでは、図５に示したような偏
向電極の一方を接地するＢＡＡデバイスについて説明す
るが、他のＢＡＡデバイスについても適用可能である。
ン時とオフ時でそれぞれ接地電位とそれ以外の所定の電
位を印加する例を説明したが、オフ時には２つの偏向電
極にそれぞれ接地電位以外の異なる２つの電位、例えば
正負の電位を印加し、オン時には同電位、例えば接地電
位を印加することも可能である。ただし、この場合には
各開口の２つの偏向電極はそれぞれ独立に電位を印加で
きることが必要であり、ＧＮＤ電極のように共通に接続
することはできない。ここでは、図５に示したような偏
向電極の一方を接地するＢＡＡデバイスについて説明す
るが、他のＢＡＡデバイスについても適用可能である。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】ＬＳＩの集積度の向上
に伴い、回路パターンはより微細になり、露光装置に要
求される解像度もより高くなっている。解像度を上げる
には１つの方法として荷電粒子（電子）の加速電圧を上
げる方法が考えられる。加速電圧を上げると入射する荷
電粒子（電子）のレジスト中での散乱が抑制され、また
基板からの反射粒子も抑制できる。しかし、ＢＡＡデバ
イスの偏向電極に印加する電圧が一定であれば加速電圧
を上げるとそれにほぼ比例して荷電粒子ビームの偏向量
が減少する。そのため、加速電圧を上げる前と同等の偏
向量を確保するためには、これまでよりも大きな電圧を
偏向電極に印加しなければならない。しかし、印加電圧
を高くすると、偏向（オン・オフ）信号を出力する駆動
回路の出力の整定に時間がかかり、高速動作が困難にな
る。そのため、荷電ビームの加速電圧を上げると、ＢＡ
Ａデバイスのオン・オフ速度を低下させる必要があり、
スループットが低下するという問題を生じていた。ＢＡ
Ａデバイスのオン・オフ速度を低下させないと、必要な
偏向量が確保できずに、微細ビームを確実にオフするこ
とができず、好ましくない露光が行われることになる。
に伴い、回路パターンはより微細になり、露光装置に要
求される解像度もより高くなっている。解像度を上げる
には１つの方法として荷電粒子（電子）の加速電圧を上
げる方法が考えられる。加速電圧を上げると入射する荷
電粒子（電子）のレジスト中での散乱が抑制され、また
基板からの反射粒子も抑制できる。しかし、ＢＡＡデバ
イスの偏向電極に印加する電圧が一定であれば加速電圧
を上げるとそれにほぼ比例して荷電粒子ビームの偏向量
が減少する。そのため、加速電圧を上げる前と同等の偏
向量を確保するためには、これまでよりも大きな電圧を
偏向電極に印加しなければならない。しかし、印加電圧
を高くすると、偏向（オン・オフ）信号を出力する駆動
回路の出力の整定に時間がかかり、高速動作が困難にな
る。そのため、荷電ビームの加速電圧を上げると、ＢＡ
Ａデバイスのオン・オフ速度を低下させる必要があり、
スループットが低下するという問題を生じていた。ＢＡ
Ａデバイスのオン・オフ速度を低下させないと、必要な
偏向量が確保できずに、微細ビームを確実にオフするこ
とができず、好ましくない露光が行われることになる。
【００１９】印加電圧を変更せずに高加速荷電ビームに
対しても偏向効率を一定に保とうとする方法としては、
偏向電極の長さを長くすることが考えられる。しかし、
ＢＡＡデバイスの製作工程上、形成できる電極の長さや
印加できる電圧にも限界がある。また、ＢＡＡデバイス
は、多数の微細ビーム、例えば５１２本の微細ビームを
生成するが、高品質の回路パターンを露光するために
は、各微細ビームを確実にオン・オフ制御できることが
要求される。すなわち、複数の微細ビームのうちの１つ
でも制御できないと露光した回路パターンの品質が低下
する。特に、オフできない状態になると、その微細ビー
ムが常時試料に照射されることになり、大きな悪影響を
及ぼす。そのため、１個の開口の微細ビームでも制御で
きなくなるとＢＡＡデバイスを交換する必要がある。
対しても偏向効率を一定に保とうとする方法としては、
偏向電極の長さを長くすることが考えられる。しかし、
ＢＡＡデバイスの製作工程上、形成できる電極の長さや
印加できる電圧にも限界がある。また、ＢＡＡデバイス
は、多数の微細ビーム、例えば５１２本の微細ビームを
生成するが、高品質の回路パターンを露光するために
は、各微細ビームを確実にオン・オフ制御できることが
要求される。すなわち、複数の微細ビームのうちの１つ
でも制御できないと露光した回路パターンの品質が低下
する。特に、オフできない状態になると、その微細ビー
ムが常時試料に照射されることになり、大きな悪影響を
及ぼす。そのため、１個の開口の微細ビームでも制御で
きなくなるとＢＡＡデバイスを交換する必要がある。
【００２０】ＢＡＡデバイス２０、特にアパーチャー部
２１は、常に荷電ビームが照射されるため、電極や配線
は照射ダメージあるいはその他の要因により、一部の開
口の微細ビームを制御できなくなるという故障がかなり
の確率で発生する。故障としては、例えば、電極２４、
２５が熱溶解する現象などがある。上記のようなストレ
スにより１個の開口の微細ビームが制御できなくなる故
障確率は小さくても、開口は５１２個あるためその内の
１個が故障する確率は５１２倍であり、かなり高くな
る。そのため、頻繁なＢＡＡデバイスの交換が必要であ
り、ＢＡＡデバイスの使用期間（ＢＡＡデバイスの寿
命）が非常に短く、実用上受け入れられないレベルにな
るという問題も生じていた。更に、このような交換は電
子ビーム露光装置のランニングコストの上昇を招く。
２１は、常に荷電ビームが照射されるため、電極や配線
は照射ダメージあるいはその他の要因により、一部の開
口の微細ビームを制御できなくなるという故障がかなり
の確率で発生する。故障としては、例えば、電極２４、
２５が熱溶解する現象などがある。上記のようなストレ
スにより１個の開口の微細ビームが制御できなくなる故
障確率は小さくても、開口は５１２個あるためその内の
１個が故障する確率は５１２倍であり、かなり高くな
る。そのため、頻繁なＢＡＡデバイスの交換が必要であ
り、ＢＡＡデバイスの使用期間（ＢＡＡデバイスの寿
命）が非常に短く、実用上受け入れられないレベルにな
るという問題も生じていた。更に、このような交換は電
子ビーム露光装置のランニングコストの上昇を招く。
【００２１】本発明は、ＢＡＡ方式の荷電ビーム露光装
置の信頼性を向上させて、微細なＬＳＩパターンを高品
質で且つ低コストで露光できるようにすることを目的と
する。
置の信頼性を向上させて、微細なＬＳＩパターンを高品
質で且つ低コストで露光できるようにすることを目的と
する。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記目的を実現するた
め、本発明の荷電ビーム露光装置では、ＢＡＡデバイス
を多層化する。すなわち、本発明の荷電ビーム露光装置
は、荷電ビームを生成するビーム源と、複数の開口と、
各開口毎に対向するように設けられた偏向電極を有し、
各開口の偏向電極に印加するオン・オフ信号で各開口を
通過する荷電ビームが試料上に照射されるかされないか
が制御可能なブランキング・アパーチャ・アレイと、ブ
ランキング・アパーチャ・アレイを通過した荷電ビーム
を偏向する偏向手段と、ブランキング・アパーチャ・ア
レイを通過した荷電ビームを試料上に収束する収束手段
