JPH1197331A - Electron beam exposure device - Google Patents
Electron beam exposure deviceInfo
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- JPH1197331A JPH1197331A JP9255117A JP25511797A JPH1197331A JP H1197331 A JPH1197331 A JP H1197331A JP 9255117 A JP9255117 A JP 9255117A JP 25511797 A JP25511797 A JP 25511797A JP H1197331 A JPH1197331 A JP H1197331A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス製
造のリソグラフィ工程において用いられる電子ビーム露
光装置に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an electron beam exposure apparatus used in a lithography process for manufacturing semiconductor devices.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、半導体デバイス製造の量産段階に
おけるリソグラフィ工程では、光露光方式による露光技
術が用いられてきた。しかし、近年では、半導体デバイ
スの高集積化に伴い、デバイス内部における配線幅がま
すます小さくなってきている。特に、１Ｇ、４ＧＤＲＡ
Ｍ以上の容量を有する半導体メモリデバイスでは、配線
幅は０．２μｍ以下に形成されており、配線幅の狭小化
が顕著である。そこで、光露光方式に代わる露光技術と
して、より解像度が高い電子ビームを用いた露光装置が
用いられ始めている。2. Description of the Related Art Heretofore, in a lithography process in a mass production stage of semiconductor device manufacturing, an exposure technique by a light exposure method has been used. However, in recent years, as semiconductor devices become more highly integrated, wiring widths inside the devices have become increasingly smaller. In particular, 1G, 4GDRA
In a semiconductor memory device having a capacity of M or more, the wiring width is formed to be 0.2 μm or less, and the wiring width is remarkably reduced. Therefore, as an exposure technique replacing the light exposure method, an exposure apparatus using an electron beam having higher resolution has begun to be used.
【０００３】しかし、これまでの電子ビーム露光装置
は、単一ビームによるガウシアン方式と可変成形方式と
が中心であるため、半導体デバイス製造におけるリソグ
ラフィ工程に多くの時間を要する。従って、半導体デバ
イスの生産性が低いという理由から、電子ビーム露光装
置の用途は、マスク描画や超ＬＳＩの研究開発、少量生
産のＡＳＩＣデバイスの露光等、電子ビーム露光装置の
優れた解像性能を特に必要とする用途に限られていた。
そのため、電子ビーム露光装置を半導体デバイスの量産
工程に導入するためには、半導体デバイスの生産性を如
何に向上させるかが大きな課題であった。However, conventional electron beam exposure apparatuses mainly use a Gaussian system using a single beam and a variable shaping system, and thus require a lot of time in a lithography process in the manufacture of semiconductor devices. Therefore, because of the low productivity of semiconductor devices, the application of the electron beam exposure apparatus requires the excellent resolution performance of the electron beam exposure apparatus, such as mask drawing, ultra-LSI R & D, and exposure of small-scale production ASIC devices. In particular, it was limited to applications that required it.
Therefore, in order to introduce an electron beam exposure apparatus into a mass production process of semiconductor devices, it has been a major problem how to improve the productivity of semiconductor devices.
【０００４】そこで、近年では、上記の課題を解決する
１つの手段として、マスクによって形成された光パター
ンを光電変換面に照射し、これにより放出される電子を
加速収束して、ウエハ上に投影する方法が提案されてい
る。以下に、従来の電子ビーム露光装置について、図１
６を参照して説明する。In recent years, as one means for solving the above problem, a light pattern formed by a mask is irradiated on a photoelectric conversion surface, and electrons emitted thereby are accelerated and converged to be projected on a wafer. A way to do that has been proposed. FIG. 1 shows a conventional electron beam exposure apparatus.
This will be described with reference to FIG.
【０００５】図１６は、従来の電子ビーム露光装置を示
す概略構成図である。FIG. 16 is a schematic configuration diagram showing a conventional electron beam exposure apparatus.
【０００６】図１６に示すように、従来の電子ビーム露
光装置１０１では、紫外光光源１０２から出射されてシ
ャッター１０３を通過した紫外光が、レチクルマスク１
０４に照射される。レチクルマスク１０４に紫外光が照
射されると、レチクルマスク１０４に形成されたパター
ンが投影される。レチクルマスク１０４を透過した紫外
光は、紫外光縮小用光学レンズ群１０５によって結像さ
れて、真空容器１０６内に設置された光電変換部１０７
の光電変換面１０８上に照射される。なお、真空容器１
０６の開口部１０６ａには石英ガラス製の真空窓１０９
が設けられており、紫外光はこの真空窓１０９を透過し
て真空容器１０６内に進入する。As shown in FIG. 16, in a conventional electron beam exposure apparatus 101, ultraviolet light emitted from an ultraviolet light source 102 and passing through a shutter 103 is applied to a reticle mask 1.
04. When the reticle mask 104 is irradiated with ultraviolet light, the pattern formed on the reticle mask 104 is projected. Ultraviolet light transmitted through the reticle mask 104 is imaged by the ultraviolet light reduction optical lens group 105, and the photoelectric conversion unit 107 installed in the vacuum container 106 is formed.
Is irradiated on the photoelectric conversion surface 108 of the light emitting element. The vacuum vessel 1
A vacuum window 109 made of quartz glass is provided in
The ultraviolet light passes through the vacuum window 109 and enters the vacuum vessel 106.
【０００７】ここで、光電変換部の詳細な構成につい
て、図１７を参照して説明する。図１７は、図１６に示
した光電変換部を示す拡大断面図である。Here, a detailed configuration of the photoelectric conversion unit will be described with reference to FIG. FIG. 17 is an enlarged sectional view showing the photoelectric conversion unit shown in FIG.
【０００８】図１７に示すように、光電変換部１０７
は、ＣｓＩ等の非導電性の光電子材料で形成された光電
変換面１０８の上にＩＴＯ等の導電性部材で形成された
透明導電膜１１０が設けられ、さらに、透明導電膜１１
０の上に石英板１１１が設けられて構成されている。[0008] As shown in FIG.
Is provided with a transparent conductive film 110 formed of a conductive member such as ITO on a photoelectric conversion surface 108 formed of a non-conductive photoelectric material such as CsI.
0 is provided with a quartz plate 111.
【０００９】光電変換面１０８は紫外光が照射されると
励起されて電子を放出するため、紫外光が照射された光
電変換面１０８からは電子ビームが照射される。光電変
換面１０８から照射された電子ビームは、電子光学構造
体１１２によって偏向や焦点調整がなされて被露光体で
あるウエハ１１３に照射され、これにより、レチクルマ
スク１０４に形成されたパターンがウエハ１１３に露光
される。The photoelectric conversion surface 108 is excited when irradiated with ultraviolet light and emits electrons, so that the electron beam is irradiated from the photoelectric conversion surface 108 irradiated with ultraviolet light. The electron beam emitted from the photoelectric conversion surface 108 is subjected to deflection and focus adjustment by the electron optical structure 112 and is applied to the wafer 113 as an object to be exposed, whereby the pattern formed on the reticle mask 104 is Exposed.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電子ビーム露光装置では、光電変換面から放出される電
子の電子電流密度を高めるために光電変換面への紫外光
パワーを上げると、光電変換面での温度上昇が原因とな
って光電変換面が劣化するという問題があった。さら
に、光電変換面を形成する光電子材料として特にＣｓＩ
等の非導電性の光電子材料を使用した場合には、電子放
出後に光電変換面がチャージアップするとともに、光電
変換面上に成膜されたＩＴＯ等からなる透明導電膜の高
シート抵抗層では電位勾配が発生し、ウエハに投影され
るパターンに「ぼけ」が生じる原因となることがあっ
た。However, in the conventional electron beam exposure apparatus, when the ultraviolet light power to the photoelectric conversion surface is increased in order to increase the electron current density of the electrons emitted from the photoelectric conversion surface, the photoelectric conversion surface is increased. However, there is a problem that the photoelectric conversion surface is deteriorated due to the rise in temperature in the above. Further, especially as a photoelectric material for forming a photoelectric conversion surface, CsI
When a non-conductive optoelectronic material such as is used, the photoelectric conversion surface is charged up after the emission of electrons, and the potential is high in the high sheet resistance layer of a transparent conductive film made of ITO or the like formed on the photoelectric conversion surface. In some cases, a gradient was generated, causing “blur” in the pattern projected on the wafer.
【００１１】また、光電変換面からの電子放出量は紫外
光の被照射時間の経過に伴って減少するので、電子放出
量がある許容値以下になった場合には光電変換面を交換
する必要があり、ウエハ露光のスループットを低下させ
る要因となっていた。Further, since the amount of electrons emitted from the photoelectric conversion surface decreases with the lapse of the irradiation time of the ultraviolet light, it is necessary to replace the photoelectric conversion surface when the amount of emitted electrons falls below a certain allowable value. This has been a factor in reducing the throughput of wafer exposure.
