JPS63228555A - 縮小又は１：１イオン投射リトグラフィー装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明はイオン線源と、投射線路に配置されるように構
成されたマスク並びにマスク構造が上に形成される基体
（ウェハー）とを有し、その際マスクとウェハーの間に
液浸レンズ（ＩＩｌｍｅｒｓｉｏｎｓｌｉｎｓｅ）と例
えば単一レンズ（Ｅｉｎｚｅｌｌｉｎｓｅ）　として形
成された投射レンズが配置される、縮小又は１：１゛イ
オン投射リトグラフィー装置に関するものである。イオ
ン線源は普通の場合イオン混合物を供給する。そこで例
えばＨｅ用のイオン線源から所望のｌｌｅイオンの他に
又実施すべき形態によっては所望されない可能性のある
Ｈイオンが生じる。

〔従来技術及び問題点］ 望まれないイオン（ｉ！ｉ４ｉ１Ｍａｓｓｅｎ）を投射
レンズに達する前に除外することはすでに公知であった
。

例えば　ニュークリアー　インスツルーメントアンド　
メソド　イン　フイジクス　リサーチミャウチ等（Ｍｉ
ｙａｕｃｈｉ　ｅｔ　ａｌ、　Ｎｕｃｌ、　Ｔｎｓｔ、
　＆　Ｍｅｔｈ、　　ｉｎ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｒｅ５ｅ
ａｒｃｈ　Ｂ６）　　１８３　　（１９８５）　　にイ
オン線源の後にＦｘＢフィルター（ウィーン　フィルタ
ーＷｉｅｎ−Ｆｉｌｔｅｒ）が、その直ぐ後に絞りが存
在するマスクのない（Ｍａｓｋｅｎｌｏｓｅｎ）イオン
注入（Ｉｏｎｅｎｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ）装置が記
載されている。

ＥｘＢフィルターでは交叉した電気的及び磁気的場が作
用し、その作用下で同じエネルギーの色々のイオンが違
った偏向をし、その際電気的及び磁気的場の適切な！１
１＃により所望の質量のイオンが偏更されずに通過する
。

しかしＥｘＢフィルターから生しるイオン線は発散（例
えば開放角６″）されているので、この公知の装置は具
象的（ｇｅｇｅｎｓｔ；１ｎｄｌｉｃｈｅ）な投射方法
には適していない。公知の装置においてＦｘＢフィルタ
ーの直後にある絞りを用いて絞り込まれるように、所望
されないｙｔのイオンはＥｘＢフィルターにより非常に
強く偏向されないければならず、このことはしかし強い
（非均等１ｎｈｏｍｏｇｅｎ）周辺場を伴うウィーンフ
ィルターの高い電気的及び磁気的場を意味し、その周辺
場により更にマスクの結像の際にゆがみが誘起される。

別の公知の装置は“イオン内注入（Ｉｏｎ　Ｉｍｐｌａ
ｎｔａｔｉｏｎ）　　８巻４４６頁（Ｇ、　Ｄｅａｒｎ
ａｌｅｙ等、化オランダ印刷会社（Ｎｏｒｔｈ　１ｌｏ
ｌｌａｎｄ　Ｐｕｂｌ、　Ｃｏｍｐ）１９７３）に開示
されている。このベルンハイン（Ｍ、　Ｂｅｒｎｈｅｉ
ｎ）等により（ロスアンジエルス　電子イオンビーム科
学及び技術の第４回国際会ｉｉ　（４ｔｈ　Ｉｎｔ。

Ｃｏｎｆ、　ｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ａｎｄ　Ｉｏｎ
　ＢｅａｌｗＳｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄＴａｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ＋　Ｌｏｓ　Ａｎｇｅｌｅｓ）提案された装置では
イオン線源の後に違った質量のイオンを別々の強さで偏
向する磁石が存在する。磁場の１節毎に定めた所望の質
量のイオンだけがいつも別の結像システムに達する。し
かしこの方法は、磁場により全てのイオンが、すなわち
所望のイオンも転向されるので、イオン線源が結像する
レンズ系の光軸の上に存在することができないという重
大な欠点を有する。

〔問題点を解決する手段、作用及び効果〕質量分離のた
めのこの両方の公知の方法の欠点は、本発明により、ウ
ィーンフィルターがイオン線源とマスクの間に存在する
と回避されることができ、しかしその際所望でないイオ
ンを絞り込む絞りは液浸レンズの後にしかも液浸レンズ
がイオン線源の像を生じる場所のわずか前に取付けられ
る。絞り開口はそこでは例えば５００μｍの大きさとす
ることができる。絞り開口は特に円形とされるが、しか
し又長方形又は正方形を有することもできる。本発明に
係る装置では絞りが１つの場所で僅かの投射線直径をも
つが、ウィーン　フィルターから大きな距離にあるので
、所望されないｔ量は、も早絞りを通過しないようにほ
んの小さな角度だけ偏向することで十分である。したが
ってウィーンフィルターには僅かの場強さを必要とする
だけであり、したがって障害となる周辺場とそれにより
生じる像ゆがみは最小で公差限界以下である。