と、露光パターンに応じて、前記ブランキング・アパー
チャ・アレイの各開口の電極に印加する信号を制御する
露光制御手段とを備える荷電ビーム露光装置において、
ブランキング・アパーチャ・アレイは、積層した複数の
ＢＡＡ基板を備え、各ＢＡＡ基板は、複数の開口が形成
され、片面に偏向電極が形成されていることを特徴とす
る。
め、本発明の荷電ビーム露光装置では、ＢＡＡデバイス
を多層化する。すなわち、本発明の荷電ビーム露光装置
は、荷電ビームを生成するビーム源と、複数の開口と、
各開口毎に対向するように設けられた偏向電極を有し、
各開口の偏向電極に印加するオン・オフ信号で各開口を
通過する荷電ビームが試料上に照射されるかされないか
が制御可能なブランキング・アパーチャ・アレイと、ブ
ランキング・アパーチャ・アレイを通過した荷電ビーム
を偏向する偏向手段と、ブランキング・アパーチャ・ア
レイを通過した荷電ビームを試料上に収束する収束手段
と、露光パターンに応じて、前記ブランキング・アパー
チャ・アレイの各開口の電極に印加する信号を制御する
露光制御手段とを備える荷電ビーム露光装置において、
ブランキング・アパーチャ・アレイは、積層した複数の
ＢＡＡ基板を備え、各ＢＡＡ基板は、複数の開口が形成
され、片面に偏向電極が形成されていることを特徴とす
る。
【００２３】本発明によれば、例えば、偏向電極の基板
に垂直な方向の長さ（高さ）が同一のＢＡＡ基板をｎ枚
積層した場合には、従来例に比べて偏向電極の高さがｎ
倍になったのと同じ効果が得られる。従って、従来と同
一の偏向量を得るには各偏向電極に印加する電圧は１／
ｎでよい。これにより、偏向信号を出力する駆動回路の
出力電圧を１／ｎにできるので駆動速度を速くでき、描
画速度を速くできる。もし、従来と同じ電圧を各偏向電
極に印加するとｎ倍の偏向量が得られることになり、荷
電ビームの加速電圧を高くしても十分な偏向量が得られ
るので、高解像パターンをスループットを低下させずに
描画できるようになる。実際には、ある程度駆動回路の
出力電圧を中間レベルに低下させて、高解像パターンを
より速く描画できるようにすることが望ましい。
に垂直な方向の長さ（高さ）が同一のＢＡＡ基板をｎ枚
積層した場合には、従来例に比べて偏向電極の高さがｎ
倍になったのと同じ効果が得られる。従って、従来と同
一の偏向量を得るには各偏向電極に印加する電圧は１／
ｎでよい。これにより、偏向信号を出力する駆動回路の
出力電圧を１／ｎにできるので駆動速度を速くでき、描
画速度を速くできる。もし、従来と同じ電圧を各偏向電
極に印加するとｎ倍の偏向量が得られることになり、荷
電ビームの加速電圧を高くしても十分な偏向量が得られ
るので、高解像パターンをスループットを低下させずに
描画できるようになる。実際には、ある程度駆動回路の
出力電圧を中間レベルに低下させて、高解像パターンを
より速く描画できるようにすることが望ましい。
【００２４】また、ＢＡＡ基板が複数になるということ
はブランキングアパーチャーの電極が冗長構造になると
いうことであり、たとえ一層目のＢＡＡ基板の電極が熱
溶解などで機能しなくなっても、他の層のＢＡＡ基板の
電極はそのまま機能するので、各微細ビームを偏向する
ことができる。１層のＢＡＡ基板の電極が機能しなくな
っても、残りの層のＢＡＡ基板の電極に電圧を印加する
ことで十分に余裕をもって偏向できるように設計すれ
ば、上記のような故障が発生してもＢＡＡデバイスとし
ては十分に機能し、故障にはならない。上記のように、
ＢＡＡ基板をｎ枚積層した場合には、従来と同じ電圧を
各偏向電極に印加するとｎ倍の偏向量が得られるので、
実現は容易である。従って、交換する頻度を大幅に低減
でき、スループットを向上させられると共に、ランニン
グコストも低減できる。
はブランキングアパーチャーの電極が冗長構造になると
いうことであり、たとえ一層目のＢＡＡ基板の電極が熱
溶解などで機能しなくなっても、他の層のＢＡＡ基板の
電極はそのまま機能するので、各微細ビームを偏向する
ことができる。１層のＢＡＡ基板の電極が機能しなくな
っても、残りの層のＢＡＡ基板の電極に電圧を印加する
ことで十分に余裕をもって偏向できるように設計すれ
ば、上記のような故障が発生してもＢＡＡデバイスとし
ては十分に機能し、故障にはならない。上記のように、
ＢＡＡ基板をｎ枚積層した場合には、従来と同じ電圧を
各偏向電極に印加するとｎ倍の偏向量が得られるので、
実現は容易である。従って、交換する頻度を大幅に低減
でき、スループットを向上させられると共に、ランニン
グコストも低減できる。
【００２５】複数のＢＡＡ基板の複数の開口配列は同一
又は面対称であることが望ましく、その場合には、対応
する各開口の位置が一致するように積層され、電子ビー
ムは最上面のＢＡＡ基板に垂直に入射される。ＢＡＡ基
板の開口の配列が同一又は面対称であれば、ＢＡＡ基板
間の誤差を非常に小さくすることが可能である。各開口
の電極の高さは特に制限されないが、同一であれば製造
が容易である。
又は面対称であることが望ましく、その場合には、対応
する各開口の位置が一致するように積層され、電子ビー
ムは最上面のＢＡＡ基板に垂直に入射される。ＢＡＡ基
板の開口の配列が同一又は面対称であれば、ＢＡＡ基板
間の誤差を非常に小さくすることが可能である。各開口
の電極の高さは特に制限されないが、同一であれば製造
が容易である。
【００２６】隣接するＢＡＡ基板の開口配列が同一の形
状であれば、一方のＢＡＡ基板の表面が他方のＢＡＡ基
板の裏面と向き合うか接するように積層し、隣接するＢ
ＡＡ基板の開口配列が面対称であれば、一方のＢＡＡ基
板の表面が他方のＢＡＡ基板の表面と向き合うか接する
ように積層する。積層は、対応する各開口の位置が一致
するように目視又は画像処理による自動装置で位置合わ
せした上で、相互に接着して行うが、別の手段で固定し
てもよい。
状であれば、一方のＢＡＡ基板の表面が他方のＢＡＡ基
板の裏面と向き合うか接するように積層し、隣接するＢ
ＡＡ基板の開口配列が面対称であれば、一方のＢＡＡ基
板の表面が他方のＢＡＡ基板の表面と向き合うか接する
ように積層する。積層は、対応する各開口の位置が一致
するように目視又は画像処理による自動装置で位置合わ
せした上で、相互に接着して行うが、別の手段で固定し
てもよい。
【００２７】複数のＢＡＡ基板の対応する開口の偏向電
極に印加するオン・オフ信号を、同一の駆動回路から出
力された共通の信号とすれば、駆動回路自体や駆動回路
からＢＡＡデバイスへの配線が簡単になる。複数のＢＡ
Ａ基板の対応する開口の偏向電極に印加するオン・オフ
信号の少なくとも一部を、異なる駆動回路から出力され
る信号として、独立に制御可能にすれば、故障の発生し
た偏向電極へのオン・オフ信号の供給を停止できる。こ
のような構成は、駆動回路自体や駆動回路からＢＡＡデ
バイスへの配線が複雑になるが、より高い冗長性が実現
できる。例えば、ある開口の偏向電極が機能しなくなっ
た時には、他の層のＢＡＡ基板のその開口に対応する偏
向電極に印加する電圧を増加させて補完する。
極に印加するオン・オフ信号を、同一の駆動回路から出
力された共通の信号とすれば、駆動回路自体や駆動回路
からＢＡＡデバイスへの配線が簡単になる。複数のＢＡ
Ａ基板の対応する開口の偏向電極に印加するオン・オフ
信号の少なくとも一部を、異なる駆動回路から出力され
