JPH10223514A - 電子線転写装置 - Google Patents
電子線転写装置Info
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- JPH10223514A JPH10223514A JP9031415A JP3141597A JPH10223514A JP H10223514 A JPH10223514 A JP H10223514A JP 9031415 A JP9031415 A JP 9031415A JP 3141597 A JP3141597 A JP 3141597A JP H10223514 A JPH10223514 A JP H10223514A
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Abstract
レチクルの照射強度の一様な高スループットの電子線転
写装置を提供する。 【解決手段】 本発明の電子線転写装置は、電子銃3か
ら放出された電子線をコンデンサレンズ9、15と開口
19とで調整してレチクル23を照射し、レチクル23
で整形された電子線を投影レンズ系27、31で試料面
33に結像させて試料面33上にパターンを形成する装
置である。電子銃3を温度制限領域で作動させ、電子銃
3が作るクロスオーバ7の像をレチクル23の面に結像
させることを特徴とする。
Description
チクル(マスク)のパターンを試料(ウェハー等)に転
写する転写装置に関する。特には、4GDRAM以降の
高密度・微細パターンをも高スループットで形成できる
電子線を用いた転写装置に関する。
付けるリソグラフィー装置の一種として、所定のパター
ンを備えたマスクに電子線を照射し、その照射範囲のパ
ターンの像を二段の投影レンズによりウエハに縮小転写
する電子線縮小転写装置が知られている(例えば特開平
5−160012号参照)。この種の装置では、マスク
の全範囲に一括して電子線を照射することができないの
で、光学系の視野を多数の小領域に分割し、小領域毎に
分割してパターン像を転写する(例えば米国特許第52
60151号参照)。
銃を空間電荷制限領域で作動させるのが一般的であっ
た。ここで空間電荷制限領域とは、カソード温度が比較
的低く、電子銃から放出される電子線の電流密度がアノ
ード−カソード間印加電圧(加速電圧)に敏感に影響さ
れるが、カソード温度にはあまり影響されない領域をい
う。また、レチクルの照明方式は、ケーラ照明方式ある
いはクリティカル・ケーラ照明方式が用いられていた。
ここでケーラ照明方式とは、光源から発散してきたビー
ムでレチクル面を照明し、電子銃が作るクロスオーバ像
を対物レンズの入射瞳に結像させる方式である(詳しく
は図2を用いて後述する)。また、クリティカル・ケー
ラ照明方式とは、電子銃のカソードの像をレチクル面に
結像させ、かつ電子銃が作るクロスオーバ像を対物レン
ズの入射瞳に結像させる方式である。
域で作動する電子銃は、輝度を小さくかつエミッタンス
を高くするのが困難なため、分割転写方式(米国特許第
5260151号等)の電子線転写装置用としては使用
しずらいという問題点があった。また、ケーラ照明方式
やクリティカル・ケーラ照明方式は、カソード面におけ
る電子放出の不均一性がそのままレチクル照明の不均一
性となって表われるため、特に電子銃が温度制限領域で
作動する場合には、レチクル照明の強度の一様性を得る
のが困難であるという問題点があった。
するためになされたものであって、高エミッタンス・低
輝度の光源を有し、かつレチクルの照射強度の一様な高
スループットの電子線転写装置を提供することを目的と
する。
め、本発明の電子線転写装置は、電子銃から放出された
電子線をコンデンサレンズと開口とで調整してレチクル
を照射し、レチクルで整形された電子線を投影レンズ系
で試料面に結像させて試料面上にパターンを形成する電
子線転写装置であって; 該電子銃が作るクロスオーバ
の像をレチクル面に結像させることを特徴とする。
適当な寸法(例えば径2mm以上)のカソードを使用す
ることによって、電子銃を高エミッタンス(例えば1,
000μm・mrad程度以上)・低輝度(例えば103 A/
cm2・sr以下)とすることができる。一方、電子銃のカソ
ードの動作条件を温度制限領域とすると、カソード表面
の仕事関数の低い領域からは高電流密度の、仕事関数の
高い領域からは低電流密度の電子線がそれぞれ放出され
る。この場合、クロスオーバから電子線が発散する方向
によって輝度に強弱ができ、ケーラ照明条件やクリティ
カルケーラ照明条件ではレチクルを照射する電流密度が
一様でなくなり(詳しくは図2により後述)、試料面で
のドーズが一様にならない。しかし、本発明では、クロ
スオーバから発散する電子線でレチクルを照明するので
はなく、クロスオーバの拡大像を作り、この拡大像でレ
チクルを照明する。したがって、クロスオーバでは電子
