JPS6047417A - 光電陰極型電子線リソグラフィー装置 - Google Patents

光電陰極型電子線リソグラフィー装置

Info

Publication number
JPS6047417A
JPS6047417A JP59122157A JP12215784A JPS6047417A JP S6047417 A JPS6047417 A JP S6047417A JP 59122157 A JP59122157 A JP 59122157A JP 12215784 A JP12215784 A JP 12215784A JP S6047417 A JPS6047417 A JP S6047417A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron beam
mask
wafer
projection
photocathode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP59122157A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0515057B2 (ja
Inventor
ユーヴエ・ベーリンガー
ハラルド・ボーレン
ヴエルナー・クルツケ
ペテロ・ネーミツ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPS6047417A publication Critical patent/JPS6047417A/ja
Publication of JPH0515057B2 publication Critical patent/JPH0515057B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/3002Details
    • H01J37/3007Electron or ion-optical systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-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
    • H01J37/3174Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
    • H01J37/3175Projection methods, i.e. transfer substantially complete pattern to substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/06Sources
    • H01J2237/063Electron sources
    • H01J2237/06325Cold-cathode sources
    • H01J2237/06333Photo emission
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/15Means for deflecting or directing discharge
    • H01J2237/151Electrostatic means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317Processing objects on a microscale
    • H01J2237/3175Lithography
    • H01J2237/31777Lithography by projection
    • H01J2237/31788Lithography by projection through mask