る信号として、独立に制御可能にすれば、故障の発生し
た偏向電極へのオン・オフ信号の供給を停止できる。こ
のような構成は、駆動回路自体や駆動回路からＢＡＡデ
バイスへの配線が複雑になるが、より高い冗長性が実現
できる。例えば、ある開口の偏向電極が機能しなくなっ
た時には、他の層のＢＡＡ基板のその開口に対応する偏
向電極に印加する電圧を増加させて補完する。
【００２８】また、荷電ビーム光学系やＢＡＡデバイス
は完全に対称、均一なものは製作するのが難しい。その
ため、荷電ビームの軌道やどのブランキングアパーチャ
ー（開口）を通過したかなどによって偏向の位置が異な
ってくる。このようなずれが生じると、荷電ビームをオ
フする時には照射ビーム位置がずれながらオフさてい
く。従って、レジストやブランキング時間などの条件に
よってはレジストがその間に感光する可能性がある。各
開口毎にオン・オフ信号を調整できるようにすれば、こ
のようなずれを調整して同じようにオン・オフ制御でき
るようになる。
は完全に対称、均一なものは製作するのが難しい。その
ため、荷電ビームの軌道やどのブランキングアパーチャ
ー（開口）を通過したかなどによって偏向の位置が異な
ってくる。このようなずれが生じると、荷電ビームをオ
フする時には照射ビーム位置がずれながらオフさてい
く。従って、レジストやブランキング時間などの条件に
よってはレジストがその間に感光する可能性がある。各
開口毎にオン・オフ信号を調整できるようにすれば、こ
のようなずれを調整して同じようにオン・オフ制御でき
るようになる。
【００２９】各偏向電極が正常に動作するかは、各ＢＡ
Ａ基板の偏向電極に印加するオン・オフ信号を出力する
駆動回路の電流を監視したり、荷電ビーム露光装置に位
置合わせのために設けられている反射電子検出器の出力
を利用し、各開口毎の微細ビームをオン・オフ制御して
その時の反射電子検出器の出力を調べることで行う。偏
向電極へのオン・オフ信号の供給／停止を開口毎に可能
にすると構成が複雑になるので、ある層のＢＡＡ基板へ
のオン・オフ信号の供給／停止を可能にしてもよい。ま
た、ある層のＢＡＡ基板の偏向電極への配線をすべてア
ースに接地できるように電極オフ手段を設けてもよい。
これを利用して、全体的又は部分的に機能しなくなった
ＢＡＡ基板の偏向電極をすべてアースに接地して、通過
する荷電ビームに影響しないようにする。
Ａ基板の偏向電極に印加するオン・オフ信号を出力する
駆動回路の電流を監視したり、荷電ビーム露光装置に位
置合わせのために設けられている反射電子検出器の出力
を利用し、各開口毎の微細ビームをオン・オフ制御して
その時の反射電子検出器の出力を調べることで行う。偏
向電極へのオン・オフ信号の供給／停止を開口毎に可能
にすると構成が複雑になるので、ある層のＢＡＡ基板へ
のオン・オフ信号の供給／停止を可能にしてもよい。ま
た、ある層のＢＡＡ基板の偏向電極への配線をすべてア
ースに接地できるように電極オフ手段を設けてもよい。
これを利用して、全体的又は部分的に機能しなくなった
ＢＡＡ基板の偏向電極をすべてアースに接地して、通過
する荷電ビームに影響しないようにする。
【００３０】ＢＡＡデバイスには荷電ビームが照射され
る。そのため、荷電ビームの入射側にある１層目のＢＡ
Ａ基板には、アパーチャー部のほぼ全域に荷電ビームが
入射する。これに対して、２層目以降のＢＡＡ基板は、
開口以外の部分の荷電ビームは１層目のＢＡＡ基板で遮
断されるので、ほとんどダメージを受けない。そのた
め、１層目のＢＡＡ基板に故障の発生する確率が非常に
高い。そこで、１層目のＢＡＡ基板の上に、ＢＡＡ基板
と同じ（又はそれより若干大きな）開口を有し、表面の
荷電ビームの照射される部分には金などの重金属膜が形
成されている保護基板を設ける。これであれば、１層目
のＢＡＡ基板が受けるダメージを大幅に低減でき、１層
目のＢＡＡ基板の故障確率を大幅に低減できる。保護基
板は、ＢＡＡ基板と同じ開口を形成した後、金などの重
金属膜を蒸着やスパッタなどの成膜手段で成膜する。金
の熱伝導率はシリコン（Ｓｉ）の２倍であり、しかも重
金属であるため荷電ビームの反射率が高く吸収しにくい
ので、熱エネルギにより溶解しにくい。
る。そのため、荷電ビームの入射側にある１層目のＢＡ
Ａ基板には、アパーチャー部のほぼ全域に荷電ビームが
入射する。これに対して、２層目以降のＢＡＡ基板は、
開口以外の部分の荷電ビームは１層目のＢＡＡ基板で遮
断されるので、ほとんどダメージを受けない。そのた
め、１層目のＢＡＡ基板に故障の発生する確率が非常に
高い。そこで、１層目のＢＡＡ基板の上に、ＢＡＡ基板
と同じ（又はそれより若干大きな）開口を有し、表面の
荷電ビームの照射される部分には金などの重金属膜が形
成されている保護基板を設ける。これであれば、１層目
のＢＡＡ基板が受けるダメージを大幅に低減でき、１層
目のＢＡＡ基板の故障確率を大幅に低減できる。保護基
板は、ＢＡＡ基板と同じ開口を形成した後、金などの重
金属膜を蒸着やスパッタなどの成膜手段で成膜する。金
の熱伝導率はシリコン（Ｓｉ）の２倍であり、しかも重
金属であるため荷電ビームの反射率が高く吸収しにくい
ので、熱エネルギにより溶解しにくい。
【００３１】ＢＡＡデバイスから出射される微細ビーム
の形状は、ＢＡＡ基板の開口の形状で決定される。も
し、複数のＢＡＡ基板の各開口が同じ形状である場合、
各層の開口の位置が完全に一致していれば微細ビームの
形状は開口の形状と同じになるが、開口の位置が層間で
ずれた場合、微細ビームの形状は開口の重なった部分の
形状となる。各微細ビームは同一の形状を有しているの
が望ましいが、ＢＡＡ基板の層間のずれや各ＢＡＡ基板
内の開口の位置誤差が各微細ビームの形状に誤差が発生
し、同一形状とならないという問題が生じる。そこで、
複数のＢＡＡ基板の対応する開口のうち少なくとも１個
（望ましくは１個）は電子ビームの大きさを規定する大
きさとし、他の開口はより大きな開口を有するようにす
る。これであれば、微細ビームの大きさを規定する開口
の個数が少ないので、各微細ビームの形状の誤差が低減
される。
の形状は、ＢＡＡ基板の開口の形状で決定される。も
し、複数のＢＡＡ基板の各開口が同じ形状である場合、
各層の開口の位置が完全に一致していれば微細ビームの
形状は開口の形状と同じになるが、開口の位置が層間で
ずれた場合、微細ビームの形状は開口の重なった部分の
形状となる。各微細ビームは同一の形状を有しているの
が望ましいが、ＢＡＡ基板の層間のずれや各ＢＡＡ基板
内の開口の位置誤差が各微細ビームの形状に誤差が発生
し、同一形状とならないという問題が生じる。そこで、
複数のＢＡＡ基板の対応する開口のうち少なくとも１個
（望ましくは１個）は電子ビームの大きさを規定する大
きさとし、他の開口はより大きな開口を有するようにす
る。これであれば、微細ビームの大きさを規定する開口
の個数が少ないので、各微細ビームの形状の誤差が低減
される。
【００３２】
【発明の実施の形態】図７は、本発明の第１実施例のＢ
ＡＡデバイスの断面図である。第１実施例のＢＡＡデバ
イスは、図４から図６に示した従来のＢＡＡデバイスと
同様の形状で２枚の面対称なＢＡＡ基板２０Ａ、２０Ｂ
を用意し、電極の形成されていない面（裏面）を接着し
たものである。一方のＢＡＡ基板を固定し、他方のＢＡ
Ａ基板を精密移動装置に載置し、顕微鏡などで目視で観
察したり、顕微鏡の画像を自動的に処理する画像処理装