本発明は又イオン線源に供給されるガス混合物を交換す
ることを許容し、その際マスク構造の基体への結像を同
一の所望のイオン種類により実施することを許容する。

その上本発明に係る装置は又１つのイオン種類からイオ
ン線源に与えられる同じ媒質混合物の別のイオン種類へ
の移行を許容し、その隙間−のウェハーはウェハーの位
置（アライメント）を切換える必要性なしに２つ又は多
くのイオン種類に露出されることができる。

本発明に係る装置の構成の簡単化は、本発明の対象物の
別の形態で絞りが投射線に一体にされるとき、達成され
ることができる。

本発明の対象の別の形態は、イオン線源とウイ−ンフィ
ルターとの間に特に単一レンズとして形成される静電前
部レンズが、交叉点がウィーンフィルター内にある発散
イオン線を生ずるために配置されることを特徴とすると
している。前部レンズによりその際イオン線源はほぼ縮
尺ｌ：１〜ｌ：２でウィーンフィルターの光軸に結像さ
れることができ、それによりウィンフィルターの誤結像
が少なくされる。全く実行できることであるが前部レン
ズを除去すると、イオン線源からのイオン線はウィーン
フィルターに発散して到達する。

本発明の対象の別の形態によると、投射線路の絞りの前
に任意に作動可能で静電場を生じる偏向ユニット、例え
ば多極、特に８極が配置されることが示される。偏向ユ
ニットの作動により、ウィーンフィルタにより、その質
量毎に振らされた（ａｕｆｇｅｆａｃｈｅｒｔｅ）イオ
ンは、例えば振り方向（Ａｕｆｆ；ｉｃｈｅｒｕｎｇｓ
ｒｉｃｈｔｕｎｇ）に対し垂直に偏向されることができ
、したがってイオンはもはや絞りにはあたらない、その
際マスクはマスク温度の一定維持につい、で望ましいの
で更に投射されるが、しかしウェハーに到達前に投射線
は絞り込まれる。静電的偏向ユニットはしたがってシャ
ッターとして作用し、該シャッターは実際機械的シャッ
ターの例えば振動及び閉鎖のために時間がかかるという
欠点をもたない。静電的偏向ユニットを使用する場合は
、したがってし絞り込みに続く再投入（Ｗｉｅｄｅｒｅ
ｉｎｓｃｈａｌｔｅｎ）　（すなわち偏向ユニットの遮
断）の場合に像が直ちに正しい位置にある、すなわち像
を続く絞り込みの後に再びウェーハの所望の位置に投射
するために、新しい位置合わせを必要としない。

〔実施例］ 本発明は以下に図面により詳細に説明する。

図ではイオン投射装置のイオン線源が１で示されている
。投射線路には更に１つの構造を具備するマスク４並び
にマスク４の構造がイオン投射により形成されるべき基
体９がある。マスク４と基体９との間にはイオンを必要
な最終エネルギーに加速するための液浸レンズ５と投射
レンズ８が配置されている。・このレンズは特に単一レ
ンズとして形成されている。液浸レンズ５はイオン線′
ｆ！Ｘ１の像を投射レンズ８に焦点合わせする。イオン
線源１は違ったイオン種類の発散イオン線１２を供給す
る。その違ったイオン種類のうち一般に夫々只１つの種
類だけが投射のために所望とされる。

そこでＨｅイオンのためのほぼ１つのイオン線源１はＨ
ｅイオンに付加的に又、尚所望されていないＨ”イオン
、Ｈｔ’　イオン、Ｈｓ”　イオンを供給するので、こ
の投射のために所望されないイオンが基体９に達するの
を阻止すべきである。このことを達成するために、イオ
ン線源１とマスク４との間に（交叉した電気及び磁気場
を形成する）ウィーンフィルタ（Ｗｉｅｎ−Ｆｉｌｔｅ
ｒ）　３　（ＥＸＢフィルター）を、そして液浸レンズ
５と基体９との間に絞り７を配置することが提案される
。絞りの配置により絞り開口はほんの５００μｍ程度だ
けになった。イオン線源ｌは非常に僅かの直径（約１０
〜５０μｍ）を出口で有するイオンＮｌＡｌ２を供給す
る。直径の大きさは所望される分析（Ａｕｆｌｏｓｕｎ
ｇ）に依存する。１μｍ以下の分析が得ようと努められ
る。絞り７は投射レンズ８に一体形成されていることが
できる。

イオン線源１とウィーンフィルタ３との間に静電的前部
レンズ（Ｖｏｒｌｉｎｓｅ）　２が配置されることがで
きる。この前部レンズは発散線を生ずる。前部レンズ２
のウィーンフィルタ３に対する相対的配置は、その際、
前部レンズ２から来る線の交叉点がウィーンフィルター
３の中心に位置するように行われる。前部レンズ２によ
り、（ウィーンフィルタ３が除かれた場合）仮想線（す
なわちイオンｆＩ源の前に前部レンズを生じる）が投射
装置の光軸上に調節される。