【００１２】そこで本発明は、ウエハに形成されるパタ
ーンの「ぼけ」を抑え、光電変換面の劣化を防止し、光
電変換面の有効利用を図ることができる電子ビーム露光
装置を提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide an electron beam exposure apparatus capable of suppressing "blur" of a pattern formed on a wafer, preventing deterioration of a photoelectric conversion surface, and effectively utilizing the photoelectric conversion surface. Aim.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の電子ビーム露光装置は、パターンが形成さ
れたレチクルマスクに紫外光を照射して前記パターンを
投影する紫外光照射部と、前記レチクルマスクを透過し
た紫外光を電子ビームに変換する光電変換手段と、前記
光電変換手段から出射された電子ビームをウエハ上に照
射させ、前記レチクルマスクと前記ウエハとを同期移動
させて前記パターンを前記ウエハに投影露光する電子ビ
ーム露光部とを有する電子ビーム露光装置において、前
記光電変換手段の前記紫外光が照射される面の裏面に、
前記電子ビームを通過させるための開口部を有する導電
部材板部が接触された状態で設けられている。In order to achieve the above object, an electron beam exposure apparatus according to the present invention comprises: an irradiating unit that irradiates a reticle mask with a pattern formed thereon with ultraviolet light to project the pattern; A photoelectric conversion unit that converts ultraviolet light transmitted through the reticle mask into an electron beam, and irradiates an electron beam emitted from the photoelectric conversion unit onto a wafer, and synchronously moves the reticle mask and the wafer to form the pattern. In an electron beam exposure apparatus having an electron beam exposure unit for projecting and exposing the wafer, the back side of the surface of the photoelectric conversion unit where the ultraviolet light is irradiated,
A conductive member plate having an opening for passing the electron beam is provided in contact therewith.
【００１４】これにより、紫外光の照射によって光電変
換手段に発生した熱は、導電部材板部が有する高熱伝導
性により、導線部材板部が接触している熱容量の大きな
低温の金属体に逃げていくため、光電変換手段の温度上
昇が抑えられる。また、導電部材板部の開口部は、通過
する電子ビームの形状寸法とほぼ等しいか、やや大きい
程度に設けられるので、電子ビームが発生して生じる光
電変換手段表面のチャージアップ部と導電部材板部の開
口部の縁との距離を短くできる。そのため、光電変換手
段のチャージアップ部に存在する電荷が速やかに導電部
材板部に吸収されるので、光電変換手段の電子ビーム発
生部周辺のチャージアップおよび電位勾配が抑えられ
る。また、イオンや分子などによる光電変換手段の劣化
が防止される。さらに、導電部材板部の近傍に加速電極
が備えられている場合には、加速電極によって生じる加
速電界がより安定化される。Thus, the heat generated in the photoelectric conversion means by the irradiation of the ultraviolet light escapes to a low-temperature metal body having a large heat capacity in contact with the conductive member plate due to the high thermal conductivity of the conductive member plate. Therefore, a rise in temperature of the photoelectric conversion unit is suppressed. Further, the opening of the conductive member plate is provided to be substantially equal to or slightly larger than the shape and size of the passing electron beam. The distance between the opening and the edge of the opening can be shortened. Therefore, the electric charge existing in the charge-up portion of the photoelectric conversion means is quickly absorbed by the conductive member plate portion, so that the charge-up and potential gradient around the electron beam generating portion of the photoelectric conversion means are suppressed. Further, deterioration of the photoelectric conversion means due to ions, molecules, and the like is prevented. Further, when an acceleration electrode is provided near the conductive member plate, the acceleration electric field generated by the acceleration electrode is further stabilized.
【００１５】また、前記開口部は、前記導電部材板部の
前記光電変換手段との接触面から前記電子ビームの出射
方向に向けてテーパ状に拡げられて形成されている構成
とすることにより、一般に広く知られているピアス電極
と同様の作用により、光電変換手段から放出される電子
の発散が軽減され、略平行の電子ビームが出射される。Further, the opening is formed so as to be tapered from the contact surface of the conductive member plate portion with the photoelectric conversion means toward the emission direction of the electron beam. By the same operation as a generally-known piercing electrode, the divergence of electrons emitted from the photoelectric conversion unit is reduced, and a substantially parallel electron beam is emitted.
【００１６】さらに、前記開口部の傾斜角度は前記電子
ビームの出射方向に対して略６７．５度である構成とす
ることが望ましい。Furthermore, it is preferable that the inclination angle of the opening is about 67.5 degrees with respect to the emission direction of the electron beam.
【００１７】また、前記導電部材板部の前記光電変換手
段に接触する面に凹部が設けられているとともに、前記
光電変換手段と前記導電部材板部とが相対的に移動自在
に設けられている構成としてもよい。In addition, a recess is provided on a surface of the conductive member plate portion that contacts the photoelectric conversion means, and the photoelectric conversion means and the conductive member plate portion are relatively movably provided. It may be configured.
【００１８】導電部材板部に接触された光電変換手段の
うち、導電部材板部の凹部に面し、導電部材板部に直接
接触されていない非接触領域は、他の導電部材板部に直
接接触されている領域に比べて紫外光照射による経時劣
化の影響が少ない。そのため、導電部材板部の開口部に
接触されている領域における光電変換手段での電子放出
量が減少した場合に、光電変換手段と導電部材板部とを
相対的に移動させて光電変換手段の前記非接触領域を導
電部材板部の開口部に接触させることにより、新たな光
電変換手段に交換した場合と同様に電子が放出される。The non-contact area of the photoelectric conversion means which is in contact with the conductive member plate portion, which faces the concave portion of the conductive member plate portion and is not directly in contact with the conductive member plate portion, is directly in contact with another conductive member plate portion. The effect of deterioration with time due to ultraviolet light irradiation is smaller than that of the contacted region. Therefore, when the amount of electron emission by the photoelectric conversion unit in a region that is in contact with the opening of the conductive member plate decreases, the photoelectric conversion unit and the conductive member plate are relatively moved to move the photoelectric conversion unit. By bringing the non-contact area into contact with the opening of the conductive member plate portion, electrons are emitted in the same manner as when the photoelectric conversion means is replaced with a new one.
【００１９】さらに、前記凹部は複数設けられ、各前記
凹部はマトリックス状に配列されている構成とすること
が好ましい。Further, it is preferable that a plurality of the concave portions are provided, and each of the concave portions is arranged in a matrix.
【００２０】さらには、前記マトリックス状に配列され
た各前記凹部は、前記マトリックスの横列における各前
記凹部同士の間隔および縦列における各前記凹部同士の
間隔がそれぞれ等間隔に設けられている構成とすること
が好ましい。Further, each of the recesses arranged in the matrix form has a configuration in which a space between the recesses in a row of the matrix and a space between the recesses in a column are equally spaced. Is preferred.
【００２１】加えて、前記凹部は前記開口部の全体幅お
よび長さよりも大きく設けられている構成とすることが
好ましい。In addition, it is preferable that the recess is provided to be larger than the entire width and length of the opening.
【００２２】また、前記導電部材板部は固定され、前記
光電変換手段のみが自在に移動することによって前記光
電変換手段と前記導電部材板部とが相対的に移動される
構成とすることにより、ウエハに露光されるパターン精
度および露光動作のスループットの低下が防がれる。Further, the conductive member plate portion is fixed, and the photoelectric conversion means and the conductive member plate portion are relatively moved by freely moving only the photoelectric conversion means. This prevents the accuracy of the pattern exposed on the wafer and the throughput of the exposure operation from lowering.
【００２３】さらに、前記導電部材板部の前記光電変換
手段と接触する面の面積は、前記導電部材板部と前記光
電変換手段との接触面積よりも大きく設けられている構
成とすることにより、光電変換手段は導電部材板部に覆
われて露出しないので、イオンや分子などによる光電変
換手段の劣化が防止される。Furthermore, the area of the surface of the conductive member plate portion in contact with the photoelectric conversion means is provided to be larger than the contact area between the conductive member plate portion and the photoelectric conversion means. Since the photoelectric conversion means is not exposed because it is covered by the conductive member plate portion, deterioration of the photoelectric conversion means due to ions, molecules, and the like is prevented.
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００２５】（第１の実施形態）図１は、本発明の電子
ビーム露光装置の第１の実施形態を示す全体構成図であ
る。(First Embodiment) FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of an electron beam exposure apparatus according to the present invention.
【００２６】図１に示すように、本実施形態の電子ビー
ム露光装置１は、パターン（不図示）が形成されたレチ
クルマスク１４に紫外光６を照射してそのパターンを投
影する紫外光照明部２と、紫外光照明部２から照射され
た紫外光６を電子ビーム２４に変換してウエハ３０を露
光する電子ビーム露光部３とから構成されている。さら
に、紫外光照明部２は、紫外光光源７から照射された紫
外光６をレチクルマスク１４に照射する紫外光照射部４
と、レチクルマスク１４を透過した紫外光６を光電変換
部１８の光電変換面２１に結像させる紫外光投影部５と
から構成されている。As shown in FIG. 1, an electron beam exposure apparatus 1 of the present embodiment includes an ultraviolet light illuminating unit that irradiates a reticle mask 14 on which a pattern (not shown) is formed with ultraviolet light 6 and projects the pattern. 2 and an electron beam exposure unit 3 that converts the ultraviolet light 6 emitted from the ultraviolet light illumination unit 2 into an electron beam 24 and exposes the wafer 30. Further, an ultraviolet light illuminating unit 2 irradiates an ultraviolet light 6 radiated from an ultraviolet light source 7 onto a reticle mask 14.