置を使用して、すべての開口の位置が一致するように位
置調整した上で接着して固定することにより製作する。
ＢＡＡ基板自体の製造は従来通りの方法で行われるの
で、ここでは説明は省略するが、面対称に開口を配置す
るレイアウトであるで、各部の位置も高精度で製作する
ことが可能であり、伸縮なども対称に生じるので、積層
する場合にも高精度に開口の位置を一致させることが可
能である。
ＡＡデバイスの断面図である。第１実施例のＢＡＡデバ
イスは、図４から図６に示した従来のＢＡＡデバイスと
同様の形状で２枚の面対称なＢＡＡ基板２０Ａ、２０Ｂ
を用意し、電極の形成されていない面（裏面）を接着し
たものである。一方のＢＡＡ基板を固定し、他方のＢＡ
Ａ基板を精密移動装置に載置し、顕微鏡などで目視で観
察したり、顕微鏡の画像を自動的に処理する画像処理装
置を使用して、すべての開口の位置が一致するように位
置調整した上で接着して固定することにより製作する。
ＢＡＡ基板自体の製造は従来通りの方法で行われるの
で、ここでは説明は省略するが、面対称に開口を配置す
るレイアウトであるで、各部の位置も高精度で製作する
ことが可能であり、伸縮なども対称に生じるので、積層
する場合にも高精度に開口の位置を一致させることが可
能である。
【００３３】駆動回路からＢＡＡデバイスへのオン・オ
フ信号の供給及びＧＮＤ電極パッドのアースへの接地
は、従来と同様にプローブカードを使用して行われる
が、図７のＢＡＡデバイスは、偏向電極パッド２２とＧ
ＮＤ電極パッド２３が両面に設けられているため、プロ
ーブカードからの触針（プローブ）５８は、ＢＡＡデバ
イスの両面の電極２２、２３に接触するように設ける必
要がある。電子ビーム５４は、ＢＡＡデバイスの表面に
垂直に入射する。
フ信号の供給及びＧＮＤ電極パッドのアースへの接地
は、従来と同様にプローブカードを使用して行われる
が、図７のＢＡＡデバイスは、偏向電極パッド２２とＧ
ＮＤ電極パッド２３が両面に設けられているため、プロ
ーブカードからの触針（プローブ）５８は、ＢＡＡデバ
イスの両面の電極２２、２３に接触するように設ける必
要がある。電子ビーム５４は、ＢＡＡデバイスの表面に
垂直に入射する。
【００３４】図８は、第１実施例のＢＡＡデバイス２０
を使用したＢＡＡ方式の電子ビーム露光装置の全体構成
を示す図である。参照番号６０はコラムであり、コラム
６０内に、電子銃１１、電子ビームを収束したり平行ビ
ームにするための電磁レンズ（コイル）６１、６２、６
３、サブデフレクタ１６、メインデフレクタ１７、ＢＡ
Ａデバイス２０などが設けられている。図１に示したア
パーチャーなどは省略してある。試料（ウエハ）１８
は、ステージ６４に移動可能に保持される。レーザ測長
器６６はステージ６４の移動量を精密に検出する。
を使用したＢＡＡ方式の電子ビーム露光装置の全体構成
を示す図である。参照番号６０はコラムであり、コラム
６０内に、電子銃１１、電子ビームを収束したり平行ビ
ームにするための電磁レンズ（コイル）６１、６２、６
３、サブデフレクタ１６、メインデフレクタ１７、ＢＡ
Ａデバイス２０などが設けられている。図１に示したア
パーチャーなどは省略してある。試料（ウエハ）１８
は、ステージ６４に移動可能に保持される。レーザ測長
器６６はステージ６４の移動量を精密に検出する。
【００３５】参照番号６５は、照射された電子ビームが
試料１８で反射され散乱することにより発生した散乱電
子を検出する反射電子検出器であり、試料１８上のマー
クなどを検出して位置決めするのに使用される。参照番
号７１は露光制御回路であり、ＢＡＡデバイス２０の偏
向信号や、サブデフレクタ信号及びメインデフレクタ信
号を発生する。ＢＡＡデバイス２０の偏向信号は、駆動
回路７２とプローブカード（図示せず）を介してＢＡＡ
デバイス２０に供給され、各開口の偏向電極に供給され
る。サブデフレクタ１６及びメインデフレクタ１７の偏
向信号を発生する。サブデフレクタ信号及びメインデフ
レクタ信号は、それぞれＤＡＣ７３、７５でアナログ信
号に変換された後、駆動回路７４、７６を介してサブデ
フレクタ１６とメインデフレクタ１７に印加される。反
射電子検出器６５の出力は、反射電子検出回路７７で処
理された後、インタフェース回路を介して全体の制御回
路に出力される。同様に、レーザ測長器６６の出力もイ
ンタフェース回路を介して全体の制御回路に出力され
る。また、全体の制御回路からは、ステージ制御回路７
８にステージの移動量を指示するデータが供給され、ス
テージ制御回路７８はこのデータに基づいてステージ移
動機構の動作を制御する。図９は、ＢＡＡデバイス２０
の偏向電極に印加するオン・オフ信号を出力する駆動回
路７２の構成を示す図である。図示のように、駆動回路
７２は、第１のＢＡＡ基板２０Ａの偏向電極パッド２２
に供給するオン・オフ信号を出力する第１駆動部７２Ａ
と、第２のＢＡＡ基板２０Ｂの偏向電極パッド２２に供
給するオン・オフ信号を出力する第２駆動部７２Ｂで構
成される。第１駆動部７２Ａは、露光制御回路７１から
オン・オフ信号を受けて駆動信号を発生するドライバ素
子８２Ａのグループと、これらに電源電圧を供給する第
１電源制御回路８１Ａとを有する。同様に、第２駆動部
７２Ｂは、露光制御回路７１からオン・オフ信号を受け
て駆動信号を発生するドライバ素子８２Ｂのグループ
と、これらに電源電圧を供給する第２電源制御回路８１
Ｂとを有する。ドライバ素子８２Ａのグループとドライ
バ素子８２Ｂのグループは、露光制御回路７１から共通
のオン・オフ信号を受けるので出力する駆動信号は同じ
であるが、第１及び第２電源制御回路８１Ａ、８１Ｂに
よりドライバ素子８２Ａのグループとドライバ素子８２
Ｂのグループをそれぞれ独立に出力を停止してアース電
位を出力することが可能である。ドライバ素子８２Ａの
グループとドライバ素子８２Ｂのグループの出力は、プ
ローブカード８３を介して、ＢＡＡ基板の偏向電極パッ
ド２２に接続される。また、ＢＡＡ基板のＧＮＤ電極パ
ッド２３に接続されるプローブカード８３の端子は、第
１駆動部７２Ａと第２駆動部７２Ｂで接地されている。
試料１８で反射され散乱することにより発生した散乱電
子を検出する反射電子検出器であり、試料１８上のマー
クなどを検出して位置決めするのに使用される。参照番
号７１は露光制御回路であり、ＢＡＡデバイス２０の偏
向信号や、サブデフレクタ信号及びメインデフレクタ信
号を発生する。ＢＡＡデバイス２０の偏向信号は、駆動
回路７２とプローブカード（図示せず）を介してＢＡＡ
デバイス２０に供給され、各開口の偏向電極に供給され
る。サブデフレクタ１６及びメインデフレクタ１７の偏
向信号を発生する。サブデフレクタ信号及びメインデフ
レクタ信号は、それぞれＤＡＣ７３、７５でアナログ信
号に変換された後、駆動回路７４、７６を介してサブデ
フレクタ１６とメインデフレクタ１７に印加される。反
射電子検出器６５の出力は、反射電子検出回路７７で処
理された後、インタフェース回路を介して全体の制御回
路に出力される。同様に、レーザ測長器６６の出力もイ
ンタフェース回路を介して全体の制御回路に出力され
る。また、全体の制御回路からは、ステージ制御回路７
８にステージの移動量を指示するデータが供給され、ス
テージ制御回路７８はこのデータに基づいてステージ移
動機構の動作を制御する。図９は、ＢＡＡデバイス２０