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

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】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子線投射リソグラフィー装置に関するもの
であり、特に投射マスクを露出表面から短い距離に設け
た電子線リソグラフィー装置に関するものである。
[従来技術] 集積回路の小型化にともない、導体の幅等をさらに小さ
くする必要性が生じている。現存専ら使用されているフ
ォトリソグラフィーは約1μの構造までに限られている
。これは回折効果、および被写界深度が非常に小さいこ
とによるものである。
たとえば電子線またはイオン線を用いた素粒子線光学リ
ソグラフィー法によれば、さらに微細な構造を作製する
ことが可能であるが、これを実際に用いることは多くの
技術的、経済的問題により困難である。これらの問題に
は、露出すべき半導体ウェハの処理能力の高いことが必
要であること、必要とする装置、マスクとウェハの相対
位置の調整などがある。現在検討されている装置および
方法については、H,Braunの” Lithogr
aphj、e m1tLicht−、Elektron
en−und Roentgenstrahlen” 
1nPhysik in unserer Zeit、
 Vol、 10.1979. No、 3゜p、68
以下に述べられている。
素粒子線光学装置のうち、最も広く用いられているのは
電子線で作動するものである。フォトリソグラフィーを
用いたマスクの製造等、大量の用途には、マスクを用い
ずに作動し、テレビジョン演像の方法で、またはいわゆ
る高速ベクトル走査法により所定の形状を作成する、走
査システムと呼ばれるものを使用する。しかし、集積回
路の大有生産にはかかるシステムでは遅すぎる。
申請中のドイツ特許P27 39 502.4号明細書
、またはH,Bohlenらの9th Int。
Conf+Electron and Ion Bea
m 5cience andTechnology、 
Vol、 80−6.1980. p、244に開示さ
れた。投影を用いた電子線リソグラフィー装置(近似印
刷)によれば、従来のフォトリソグラフィーと同様、ウ
ェハ上にマスク全体の像を作るため。
ウェハの処理能力は高くなるが、マスク各部で電子線を
偏向させるには、特に比較的大型のマスクを用いる場合
、高価な電子線ガイドおよび制御装置を必要とする。
他の、電子線を用いる投射法は、陰極投射の名称で知ら
れており、T 、 W 、 O’ Keeffeらが、
5olid 5tate Electronics、 
Vol、 12.1969. p、841以下で開示し
ている。この方法では、電子透過性のマスクの代りに、
マスクパターンにより構成される大面積の光電陰極を備
え、紫外線照射の際に出る電子が、電子光学影像フィー
ルドの助けによりウェハ上に像を作る。
[発明が解決しようとする問題点] この方法は、簡単に見えるが、実際上は影像誤差により
必要な正確さが得られないので、実用化されていない。
かかる誤差の生じる原因のひとつはウェハである。なぜ
なら、ウェハ自身がこのシステムの陽極を構成し、この
ウェハをどうしても平担にできないため、影像特性をそ
こなっているからである。
[問題を解決するための手段] したがって、本発明の目的は、構造が簡単で、しかも影
像の忠実度が高く、露出するウェハの処理能力の高い、
電子線投射システムを提供することにある。
本目的は、投射マスクを露出表面から短い距離に設けた
電子線リソグラフィー装置において、マスクが大面積の
自由な光電陰極より放射される均質な平行電子線(ho
mogeneous collimatedelect
ron veam)を受けるようにしたことを特徴とす
る装置により達成される。
本発明の実施例では、従来の陰極投影装置を次のように
改良している。即ち、電界の作用でウェハの直前に設け
た電子透過性のマスク上に平行に放射される大直径の均
質な電子線を、紫外線照射の際に放射するような、自由
な形状の光電陰極を使用する。
したがって本装置は、高価な手段を用いた影像電子光学
システムを必要とせず、このようなシステムでは避ける
ことのできない影像誤差を除くことができる。影像誤差
は一般に個々の露出装置に固有なため、従来のリソグラ
フィー装置は容易に交換することができない。本発明に
よる装置ではそのようなことはなく、大直径のマスクを
使用することができるため、一般的に非常に簡単で小型
の電子線リソグラフィー装置が得られ、しかも高い処理
能力を持たせることができる。本発明の実施例によれば
、マスクとウェハの微細な位置合わせが可能であり、こ
れは光電陰極から放射される電子線を電子的に傾斜させ
ることにより可能となる。本発明による装置で、ウェハ
の一部のみを露出し、ウェハを段階的に移動させる(い
わゆるスチップ・アンド・リピート法)ことができるリ
ソクラフィー装置および方法が実現される。本発明によ
る装置で得られる線の太さは0.5μのオーダーである
[実施例] 本発明の実施例につき、図面を参照して詳細に説明する
。図は自由な形状の光電陰極を有する電子線リソグラフ
ィー装置の代表的な設計を示したものである。
コネクタ18を経由して適当な真空ポンプに接続した真
空チェンバ10の中に、半導体ウェハ11が置かれてい
る。このウェハの片面は、電子線に露出することにより
溶解性が変化するフォトレジストの薄膜12で覆われて
いる。フォトレジスト膜12中に作成する形状は、ウェ
ハの表面の近くに、ウェハに平行に設けた透過マスク1
3の穴13aによって決まる。ウェハ表面とマスクの距
離は通常0.5圃である。