And an ultraviolet light projection unit 5 for forming an image of the ultraviolet light 6 transmitted through the reticle mask 14 on the photoelectric conversion surface 21 of the photoelectric conversion unit 18.
【００２７】最初に、紫外光照明部２の紫外光照射部４
について説明する。First, the ultraviolet light irradiation section 4 of the ultraviolet light illumination section 2
Will be described.
【００２８】紫外光照射部４は、紫外光６を照射する紫
外光光源７と、紫外光光源７から照射された紫外光６を
平行光にする平行光レンズ８と、紫外光光源７から照射
された紫外光６の強度を均一化させるフライアイレンズ
９と、フライアイレンズ９を透過した紫外光６を収束さ
せる収束レンズ１０と、収束レンズ１０で収束された紫
外光６のみを通過させることにより、紫外光６によるレ
チクルマスク１４の照明領域を制限する照明領域制限ア
パーチャ１１とを有する。照明領域制限アパーチャ１１
は、少なくとも図示のＸＹ方向に移動可能なアパーチャ
ステージ１２の上に載置されている。さらに、紫外光照
射部４には、照明領域制限アパーチャ１１を通過した紫
外光６をレチクルマスク１４に照射させるための紫外光
照明光学系１３が備えられている。The ultraviolet light irradiating section 4 includes an ultraviolet light source 7 for irradiating the ultraviolet light 6, a parallel light lens 8 for converting the ultraviolet light 6 radiated from the ultraviolet light source 7 into parallel light, and an irradiating light from the ultraviolet light source 7. A fly-eye lens 9 for making the intensity of the ultraviolet light 6 uniform, a converging lens 10 for converging the ultraviolet light 6 transmitted through the fly-eye lens 9, and passing only the ultraviolet light 6 converged by the converging lens 10. And an illumination area limiting aperture 11 for limiting an illumination area of the reticle mask 14 by the ultraviolet light 6. Illumination area restriction aperture 11
Is mounted on an aperture stage 12 which can be moved at least in the illustrated XY directions. Further, the ultraviolet light irradiating section 4 is provided with an ultraviolet light illumination optical system 13 for irradiating the reticle mask 14 with the ultraviolet light 6 that has passed through the illumination area limiting aperture 11.
【００２９】上記の紫外光照明部２では、紫外光光源７
から照射された紫外光６が、フライアイレンズ９によっ
て強度が均一化される。強度が均一化された紫外光６は
収束レンズ１０によって収束され、照明領域制限アパー
チャ１１の開口部１１ａを通過する。照明領域制限アパ
ーチャ１１の開口部１１ａを通過した紫外光６は、紫外
光照明光学系１３によって収束されて、後述するレチク
ルマスク１４に照射される。In the ultraviolet light illuminating section 2, the ultraviolet light source 7
The intensity of the ultraviolet light 6 radiated from the lens is made uniform by the fly-eye lens 9. The ultraviolet light 6 whose intensity has been made uniform is converged by the converging lens 10 and passes through the opening 11 a of the illumination area limiting aperture 11. The ultraviolet light 6 having passed through the opening 11a of the illumination area limiting aperture 11 is converged by an ultraviolet light illumination optical system 13 and is irradiated on a reticle mask 14 described later.
【００３０】次に、紫外光照明部２の紫外光投影部５に
ついて説明する。Next, the ultraviolet light projection unit 5 of the ultraviolet light illumination unit 2 will be described.
【００３１】紫外光投影部５は、紫外光透過部と紫外光
不透過部とで回路等のパターンが形成されたレチクルマ
スク１４と、レチクルマスク１４の紫外光透過部を透過
した紫外光６によって投影されたパターンを、後述する
光電変換部１８の光電変換面２１に結像させる紫外光投
影光学系１７とを有する。レチクルマスク１４の上方に
は、レチクルマスク１４に照射される紫外光６の画角を
制限するための画角制限アパーチャ１５が設けられてい
る。また、レチクルマスク１４は、少なくとも図示のＸ
Ｙ方向に移動可能なマスクステージ１６の上に載置され
ている。The ultraviolet light projection unit 5 is composed of a reticle mask 14 in which a pattern such as a circuit is formed by an ultraviolet light transmitting part and an ultraviolet light opaque part, and an ultraviolet light 6 transmitted through the ultraviolet light transmitting part of the reticle mask 14. An ultraviolet light projection optical system 17 for forming an image of the projected pattern on a photoelectric conversion surface 21 of a photoelectric conversion unit 18 described later. Above the reticle mask 14, an angle-of-view limiting aperture 15 for limiting the angle of view of the ultraviolet light 6 applied to the reticle mask 14 is provided. The reticle mask 14 has at least the X
It is mounted on a mask stage 16 movable in the Y direction.
【００３２】上記の紫外光投影部５では、前述の紫外光
照明部２から照射され、レチクルマスク１４を透過した
紫外光６が、紫外光投影光学系１７によって後述する光
電変換部１８の光電変換面２１に結像される。In the ultraviolet light projection unit 5, the ultraviolet light 6 radiated from the ultraviolet light illuminating unit 2 and transmitted through the reticle mask 14 is converted by an ultraviolet light projection optical system 17 into a photoelectric conversion of a photoelectric conversion unit 18 described later. An image is formed on the surface 21.
【００３３】続いて、電子ビーム露光部３について説明
する。Next, the electron beam exposure section 3 will be described.
【００３４】電子ビーム露光部３は、紫外光照明部２か
ら照射された紫外光６を電子ビーム２４に変換する光電
変換部１８と、光電変換部１８から放出された電子を加
速させるための加速電極２３と、電子ビームをウエハ３
０上に照射させる投影レンズ２６ａ，２６ｂと、電子ビ
ーム２４を光軸６ａに対して偏向させる偏光器２７ａ，
２７ｂとを有する。The electron beam exposure section 3 includes a photoelectric conversion section 18 for converting the ultraviolet light 6 emitted from the ultraviolet light illumination section 2 into an electron beam 24, and an acceleration for accelerating the electrons emitted from the photoelectric conversion section 18. Electrode 23 and electron beam are applied to wafer 3
The projection lenses 26a and 26b for irradiating the electron beam 24 on the optical axis 6a and the polarizers 27a and
27b.
【００３５】電子ビーム露光部３には、さらに、ウエハ
３０上に照射される電子ビームの位置を補正する軸移動
コイル２５ａ，２５ｂと、投影レンズ２６ａ，２６ｂの
焦点を補正するとともに電子ビーム２４を光軸６ａを中
心に回転させる焦点／回転補正レンズ２８とが備えられ
ている。投影レンズ２６ａと投影レンズ２６ｂとの間に
は、散乱した電子ビームを遮断するための散乱電子遮断
アパーチャ２９が備えられている。The electron beam exposure unit 3 further includes axis moving coils 25a and 25b for correcting the position of the electron beam irradiated on the wafer 30, and corrects the focal points of the projection lenses 26a and 26b and transmits the electron beam 24. A focus / rotation correction lens 28 that rotates about the optical axis 6a is provided. A scattered electron blocking aperture 29 for blocking scattered electron beams is provided between the projection lens 26a and the projection lens 26b.
【００３６】被露光体であるウエハ３０は、ウエハステ
ージ３２に設置されたウエハチャック３１上に載置され
ている。ウエハステージ３２上には、さらに、ウエハ３
０に照射される電子ビーム２４の強度を検出するための
電子ビーム強度検出器３３が設置されている。また、ウ
エハ３０の上方には、電子ビーム２４がウエハ３０に照
射されたときにウエハ３０から放出される二次電子や反
射電子を検出するための二次電子検出器３４が設置され
ている。The wafer 30 to be exposed is mounted on a wafer chuck 31 provided on a wafer stage 32. On the wafer stage 32, the wafer 3
An electron beam intensity detector 33 for detecting the intensity of the electron beam 24 irradiated to zero is provided. A secondary electron detector 34 for detecting secondary electrons and reflected electrons emitted from the wafer 30 when the electron beam 24 irradiates the wafer 30 is provided above the wafer 30.
【００３７】なお、上記説明した電子ビーム露光部３の
各構成は、真空容器３５内に収容されている。真空容器
３５の上部に形成された開窓部３５ａには石英ガラス製
の真空窓３６が設けられており、前述した紫外光６は、
この真空窓３６を透過して真空容器３５内に進入する。The components of the electron beam exposure unit 3 described above are accommodated in a vacuum container 35. A vacuum window 36 made of quartz glass is provided in a window portion 35a formed on the upper portion of the vacuum container 35, and the ultraviolet light 6 described above is
The light passes through the vacuum window 36 and enters the vacuum vessel 35.