絞り７の前及び液浸レンズ５の後にイオン線用の任意に
活動される偏向ユニット６が投射線路中に組み込まれる
ことができる。偏向ユニット６は静電場を生ずる用をな
す。この静電場により、ウィーンフィルター７を通って
絞り７の開口１１を切る面１０（第３図）に達する投射
線がこの面から（Ｘ方向に）偏向することができ、した
がって絞り７の開口部１１のも置載から（面１０’にＨ
多動される。偏向ユニット６が投射線路でマスク４の後
に配置されているので、又偏向ユニット６の作動後、し
たがってマスク構造の基体９での像のそれにより現れる
絞り込み（Ａｕｓｂｌｅｎｄｕｎｇ）の後にマスク４は
更にイオンから投射されることができ、それによりマス
クはその温度を維持し、マスクの冷却の際に生じる可能
性があるような構造のゆがみが回避される。

偏向ユニット６は８極（Ｏｋｔｏｐｏｌ）として形成さ
れることができる。これに関する実施例は第２図に略図
的に示されている。図では極のポテンシャルＵ１・・・
・・・Ｕ、が記されている。２極場を生じるために、こ
こでは、例えば　ｔＪ＋＝Ｕｏ、　Ｕ。

＝Ｕｏ　、＃２、ｕ、＝ｏ、Ｕａ　−Ｕｏ　／−１’２
、Ｕ、＝Ｕ、　、Ｕａ　＝−Ｕ、／１２　、Ｕ、＝Ｏ１
Ｕｓ　＝Ｕ６　／１２　　（Ｕｔ　−Ｕ、　ｃｏｓ（−
φ）ここでＵｏばイオンエネルギーに相当し、Ｘ方向の
所望の移動に応じて選択される）となる。

ウィーンフィルター３にはイオンがその質量（Ｍａｓｓ
ｅ）に応じて違った強さで偏向され、その除電められた
イオンエネルギーでは偏向大きさは電気的及び磁気的場
強さに依存している。

第１図もしくは第１ａ図は略図的に隣あった質量をもつ
２つのイオン位置１２’、１２”の投射線路を示す。ウ
ィーンフィルター３で大きくなる場強さにより又周辺場
（Ｒａｎｄｆｅｌｄｅｒ）が大きくなるので、それによ
り結像のゆがみが誘起されるので、場強さを、したがっ
て偏向を出来るだけ僅かに保持することが望ましい０本
発明に係る装置はこのことを、絞り７がウィーンフィル
ターから比較的大きな間隔Ｓで配置されることにより達
成され、それにより小さな偏向角度で所望されないイオ
ンを絞り７の面の範囲に偏向されることができ、そこで
絞り開口１１が存在しない。第４図と第５図のウィーン
フィルター３と絞り７の面との間の違った間隔Ｓの比較
はこの例で所望されない問題にすべきイオンＨ！°とＨ
ｓ”″が、第５図による配置において、光軸から絞り開
口１１の外側に絞り７の面への第４図による配置の場合
より小さな偏向において生じることを知るのはむずかし
くな

【図面の簡単な説明】

第１図、第１ａ図は本発明により形成される縮小イオン
投射リトグラフィー装置の略図、第２図は第１図の細部
の略図、第３図は第２図に示される細部の作用態様を示
す図、第４図及び第５図は本発明に係るイオン投射リト
グラフィー装置に使用されるフィルターに関する違った
２つの絞り配置を示す図、第６図はｌ：１影投射のため
の配置の略図である。 ｌ・・・イオン線？ＩＪＸ２・・・前部レンズ３・・・
フィルター　　　４・・・マスク５・・・液浸レンズ　
　　６・・・偏向ユニット７・・・絞り　　　　　　８
・・・投射レンズ９・・・基体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）イオン線源と、投射線路に配置されるように構成
   されたマスク並びにマスク構造が上に形成される基体（
   ウェハー）とを有し、その際マスクとウェハーの間に液
   浸レンズと、例えぼ単一レンズとして形成された投射レ
   ンズと、更に質量分離のためにイオン線源とマスクの間
   にウィーンフィルタ（ＥｘＢフィルタ）が配置されてい
   る、縮小又は１：１イオン投射リトグラフィー装置にお
   いて、前記ＥｘＢフィルターに属し所望でない質量を絞
   り込む絞り（７）が液浸レンズ（５）と基体（９）との
   間にＥｘＢフィルターから大きな間隔で、すなわちイオ
   ン線の交叉点の前の例えば５００μｍの開口（１）を有
   する位置に配置されていることを特徴とする装置。
2. （２）絞り（７）が投射レンズ（８）に一体形成されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. （３）イオン線源（１）とウィーンフィルター（３）の
   間に単一レンズとして形成される静電前部レンズ（２）
   が交叉点がウィーンフィルター（３）にある発散線発生
   のために配置されていることを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の装置。
4. （４）任意に作動可能な偏向ユニット（６）が投射線路
   の絞り（７）の前に配置されていることを特徴とする静
   電場を発生する任意に作動可能な偏向ユニット、例えば
   多極、特に８極が投射線路内にある請求項１〜３のいず
   れか１つに記載の装置。