JPH04174510A - 電子ビーム露光装置用静電偏向器の製造方法 - Google Patents

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】 ［概要］ 電子ビーム露光装置用静電偏向器の製造方法に関し、 位置精度の低下及び強度の低下を招くことなく電極数の
増加を図り、電子ビーム像のぼけのない高精度の露光を
行うことができる電子ビーム露光装置用静電偏向器を得
ることができるようにすることを目的とし、 絶縁体からなる円筒の内面に電極材料からなる円筒を接
着し、この電極材料からなる円筒を軸方向に沿って、か
つ、電子ビームの軌道からは前記絶縁体からなる円筒が
見えないように複数個に切断し、残った切断片を電極と
する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、ＬＳＩ製造工程などにおいて使用される電子
ビーム露光装置に使用される静電偏向器の製造方法に関
する。

［従来の技術］ 従来、電子ビーム露光装置として第８図にその要部を示
すようなものが提案されている。

図中、１は電子銃であって、この電子銃１は、カソード
電極２、グリッド電極３、アノード電極４を設けて構成
されている。

また、５は電子ビーム、６は電子ビーム５を矩形に成形
する矩形成形アパーチャ、７は光軸、８は矩形成形され
た電子ビーム５を収束する電磁レンズ、９は可変矩形成
形用の偏向器、１０は電子ビーム５を平行ビーム化する
電磁レンズである。

また、１１はブロックマスク（ステンシルマスク）であ
って、このブロックマスク１１は、第９図にその平面図
を示すように、基板１２に種々の透過パターン（ブロッ
クパターン）１３を形成して構成されている。なお、第
１０図は、ブロックマスク１１の断面図である。

また、第８図において、１４はブロックマスク１１に形
成されているブロックパターン１３中、所望のブロック
パターンの選択を行うマスク偏向部であって、このマス
ク偏向部１４は静電偏向器からなる４個の偏向器１５〜
１８を設けて構成されている。ζこに、電子ビーム５は
、偏向器１５によって、選択されたブロックパターン１
３の方向に偏向された後、偏向器１６によって垂直方向
に偏向されて、選択されたブロックパターン１３を通過
する。このブロックパターン１３を通過した電子ビーム
５は、偏向器１７によって光軸７に向かって偏向された
後、偏向器１８によって光軸７上に乗せられる。

また、１９は平行ビーム化された電子ビーム５を収束す
る電磁レンズ、２０は電子ビーム５の遮断、通過を制御
するブランキング電極、２１は縮小レンズ、２２は絞り
アパーチャ、２３．２４は投影レンズ、２５は電磁偏向
器からなる主偏向器（メインデフレクタ）、２６は静電
偏向器からなる副偏向器（サブデフレクタ）、２７は試
料、例えば、ウェハ、２８は試料ステージである。

ところで、ブロックマスク１１に形成すべきブロックパ
ターン１３は、製作方法、試料面までのレンズの縮小率
等の関係から１個あたり数百μｍ角の大きさとなる。し
たがって、ブロックパターン１３の選択に必要な電子ビ
ームの偏向量は、ブロックマスク１１に形成されるブロ
ックパターン１３の数にもよるが、数ｍｍ角となる。こ
こに、本発明者は、かつて、この電子ビーム５の偏向を
偏向効率の良い電磁偏向器で行っていた。しかしながら
、かかる電磁偏向器を使用すると、コイルのインダクタ
ンス、渦電流の影響等で、コイルの応答時間は数百μ秒
となってしまい、このため、スルーブツトの向上を図る
ことができないという問題点があった。そこで、本発明
者は、ブロックパターン１３の選択につき、電磁偏向器
に代わり、静電偏向器を導入し、ブロックパターン１３
の選択に要する時間を数μ秒に高速化した。