【００３８】上記の電子ビーム露光部３では、紫外光照
明部２から照射された紫外光６が光電変換部１８の光電
変換面２１によって電子ビーム２４に変換される。従っ
て、レチクルマスク１４を透過した紫外光６によって投
影されたパターンは、光電変換部１８による光電変換後
は電子ビーム２４によって投影されることとなる。な
お、光電変換面２１の下面には円弧状の開口部２２ａが
形成された導電部材板２２が設けられている。In the electron beam exposure unit 3, the ultraviolet light 6 emitted from the ultraviolet light illuminating unit 2 is converted into an electron beam 24 by the photoelectric conversion surface 21 of the photoelectric conversion unit 18. Therefore, the pattern projected by the ultraviolet light 6 transmitted through the reticle mask 14 is projected by the electron beam 24 after the photoelectric conversion by the photoelectric conversion unit 18. A conductive member plate 22 having an arc-shaped opening 22a is provided on the lower surface of the photoelectric conversion surface 21.
【００３９】光電変換部１８から出射された電子ビーム
２４は、加速電極２３で電子が加速されて強度が増強さ
れた後に、投影レンズ２６ａ，２６ｂによってウエハ３
０上に照射される。このとき、軸移動コイル２５ａ，２
５ｂによるウエハ３０上における電子ビーム２４の位置
補正や、焦点／回転補正レンズ２８による投影レンズ２
６ａ，２６ｂの焦点補正等が必要に応じて行われる。な
お、本実施形態では、投影レンズ２６ａ，２６ｂによる
投影像の縮小率を１／４とした。After the electron beam 24 emitted from the photoelectric conversion unit 18 is accelerated by the acceleration electrode 23 to increase the intensity, the electron beam 24 is projected onto the wafer 3 by the projection lenses 26a and 26b.
Irradiated on zero. At this time, the shaft moving coils 25a, 2
5b, the position of the electron beam 24 on the wafer 30 is corrected, and the focus / rotation correction lens 28
Focus correction of 6a and 26b is performed as needed. In the present embodiment, the reduction ratio of the projected image by the projection lenses 26a and 26b is set to 1/4.
【００４０】ここで、図１に示した光電変換部１８につ
いて、図２および図３を参照して詳細に説明する。図２
は図１に示した光電変換部と加速電極とを示す拡大断面
図、図３は図２に示した光電変換部の底面図である。Here, the photoelectric conversion unit 18 shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to FIGS. FIG.
3 is an enlarged sectional view showing the photoelectric conversion unit and the accelerating electrode shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a bottom view of the photoelectric conversion unit shown in FIG.
【００４１】図２に示すように、光電変換部１８は、Ｃ
ｓＩ等の非導電性の光電子材料で形成された光電変換面
２１の上面にＩＴＯ等の導電性部材で形成された透明導
電膜２０が設けられ、さらに、透明導電膜２０の上に石
英板１９が設けられている。光電変換面２１は紫外光が
照射されると励起されて電子を放出する特性を有してい
るので、紫外光が照射された光電変換面２１からは電子
ビーム２４（図１参照）が照射される。また、光電変換
面２１の下面には、Ｃｕ等からなり、円弧状の開口部２
２ａが形成された導電部材板２２が接触された状態で設
けられている。導電部材板２２の厚さは、開口部２２ａ
の周囲で０．４ｍｍ、それ以外の箇所では２ｍｍとし
た。As shown in FIG. 2, the photoelectric conversion unit 18
A transparent conductive film 20 made of a conductive material such as ITO is provided on the upper surface of a photoelectric conversion surface 21 made of a non-conductive optoelectronic material such as sI. Is provided. Since the photoelectric conversion surface 21 has a characteristic of being excited and emit electrons when irradiated with ultraviolet light, an electron beam 24 (see FIG. 1) is irradiated from the photoelectric conversion surface 21 irradiated with ultraviolet light. You. An arc-shaped opening 2 made of Cu or the like is formed on the lower surface of the photoelectric conversion surface 21.
The conductive member plate 22 formed with 2a is provided in contact therewith. The thickness of the conductive member plate 22 depends on the opening 22a.
Was set at 0.4 mm around the periphery of the sample, and 2 mm at other locations.
【００４２】このように、光電変換面２１の下面に導電
部材板２２を設けることにより、紫外光６の照射によっ
て光電変換面２１に発生した熱は、導電部材板２２が有
する高熱伝導性により、導線部材板２２が接触している
熱容量の大きな低温の金属体（不図示）に逃げていくた
め、光電変換面２１の温度上昇が抑えられる。また、導
電部材板２２の開口部２２ａは、通過する電子ビーム２
４の形状寸法とほぼ等しいか、やや大きい程度に設けら
れるので、電子ビーム２４が発生して生じる光電変換面
２１の表面のチャージアップ部と導電部材板２２の開口
部２２ａの縁との距離を短くできる。そのため、光電変
換面２１表面のチャージアップ部に存在する電荷が速や
かに導電部材板２２に吸収されるので、光電変換面２１
の電子ビーム発生部周辺のチャージアップおよび電位勾
配が抑えられる。また、真空容器３５内に発生するイオ
ンや分子等による光電変換面２１の劣化が防止されるた
め、光電変換面２１の寿命が延びる。さらに、加速電極
２３によて生じる加速電界がより安定化される。また、
光電変換面２１の上面に形成された透明導電膜２０によ
り、導電部材板２２による光電変換面２１のチャージア
ップ防止が補助される。As described above, by providing the conductive member plate 22 on the lower surface of the photoelectric conversion surface 21, heat generated on the photoelectric conversion surface 21 by the irradiation of the ultraviolet light 6 can be reduced by the high thermal conductivity of the conductive member plate 22. Since the conductor member plate 22 escapes to a low-temperature metal body (not shown) having a large heat capacity in contact with the conductor member plate 22, the temperature rise of the photoelectric conversion surface 21 is suppressed. Further, the opening 22a of the conductive member plate 22 is provided with the passing electron beam 2
4, the distance between the charge-up portion on the surface of the photoelectric conversion surface 21 generated by the generation of the electron beam 24 and the edge of the opening 22a of the conductive member plate 22 is reduced. Can be shortened. Therefore, the electric charge existing in the charge-up portion on the surface of the photoelectric conversion surface 21 is quickly absorbed by the conductive member plate 22, and the photoelectric conversion surface 21
Charge-up and potential gradient around the electron beam generating section are suppressed. Further, since the deterioration of the photoelectric conversion surface 21 due to ions, molecules, and the like generated in the vacuum vessel 35 is prevented, the life of the photoelectric conversion surface 21 is extended. Further, the acceleration electric field generated by the acceleration electrode 23 is further stabilized. Also,
The transparent conductive film 20 formed on the upper surface of the photoelectric conversion surface 21 helps to prevent the conductive member plate 22 from charging up the photoelectric conversion surface 21.
【００４３】また、図３に示すように、導電部材板２２
に形成された円弧状の開口部２２ａは、全体幅としての
円弧幅Ｓｘが４ｍｍ、円弧長さＳｙが１６ｍｍ、開口幅
Ｗが０．５ｍｍに設けられている。従って、電子ビーム
２４（図１参照）は、円弧状の電子ビーム帯に形成され
た状態で光電変換部１８から出射される。なお、図２に
示した加速電極２３には、光電変換部１８から出射され
た円弧状の電子ビーム２４を遮らないために、導電部材
板２２の円弧状の開口部２２ａと同様な形状の開口部２
３ａが形成されている。Further, as shown in FIG.
The arc-shaped opening 22a formed in the above is provided with an arc width Sx as a whole width of 4 mm, an arc length Sy of 16 mm, and an opening width W of 0.5 mm. Therefore, the electron beam 24 (see FIG. 1) is emitted from the photoelectric conversion unit 18 in a state where it is formed in an arc-shaped electron beam band. The accelerating electrode 23 shown in FIG. 2 has an opening having the same shape as the arc-shaped opening 22 a of the conductive member plate 22 so as not to block the arc-shaped electron beam 24 emitted from the photoelectric conversion unit 18. Part 2
3a are formed.
【００４４】上記のような円弧状に形成された電子ビー
ム２４を用いてウエハ３０を露光することにより、微小
なスポットサイズの単一電子ビームを用いた場合に比べ
てウエハ３０上における露光領域を拡大することができ
るので、ウエハ３０への電子ビーム２４の露光走査回数
を減少させることができ、ひいては露光時間を短縮する
ことができる。By exposing the wafer 30 using the electron beam 24 formed in an arc shape as described above, the exposure area on the wafer 30 is reduced as compared with the case where a single electron beam having a minute spot size is used. Since the enlargement can be performed, the number of exposure scans of the wafer 30 with the electron beam 24 can be reduced, and the exposure time can be shortened.
【００４５】なお、本実施形態では、導電部材板２２に
円弧状の開口部２２ａが形成された例を示したが、導電
部材板に形成される開口部の形状は円弧状に限られず、
他の曲線形状や多角形形状等に形成されていてもよい。In this embodiment, the example in which the arc-shaped opening 22a is formed in the conductive member plate 22 is shown, but the shape of the opening formed in the conductive member plate is not limited to the arc shape.
It may be formed in another curved shape, polygonal shape, or the like.