の偏向電極に印加するオン・オフ信号を出力する駆動回
路７２の構成を示す図である。図示のように、駆動回路
７２は、第１のＢＡＡ基板２０Ａの偏向電極パッド２２
に供給するオン・オフ信号を出力する第１駆動部７２Ａ
と、第２のＢＡＡ基板２０Ｂの偏向電極パッド２２に供
給するオン・オフ信号を出力する第２駆動部７２Ｂで構
成される。第１駆動部７２Ａは、露光制御回路７１から
オン・オフ信号を受けて駆動信号を発生するドライバ素
子８２Ａのグループと、これらに電源電圧を供給する第
１電源制御回路８１Ａとを有する。同様に、第２駆動部
７２Ｂは、露光制御回路７１からオン・オフ信号を受け
て駆動信号を発生するドライバ素子８２Ｂのグループ
と、これらに電源電圧を供給する第２電源制御回路８１
Ｂとを有する。ドライバ素子８２Ａのグループとドライ
バ素子８２Ｂのグループは、露光制御回路７１から共通
のオン・オフ信号を受けるので出力する駆動信号は同じ
であるが、第１及び第２電源制御回路８１Ａ、８１Ｂに
よりドライバ素子８２Ａのグループとドライバ素子８２
Ｂのグループをそれぞれ独立に出力を停止してアース電
位を出力することが可能である。ドライバ素子８２Ａの
グループとドライバ素子８２Ｂのグループの出力は、プ
ローブカード８３を介して、ＢＡＡ基板の偏向電極パッ
ド２２に接続される。また、ＢＡＡ基板のＧＮＤ電極パ
ッド２３に接続されるプローブカード８３の端子は、第
１駆動部７２Ａと第２駆動部７２Ｂで接地されている。
【００３６】第１実施例のＢＡＡデバイス２０は、開口
２６の回りに形成される偏向電極２４とＧＮＤ電極２５
の長さが従来に比べて２倍になっているので、従来に比
べて偏向電極２４とＧＮＤ電極２５に印加する電圧を１
／２にできるので、駆動速度を向上させることができ
る。また、前述のように、電子ビームの入射する側（上
側）の第１のＢＡＡ基板２０Ａの偏向電極２４とＧＮＤ
電極２５には常時電子ビームが照射されるのでストレス
を受け、電極が溶解するなどの故障が発生する。偏向電
極２４とＧＮＤ電極２５に印加する電圧を従来と同様の
強度にしておけば、たとえ上側のＢＡＡ基板２０Ａの一
部の開口の回りの偏向電極２４とＧＮＤ電極２５が故障
して開口を通過する電子ビームをオフすることができな
くなっても、下側のＢＡＡ基板だけで通過する電子ビー
ムをオフできるので、ＢＡＡデバイスはそのまま使用を
継続することができる。
２６の回りに形成される偏向電極２４とＧＮＤ電極２５
の長さが従来に比べて２倍になっているので、従来に比
べて偏向電極２４とＧＮＤ電極２５に印加する電圧を１
／２にできるので、駆動速度を向上させることができ
る。また、前述のように、電子ビームの入射する側（上
側）の第１のＢＡＡ基板２０Ａの偏向電極２４とＧＮＤ
電極２５には常時電子ビームが照射されるのでストレス
を受け、電極が溶解するなどの故障が発生する。偏向電
極２４とＧＮＤ電極２５に印加する電圧を従来と同様の
強度にしておけば、たとえ上側のＢＡＡ基板２０Ａの一
部の開口の回りの偏向電極２４とＧＮＤ電極２５が故障
して開口を通過する電子ビームをオフすることができな
くなっても、下側のＢＡＡ基板だけで通過する電子ビー
ムをオフできるので、ＢＡＡデバイスはそのまま使用を
継続することができる。
【００３７】なお、偏向電極２４とＧＮＤ電極２５は近
接しており、電極が溶解するなどの形で故障が発生する
と、その部分で偏向電極２４とＧＮＤ電極２５が短絡
（ショート）することになり、ドライバ素子８２Ａ、８
２Ｂから大きな電流が出力されることになり好ましくな
い。そこで、第１及び第２電源制御回路８１Ａ、８１Ｂ
にそれぞれ電流監視機構を設け、それぞれ所定以上の電
流が出力されたことを検出した時にはドライバ素子８２
Ａ又は８２Ｂの出力をアース電位とする。通常は、上側
にある第１のＢＡＡ基板２０Ａの電極が故障する確率が
高いので、電流監視機構は第１電源制御回路８１Ａにの
み設けるようにしてもよい。
接しており、電極が溶解するなどの形で故障が発生する
と、その部分で偏向電極２４とＧＮＤ電極２５が短絡
（ショート）することになり、ドライバ素子８２Ａ、８
２Ｂから大きな電流が出力されることになり好ましくな
い。そこで、第１及び第２電源制御回路８１Ａ、８１Ｂ
にそれぞれ電流監視機構を設け、それぞれ所定以上の電
流が出力されたことを検出した時にはドライバ素子８２
Ａ又は８２Ｂの出力をアース電位とする。通常は、上側
にある第１のＢＡＡ基板２０Ａの電極が故障する確率が
高いので、電流監視機構は第１電源制御回路８１Ａにの
み設けるようにしてもよい。
【００３８】また、ＢＡＡデバイス２０に故障が発生し
たことを検出する別の方法は、反射電子検出器６５と反
射電子検出回路７７を利用する。例えば、すべてのＢＡ
Ａ基板の全開口を通過する微細電子ビームをオフにする
ようなオン・オフ信号を出力して、反射電子を検出す
る。この状態で反射電子が検出された時にはオフになら
ない微細電子ビームが存在することを意味する。従っ
て、この状態で各開口を通過する微細ビームを１個ずつ
順にオン・オフして反射電子の変化を検出する。反射電
子が変化しなかった微細ビームが常時オン又はオンにな
らない微細ビームであることが分かるのでその微細ビー
ムの位置を記憶する。次に、この位置の微細ビームにつ
いて、第１及び第２電源制御回路８１Ａ、８１Ｂでドラ
イバ素子８２Ａのグループとドライバ素子８２Ｂのグル
ープの一方の出力を停止した状態で、同様の動作を行
う。これにより、どちらのＢＡＡ基板に故障が発生し、
その故障の内容が常時オンか常時オフかがほぼ識別でき
る。各ＢＡＡ基板に複数の常時オンとなる故障がある場
合には、この方法では常時オン又はオンにならない微細
ビームを完全に特定することはできないが、反射電子の
強度などから微細ビームの個数を特定できれば、そのよ
うな場合でもほぼ故障位置を特定できる。
たことを検出する別の方法は、反射電子検出器６５と反
射電子検出回路７７を利用する。例えば、すべてのＢＡ
Ａ基板の全開口を通過する微細電子ビームをオフにする
ようなオン・オフ信号を出力して、反射電子を検出す
る。この状態で反射電子が検出された時にはオフになら
ない微細電子ビームが存在することを意味する。従っ
て、この状態で各開口を通過する微細ビームを１個ずつ
順にオン・オフして反射電子の変化を検出する。反射電
子が変化しなかった微細ビームが常時オン又はオンにな
らない微細ビームであることが分かるのでその微細ビー
ムの位置を記憶する。次に、この位置の微細ビームにつ
いて、第１及び第２電源制御回路８１Ａ、８１Ｂでドラ
イバ素子８２Ａのグループとドライバ素子８２Ｂのグル
ープの一方の出力を停止した状態で、同様の動作を行
う。これにより、どちらのＢＡＡ基板に故障が発生し、
その故障の内容が常時オンか常時オフかがほぼ識別でき
る。各ＢＡＡ基板に複数の常時オンとなる故障がある場
合には、この方法では常時オン又はオンにならない微細
ビームを完全に特定することはできないが、反射電子の
強度などから微細ビームの個数を特定できれば、そのよ
うな場合でもほぼ故障位置を特定できる。
【００３９】故障の種類や程度によるが、一方のＢＡＡ
基板で微細ビームを制御できなくなったり制御できない
微細ビームの個数が所定する以上になった時には、第１
電源制御回路８１Ａ又は第２電源制御回路８１Ｂによ
り、故障したＢＡＡ基板へのオン・オフ信号をアース電
