JPH08190882A - 電子ビーム描画装置 - Google Patents

電子ビーム描画装置

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JPH08190882A
JPH08190882A JP7001503A JP150395A JPH08190882A JP H08190882 A JPH08190882 A JP H08190882A JP 7001503 A JP7001503 A JP 7001503A JP 150395 A JP150395 A JP 150395A JP H08190882 A JPH08190882 A JP H08190882A
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JP
Japan
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electron beam
light source
electron
pattern
desired pattern
Prior art date
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Pending
Application number
JP7001503A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideo Shimizu
秀夫 清水
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP7001503A priority Critical patent/JPH08190882A/ja
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  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】任意のパターンの描画に対応でき、スループッ
トが改善された電子ビーム描画装置を提供する。 【構成】例えばシリコン基板11上に多数の微細な電子
銃15を形成した平板型光源10を使用し、この光源か
らの電子ビームを等倍で又は縮小して被感光体を露光す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スループットを向上さ
せた電子ビーム描画装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子ビーム(EB)直接描画技術は、微
細パターンの形成に非常に優れた方法であるが、スルー
プットが極端に遅いため用途がデバイス試作に限られて
おり、量産用としては一部特殊なデバイスに用いられて
いるにすぎなかった。
【0003】この欠点を改善する技術として、「セル・
プロジェクション」、あるいは「ブロック描画」と呼ば
れる技術が近年注目を集めている。これらの技術は、繰
り返しパターンの多いデバイス用であり、繰り返しパタ
ーンの形に穴を開けたアパーチャを用意し、アパーチャ
の穴に電子線を通すことで電子ビームをパターンの形に
整形し、レジストを一括露光するものである。これによ
りスループットの大幅な向上が図れるとされている。
【0004】しかしながら、ASICのような繰り返し
の少ないパターンには適用できず、DRAMのような繰
り返しパターンが多い場合にも、繰り返しでない周辺部
分は、可変整形ビームで描画せざるを得ず、このためス
ループットが低下してしまうという問題がある。
【0005】また、ビームブランキングと呼ばれる方法
も提案されている。これは、多数の穴を開けたアパーチ
ャを用意し、ここを通るビームを電気的にON、OFF
することで任意の形状のビームを作り出すものである
が、未だ実用の域には達していない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来電子
ビーム直描技術によるスループットの改善は、かなり進
んできてはいるが、未だ不十分であり、特に任意のパタ
ーンの描画には、問題が多い。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、任意のパターンの描画に対応でき、スループットが
改善された電子ビーム描画装置を提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、下記の電子ビーム描画装置を提供する。 (1)所望のパターンの電子ビームを被感光体に照射し
て被感光体に所望のパターンを転写する電子ビーム描画
装置において、それぞれが電子ビームを発生する微細な
電子銃を、被感光体に転写される所望のパターンと同一
の形状及び同一の大きさとなるようなパターンで平面的
に複数個配置した平板型光源を具備し、該平板型光源か
ら放出される電子ビームを被感光体に等倍で転写するこ
とを特徴とする電子ビーム描画装置。 (2)所望のパターンの電子ビームを被感光体に照射し
て被感光体に所望のパターンを転写する電子ビーム描画
装置において、それぞれが電子ビームを発生する微細な
電子銃を、被感光体に転写される所望のパターンと相似
形となるようなパターンで複数個配置した平板型光源を
具備し、該平板型光源から放出される電子ビームを被感
光体に縮小転写することを特徴とする電子ビーム描画装
置。 (3)所望のパターンの電子ビームを被感光体に照射し
て被感光体に所望のパターンを転写する電子ビーム描画
装置において、それぞれが電子ビームを発生する微細な
電子銃を行列状に配置した平板型光源と、該平板型光源
を制御し、被感光体に転写すべき所望のパターンと相似
形となるパターンの複数の電子銃から電子ビームを発生
させる光源制御回路とを具備し、該平板型光源から放出
される電子ビームを被感光体に縮小転写することを特徴
とする電子ビーム描画装置。 (4)前記微細な電子銃が、基板上に行列状に配置され
たカソードと、このカソードから放出される電子ビーム
を制御するゲート電極とを有する上記(1)〜(3)の
いずれかに記載の電子ビーム描画装置。
【0009】
【作用】本発明の電子ビーム描画装置は、被感光体を広
範囲に露光するために、例えばシリコン基板上に多数の
微細な電子銃を形成した平板型光源を使用するもので、
近年FED(Field Emission display)用に開発された
微小電子銃配列を応用したものである。従来方法が、光
源から放出された電子ビームをアパーチャ等で整形して
レジストなどの被感光体を露光するものであるのに対し
て、光源から放出された段階で被感光体に転写すべきパ
ターンの形状のビームを得るものである。
【0010】このため、転写範囲が広く、場合によって
はウエハと同じ大きさの平板型光源を用いてワンショッ
トで等倍露光できるなど、高スループット化を達成する
ことができる。また、転写パターンと相似形のパターン
で微細な電子銃を複数個配置した平板型光源を用いれ
ば、その形状の電子ビームをレンズ系で縮小して被感光
体に転写することができ、やはり広い範囲を一括露光す
ることができる。
【0011】更に、微細な電子銃を行列状に複数個配置
した平板型光源を用い、被感光体に転写すべき所望のパ
ターンと相似形になるパターンで複数の電子銃から電子
ビームを発生させるように平板型光源を制御しても同様
の効果が得られる。この場合、繰り返しパターン以外の
部分の配線のようなランダムなパターンにも対応するこ
とができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら具体的に説明する。図1は、本発明の電子ビーム
露光装置で使用する平板型光源の一例を示す断面図であ
る。
【0013】この平板型光源10は、シリコン基板(半
導体基板)などの基板11を用い、その表面に行列状
(マトリックス状)に微小電子銃15が形成してある。
この平板型光源10では、基板11上に例えばシリコン
酸化膜からなる絶縁膜12が形成されており、この絶縁
膜12上に例えばポリシリコン膜、ポリサイド膜、タン
グステン膜等からなるゲート電極膜13が形成されてい
る。ゲート電極13及び絶縁膜12間には、行列状にホ
ールが形成され、そのホール内に例えばモリブデン等か
らなる先端が鋭角に形成されたカソード(エミッタ)1
4がそれぞれ設けられている。このゲート電極13とカ
ソード14とで電子銃15が構成されている。
【0014】このような平板型光源10は、シリコン基
板などの上にリソグラフィ技術などを用いて構成するこ
とができるため、極めて微細な電子銃15の集合体であ
り、しかも各電子銃15を任意の位置に配置することが
できる。 <第1実施例>本電子ビーム描画装置1Aは、平板型光
源から直接被感光体に光源と等倍のパターンを形成する
もので、図2に示すように、平板型光源10Aと、この
光源10Aと対向する被感光体21を載置するステージ
22、及びアライメント装置(図示せず)等が真空装置
(図示せず)内に配置された簡単な構成を有する。
【0015】図2では、平板型光源10Aとして、ウエ
ハ又はLCD用の基板等の被感光体21全面を一括露光
できる大きさで、所望のパターンと同一の形状及び大き
さとなるパターンで複数個の電子銃を配置したものを用
いており、主にホールを形成する場合に適している。な
お、平板型光源10Aを1〜数チップの大きさにしてス
テップアンドリピートで露光するようにしてもよい。む
ろんそれ以下で繰り返しパターンの単位で形成してもよ
いが、機械的にステップアンドリピートしなければなら
ないため、スループット的に不利である。
【0016】本装置においては、デバイスの変更に対応
できるように、光源を取り替え自在としておくことが可
能な機構を設けることが望ましい。使用に際しては、平
板型光源と平行になるようにウエハ等の被感光体をロー
ディングしアライメントを行う。本装置では、通常のE
B描画と異なり、ビームを振る機能を有しないため、光
学的なアライメント装置を設置することが望ましい。こ
うして電圧をかけて電子銃から一斉に電子ビームを引き
出し、ウエハ等の上に設けられたレジスト21aを露光
する。上記光源10Aの電圧は100ボルト程度である
ので、光源10Aと被感光体21とのギャップを狭くす
る必要がある。なお、引き出し電極を別に設けて高加速
で引き出し、照射する方式を採用してもよい。
【0017】本実施例の電子ビーム描画装置によれば、
光源を大きく作製することで、大面積の描画が可能にな
り、スループットが向上し、平板型光源を取り替えるこ
とにより、任意のパターンを転写することができる。 <第2実施例>第2実施例の電子ビーム描画装置1Bの
構成例を図3に示す。装置自体は、図1に示した平板型
光源10を使用することを除いて通常の電子ビーム描画
装置とほぼ同じ構造である。
【0018】第2実施例で使用する平板型光源は、デバ
イスパターンに合わせて電子銃を配置したものを用いる
もので、本例の装置では、デバイスあるいはレイヤー毎
に平板型光源を取り替え可能に構成されていて、電子銃
から出た電子ビームを引き出し電極で高加速で引き出
し、加速した電子ビームをレンズ系で偏向縮小してレジ
スト等を露光する。
【0019】第1実施例では等倍露光であったため対象
は主にホールパターンであり、電子銃を近接して並べて
も微細パターンの形成は困難であったが、第2実施例で
は縮小することから任意の微細パターンの描画が可能と
なる。平板型光源は、素子分離(LOCOS)パター
ン、電極(POLY)パターン等の形状を実物の数倍か
ら数十倍の大きさのパターンで複数個の電子銃を平面的
に並べて構成する。図4に、本例で使用する平板型光源
10Bにおける電子銃15の配置例を示す。図4に示す
ように、平板型光源10Bの電子銃15の配置パターン
と、レジストパターンとは鏡面対称の関係にある。この
ような光源10Bを用い、レンズ系で縮小してレジスト
を露光し、電子銃15の配置パターンの形状のレジスト
パターンを得るもので、最小繰り替えし単位から数チッ
プの大きさの範囲で光源を形成し、パターン毎に光源を
用意する。この場合、光源の取り替えの自動化を図れる
ことは勿論である。なお、アライメント用に専用の電子
銃を設けることが望ましい。
【0020】本実施例の電子ビーム描画装置によれば、
任意のパターンを形成することができ、光ステッパーの
マスクを取り替える感覚で光源を取り替えて使用するた
め、現存の電子ビーム描画装置で高精度に作製すること
ができる。 <第3実施例>本実施例の電子ビーム描画装置は、図5
に示すような多数の電子銃15を縦横に等間隔で行列状
に配置した平板型光源10Cを用い、この平板型光源1
0Cを制御し、被感光体に転写すべき所望のパターンと
相似形になる部分の電子銃15(図中白丸で示した)か
ら電子ビームを発生させる光源制御回路(図示せず)を
設けた以外は、図3に示した第2実施例とほとんど同じ
構成である。
【0021】光源制御回路により、平板型光源10Cの
個々の電子銃15を制御し、ちょうどディスプレーにデ
バイスパターンを映し出すように電子銃をON、OFF
させる。そしてデバイスパターン状に整形されたビーム
をレンズ系で縮小してレジストを露光するものである。
【0022】本実施例の電子ビーム描画装置によれば、
上記第1及び第2実施例と異なり、光源を取り替える必
要がなく、迅速な露光が可能であり、しかも上述したセ
ル・プロジェクション法と異なり、任意のパターンを一
括露光することができる。本発明は、上記実施例に限定
されるものではない。例えば平板型光源としては、多数
の微細な電子銃を配置することができれば、上述したも
のに限らず、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々変更することができる。
【0023】
【発明の効果】本発明の電子ビーム露光装置によれば、
高スループット化を達成でき、遅れている電子線描画装
置の実用化が可能になる。また、任意のパターン形状に
対応することができ、メモリーのみならず、ASIC等
にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子ビーム描画装置に用いる平板型光
源の一例を示す断面図である。
【図2】本発明の第1実施例の電子ビーム描画装置の一
例を示す構成図である。
【図3】本発明の第2及び第3実施例の電子ビーム描画
装置の一例を示す構成図である。
【図4】本発明の第2実施例で使用する平板型光源にお
ける電子銃の配置例を示す平面図である。
【図5】本発明の第3実施例で使用する平板型光源にお
ける電子銃の配置例を示す平面図である。
【符号の説明】
1A、1B 電子ビーム描画装置 10、10A、10B、10C 平板型光源 11 導電性基板 12 絶縁膜 13 ゲート電極 14 カソード 15 電子銃 21 被感光体 22 ステージ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/027