第１１図及び第１２図は、かかる従来の静電偏向器を示
す中央縦断端面図及び平面図である０図中、２９は電極
、３０はその内面をメツキされた絶縁性の円筒部材、３
１は電極２９を固定するための電極固定部材であって、
電極２９は、ネジ３２によって電極固定部材３１に固定
されている。ここに、円筒部材３０の内面に施されてい
るメツキはいわゆるチャージアップを防止するためのも
ので、あり、通常は接地電位とされる。そこで、円筒部
材３０と電極２つとは接触しない精成とされている。な
お、３１Ａは位置決め用の溝である。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、このように、ブロックパターン１３の選択に
つき、第１１図（第１２図）従来例の静電偏向器を採用
すると、即ち、マスク偏向部１４において、偏向器１５
〜１８を第１１図（第１２図）従来例の静電偏向器で精
成すると、試ｆ４２７上に形成される電子ビーム像にぼ
けが発生してしまうことが判明した。ここに、電子ビー
ム５は、１段目、４段目の偏向器１５．１８を通過する
場合は、光軸７の近辺を通過するが、２段目、３段目の
偏向器１６．１７を通過する場合には、光軸７からかな
り離れた部分、即ち、電界が不均一になっている部分を
通過する場合がある。本発明者による実験の結果、電子
ビーム像のぼけは、このように、電子ビーム５が偏向器
１６．１７における電界不均一の部分を通過する場合に
発生していることが判明した。また、かかる電子ビーム
像のぼけは、電子ビーム５が副偏向器２６中、その光軸
から離れた部分を通過する場合においても発生している
ことが判明した。

かかる電子ビーム像のぼけを回避し、高精度の露光を行
うためには、少なくとも、マスク偏向部１４の２段目、
３段目の偏向器１６．１７及び副偏向器２６における電
界の均一化が必要となるが、このための方法としては、
対向する電極の間隔を大きくするか、又は、電極数を増
やして各電極に細かく電位を与える方法が考えられる。

しかしながら、対向する電極の間隔を大きくする方法は
、電子ビーム露光装置の大型化や偏向効率の低下を招い
てしまうため適当でない。そこで、電極数を増やすこと
が適当であり、例えば、マスク偏向部１４についていえ
ば、１段目、４段目の偏向器１５．１８を８極、２段目
、３段目の偏向器１６．１７を１６極又は３２極にする
ことが１つの方法として考えられる。

しかしなＩら、このようにすると、マスク偏向部だけで
も４８本又は８０本の電極が必要になり、これを、第１
１図、第１２図に示すように、電極２９をネジ３２によ
って電極固定部材３１に固定するという従来の静電偏向
器で行おうとすると、組み立てだけでも相当な時間を要
してしまう、また、特に、反射電子、散乱電子等が電極
に当たることによる電極の汚れをクリーニングしなけれ
ばならないが、この場合の分解、組み立ては大変な作業
になってしまう。

また、第１１図（第１２図）従来例の静電偏向器におい
て、電極数を増やす場合には、電極２９を細くし、かつ
、ネジ３２を小型化しなければならないが、このように
すると、位置精度の低下及び強度の低下を招いてしまう
。

このように、第１１図（第１２図）従来例の静電偏向器
は、電子ビーム像のぼけを回避し、高精度の露光を行う
ことから要請される電極数の増加に応えることができな
いという問題点があった。

本発明は、かかる点に鑑み、位置精度の低下及び強度の
低下を招くことなく電極数の増加を図り、電子ビーム像
のぼけのない高精度の露光を行うことができる電子ビー
ム露光装置用静電偏向器を得ることができるようにした
電子ビーム露光装置用静電偏向器の製造方法を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ １Ｌへｉ吸 本発明中、第１の発明による電子ビーム露光装置用静電
偏向器の製造方法は、絶縁体からなる円筒の内面に電極
材料からなる円筒を接着し、この電極材料からなる円筒
を軸方向に沿って、かつ、電子ビームの軌道からは前記
絶縁体からなる円筒が見えないように複数個に切断し、
残った切断片を電極とする工程を含んで電子ビーム露光
装置用静電偏向器を製造するというものである。