線の強度分布はガウス分布になっているので、その中心
付近の電子線でレチクルを照明することとなり、レチク
ルの照明強度は一様となる。
オーバからの発散方向による輝度の変化は、二段の投影
レンズの間に設けたアパーチャ上での強度変化を生じる
が、この位置ではビーム径はアパーチャ径より十分小さ
くなるよう設計されるため、強度変化が視野の各小領域
に強度変化を与えることはない。
は、上記コンデンサレンズを少なくとも2段配置して、
上記クロスオーバの拡大率を可変とし、もって試料面で
結像する電子線の開口角を可変とすることが好ましい。
電子銃とレチクルの間に少なくとも2個のコンデンサレ
ンズがあれば、クロスオーバのレチクルへの結像条件を
変えないでクロスオーバ像の大きさあるいはレチクルか
らの発散角を変えられるので、試料への開口角を(エミ
ッタンスに余裕のある範囲で)任意に変えられる。その
ため、レンズ条件を変えるのみで開口角を可変とできる
ので、最適開口に容易に調整できるとか、電流密度やビ
ーム分解能を可変にできるという利点がある。
がLaB6 又は酸化物陰極材料からなることとすること
ができる。カソード表面で仕事関数に場所依存性があっ
てもよいので、LaB6 や、酸化バリウム、あるいは含
浸型(W骨格中にBaO含浸等)のカソードが使える。
これらのカソードは、低い動作温度で使えるので、エネ
ルギー幅の小さい(エネルギー分散の小さい)ビームを
形成できる。
は、本発明の1実施例に係る電子線転写装置の光学系の
結像図である。電子線転写装置光学系1の最上部には電
子銃3が配置されている。この電子銃3は、単結晶La
B6 製のカソード5(径は約2mm)を有する。カソード
5の周囲には図示せぬヒーターが設けられており、カソ
ード5を加熱している。カソード5の動作温度は温度制
限領域の1,150℃前後であり、温度を変えることに
よって輝度を可変としている。
ける電子銃カソード直下の結像状況を示す図である。電
子銃カソード5の電子放出面(下端面)の各点5a、5
b、5cから放出された電子線は、カソード5の直下に
クロスオーバ7を作る。このクロスオーバ7からは、下
方に約±10mradの拡がりで電子線が発散している。
における光軸直角方向の電子線電流密度の分布を示すグ
ラフである。クロスオーバ7では、電流密度は、カソー
ド5の各部5a、5b、5cからの電子線放出を積分し
た値となっており、電流密度の半径依存性はガウス分布
のカーブを描く。本発明のクリティカル照明方式では、
このカーブのうちの中央部分のほぼ均一な分布を示す部
分(図中の斜線)を取り出して拡大し、レチクル6の面
に結像させることによりレチクル6を照明している。ク
ロスオーバ7部では、カソード5の各部5a、5b、5
cからの電子線放出が平均化されているため、各部相互
間における電子線放出の不均一性によって、レチクル6
の照明強度が不均一となることはない。
から放出される電子線もそれぞれに一度拡がった後に、
それぞれ点41a、41b、41cで結像し、カソード
5の像41をクロスオーバ7の下方に形成する。このカ
ソード像41では、カソード各点の電子線放出量の不均
一性がそのまま持ち越されて存在する。したがって、カ
ソード像41をレチクル6に結像させて照明することと
なるケーラ照明方式では、上記不均一性がそのまま持ち
越されて、照明強度の均一性が得られない。しかし、本
発明のクリティカル照明方式では、上述のとおり、カソ
ード5の電子線放出分布が不均一な場合であっても、レ
チクル6の照明強度は均一である。
の下方には、2段のコンデンサレンズ9及び15が配置
されており、クロスオーバ7の拡大像が、矩形開口19
に結像されている。一段目のコンデンサレンズ9と同レ
ベルにはビーム制限開口11が設けられている。このビ
ーム制限開口は、光軸方向に対して大きい角度方向へ放
出されるビームを除去するためのものである。2段のコ
ンデンサレンズ9及び15による像の拡大率は、図中の
各レンズ9、15と像点7、13、17との間の寸法
A、B、C、Dを用いれば、拡大率=(B/A)×(D
/C)である。この拡大率は、第1コンデンサレンズ9
の結像点13の位置を上下に変えることにより可変とな
っている。すなわち、2段のコンデンサレンズ9及び1
5はズームレンズの役割を果す。
のうち中央部の強度がフラットな部分のみを外形を整え
て下に通す。この拡大像は、コンデンサレンズ21によ
って再びレチクル23上に結像し、レチクル23の所定
部分を照明する。レチクル23を通ってパターン化され
た電子線は、2段の投影レンズ27、31によって縮小
され、試料(ウェハー)33の表面に結像される。ウェ
ハー33の表面には適当なレジストが塗布されており、
電子線ドーズに対応したパターンがウェハー33表面に
形成される。
内分する位置にクロスオーバ開口29が設けられる。こ
の開口29は、開口値を決める役割、又は、主光線がこ
の開口位置で光軸と交わるようビーム調整を行う役割を