【００４６】また、本実施形態では、導電部材板２２に
よる光電変換面２１のチャージアップ防止を補助するた
めに、光電変換面２１の上面に透明導電膜２０を形成し
た例を示した。しかし、本実施形態のように、光軸６ａ
から外れた箇所でかつ収差の小さい領域を用いてパター
ンを投影することによって導電部材板２２の開口部２２
ａの開口幅Ｗ（図３参照）を小さく設定できる場合に
は、導電性部材２２による光電変換面２１のチャージア
ップ防止効果が特に顕著に得られるため、透明導電膜２
０は必ずしも必要ではない。Further, in the present embodiment, an example has been shown in which the transparent conductive film 20 is formed on the upper surface of the photoelectric conversion surface 21 in order to assist the charge-up prevention of the photoelectric conversion surface 21 by the conductive member plate 22. However, as in the present embodiment, the optical axis 6a
By projecting the pattern using a region deviated from the region and having a small aberration, the opening 22 of the conductive member plate 22 is projected.
When the opening width W (see FIG. 3) of “a” can be set small, the effect of preventing the charge-up of the photoelectric conversion surface 21 by the conductive member 22 is particularly remarkably obtained.
0 is not always necessary.
【００４７】次に、本実施形態の電子ビーム露光装置１
によるウエハ３０の露光動作について、図１を参照して
説明する。Next, the electron beam exposure apparatus 1 of the present embodiment
1 will be described with reference to FIG.
【００４８】前述したように、レチクルマスク１４を透
過した紫外光６が光電変換部１８に照射されると、紫外
光６は光電変換部１８によって電子ビーム２４に変換さ
れる。これにより、レチクルマスク１４のパターンは電
子ビーム２４によってウエハ３０上に投影される。As described above, when the ultraviolet light 6 transmitted through the reticle mask 14 is irradiated on the photoelectric conversion unit 18, the ultraviolet light 6 is converted into an electron beam 24 by the photoelectric conversion unit 18. Thus, the pattern of the reticle mask 14 is projected onto the wafer 30 by the electron beam 24.
【００４９】続いて、マスクステージ１６とウエハステ
ージ３２とを、投影レンズ２６ａ，２６ｂの縮小率に相
当する速度差で同期移動させることにより、レチクルマ
スク１４に形成されているパターン全体がウエハ３０の
表面に露光される。Subsequently, by moving the mask stage 16 and the wafer stage 32 synchronously at a speed difference corresponding to the reduction ratio of the projection lenses 26a and 26b, the entire pattern formed on the reticle mask 14 The surface is exposed.
【００５０】なお、電子ビーム露光装置１の電子ビーム
露光部３には二次電子検出器３４が設置されているた
め、電子ビーム２４がウエハ３０に照射されたときにウ
エハ３０から放出される二次電子や反射電子を検出する
ことにより、ウエハ３０上へのパターンの露光が正確に
行われているか等をモニタすることができる。さらに、
ウエハステージ３２上に設置された電子ビーム強度検出
器３３によってウエハ３０に照射される電子ビーム２４
の強度を検出することにより、強度不足による露光不良
や、強度過剰によるウエハ３０の熱的ひずみの発生を防
止することができる。Since the electron beam exposure section 3 of the electron beam exposure apparatus 1 is provided with the secondary electron detector 34, the electron beam 24 is emitted from the wafer 30 when the electron beam 24 irradiates the wafer 30. By detecting the secondary electrons and the reflected electrons, it is possible to monitor whether or not the exposure of the pattern on the wafer 30 is performed accurately. further,
The electron beam 24 irradiated on the wafer 30 by the electron beam intensity detector 33 installed on the wafer stage 32
By detecting the intensity of the light beam, it is possible to prevent exposure failure due to insufficient intensity and thermal distortion of the wafer 30 due to excessive intensity.
【００５１】さらに、図１に示すように、電子ビーム露
光装置１にはマスクステージ１６の位置を測定する第１
の測長器３７と、ウエハステージ３２の位置を測定する
第２の測長器３８と、両者の測定結果に基づいて各ステ
ージ１６，３２の位置ずれ量を計算する位置ずれ演算回
路３９とが備えられている。Further, as shown in FIG. 1, the electron beam exposure apparatus 1 has a first position for measuring the position of the mask stage 16.
, A second length measuring device 38 for measuring the position of the wafer stage 32, and a displacement calculating circuit 39 for calculating the displacement of each of the stages 16 and 32 based on the measurement results of both. Provided.
【００５２】これらの測長器３７，３８によって各ステ
ージ１６，３２の位置が測定され、各ステージ１６，３
２の実際の位置と所望の位置との位置ずれ量が位置ずれ
演算回路３９によって計算される。すると、その計算結
果に基づいて、照明領域制限アパーチャ１１が載置され
たアパーチャステージ１２が移動されるとともに、偏光
器２７ａ，２７ｂに位置補正信号が印加される。これに
より、各ステージ１６，３２に位置ずれが生じた場合で
も、電子ビーム２４はウエハ３０上の所望の位置に正確
に照射されるため、露光もれや二重露光等の露光不良の
発生が防止される。The position of each stage 16, 32 is measured by these length measuring devices 37, 38, and each stage 16, 3 is measured.
The position shift amount between the actual position and the desired position is calculated by the position shift operation circuit 39. Then, based on the calculation result, the aperture stage 12 on which the illumination area limiting aperture 11 is mounted is moved, and a position correction signal is applied to the polarizers 27a and 27b. As a result, even if the respective stages 16 and 32 are misaligned, the electron beam 24 is accurately applied to a desired position on the wafer 30, so that exposure defects such as exposure omission and double exposure occur. Is prevented.
【００５３】次に、図２等に示した光電変換部１８の変
形例について、図４および図５を参照して説明する。Next, a modification of the photoelectric conversion unit 18 shown in FIG. 2 and the like will be described with reference to FIGS.
【００５４】図４は図２等に示した光電変換部の変形例
と加速電極とを示す拡大断面図、図５は図４に示した光
電変換部の底面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a modified example of the photoelectric conversion unit shown in FIG. 2 and an accelerating electrode, and FIG. 5 is a bottom view of the photoelectric conversion unit shown in FIG.
【００５５】図４に示す、本変形例の光電変換部１８’
における石英板１９’、透明導電膜２０’、光電変換面
２１’の各構成は図２等に示した光電変換部１８と同様
であるので詳しい説明は省略し、以下に、図２等に示し
た光電変換部１８と異なる構成について説明する。FIG. 4 shows a photoelectric conversion unit 18 ′ according to this modification.
Since the configurations of the quartz plate 19 ′, the transparent conductive film 20 ′, and the photoelectric conversion surface 21 ′ are the same as those of the photoelectric conversion unit 18 shown in FIG. 2 and the like, detailed description is omitted, and A configuration different from the photoelectric conversion unit 18 described above will be described.
【００５６】図４および図５に示すように、本変形例の
光電変換部１８’における導電部材板２２’では、円弧
状の開口部２２ａ’が、導電部材板２２’の光電変換面
２１’から電子ビームの出射方向へ向けて略６７．５度
にテーパ状に拡げられて形成されており、一般に広く知
られているピアス電極に近似されている。従って、ピア
ス電極と同様の作用により、光電変換面２１’から放出
される電子の発散が軽減され、略平行の電子ビームが出
射される。これにより、ウエハに投影されるパターンの
「ぼけ」が改善されるため、ウエハに投影されるパター
ンの解像度を向上させることができる。As shown in FIGS. 4 and 5, in the conductive member plate 22 'of the photoelectric conversion unit 18' of this modification, the arc-shaped opening 22a 'is formed by the photoelectric conversion surface 21' of the conductive member plate 22 '. , And is formed so as to expand in a tapered shape at about 67.5 degrees toward the emission direction of the electron beam from the piercing electrode, which is similar to a piercing electrode generally widely known. Therefore, the divergence of the electrons emitted from the photoelectric conversion surface 21 'is reduced by the same operation as the piercing electrode, and a substantially parallel electron beam is emitted. Thus, the “blur” of the pattern projected on the wafer is improved, and the resolution of the pattern projected on the wafer can be improved.
【００５７】（第２の実施形態）図６は、本発明の電子
ビーム露光装置の第２の実施形態を示す全体構成図であ
る。(Second Embodiment) FIG. 6 is an overall configuration diagram showing a second embodiment of the electron beam exposure apparatus of the present invention.