１１匹匹夫 率発明中、第２の発明による電子ビーム露光装置用静電
偏向器の製造方法は、絶縁体からなる第１の円筒の内面
に、その一端部の内径を他の部分の内径よりも大きく形
成された電極材料からなる第２の円筒を接着し、この第
２の円筒を軸方向に沿って、かつ、電子ビームの軌道か
らは前記第１の円筒が見えないように複数個に切断し、
残った切断片を電極としてなる第１の静電偏向器を製造
する工程と、絶縁体からなる第３の円筒の内面に、その
一端部の外径を他の部分の外径よりも小さく形成された
電極材料からなる第４の円筒を接着し、この第４の円筒
を軸方向に沿って、かつ、電子ビームの軌道からは前記
第３の円筒が見えないように複数個に切断し、残った切
断片を電極としてなる第２の静電偏向器を製造する工程
と、前記第１の静電偏向器と前記第２の静電偏向器の電
極部の一端部同士を間隙をもって咬み合わせるようにし
て前記第１の静電偏向器と前記第２の静電偏向器とを軸
方向に連設する工程とを含んで電子ビーム露光装置用静
電偏向器を製造するというものである。

墓」！すｖｌ 本発明中、第３の発明による電子ビーム露光装置用静電
偏向器の製造方法は、絶縁体からなる第５の円筒の内面
に電極材料からなる第６の円筒を接着し、この第６の円
筒を軸方向に沿って、かつ、電子ビームの軌道からは前
記絶縁体からなる第５の円筒が見えないように複数個に
切断し、残った切断片を電極としてなる第３の静電偏向
器を製造する工程と、前記絶縁体からなる第５の円筒よ
りも内径を大きく形成された絶縁体からなる第７の円筒
の内面に前記第６の円筒の外径よりもその内径を大きく
形成された電極材料からなる第８の円筒を接着し、この
第８の円筒を軸方向に沿って、かつ、電子ビームの軌道
からは前記第５の円筒が見えないように複数個に切断し
、残った切断片を電極としてなる第４の静電偏向器を製
造する工程と、前記第３の静電偏向器の電極部の一端部
を前記第４の静電偏向器の電極部の一端部に間隙をもっ
て挿通させるようにして前記第３の静電偏向器と前記第
４の静電偏向器とを軸方向に連設する工程とを含んで電
子ビーム露光装置用静電偏向器を製造するというもので
ある。

［作用］ 本発明中、第１の発明によれば、絶縁材料からなる円筒
に電極材料からなる円筒を接着し、この電極材料からな
る円筒を切断加工するだけで、絶縁体からなる円筒に固
定された電極を作成することができるので、第１１図（
第１２図）従来例のように、作成時、電極をネジによっ
て電極固定部材に固定するという工程を必要とせず、し
たがって、たとえ、電極数を増加させる場合であっても
、小型化した電極固定用のネジを必要とせず、特に、１
段構成の電子ビーム露光装置用静電偏向器（例えば、副
偏向器に適用される静電偏向器）につき、位置精度の低
下及び強度の低下を招くことなく電極数の増加を図るこ
とができる。

また、この第１の発明によれば、電極数を増加させたと
しても、電子ビーム露光用静電偏向器全体を１個の部品
として扱うことができるので、りリーニングする場合の
作業が容易になる。

なお、この第１の発明においては、電極材料からなる円
筒を切断する場合、電子ビームの軌道からは絶縁体から
なる円筒が見えないように切断しているので、チャーシ
ア・ンプの問題は生じなり）。

また、本発明中、第２の発明によれば、２段構成の電子
ビーム露光装置用静電偏向器（例えば、マスク偏向部に
配置される静電偏向器）につき、位置精度の低下及び強
度の低下を招くことなく電極数の増加を図ることができ
る。

なお、この第２の発明においては、第１の静電偏向器と
第２の静電偏向器の電極部の一端部同士を間隙をもって
咬み合わせるようにして第１の静電偏向器と第２の静電
偏向器とを軸方向に連設するようにしているので、この
連設部分にチャージアップの問題は生じない。

また、本発明中、第３の発明によっても、２段構成の電
子ビーム露光装置用静電偏向器につき、位置精度の低下
及び強度の低下を招くことなく電極数の増加を図ること
ができる。