果たす。図4は、図1の電子線転写装置光学系のクロス
オーバ開口における電子線強度分布を表すグラフであ
る。このクロスオーバ開口29におけるビーム強度分布
は、図4に示されているように、カソード5における電
子線放出の不均一性(クロスオーバ7からの電子線放出
角度−輝度の分布の不均一性)が再現される。しかし、
このクロスオーバ開口29の径が、この位置でのビーム
の強度分布の幅よりも十分に大きければ、この位置でビ
ーム強度分布の一様性が無くても何ら問題はない。
線の強度があまり広い範囲に分散している場合は、クロ
スオーバアパーチャ29での電子線強度の分布が図4の
点線41の如くになる。この場合には、第1あるいは第
2コンデンサレンズ9又は15にアパーチャ11を設け
ればよい。
作動しているので、カソードの温度を変えることによっ
て、電子線の輝度は任意の値に容易に調整できる。ま
た、大きい直径(例えば2mm以上)のカソードを用いれ
ばエミッタンスも大きくできる。しかもカソード表面の
仕事関数のバラツキによって輝度の角度分布に細かい変
動が生じても、レチクル照明は一様にできるので高精度
の転写が可能である。
によれば、高エミッタンス・低輝度の光源を有し、かつ
レチクルの照射強度の一様な高スループットの電子線転
写装置を提供することができる。
系の結像図である。
ソード直下の結像状況を示す図である。
直角方向の電子線電流密度の分布を示すグラフである。
クロスオーバ開口における電子線強度分布を表すグラフ
である。
口 13、17、25、35 結像点 19 矩形開口 21 コンデンサレンズ 23 レチクル 27 第1投影レンズ 29 クロスオー
バ開口 31 第2投影レンズ 33 ウェハー 41 カソード像
Claims (3)
- 【請求項1】 電子銃から放出された電子線をコンデン
サレンズと開口とで調整してレチクルを照射し、レチク
ルで整形された電子線を投影レンズ系で試料面に結像さ
せて試料面上にパターンを形成する電子線転写装置であ
って;該電子銃が作るクロスオーバの像をレチクル面に
結像させることを特徴とする電子線転写装置。 - 【請求項2】 上記コンデンサレンズを少なくとも2段
配置して、上記クロスオーバの拡大率を可変とし、もっ
て試料面で結像する電子線の開口角を可変とすることを
特徴とする請求項1記載の電子線転写装置。 - 【請求項3】 上記電子銃のカソードがLaB6 又は酸
化物陰極材料からなることを特徴とする請求項1記載の
電子線転写装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9031415A JPH10223514A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 電子線転写装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9031415A JPH10223514A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 電子線転写装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10223514A true JPH10223514A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=12330636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9031415A Pending JPH10223514A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 電子線転写装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10223514A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000331632A (ja) * | 1999-05-18 | 2000-11-30 | Nikon Corp | 電子銃、電子線露光転写装置及び半導体デバイスの製造方法 |
-
1997
- 1997-01-31 JP JP9031415A patent/JPH10223514A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000331632A (ja) * | 1999-05-18 | 2000-11-30 | Nikon Corp | 電子銃、電子線露光転写装置及び半導体デバイスの製造方法 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040114 |
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