【００５８】図６に示す電子ビーム露光装置５１は、紫
外光照明部５２における紫外光照射部５４の紫外光光源
５７、紫外光５６、光軸５６ａ、平行光レンズ５８、フ
ライアイレンズ５９、収束レンズ６０、照明領域制限ア
パーチャ６１、アパーチャステージ６２、紫外光照明光
学系６３、紫外光照明部５２における紫外光投影部５５
のレチクルマスク６４、画角制限アパーチャ６５、マス
クステージ６６、紫外光投影光学系６７、および電子ビ
ーム露光部５３の光電変換部６８、加速電極７３、電子
ビーム７４、軸移動コイル７５ａ，７５ｂ、投影レンズ
７６ａ，７６ｂ、焦点／回転補正レンズ７８、散乱電子
遮断アパーチャ７９、ウエハ８０、ウエハチャック８
１、ウエハステージ８２、電子ビーム強度検出器８３、
二次電子検出器８４、真空容器８５、真空窓８６、その
他、第１の測長器８７、第２の測長器８８、および位置
ずれ演算回路８９の構成は、図１に示した電子ビーム露
光装置１と同様であるので詳しい説明は省略し、以下
に、図１に示した電子ビーム露光装置１と異なる構成に
ついて説明する。An electron beam exposure apparatus 51 shown in FIG. 6 includes an ultraviolet light source 57 of an ultraviolet light irradiating section 54 of an ultraviolet light illuminating section 52, an ultraviolet light 56, an optical axis 56a, a parallel light lens 58, a fly-eye lens 59, and a convergent lens. Lens 60, illumination area limiting aperture 61, aperture stage 62, ultraviolet light illumination optical system 63, ultraviolet light projection unit 55 in ultraviolet light illumination unit 52
Reticle mask 64, angle-of-view limiting aperture 65, mask stage 66, ultraviolet light projection optical system 67, photoelectric conversion unit 68 of electron beam exposure unit 53, acceleration electrode 73, electron beam 74, axis moving coils 75a and 75b, projection Lenses 76a, 76b, focus / rotation correction lens 78, scattered electron blocking aperture 79, wafer 80, wafer chuck 8
1, wafer stage 82, electron beam intensity detector 83,
The configuration of the secondary electron detector 84, the vacuum vessel 85, the vacuum window 86, the first length measuring device 87, the second length measuring device 88, and the displacement calculating circuit 89 are the same as those of the electron beam shown in FIG. Since the configuration is the same as that of the exposure apparatus 1, a detailed description thereof will be omitted, and a configuration different from that of the electron beam exposure apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described below.
【００５９】図７は、図６に示した光電変換部と第１お
よび第２の駆動部とを示す部分構成図である。FIG. 7 is a partial configuration diagram showing the photoelectric conversion unit shown in FIG. 6 and the first and second driving units.
【００６０】図７に示すように、本実施形態では、真空
容器８５内に設置された光電変換部６８の光電変換面７
１と導電部材板７２とが、相対的に可動自在に設けられ
ている。光電変換面７１はその上面に設けられた透明導
電膜７０および石英板６９とともに第１の駆動部９０に
よって移動され、導電部材板７２は第２の駆動部９１に
よって移動される。なお、導電部材板７２の光電変換面
７１と接触する面の面積は、図６および図７に示すよう
に、光電変換面７１と導電部材板７２との接触面積より
も大きく形成されていることが好ましい。これにより、
光電変換面７１は導電部材板７２に覆われて露出されな
いので、真空容器８５（図１参照）内に発生するイオン
や分子等による光電変換面７１の劣化が防止される。As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the photoelectric conversion surface 7 of the photoelectric conversion unit 68 installed in the vacuum vessel 85 is used.
1 and the conductive member plate 72 are relatively movably provided. The photoelectric conversion surface 71 is moved by the first drive unit 90 together with the transparent conductive film 70 and the quartz plate 69 provided on the upper surface thereof, and the conductive member plate 72 is moved by the second drive unit 91. The area of the surface of the conductive member plate 72 that is in contact with the photoelectric conversion surface 71 is formed to be larger than the contact area between the photoelectric conversion surface 71 and the conductive member plate 72, as shown in FIGS. Is preferred. This allows
Since the photoelectric conversion surface 71 is not exposed because it is covered with the conductive member plate 72, deterioration of the photoelectric conversion surface 71 due to ions, molecules, and the like generated in the vacuum vessel 85 (see FIG. 1) is prevented.
【００６１】図８は図６に示した導電部材板の平面図、
図９は図８に示した導電部材板のＡ−Ａ線における断面
図である。FIG. 8 is a plan view of the conductive member plate shown in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line AA of the conductive member plate shown in FIG.
【００６２】図８に示すように、導電部材板７２の光電
変換面７１（図６等参照）に接触される面には、直交マ
トリックス状に配列された複数の凹部７２ｂが設けられ
ている。この凹部７２ｂは、光電変換面７１の電子を放
出させる箇所に導電部材板７２が直接接触して光電変換
面７１が劣化してしまうことを防止するために設けられ
る。そのため、各凹部７２ｂは、導電部材板７２に形成
された円弧状の開口部７２ａの円弧幅および円弧長さよ
りも大きく設けられていることが好ましい。本実施形態
では、各凹部７２ｂの幅Ｋｘが６ｍｍ、長さＫｙが１８
ｍｍに設けられている。さらに、各凹部７２ｂ同士の間
隔は、横列の図示Ｘ方向における間隔Ｐｘが１１ｍｍ、
縦列の図示Ｙ方向における間隔Ｐｙが２１ｍｍに設けら
れている。また、図９に示す各凹部７２ｂの深さＫｄ
は、０．１ｍｍに設けられている。ただし、凹部７２ｂ
は光電変換面７１が導電部材板７２に直接接触すること
を防ぐために設けられるものであるため、凹部７２ｂの
深さは数μｍ以上に設けられていればよい。As shown in FIG. 8, a plurality of concave portions 72b arranged in an orthogonal matrix are provided on the surface of the conductive member plate 72 which is in contact with the photoelectric conversion surface 71 (see FIG. 6, etc.). The concave portion 72b is provided to prevent the conductive member plate 72 from directly contacting a portion of the photoelectric conversion surface 71 from which electrons are emitted, thereby preventing the photoelectric conversion surface 71 from being deteriorated. Therefore, it is preferable that each recess 72b is provided to be larger than the arc width and arc length of the arc-shaped opening 72a formed in the conductive member plate 72. In the present embodiment, each recess 72b has a width Kx of 6 mm and a length Ky of 18
mm. Further, the interval between the concave portions 72b is such that the interval Px in the X direction shown in the row is 11 mm,
The interval Py in the illustrated Y direction of the columns is provided at 21 mm. Further, the depth Kd of each recess 72b shown in FIG.
Is provided at 0.1 mm. However, the concave portion 72b
Is provided to prevent the photoelectric conversion surface 71 from directly contacting the conductive member plate 72, so that the depth of the concave portion 72b may be provided to be several μm or more.
【００６３】図１０は図６に示した光電変換部の平面
図、図１１は図１０に示した光電変換部の側面図であ
る。FIG. 10 is a plan view of the photoelectric conversion unit shown in FIG. 6, and FIG. 11 is a side view of the photoelectric conversion unit shown in FIG.
【００６４】既に説明したように、光電変換面からの電
子放出量は紫外光の被照射時間の経過に伴って減少す
る。しかし、図１０に示すように導電部材板７２に接触
された光電変換面７１のうち、導電部材板７２の凹部７
２ｂの上方に位置し、導電部材板７２に直接接触されて
いない非接触領域７１ａは、他の導電部材板７２に直接
接触されている領域に比べて経時劣化による影響が少な
い。そのため、これらの非接触領域７１ａを用いて電子
放出を行えば、新たな光電変換面に交換した場合と同様
の電子放出量を得ることができる。As described above, the amount of electrons emitted from the photoelectric conversion surface decreases as the irradiation time of the ultraviolet light elapses. However, as shown in FIG. 10, of the photoelectric conversion surface 71 in contact with the conductive member plate 72,
The non-contact area 71a, which is located above 2b and is not in direct contact with the conductive member plate 72, is less affected by aging as compared with the area directly in contact with another conductive member plate 72. Therefore, by emitting electrons using these non-contact areas 71a, it is possible to obtain the same amount of emitted electrons as when replacing the photoelectric conversion surface with a new photoelectric conversion surface.
【００６５】次に、電変換部６８の光電変換面７１と導
電部材板７２との相対的な移動動作について、図１０〜
図１３を参照して説明する。Next, the relative movement operation between the photoelectric conversion surface 71 of the electrical conversion section 68 and the conductive member plate 72 will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.
【００６６】ここで、光電変換面７１と導電部材板７２
との相対的な移動動作の一例として、図１０に示す光電
変換面７１のうち、導電部材板７２の開口部７２ａの上
方に接触されている領域での電子放出量が減少し、非接
触領域７１ａ’を用いて電子放出を行う場合について説
明する。Here, the photoelectric conversion surface 71 and the conductive member plate 72
As an example of the relative movement operation, the electron emission amount in a region of the photoelectric conversion surface 71 shown in FIG. 10 which is in contact with the opening 72a of the conductive member plate 72 decreases, and the non-contact region A case in which electron emission is performed using 71a 'will be described.
【００６７】まず、第１の駆動部９０（図６等参照）に
よって、光電変換面７１を図１０および図１１に示す＋
Ｚ方向に移動させ、光電変換面７１を導電部材板７２か
ら引き離す。次に、第１の駆動部９０によって光電変換
面７１を図示の＋Ｙ方向にＰｙだけ移動させた後に図示
の−Ｚ方向に移動させて、再び光電変換面７１を導電部
材板７２に接触させると、図１２および図１３に示す配
置となる。これにより、図１２に示すように、非接触領
域７１ａ’が導電部材板７２の開口部７２ａの上方に移
動され、非接触領域７１ａ’を用いて電子放出を行うこ
とが可能になる。First, the first drive section 90 (see FIG. 6 and the like) moves the photoelectric conversion surface 71 to the position shown in FIG. 10 and FIG.