なお、この第３の発明においては、第３の静電偏向器の
電極部の一端部を第４の静電偏向器の電極部の一端部に
間隙をもって挿通させるようにして第３の静電偏向器と
第４の静電偏向器とを軸方向に連設するようにしている
ので、この連設部分にチャージアップの問題は生じない
。

口実施例］ 以下、第１図〜第７図を参照して、本発明の各種実施例
につき説明する。

第１　　　（第１゛〜第５゛） 第１図、第２図、第３図は、それぞれ後述する本発明の
第１実施例（第１の発明の一実施例）により製造される
電子ビーム露光装置用靜；偏向器を示す斜視図、中央縦
断面図、平面図であり、この電子ビーム露光装置用静電
偏向器は、例えば、第８図に示すような電子ビーム露光
装置の副偏向器２６に適用される。

図中、３３は鍔部３４を有する絶縁体からなる円筒、３
５はネジ挿通孔、３６は電極であって、電極３６は、円
筒３３の内面に接着されている。

また、電極間には渭（間隙）３７が設けられているが、
溝３７は、電子ビームの偏向軌道から円筒３３が見えな
いように形成され、チャージアップの問題が生じないよ
うにされている。このように溝３７は、電子ビームの偏
向軌道から円筒３３が見えない形状であれば足り、した
がって、第４図に示すような形状であっても良く、その
他、種々の形状が考えられる。

また、電極３６にはネジ六３８が設けられており、ネジ
３９により信号Ｉ！（電圧供給線）４０の先端４１を電
極３６に電気的に接続、固定できるようにされている。

なお、ネジ挿通孔３５は、ネジ４２によって円筒３３の
鍔部３４を電子ビーム露光装置本体に固定するためのも
のである。

かかる電子ビーム露光装置用静電偏向器は、第５図Ａに
示すように、絶縁体からなる円筒３３と、ネジ六３８□
登形成した電極材料からなる円筒４３とを用意し、第５
図Ｂに示すように、円筒３３の内面に円筒４３を接着し
た後、例えば、放電加工により、渭３７を形成すること
によって作成することができる。これが本発明の第１実
施例による電子ビーム露光装置用静電偏向器の製造方法
である。

２　　　　６゛） 第６図は、後述する本発明の第２実施例（第２の発明の
一実施例）により製造される電子ビーム露光装置用静電
偏向器を示す中央縦断端面図であり、この電子ビーム露
光装置用静電偏向器は、例えば、第８図に示す電子ビー
ム露光装置のマスク偏向部１４の偏向器１５と偏向器１
６又は偏向器１７と偏向器１８等、２段構成の偏向器に
適用するためのものである。なお、第６図において、第
１図に対応する部分には同一符号を付し、その重複説明
は省略する。

図中、４４．４５は第１実施例とほぼ同様にして構成さ
れた静電偏向器、４６は靜１に偏向器固定部材、４７は
コンセント、４８は○（オー）リングである。

ここに、静電偏向器４４は、電極３６の、図中、下側の
内側部分に段部４９を設け、電極部中、下側の部分の内
径を他の部分の内径よりも大きく形成され、また、静電
偏向器４５は、電極３６の、図中、上側の外側部分に段
部５０を設け、電極部中、上側の部分の外径を他の部分
の径よりも小さく形成されており、静電偏向器４４の電
極３６と静電偏向器４５の電極３６とを間隙をもって咬
み合わせることにより、チャージアップの問題が生じる
ことのない２段構成の静電偏向器が構成されている。