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所望のパターンの電子ビームを被感光体に
    照射して被感光体に所望のパターンを転写する電子ビー
    ム描画装置において、それぞれが電子ビームを発生する
    微細な電子銃を、被感光体に転写される所望のパターン
    と同一の形状及び同一の大きさとなるようなパターンで
    平面的に複数個配置した平板型光源を具備し、該平板型
    光源から放出される電子ビームを被感光体に等倍で転写
    することを特徴とする電子ビーム描画装置。
  2. 【請求項2】所望のパターンの電子ビームを被感光体に
    照射して被感光体に所望のパターンを転写する電子ビー
    ム描画装置において、それぞれが電子ビームを発生する
    微細な電子銃を、被感光体に転写される所望のパターン
    と相似形となるようなパターンで複数個配置した平板型
    光源を具備し、該平板型光源から放出される電子ビーム
    を被感光体に縮小転写することを特徴とする電子ビーム
    描画装置。
  3. 【請求項3】所望のパターンの電子ビームを被感光体に
    照射して被感光体に所望のパターンを転写する電子ビー
    ム描画装置において、それぞれが電子ビームを発生する
    微細な電子銃を行列状に配置した平板型光源と、該平板
    型光源を制御し、被感光体に転写すべき所望のパターン
    と相似形となるパターンの複数の電子銃から電子ビーム
    を発生させる光源制御回路とを具備し、該平板型光源か
    ら放出される電子ビームを被感光体に縮小転写すること
    を特徴とする電子ビーム描画装置。
  4. 【請求項4】前記微細な電子銃が、基板上に行列状に配
    置されたカソードと、このカソードから放出される電子
    ビームを制御するゲート電極とを有する請求項1〜3の
    いずれかに記載の電子ビーム描画装置。
JP7001503A 1995-01-09 1995-01-09 電子ビーム描画装置 Pending JPH08190882A (ja)

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JP7001503A JPH08190882A (ja) 1995-01-09 1995-01-09 電子ビーム描画装置

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JP7001503A JPH08190882A (ja) 1995-01-09 1995-01-09 電子ビーム描画装置

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JPH08190882A true JPH08190882A (ja) 1996-07-23

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ID=11503283

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JP7001503A Pending JPH08190882A (ja) 1995-01-09 1995-01-09 電子ビーム描画装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100438806B1 (ko) * 1997-09-12 2004-07-16 삼성전자주식회사 광향상전자방출을이용한전자빔리소그래피방법

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100438806B1 (ko) * 1997-09-12 2004-07-16 삼성전자주식회사 광향상전자방출을이용한전자빔리소그래피방법

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