位にする。図９の構成では、ドライバ素子はグループ単
位で出力をアース電位にすることが可能であったが、図
１０に示すように、各ドライバ素子毎に出力をアース電
位にできるようにしてもよい。これであれば、故障箇所
に応じて制御することが可能になる。
基板で微細ビームを制御できなくなったり制御できない
微細ビームの個数が所定する以上になった時には、第１
電源制御回路８１Ａ又は第２電源制御回路８１Ｂによ
り、故障したＢＡＡ基板へのオン・オフ信号をアース電
位にする。図９の構成では、ドライバ素子はグループ単
位で出力をアース電位にすることが可能であったが、図
１０に示すように、各ドライバ素子毎に出力をアース電
位にできるようにしてもよい。これであれば、故障箇所
に応じて制御することが可能になる。
【００４０】第１実施例では、１組の面対称なＢＡＡ基
板を対称に積層したが、後述するように、両側のＢＡＡ
基板の上に更に別の基板を積層するようにしてもよい。
図１１は、本発明の第２実施例のＢＡＡデバイスを構成
する保護基板と上側のＢＡＡ基板２０Ａ、及びその製作
方法を説明する図である。前述のように、電子ビームの
入射する側（上側）の第１のＢＡＡ基板２０Ａの偏向電
極２４とＧＮＤ電極２５には常時電子ビームが照射され
るのでストレスを受け、電極が溶解するなどの故障が発
生しやすい。そこで、第２実施例のＢＡＡデバイスで
は、第１実施例の構成に加えて保護基板２０Ｘを第１の
ＢＡＡ基板２０Ａの上に設ける。
板を対称に積層したが、後述するように、両側のＢＡＡ
基板の上に更に別の基板を積層するようにしてもよい。
図１１は、本発明の第２実施例のＢＡＡデバイスを構成
する保護基板と上側のＢＡＡ基板２０Ａ、及びその製作
方法を説明する図である。前述のように、電子ビームの
入射する側（上側）の第１のＢＡＡ基板２０Ａの偏向電
極２４とＧＮＤ電極２５には常時電子ビームが照射され
るのでストレスを受け、電極が溶解するなどの故障が発
生しやすい。そこで、第２実施例のＢＡＡデバイスで
は、第１実施例の構成に加えて保護基板２０Ｘを第１の
ＢＡＡ基板２０Ａの上に設ける。
【００４１】図１１の（１）は、保護基板２０Ｘの構成
を示す図であり、Ｓｉ基板５２にＢＡＡ基板２０Ａ、２
０Ｂの開口２６に対応した開口とプローブカードのプロ
ーブ５８が通るための穴８８を形成し、その上に熱酸化
膜５１と酸化膜８６を形成し、酸化膜８６の上に更に金
などの重金属の層８７を形成する。開口２６の部分で
は、重金属の層８７の開口は若干広くし、この重金属の
層８７はアースに接地できるようになっている。
を示す図であり、Ｓｉ基板５２にＢＡＡ基板２０Ａ、２
０Ｂの開口２６に対応した開口とプローブカードのプロ
ーブ５８が通るための穴８８を形成し、その上に熱酸化
膜５１と酸化膜８６を形成し、酸化膜８６の上に更に金
などの重金属の層８７を形成する。開口２６の部分で
は、重金属の層８７の開口は若干広くし、この重金属の
層８７はアースに接地できるようになっている。
【００４２】図１１の（２）は、第１のＢＡＡ基板２０
Ａを示す図であり、これは第１実施例のものと同じであ
る。上記の保護基板２０Ｘと上側のＢＡＡ基板２０Ａ
を、開口２６の位置を合わせて接着し、図１１の（３）
に示すようなユニットを得る。更に、第１実施例と同じ
下側のＢＡＡ基板２０Ｂを位置を合わせて接着し、図１
２に示すような、保護基板２０Ｘ、上側のＢＡＡ基板２
０Ａ及び下側のＢＡＡ基板２０Ｂを積層したＢＡＡデバ
イスが得られる。上側のＢＡＡ基板２０Ａの偏向電極パ
ッド２２及びＧＮＤ電極パッド２３とプローブカードの
プローブとの接続は、穴８８にプローブを通すことによ
り行われる。下側のＢＡＡ基板２０Ｂの偏向電極パッド
２２及びＧＮＤ電極パッド２３とプローブカードのプロ
ーブとの接続は、第１実施例と同じである。
Ａを示す図であり、これは第１実施例のものと同じであ
る。上記の保護基板２０Ｘと上側のＢＡＡ基板２０Ａ
を、開口２６の位置を合わせて接着し、図１１の（３）
に示すようなユニットを得る。更に、第１実施例と同じ
下側のＢＡＡ基板２０Ｂを位置を合わせて接着し、図１
２に示すような、保護基板２０Ｘ、上側のＢＡＡ基板２
０Ａ及び下側のＢＡＡ基板２０Ｂを積層したＢＡＡデバ
イスが得られる。上側のＢＡＡ基板２０Ａの偏向電極パ
ッド２２及びＧＮＤ電極パッド２３とプローブカードの
プローブとの接続は、穴８８にプローブを通すことによ
り行われる。下側のＢＡＡ基板２０Ｂの偏向電極パッド
２２及びＧＮＤ電極パッド２３とプローブカードのプロ
ーブとの接続は、第１実施例と同じである。
【００４３】保護基板２０Ｘに使用する重金属は、金の
他に、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）などを使
用することが望ましい。重金属の層８７は接地されるの
で、電子ビームの軌道には影響せず、開口２６以外の部
分に照射される電子ビームを遮断する。従って、上側の
ＢＡＡ基板２０Ａ及び下側のＢＡＡ基板２０Ｂの偏向電
極２４、ＧＮＤ電極２５及び配線部などに照射される電
子ビームはほとんど遮断される。金は反射率が高いので
入射した電子ビームを上側に反射するので温度が上昇し
にくい上、熱伝導率が高いので入射した電子ビームによ
って熱が発生しても他の部分（例えば筐体）に伝導する
ので、溶解などが生じない。
他に、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステン）などを使
用することが望ましい。重金属の層８７は接地されるの
で、電子ビームの軌道には影響せず、開口２６以外の部
分に照射される電子ビームを遮断する。従って、上側の
ＢＡＡ基板２０Ａ及び下側のＢＡＡ基板２０Ｂの偏向電
極２４、ＧＮＤ電極２５及び配線部などに照射される電
子ビームはほとんど遮断される。金は反射率が高いので
入射した電子ビームを上側に反射するので温度が上昇し
にくい上、熱伝導率が高いので入射した電子ビームによ
って熱が発生しても他の部分（例えば筐体）に伝導する
ので、溶解などが生じない。
【００４４】第２実施例でも、両側のＢＡＡ基板の上に
更に別の基板を積層するようにし、最上位のＢＡＡ基板
の上に保護基板を設けてもよい。図１３は、第３実施例
のＢＡＡデバイスの構成を示す図である。図示のよう
に、第３実施例のＢＡＡデバイスは、同一のＢＡＡ基板
を６枚順に積層したものである。なお、層毎に開口２６
の大きさや偏向電極２４及びＧＮＤ電極２５の高さを変
えてもよいが、開口の位置は同一である。
更に別の基板を積層するようにし、最上位のＢＡＡ基板
の上に保護基板を設けてもよい。図１３は、第３実施例
のＢＡＡデバイスの構成を示す図である。図示のよう
に、第３実施例のＢＡＡデバイスは、同一のＢＡＡ基板
を６枚順に積層したものである。なお、層毎に開口２６
の大きさや偏向電極２４及びＧＮＤ電極２５の高さを変
えてもよいが、開口の位置は同一である。
【００４５】各ＢＡＡ基板は、偏向電極パッド２２及び
ＧＮＤ電極パッド２３の部分はスルーホールになってお
り、両面に電極パッドが形成されている。ＢＡＡ基板を
積層することにより、上のＢＡＡ基板の下側の電極パッ
ドと下のＢＡＡ基板の上側の電極パッドとが順に接続さ
れる。プローブカードのプローブ５８は、最上位のＢＡ
Ａ基板の偏向電極パッド２２及びＧＮＤ電極パッド２３
に接触され、各ＢＡＡ基板に共通のオン・オフ信号が供
給される。