かかる第６図例の電子ビーム露光装置用静電偏向器は次
のようにして製造することができる。

まず、静電偏向器４４．４５を用意する。ここに、静電
偏向器４４は、絶縁体からなる円筒３３の内面に、その
一端部の内径を他の部分の内径よりも大きく形成された
電極材料からなる円筒を接着し、この電極材料からなる
円筒を軸方向に沿って、かつ、電子ビームの軌道からは
絶縁体からなる円筒３３が見えないように、例えば８個
に切断し、残った切断片を電極３６として製造すること
ができる。また、静電偏向器４５は、絶縁体からなる円
筒３３の内面に、その一端部の外径を他の部分の外径よ
りも小さく形成された電極材料からなる円筒を接着し、
この電極材料からなる円筒を軸方向に沿って、かつ、電
子ビームの軌道からは絶縁体からなる円筒３３が見えな
いように、例えば８個に切断し、残った切断片を電極３
６として製造することができる。

次に、これら静電偏向器４４．４５を第６図に示すよう
に組み立てる。ここに、第２実施例による電子ビーム露
光装置用静電偏向器を得ることができる。これが、本発
明の第２実施例による電子ビーム露光装置用静電偏向器
の製造方法である。

第７図は、後述する本発明の第３実施例（第３の発明の
一実施例）により製造される電子ビーム露光装置用静電
偏向器を示す中央縦断端面図であり、この電子ビーム露
光装置用静電偏向器は、第２実施例の場合と同様に、例
えば、第８図に示す電子ビーム露光装置のマスク偏向部
１４の偏向器１５と偏向器１６又は偏向器１７と偏向器
１８等、２段構成の偏向器に適用するためのものである
。

なお、第７図において、第１図及び第６図に対応する部
分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。

図中、５１は第１実施例と同様の構成を有する静電偏向
器、５２は静電偏向器５１よりも径を大とする静電偏向
器であり、より詳しくは、静電偏向器５２は、その電極
部の内径を静電偏向器５１の電極部の外径よりも大きく
形成されており、静電偏向器５１の電極部の一部を静電
偏向器５２の電極部に所要の間隙をもって挿通させるこ
とにより、チャージアップの問題が生じることのない２
段構成の静電偏向器が構成されている。

かかる電子ビーム露光装置用静電偏向器は次のようにし
てｌ造することができる。

まず、静電偏向器５１．５２を用意する。これら静電偏
向器５１．５２は第１実施例の場合と全く同様にして製
造することができる。次に、これら静電偏向器５１．５
２を第７図に示すように組み立てる。ここに、第３実施
例による電子ビーム露光装置用静電偏向器を得ることが
できる。これが本発明の第３実施例による電子ビーム露
光装置用静電偏向器の製造方法である。

［発明の効果コ 本発明中、第１の発明（ｎ求項１記載の電子ビーム露光
装夏用靜電偏向器の製造方法）によれば、第１１図（第
１２図）従来例のように、を極をネジによって電極固定
部材に固定するという工程を必要とせず、したがって、
たとえ、電極数を増加させる場合であっても、小型化し
た電極固定用のネジを必要としないので、位置精度の低
下及び強度の低下を招くことなく電極数の増加を図り、
電子ビーム像のぼけのない高精度の露光を行うことがで
きる１段構成の電子ビーム露光装置用静電偏向器（例え
ば、副偏向器に適用される静電偏向器）を得ることがで
きる。また、電極数を増加させたとしても、この電子ビ
ーム露光装置用静電偏向器全体を１個の部品として扱う
ことができるので、クリーニングする場合の作業を容易
にすることもできる。

また、第２の発明（請求項２記載の電子ビーム露光装置
用静電偏向器）によれば、位置精度の低下及び強度の低
下を招くことなく電極数の増加を図り、電子ビーム像の
ぼけのない高精度の露光を行うことができる２段構成の
電子ビーム露光装置用静電偏向器（例えば、マスク偏向
部に配置される静電偏向器）を得ることができる。