By moving in the Z direction, the photoelectric conversion surface 71 is separated from the conductive member plate 72. Next, the first drive unit 90 moves the photoelectric conversion surface 71 by Py in the + Y direction shown in the figure, and then moves the photoelectric conversion surface 71 in the -Z direction shown in the figure to bring the photoelectric conversion surface 71 into contact with the conductive member plate 72 again. , And the arrangement shown in FIGS. As a result, as shown in FIG. 12, the non-contact area 71a 'is moved above the opening 72a of the conductive member plate 72, and it becomes possible to emit electrons using the non-contact area 71a'.
【００６８】なお、上記説明では、光電変換面７１を図
１０に示す＋Ｙ方向にＰｙだけ移動させた例を示した
が、光電変換面７１は、一般的には図示Ｘ方向にＰｘ×
Ｎ、図示Ｙ方向にＰｙ×Ｍ（Ｎ，Ｍは整数）だけ順次移
動される。これにより、新たな光電変換面と同様の電子
放出量を有する非接触領域７１ａを次々に用いて電子放
出が行われるので、光電変換面７１の交換回数を大幅に
減少させることができ、光電変換面７１の有効利用を図
ることができる。In the above description, an example is shown in which the photoelectric conversion surface 71 is moved by Py in the + Y direction shown in FIG. 10, but the photoelectric conversion surface 71 is generally moved by Pxx × in the X direction shown in the figure.
N, it is sequentially moved by Py × M (N and M are integers) in the Y direction in the figure. Thereby, since the non-contact areas 71a having the same electron emission amount as the new photoelectric conversion surface are used one after another to emit electrons, the number of replacements of the photoelectric conversion surface 71 can be greatly reduced, and the photoelectric conversion surface 71 can be greatly reduced. The surface 71 can be effectively used.
【００６９】また、本実施形態では、光電変換面７１と
導電部材板７２との相対的な移動動作を行う際に、図６
等に示す第１の駆動部９０を用いて光電変換面７１を移
動させる例を示したが、図６等に示す第２の駆動部９１
を用いて導電部材板７２のみを移動させてもよく、ある
いは、第１の駆動部９０と第２の駆動部９１とを用いて
光電変換面７１と導電部材板７２との両方を移動させて
もよい。しかしながら、ウエハ８０に露光されるパター
ン精度と露光動作のスループットとを維持するために
は、電子ビーム露光装置５１の各部のアライメントを行
った後は導電部材板７２を移動させず、光電変換面７１
のみを移動させることが好ましい。In the present embodiment, when the relative movement operation between the photoelectric conversion surface 71 and the conductive member plate 72 is performed, FIG.
Although the example in which the photoelectric conversion surface 71 is moved using the first drive unit 90 shown in FIG. 6 and the like has been described, the second drive unit 91 shown in FIG.
May be used to move only the conductive member plate 72, or the first drive unit 90 and the second drive unit 91 may be used to move both the photoelectric conversion surface 71 and the conductive member plate 72. Is also good. However, in order to maintain the accuracy of the pattern exposed on the wafer 80 and the throughput of the exposure operation, after the alignment of each part of the electron beam exposure apparatus 51, the conductive member plate 72 is not moved, and the photoelectric conversion surface 71 is not moved.
It is preferable to move only.
【００７０】さらに、本実施形態では、図８等に示した
ように複数の凹部７２ｂを導電部材板７２に直交マトリ
ックス状に配列させて設けた例を示したが、図１４に示
すように、複数の凹部７２ｂ’を斜めマトリックス状に
配列させた構成としてもよい。また、各凹部は導電部材
板に形成された円弧状の開口部の全体幅および円弧長さ
よりも大きく設けられていればよいため、凹部の形状は
図８や図１４等に示した矩形形状に限られず、例えば図
１５に示す凹部７２ｂ”ような曲線形状や、あるいは多
角形形状としてもよい。Further, in this embodiment, as shown in FIG. 8 and the like, an example is shown in which a plurality of concave portions 72b are arranged in the conductive member plate 72 in an orthogonal matrix, but as shown in FIG. A configuration in which the plurality of concave portions 72b 'are arranged in an oblique matrix shape may be adopted. In addition, since each concave portion may be provided to be larger than the entire width and the arc length of the arc-shaped opening formed in the conductive member plate, the shape of the concave portion is the rectangular shape shown in FIGS. The shape is not limited to this, and may be a curved shape such as the concave portion 72b ″ shown in FIG. 15 or a polygonal shape.
【００７１】[0071]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子ビー
ム露光装置は、光電変換手段で紫外光から変換された電
子ビームを通過させる開口部を有する導電部材板部が、
光電変換手段の紫外光が照射される面の裏面に接触して
設けられているので、紫外光の照射による光電変換手段
の温度上昇およびチャージアップを抑え、また、紫外光
や電子ビームの照射によって発生したイオンや分子など
による光電変換手段の劣化を防止することができる。As described above, in the electron beam exposure apparatus of the present invention, the conductive member plate having the opening through which the electron beam converted from the ultraviolet light by the photoelectric conversion means passes is formed.
Since the photoelectric conversion unit is provided in contact with the back surface of the surface to which the ultraviolet light is irradiated, the temperature rise and the charge-up of the photoelectric conversion unit due to the irradiation of the ultraviolet light are suppressed, and the irradiation of the ultraviolet light or the electron beam is performed. The deterioration of the photoelectric conversion means due to the generated ions and molecules can be prevented.
【００７２】また、開口部をテーパ状に拡げて形成する
ことにより、光電変換手段から放出される電子の発散が
軽減されるので、ウエハに投影されるパターンの解像度
を向上させることができる。Further, by forming the opening to be tapered, the divergence of the electrons emitted from the photoelectric conversion means is reduced, so that the resolution of the pattern projected on the wafer can be improved.
【００７３】さらに、導電部材板部の光電変換手段に接
触する面に凹部を設けるとともに、光電変換手段と導電
部材板部とを相対的に移動自在に設けることにより、光
電変換手段の交換回数を大幅に減少させることができ、
光電変換手段の有効利用を図ることができる。Further, a concave portion is provided on a surface of the conductive member plate portion which contacts the photoelectric conversion means, and the photoelectric conversion means and the conductive member plate portion are relatively movably provided, so that the number of times of replacement of the photoelectric conversion means can be reduced. Can be greatly reduced,
Effective use of the photoelectric conversion means can be achieved.
【００７４】また、導電部材板部を固定し光電変換手段
のみを自在に移動させることによって、光電変換手段と
導電部材板部とを相対的に移動させることにより、ウエ
ハに露光されるパターン精度および露光動作のスループ
ットの低下を防止することができる。Further, by fixing the conductive member plate and moving only the photoelectric conversion means freely, by moving the photoelectric conversion means and the conductive member plate relative to each other, the accuracy of the pattern exposed to the wafer and the accuracy of the exposure can be improved. It is possible to prevent a decrease in the throughput of the exposure operation.
【００７５】さらに、導電部材板部の光電変換手段と接
触する面の面積を、導電部材板部と光電変換手段との接
触面積よりも大きく設けることにより、光電変換手段が
導電部材板部に覆われて露出しないため、光電変換手段
の劣化を防止することができる。Further, by providing an area of a surface of the conductive member plate which is in contact with the photoelectric conversion means larger than a contact area between the conductive member plate and the photoelectric conversion means, the photoelectric conversion means can be covered by the conductive member plate. Because it is not exposed, the deterioration of the photoelectric conversion means can be prevented.
【図１】本発明の電子ビーム露光装置の第１の実施形態
を示す全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of an electron beam exposure apparatus of the present invention.
【図２】図１に示した光電変換部と加速電極とを示す拡
大断面図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a photoelectric conversion unit and an acceleration electrode shown in FIG.
【図３】図２に示した光電変換部の底面図である。FIG. 3 is a bottom view of the photoelectric conversion unit shown in FIG.
【図４】図２等に示した光電変換部の変形例を示す拡大
断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a modified example of the photoelectric conversion unit shown in FIG. 2 and the like.
【図５】図４に示した光電変換部の底面図である。FIG. 5 is a bottom view of the photoelectric conversion unit shown in FIG.
【図６】本発明の電子ビーム露光装置の第２の実施形態
を示す全体構成図である。FIG. 6 is an overall configuration diagram showing a second embodiment of the electron beam exposure apparatus of the present invention.
【図７】図６に示した光電変換部と第１および第２の駆
動部とを示す部分構成図である。FIG. 7 is a partial configuration diagram illustrating a photoelectric conversion unit and first and second driving units illustrated in FIG. 6;
【図８】図６に示した導電部材板の平面図である。8 is a plan view of the conductive member plate shown in FIG.
【図９】図８に示した導電部材板のＡ−Ａ線における断
面図である。9 is a cross-sectional view of the conductive member plate shown in FIG. 8 taken along line AA.
【図１０】図６に示した光電変換部の平面図である。FIG. 10 is a plan view of the photoelectric conversion unit shown in FIG.
【図１１】図１０に示した光電変換部の側面図である。11 is a side view of the photoelectric conversion unit shown in FIG.