透過マスク13は非常に薄いシリコン層からなり、その
周辺部は機械的安定性を高めるため厚くしである。電子
に対して透過な部分13aは、たとえばイオン・エツチ
ングによりシリコン層に設4 けた穴からなるものとす
る。かかる電子線リソグラフィー用マスクは衆知のもの
であり、たとえば、J、 Greschnerらの9t
h Ir+t、 Conf、 Electron an
dIon Beam 5cience and Tec
hnology、 Vol、 80−6.1980、 
P、152以下または申請中のドイツ特許p29 22
 416.6号明細書に開示されている。
かかるマスクを使用した、すでに提唱されている投影法
では、マスク全体よりはるかに小さい直径の電子線を使
用する。マスク全体を露出するには。
この電子線はマスクの形に偏向させなければならなかっ
た。したがって、電子線の直径の大きい電子線光学装置
は、衆知のごとく相当の手段と費用を必要とする。
これに反し、本発明によれば、透過マスク13の大面積
の照射を、相当する大面積を有する光電陰極を用いるこ
とにより行うことができる。この光電陰極は、たとえば
ヨウ化パラジウムまたはセシウム等の、光電子放出の高
い材料の薄層16からなる。この薄層16は、後部から
感光層に照射される(たとえば真空チェンバ10に設け
た適当な穴を通って)紫外線19に対して透明な担体1
7上に配置されている。
感光層16と、ウェハ11の間に、5〜10kvの直流
電圧を印加すると、感光層は陰極として作用し、これか
ら放出される光電子(矢印15で示す)は、生じた均質
な電界(矢印14で示す)により加速される。平面状の
電界14は同時に電子線15を平行にし、このため電子
線はマスクに直角に入射し、半影部のないシャープな影
像をつくる。マスク13が平面状の均質な電界をさまた
げることのないように、たとえば分圧器20等を用いて
、マスクを電界14の等電位部に相当する電位に接続す
る。
本発明による装置と、従来の陰極線投射装置との根本的
な相違は、光電子放出層から分離したマスクにある。光
電子放出層は完全に自由な形状であり、均質につくられ
ている。露出用マスクをウェハの直前に置くことにより
、感光層16からの電子がウェハ11の表面までの比較
的長い距離にわたってドツトごとに像をつくる場合、満
たすのが困難な条件は見られない。平行な電子線をつく
る電界14の効果以外には、電子光学投影手段は必要な
い。
図に示す光電陰極の大きさが実質的にマスクの大きさに
相当する構成は、特にたとえばバブルと呼ばれる磁気領
域記憶等の、1回のマスク工程だけを必要とするリソグ
ラフィー・プロセスに好都合である。しかし、他のリソ
グラフィーを用いた製造工程、特に半導体技術では、ウ
ェハ上にすでに存在する構造にマスクを合わせた後、時
間を変えて数個のマスクを同一ウェハ上に投影する必要
がある8このような整合を容易にするため、真空チェン
バ10にはさらに静電偏向電極19aおよび19bを電
界の方向に平行に設け、これらに適当な大きさの電位を
供給することができる。この装置により、光電陰極から
放出される均質な電子線は全体として傾斜し、マスクの
影像は偏向電圧に比例した距離だけウェハ11上を変位
する。このようにして、高速で精密な整合が可能になる
さらに整合を容易にするために、光電陰極の大きさをマ
スク13全体の大きさでなく、後でチップを形成する1
個または数個の回路のみの大きさに選択する。このよう
にすれば、ウェハ11の全面は露出装置をウェハの表面
に対して段階的に移動させることにより、露出させるこ
とができる。
(いわゆるステップ・アンド・リピート法)。露出の前
に、偏向電極19の助けにより、微細整合を行う。これ
によって、局部ひずみも補償される。
整合には従来技術による方法、たとえば特別な整合マー
クからの電子線によりトリガされるX線の検出等を用い
てもよい。
[発明の効果コ ウェハの不均一性による電界の変形は、本発明による透
過マスクの電位により大幅に防止することができる。
このように1本発明による装置は、利点を相乗するばか
りでなく、従来の電子線投射装置の欠点を除去する。す
なわちマスク投射の精度が高く、陰極投射が簡単である
【図面の簡単な説明】
図は、本発明による電子線リソグラフィー装置の断面図
である。 13 ゛°−、透過マス9.16・、、光電陰極。 出願人 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・
コーポレーション 代理人 弁理士 岡 1) 次 生 (外1名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 投射マスクを露出表面近くに設ける電子線リソグラフィ
    ー装置において、 前記マスクに対向して光電陰極を設け、当該光電陰極か
    ら発生した電子線を前記マスクに当てるようにしたこと
    を特徴とする前記装置。
JP59122157A 1983-08-11 1984-06-15 光電陰極型電子線リソグラフィー装置 Granted JPS6047417A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP83107926A EP0134269B1 (de) 1983-08-11 1983-08-11 Elektronenstrahl-Projektionslithographie
EP83107926.4 1983-08-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6047417A true JPS6047417A (ja) 1985-03-14
JPH0515057B2 JPH0515057B2 (ja) 1993-02-26