また、第３の発明（請求項３記載の電子ビーム露光装置
用静電偏向器）によっても、位置精度の低下及び強度の
低下を招くことなく電極数の増加を図り、電子ビーム像
のぼけのない高精度の露光を行うことができる２段構成
の電子ビーム露光装置用静電偏向器を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は、それぞれ本発明の第１実
施例（第１の発明の一実施例）により製造される電子ビ
ーム露光装置用静電偏向器を示す斜視図、中央縦断面図
及び平面図、 第４図は電極が取り得る他の形状を示す平面図、第５図
は本発明の第１実施例において実施される工程の一部を
示す区、 第６図は本発明の第２実施例（第２の発明の一実施例）
により製造される電子ビーム露光装置用静電偏向器を示
す中央縦断端面図、 第７ズは本発明の第３実施例（第３の発明の一実施例）
により製造される電子ビーム露光装置用静電偏向器を示
す中央縦断端面図、 第８図は電子ビーム露光装置の一例を示す概念図、 第９図及び第１０図はそれぞれブロックマスクを示す平
面図及び断面図、 第１１区及び第１２図はそれぞれ従来の電子ビーム露光
装置用静電偏向器を示す中央縦断端面図及び平面図であ
る。 ３３・・・絶縁体からなる円筒 ３５・・・ネジ挿通孔 ３６・・・電極 ３７・・・溝 ＼・′、−！ ゛（二、−・′ される電子ビーム露光装置用静を偏向器を示す斜視図第
１図 される電子ビーム露光装置用静電偏向器を示す中央縦断
面図第２図 第３図 電極が取り得る他の形状を示す平面図 第４図 （Ａ） 第１実施例において実施される工程の一部を示す図第５
図 第６図 第７図 電子ビーム露光装置の一例 第８図 ブロックマスクを示す平面図 第９図 ブロックマスクを示す断面図 第１Ｏ図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁体からなる円筒の内面に電極材料からなる円
   筒を接着し、この電極材料からなる円筒を軸方向に沿っ
   て、かつ、電子ビームの軌道からは前記絶縁体からなる
   円筒が見えないように複数個に切断し、残った切断片を
   電極とする工程を含むことを特徴とする電子ビーム露光
   装置用静電偏向器の製造方法。
2. （２）絶縁体からなる第１の円筒の内面に、その一端部
   の内径を他の部分の内径よりも大きく形成された電極材
   料からなる第２の円筒を接着し、この第２の円筒を軸方
   向に沿って、かつ、電子ビームの軌道からは前記第１の
   円筒が見えないように複数個に切断し、残つた切断片を
   電極としてなる第１の静電偏向器を製造する工程と、絶
   縁体からなる第３の円筒の内面に、その一端部の外径を
   他の部分の外径よりも小さく形成された電極材料からな
   る第４の円筒を接着し、この第４の円筒を軸方向に沿っ
   て、かつ、電子ビームの軌道からは前記第３の円筒が見
   えないように複数個に切断し、残った切断片を電極とし
   てなる第２の静電偏向器を製造する工程と、前記第１の
   静電偏向器と前記第２の静電偏向器の電極部の一端部同
   士を間隙をもって咬み合わせるようにして前記第１の静
   電偏向器と前記第２の静電偏向器とを軸方向に連設する
   工程とを 含むことを特徴とする電子ビーム露光装置用静電偏向器
   の製造方法。
3. （３）絶縁体からなる第５の円筒の内面に電極材料から
   なる第６の円筒を接着し、この第６の円筒を軸方向に沿
   って、かつ、電子ビームの軌道からは前記絶縁体からな
   る第５の円筒が見えないように複数個に切断し、残った
   切断片を電極としてなる第３の静電偏向器を製造する工
   程と、前記絶縁体からなる第５の円筒よりも内径を大き
   く形成された絶縁体からなる第７の円筒の内面に前記第
   ６の円筒の外径よりもその内径を大きく形成された電極
   材料からなる第８の円筒を接着し、この第８の円筒を軸
   方向に沿って、かつ、電子ビームの軌道からは前記第５
   の円筒が見えないように複数個に切断し、残った切断片
   を電極としてなる第４の静電偏向器を製造する工程と、 前記第３の静電偏向器の電極部の一端部を前記第４の静
   電偏向器の電極部の一端部に間隙をもって挿通させるよ
   うにして前記第３の静電偏向器と前記第４の静電偏向器
   とを軸方向に連設する工程とを 含むことを特徴とする電子ビーム露光装置用静電偏向器
   の製造方法。