【図１２】図１０に示した光電変換部を、光電変換面が
導電部材板に対して移動された状態で示す平面図であ
る。FIG. 12 is a plan view illustrating the photoelectric conversion unit illustrated in FIG. 10 in a state where a photoelectric conversion surface is moved with respect to a conductive member plate.
【図１３】図１２に示した光電変換部の側面図である。FIG. 13 is a side view of the photoelectric conversion unit shown in FIG.
【図１４】図８等に示した導電部材板の変形例を示す平
面図である。FIG. 14 is a plan view showing a modification of the conductive member plate shown in FIG. 8 and the like.
【図１５】図８等に示した導電部材板の他の変形例を示
す平面図である。FIG. 15 is a plan view showing another modification of the conductive member plate shown in FIG. 8 and the like.
【図１６】従来の電子ビーム露光装置を示す概略構成図
である。FIG. 16 is a schematic configuration diagram showing a conventional electron beam exposure apparatus.
【図１７】図１６に示した光電変換部を示す拡大断面図
である。FIG. 17 is an enlarged sectional view showing the photoelectric conversion unit shown in FIG.
１，５１ 電子ビーム露光装置 ２，５２ 紫外光照明部 ３，５３ 電子ビーム露光部 ４，５４ 紫外光照射部 ５，５５ 紫外光投影部 ６，５６ 紫外光 ６ａ，５６ａ 光軸 ７，５７ 紫外光光源 ８，５８ 平行光レンズ ９，５９ フライアイレンズ １０，６０ 収束レンズ １１，６１ 照明領域制限アパーチャ １１ａ，２２ａ，２２ａ’，２３ａ，６１ａ，７２ａ，
７３ａ 開口部 １２，６２ アパーチャステージ １３，６３ 紫外光照明光学系 １４，６４ レチクルマスク １５，６５ 画角制限アパーチャ １６，６６ マスクステージ １７，６７ 紫外光投影光学系 １８，１８’，６８ 光電変換部 １９，１９’，６９ 石英板 ２０，２０’，７０ 透明導電膜 ２１，２１’，７１ 光電変換面 ２２，２２’，７２ 導電部材板 ２３，７３ 加速電極 ２４，７４ 電子ビーム ２５ａ，２５ｂ，７５ａ，７５ｂ 軸移動コイル ２６ａ，２６ｂ，７６ａ，７６ｂ 投影レンズ ２７ａ，２７ｂ，７７ａ，７７ｂ 偏光器 ２８，７８ 焦点／回転補正レンズ ２９，７９ 散乱電子遮断アパーチャ ３０，８０ ウエハ ３１，８１ ウエハチャック ３２，８２ ウエハステージ ３３，８３ 電子ビーム強度検出器 ３４，８４ 二次電子検出器 ３５，８５ 真空容器 ３５ａ，８５ａ 開窓部 ３６，８６ 真空窓 ３７，８７ 第１の測長器 ３８，８８ 第２の測長器 ３９，８９ 位置ずれ演算回路 ７１ａ，７１ａ’ 非接触領域 ７２ｂ，７２ｂ’，７２ｂ” 凹部 ９０ 第１の駆動部 ９１ 第２の駆動部Reference Signs List 1,51 Electron beam exposure device 2,52 Ultraviolet light illuminating unit 3,53 Electron beam exposure unit 4,54 Ultraviolet light irradiating unit 5,55 Ultraviolet light projecting unit 6,56 Ultraviolet light 6a, 56a Optical axis 7,57 Ultraviolet light Light source 8, 58 Parallel light lens 9, 59 Fly eye lens 10, 60 Convergent lens 11, 61 Illumination area limiting aperture 11a, 22a, 22a ', 23a, 61a, 72a,
73a opening 12,62 aperture stage 13,63 ultraviolet light illumination optical system 14,64 reticle mask 15,65 angle of view limiting aperture 16,66 mask stage 17,67 ultraviolet light projection optical system 18,18 ', 68 photoelectric conversion unit 19, 19 ', 69 Quartz plate 20, 20', 70 Transparent conductive film 21, 21 ', 71 Photoelectric conversion surface 22, 22', 72 Conductive member plate 23, 73 Acceleration electrode 24, 74 Electron beam 25a, 25b, 75a , 75b Axis moving coil 26a, 26b, 76a, 76b Projection lens 27a, 27b, 77a, 77b Polarizer 28, 78 Focus / rotation correction lens 29, 79 Scattered electron blocking aperture 30, 80 Wafer 31, 81 Wafer chuck 32, 82 Wafer stage 33,83 Electron beam intensity detector 34,84 Secondary electron detector 5,85 Vacuum container 35a, 85a Window part 36,86 Vacuum window 37,87 First length measuring device 38,88 Second length measuring device 39,89 Position shift operation circuit 71a, 71a 'Non-contact area 72b, 72b ′, 72b ″ recess 90 first drive 91 second drive
Claims (9)
紫外光を照射して前記パターンを投影する紫外光照射部
と、前記レチクルマスクを透過した紫外光を電子ビーム
に変換する光電変換手段と、前記光電変換手段から出射
された電子ビームをウエハ上に照射させ、前記レチクル
マスクと前記ウエハとを同期移動させて前記パターンを
前記ウエハに投影露光する電子ビーム露光部とを有する
電子ビーム露光装置において、 前記光電変換手段の前記紫外光が照射される面の裏面
に、前記電子ビームを通過させるための開口部を有する
導電部材板部が接触された状態で設けられていることを
特徴とする電子ビーム露光装置。An ultraviolet light irradiator that irradiates a reticle mask on which a pattern is formed with ultraviolet light to project the pattern, a photoelectric conversion unit that converts ultraviolet light transmitted through the reticle mask into an electron beam, An electron beam exposure device having an electron beam emitted from a photoelectric conversion unit, which irradiates the wafer with an electron beam, and an electron beam exposure unit that projects and exposes the pattern on the wafer by synchronously moving the reticle mask and the wafer. An electron beam, wherein a conductive member plate having an opening for allowing the electron beam to pass therethrough is provided on the back surface of the surface of the photoelectric conversion unit on which the ultraviolet light is irradiated, the electron beam being provided in contact therewith. Exposure equipment.
光電変換手段との接触面から前記電子ビームの出射方向
に向けてテーパ状に拡げられて形成されている請求項１
に記載の電子ビーム露光装置。2. The electronic device according to claim 1, wherein the opening is formed so as to be tapered from a contact surface of the conductive member plate with the photoelectric conversion unit in a direction in which the electron beam is emitted.
3. The electron beam exposure apparatus according to claim 1.
の出射方向に対して略６７．５度である請求項２に記載
の電子ビーム露光装置。3. The electron beam exposure apparatus according to claim 2, wherein an inclination angle of the opening is approximately 67.5 degrees with respect to an emission direction of the electron beam.
接触する面に凹部が設けられているとともに、前記光電
変換手段と前記導電部材板部とが相対的に移動自在に設
けられている請求項１から３のいずれか１項に記載の電
子ビーム露光装置。4. A recessed portion is provided on a surface of the conductive member plate portion that contacts the photoelectric conversion means, and the photoelectric conversion unit and the conductive member plate portion are relatively movably provided. The electron beam exposure apparatus according to claim 1.
マトリックス状に配列されている請求項４に記載の電子
ビーム露光装置。5. The electron beam exposure apparatus according to claim 4, wherein a plurality of the concave portions are provided, and each of the concave portions is arranged in a matrix.
凹部は、前記マトリックスの横列における各前記凹部同
士の間隔および縦列における各前記凹部同士の間隔がそ
れぞれ等間隔に設けられている請求項５に記載の電子ビ
ーム露光装置。6. The method according to claim 5, wherein the recesses arranged in a matrix are provided at equal intervals between the recesses in a row of the matrix and between the recesses in a column. An electron beam exposure apparatus according to claim 1.
さよりも大きく設けられている請求項３から５のいずれ
か１項に記載の電子ビーム露光装置。7. The electron beam exposure apparatus according to claim 3, wherein the recess is provided to be larger than the entire width and length of the opening.
変換手段のみが自在に移動することによって前記光電変
換手段と前記導電部材板部とが相対的に移動される請求
項４から７のいずれか１項に記載の電子ビーム露光装
置。8. The conductive member plate portion according to claim 4, wherein the conductive member plate portion is fixed, and the photoelectric conversion portion and the conductive member plate portion are relatively moved by moving only the photoelectric conversion unit freely. The electron beam exposure apparatus according to claim 1.
接触する面の面積は、前記導電部材板部と前記光電変換
手段との接触面積よりも大きく設けられている請求項１
から８のいずれか１項に記載の電子ビーム露光装置。9. An area of a surface of the conductive member plate portion in contact with the photoelectric conversion means is provided to be larger than a contact area between the conductive member plate portion and the photoelectric conversion means.
9. The electron beam exposure apparatus according to any one of items 1 to 8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9255117A JPH1197331A (en) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | Electron beam exposure device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9255117A JPH1197331A (en) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | Electron beam exposure device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1197331A true JPH1197331A (en) | 1999-04-09 |
Family
ID=17274336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9255117A Pending JPH1197331A (en) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | Electron beam exposure device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1197331A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-09-19 JP JP9255117A patent/JPH1197331A/en active Pending
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