JPS63228555A - 縮小又は1:1イオン投射リトグラフィー装置 - Google Patents
縮小又は1:1イオン投射リトグラフィー装置Info
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- JPS63228555A JPS63228555A JP63051437A JP5143788A JPS63228555A JP S63228555 A JPS63228555 A JP S63228555A JP 63051437 A JP63051437 A JP 63051437A JP 5143788 A JP5143788 A JP 5143788A JP S63228555 A JPS63228555 A JP S63228555A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/3002—Details
- H01J37/3007—Electron or ion-optical systems
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Beam Exposure (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。
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。
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
。
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。
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
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
。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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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
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
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
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)
- (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)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)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)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。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT507/87 | 1987-03-05 | ||
AT0050787A AT391771B (de) | 1987-03-05 | 1987-03-05 | Einrichtung zur verkleinernden oder 1 : 1 ionenprojektionslithographie |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63228555A true JPS63228555A (ja) | 1988-09-22 |
Family
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