ＧＮＤ電極パッド２３の部分はスルーホールになってお
り、両面に電極パッドが形成されている。ＢＡＡ基板を
積層することにより、上のＢＡＡ基板の下側の電極パッ
ドと下のＢＡＡ基板の上側の電極パッドとが順に接続さ
れる。プローブカードのプローブ５８は、最上位のＢＡ
Ａ基板の偏向電極パッド２２及びＧＮＤ電極パッド２３
に接触され、各ＢＡＡ基板に共通のオン・オフ信号が供
給される。
【００４６】第３実施例のように、積層するＢＡＡ基板
の枚数が増加すると、各ＢＡＡ基板の偏向電極２４とＧ
ＮＤ電極２５に印加する電圧を大幅に低減でき、駆動速
度を大幅に向上できる。また、図９や図１０に示したよ
うに、各ＢＡＡ基板に供給するオン・オフ信号のドライ
バを別にし、各ＢＡＡ基板の偏向電極パッド２２及びＧ
ＮＤ電極パッド２３に個別にオン・オフ信号を供給でき
るようにする。そして、印加する電圧を１／５にする
と、５枚の基板を動作させれば、従来と同じ偏向量が得
られるので、残りの１枚は予備とし、他のＢＡＡ基板に
故障が生じた時に故障の生じたＢＡＡ基板へのオン・オ
フ信号はすべて接地し、代わりに予備のＢＡＡ基板へオ
ン・オフ信号を供給する。これであれば、駆動速度を大
幅に向上すると共に、ＢＡＡデバイスの寿命も大幅に向
上する。
の枚数が増加すると、各ＢＡＡ基板の偏向電極２４とＧ
ＮＤ電極２５に印加する電圧を大幅に低減でき、駆動速
度を大幅に向上できる。また、図９や図１０に示したよ
うに、各ＢＡＡ基板に供給するオン・オフ信号のドライ
バを別にし、各ＢＡＡ基板の偏向電極パッド２２及びＧ
ＮＤ電極パッド２３に個別にオン・オフ信号を供給でき
るようにする。そして、印加する電圧を１／５にする
と、５枚の基板を動作させれば、従来と同じ偏向量が得
られるので、残りの１枚は予備とし、他のＢＡＡ基板に
故障が生じた時に故障の生じたＢＡＡ基板へのオン・オ
フ信号はすべて接地し、代わりに予備のＢＡＡ基板へオ
ン・オフ信号を供給する。これであれば、駆動速度を大
幅に向上すると共に、ＢＡＡデバイスの寿命も大幅に向
上する。
【００４７】図１３では、各ＢＡＡ基板の開口２６はす
べて同一としたが、同一である必要はない。図１４は、
一部のＢＡＡ基板の開口２６を変えた変形例を示す図で
あり、１個の開口のみを示し、電極などは省略してあ
る。図示のように、６枚のＢＡＡ基板２０Ｐ〜２０Ｕの
うち、最下位のＢＡＡ基板２０Ｕの開口のみを他の５枚
のＢＡＡ基板の開口より小さくする。開口２６は微細ビ
ームの大きさを決定するが、各ＢＡＡ基板の開口がすべ
て同一の大きさであると、各層の開口の位置が完全に一
致していれば微細ビームの形状は開口の形状と同じにな
るが、開口の位置が層間でずれた場合、微細ビームの形
状は開口の重なった部分の形状となる。各微細ビームは
同一の形状を有しているのが望ましいが、ＢＡＡ基板の
層間のずれや各ＢＡＡ基板内の開口の位置誤差が各微細
ビームの形状に誤差が発生し、同一形状とならないとい
う問題が生じる。そのため、図１４に示すように、最下
位のＢＡＡ基板２０Ｕの開口のみを所望の微細ビームの
大きさとし、他のＢＡＡ基盤２０Ｐ〜２０Ｔの開口は若
干大きくする。これであれば、位置合わせの誤差や各Ｂ
ＡＡ基板内の開口の位置ずれの影響が低減され、所望の
大きさで微細ビームが得られる。
べて同一としたが、同一である必要はない。図１４は、
一部のＢＡＡ基板の開口２６を変えた変形例を示す図で
あり、１個の開口のみを示し、電極などは省略してあ
る。図示のように、６枚のＢＡＡ基板２０Ｐ〜２０Ｕの
うち、最下位のＢＡＡ基板２０Ｕの開口のみを他の５枚
のＢＡＡ基板の開口より小さくする。開口２６は微細ビ
ームの大きさを決定するが、各ＢＡＡ基板の開口がすべ
て同一の大きさであると、各層の開口の位置が完全に一
致していれば微細ビームの形状は開口の形状と同じにな
るが、開口の位置が層間でずれた場合、微細ビームの形
状は開口の重なった部分の形状となる。各微細ビームは
同一の形状を有しているのが望ましいが、ＢＡＡ基板の
層間のずれや各ＢＡＡ基板内の開口の位置誤差が各微細
ビームの形状に誤差が発生し、同一形状とならないとい
う問題が生じる。そのため、図１４に示すように、最下
位のＢＡＡ基板２０Ｕの開口のみを所望の微細ビームの
大きさとし、他のＢＡＡ基盤２０Ｐ〜２０Ｔの開口は若
干大きくする。これであれば、位置合わせの誤差や各Ｂ
ＡＡ基板内の開口の位置ずれの影響が低減され、所望の
大きさで微細ビームが得られる。
【００４８】なお、図１３の最上位のＢＡＡ基板の上に
保護基板を設けたり、下側に面対称なＢＡＡ基板を設け
ることも可能である。
保護基板を設けたり、下側に面対称なＢＡＡ基板を設け
ることも可能である。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
荷電ビームの加速電圧を上げても従来と同様の駆動速度
でオン・オフ制御することができるので、より集積度が
高く、より微細なＬＳＩを、高速に且つ高品質で露光す
ることが可能になる。また、ＢＡＡデバイスの冗長化が
図られるので、一部が故障しても交換せずにそのまま使
用できるので長寿命化が図れ、信頼性及びスループット
が向上して、ランニングコストも低減される。
荷電ビームの加速電圧を上げても従来と同様の駆動速度
でオン・オフ制御することができるので、より集積度が
高く、より微細なＬＳＩを、高速に且つ高品質で露光す
ることが可能になる。また、ＢＡＡデバイスの冗長化が
図られるので、一部が故障しても交換せずにそのまま使
用できるので長寿命化が図れ、信頼性及びスループット
が向上して、ランニングコストも低減される。
【図１】本発明が適用し得る電子ビーム露光装置の一例
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図２】ブランキング・アパーチャ・アレイ（ＢＡＡ）
方式の原理を説明するためのＢＡＡの例を示す図であ
る。
方式の原理を説明するためのＢＡＡの例を示す図であ
る。
【図３】ＢＡＡ方式における露光を説明する図である。
【図４】実際のＢＡＡデバイスの全体を示す図である。
【図５】実際のＢＡＡデバイスのアパーチャーブを詳細
に示す図である。
に示す図である。
【図６】従来のＢＡＡデバイスの断面図である。
【図７】本発明の第１実施例のＢＡＡデバイスの断面図
である。
である。
【図８】第１実施例の電子ビーム露光装置の全体構成を
示す図である。
示す図である。
【図９】第１実施例の電子ビーム露光装置のＢＡＡのド
ライバ回路を示す図である。
ライバ回路を示す図である。
【図１０】ＢＡＡのドライバ回路の他の例を示す図であ
る。
る。
【図１１】本発明の第２実施例のＢＡＡデバイスの保護
基板と上側ＢＡＡ基板及び組み立て状態を示す断面図で
ある。
基板と上側ＢＡＡ基板及び組み立て状態を示す断面図で
ある。
【図１２】第２実施例のＢＡＡデバイスの断面図であ
る。
る。
【図１３】本発明の第３実施例のＢＡＡデバイスの断面
図である。
図である。
【図１４】一部のＢＡＡ基板で開口の大きさを変えた例
を示す図である。
を示す図である。
１１…電子銃 １６…副偏向器（サブデフレクタ） １７…主偏向器（メインデフレクタ） １８…試料（ウエハ） １９…照射レンズ ２０…ブランキング・アパーチャー・アレイ（ＢＡＡ）
デバイス ２４…偏向電極 ２５…ＧＮＤ電極