Family

ID=8190626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59122157A Granted JPS6047417A (ja) 1983-08-11 1984-06-15 光電陰極型電子線リソグラフィー装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4554458A (ja)
EP (1) EP0134269B1 (ja)
JP (1) JPS6047417A (ja)
DE (1) DE3375252D1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH021301U (ja) * 1988-06-16 1990-01-08
JPH02248548A (ja) * 1989-03-23 1990-10-04 Nitta Ind Corp 建造物用免震装置

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2157069A (en) * 1984-04-02 1985-10-16 Philips Electronic Associated Step and repeat electron image projector
GB2159322A (en) * 1984-05-18 1985-11-27 Philips Electronic Associated Electron image projector
US5064681A (en) * 1986-08-21 1991-11-12 International Business Machines Corporation Selective deposition process for physical vapor deposition
AT393925B (de) * 1987-06-02 1992-01-10 Ims Ionen Mikrofab Syst Anordnung zur durchfuehrung eines verfahrens zum positionieren der abbildung der auf einer maske befindlichen struktur auf ein substrat, und verfahren zum ausrichten von auf einer maske angeordneten markierungen auf markierungen, die auf einem traeger angeordnet sind
JP2977098B2 (ja) * 1990-08-31 1999-11-10 忠弘 大見 帯電物の中和装置
US5940678A (en) * 1997-01-14 1999-08-17 United Microelectronics Corp. Method of forming precisely cross-sectioned electron-transparent samples
US5891754A (en) * 1997-02-11 1999-04-06 Delco Electronics Corp. Method of inspecting integrated circuit solder joints with x-ray detectable encapsulant
US6005882A (en) * 1997-11-18 1999-12-21 Hyde, Jr.; James R. Electron pump
US6476401B1 (en) 1999-09-16 2002-11-05 Applied Materials, Inc. Moving photocathode with continuous regeneration for image conversion in electron beam lithography
US7161162B2 (en) * 2002-10-10 2007-01-09 Applied Materials, Inc. Electron beam pattern generator with photocathode comprising low work function cesium halide
US7015467B2 (en) 2002-10-10 2006-03-21 Applied Materials, Inc. Generating electrons with an activated photocathode
US7314700B2 (en) * 2002-12-05 2008-01-01 International Business Machines Corporation High sensitivity resist compositions for electron-based lithography
US7576341B2 (en) * 2004-12-08 2009-08-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Lithography systems and methods for operating the same
DE102014100005B4 (de) 2013-05-29 2024-08-14 Amo Gmbh Beschichtung aus Resist auf ein Substrat für ultrahochauflösende Lithographie

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54104777A (en) * 1978-01-30 1979-08-17 Rockwell International Corp Device for supporting substrata
JPS5515232A (en) * 1978-07-19 1980-02-02 Rikagaku Kenkyusho Electronic ray exposure prototype and elctronic ray exposure method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3745358A (en) * 1971-05-10 1973-07-10 Radiant Energy Systems Alignment method and apparatus for electron projection systems
US3832561A (en) * 1973-10-01 1974-08-27 Westinghouse Electric Corp Method and apparatus for electron beam alignment with a substrate by schottky barrier contacts
US4194123A (en) * 1978-05-12 1980-03-18 Rockwell International Corporation Lithographic apparatus
US4460831A (en) * 1981-11-30 1984-07-17 Thermo Electron Corporation Laser stimulated high current density photoelectron generator and method of manufacture

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54104777A (en) * 1978-01-30 1979-08-17 Rockwell International Corp Device for supporting substrata
JPS5515232A (en) * 1978-07-19 1980-02-02 Rikagaku Kenkyusho Electronic ray exposure prototype and elctronic ray exposure method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH021301U (ja) * 1988-06-16 1990-01-08
JPH02248548A (ja) * 1989-03-23 1990-10-04 Nitta Ind Corp 建造物用免震装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0134269A1 (de) 1985-03-20
EP0134269B1 (de) 1988-01-07
JPH0515057B2 (ja) 1993-02-26
DE3375252D1 (en) 1988-02-11
US4554458A (en) 1985-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4528452A (en) Alignment and detection system for electron image projectors
JP2951947B2 (ja) 低エネルギー電子ビームのリソグラフィ
JPS6047417A (ja) 光電陰極型電子線リソグラフィー装置
US4465934A (en) Parallel charged particle beam exposure system
JP2005056923A (ja) マルチ荷電粒子線露光装置および方法ならびに該装置または方法を用いたデバイス製造方法
KR950014607B1 (ko) 반사마스크 및 이를 사용한 하전빔노광장치
US4198569A (en) Electron beam exposure system
US4513203A (en) Mask and system for mutually aligning objects in ray exposure systems
GB2157069A (en) Step and repeat electron image projector
US4385238A (en) Reregistration system for a charged particle beam exposure system
US4902930A (en) Electron image projector
US5567949A (en) Charged particle beam transfer apparatus
US3855023A (en) Manufacture of masks
JP3340468B2 (ja) 電子線露光装置及び電子線露光方法
US4939373A (en) Electron image projector
JPH0226342B2 (ja)
US9557658B2 (en) Low energy electron beam lithography
US4835392A (en) Ion-projection apparatus
JPH06236842A (ja) 電子ビーム露光装置
US6894291B2 (en) Apparatus and methods for blocking highly scattered charged particles in a patterned beam in a charged-particle-beam microlithography system
US6337164B1 (en) Charged-particle-beam microlithography methods exhibiting improved pattern-feature accuracy, and device manufacturing methods comprising same
EP0069728A1 (en) Parallel charged particle beam exposure system
US20150146179A1 (en) Low energy electron beam lithography
JP4532184B2 (ja) 電極およびその製造方法ならびに偏向器アレイ構造体の製造方法
Spicer et al. Manufacture of masks