デバイス ２４…偏向電極 ２５…ＧＮＤ電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 高雅 東京都練馬区旭町１丁目32番１号 株式会 社アドバンテスト内 (72)発明者 荒井 総一郎 東京都練馬区旭町１丁目32番１号 株式会 社アドバンテスト内 (72)発明者 橋本 伸一 東京都練馬区旭町１丁目32番１号 株式会 社アドバンテスト内 Ｆターム(参考） 2H097 CA16 LA10 5C033 BB03 GG02 GG03 5C034 BB03 BB04 BB05 5F056 AA07 CB11
Claims (14)
- 【請求項１】 荷電ビームを生成するビーム源と、 複数の開口と、各開口毎に対向するように設けられた偏
向電極を有し、各開口の前記偏向電極に印加するオン・
オフ信号で各開口を通過する前記荷電ビームが試料上に
照射されるかされないかが制御可能なブランキング・ア
パーチャ・アレイ（ＢＡＡ）と、 該ブランキング・アパーチャ・アレイを通過した前記荷
電ビームを偏向する偏向手段と、 前記ブランキング・アパーチャ・アレイを通過した前記
荷電ビームを試料上に収束する収束手段と、 露光パターンに応じて、前記ブランキング・アパーチャ
・アレイの各開口の電極に印加する信号を制御する露光
制御手段とを備える荷電ビーム露光装置において、 前記ブランキング・アパーチャ・アレイは、 積層した複数のＢＡＡ基板を備え、 各ＢＡＡ基板は、前記複数の開口が形成され、片面に前
記偏向電極が形成されていることを特徴とする荷電ビー
ム露光装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の荷電ビーム露光装置で
あって、 前記複数のＢＡＡ基板の前記複数の開口の配列は、同一
又は面対称であり、 前記複数のＢＡＡ基板は、対応する各開口の位置が一致
するように積層されている荷電ビーム露光装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の荷電ビーム露光装置で
あって、 前記荷電ビームは、前記ブランキング・アパーチャ・ア
レイへ垂直に入射する荷電ビーム露光装置。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれか１項に記載の
荷電ビーム露光装置であって、 前記複数のＢＡＡ基板の少なくとも一部は、前記ＢＡＡ
基板の一方の面が、次のＢＡＡ基板の他方の面と向き合
うか接するように積層されている荷電ビーム露光装置。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項に記載の
荷電ビーム露光装置であって、 前記複数のＢＡＡ基板の少なくとも一部は、前記ＢＡＡ
基板の一方の面が、次のＢＡＡ基板の一方の面と向き合
うように積層されている荷電ビーム露光装置。 - 【請求項６】 請求項１から５のいずれか１項に記載の
荷電ビーム露光装置であって、 前記複数のＢＡＡ基板は、相互に接着されている荷電ビ
ーム露光装置。 - 【請求項７】 請求項１から６のいずれか１項に記載の
荷電ビーム露光装置であって、 前記複数のＢＡＡ基板の対応する開口の前記偏向電極に
印加する前記オン・オフ信号は、共通の信号である荷電
ビーム露光装置。 - 【請求項８】 請求項１から６のいずれか１項に記載の
荷電ビーム露光装置であって、 前記複数のＢＡＡ基板の対応する開口の前記偏向電極に
印加する前記オン・オフ信号の少なくとも一部は異なる
駆動回路から出力され、独立に制御可能である荷電ビー
ム露光装置。 - 【請求項９】 請求項１から８のいずれか１項に記載の
荷電ビーム露光装置であって、 前記偏向電極の前記複数のＢＡＡ基板に垂直な方向の長
さは、同一である荷電ビーム露光装置。 - 【請求項１０】 請求項１から８のいずれか１項に記載
の荷電ビーム露光装置であって、 前記偏向電極の垂直な方向の長さは、前記複数のＢＡＡ
基板の少なくとも一部の基板間で異なる荷電ビーム露光
装置。 - 【請求項１１】 請求項１から１１のいずれか１項に記
載の荷電ビーム露光装置であって、 前記ブランキング・アパーチャ・アレイは、 前記荷電ビームの入射側に配置され、前記複数のＢＡＡ
基板の前記複数の開口に対応した開口を有し、前記荷電
ビームの照射される部分には重金属膜が形成されている
保護基板を備える荷電ビーム露光装置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の荷電ビーム露光装
置であって、 前記重金属は、金である荷電ビーム露光装置。 - 【請求項１３】 請求項１から１２のいずれか１項に記
載の荷電ビーム露光装置であって、 前記偏向電極を、前記オン・オフ信号にかかわらず接地
電位とする電極オフ手段を備える荷電ビーム露光装置。 - 【請求項１４】 請求項１から１３のいずれか１項に記
載の荷電ビーム露光装置であって、 前記複数のＢＡＡ基板の対応する開口のうち少なくとも
１個は前記電子ビームの大きさを規定する大きさを有
し、他の開口は該少なくとも１個の開口より大きな開口
を有する荷電ビーム露光装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11054124A JP2000252198A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 荷電ビーム露光装置 |
| TW088118703A TW429418B (en) | 1999-03-02 | 1999-10-28 | Charged-particle beam lithography system |
| EP99121673A EP1033741A2 (en) | 1999-03-02 | 1999-11-02 | Charged-particle beam lithography system |
| KR1019990051532A KR100328785B1 (ko) | 1999-03-02 | 1999-11-19 | 대전 입자빔 리소그라피 시스템 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11054124A JP2000252198A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 荷電ビーム露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252198A true JP2000252198A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=12961860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11054124A Withdrawn JP2000252198A (ja) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | 荷電ビーム露光装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1033741A2 (ja) |
| JP (1) | JP2000252198A (ja) |
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