发明名称 荷电射束曝光装置
摘要 本发明提供一种不受空间电荷效果影响的低像差小型的荷电射束曝光装置。在由电子枪11产生低加速荷电光束8,并使其照射于晶圆14上,且描绘出所期望型态的孔方式之荷电射束曝光装置10中,具备缩小投影光学系统,其在当荷电射束8之光轴在Z方向的情况下,以与在X方向与Y方向上几乎是同一的缩小率之方式使电子射束8缩小,又在第2成形孔19与晶圆14之间,形成有电子射束8可在完全不会造成交叠下,在晶圆14上结像的多极透镜场。
申请公布号 TW511171 申请公布日期 2002.11.21
申请号 TW090119069 申请日期 2001.08.03
申请人 东芝股份有限公司 发明人 长野修;山崎裕一郎;桥本进;三好元介
分类号 H01L21/30 主分类号 H01L21/30
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种荷电射束曝光装置,其具备:产生荷电射束并予照射于基板上的荷电射束射出装置;以拥有均一的电子密度之方式调整上述荷电射束其射束径的照明光学系统;具有与所期望的描绘图案相对应形状的隙孔之开角孔极;以使上述荷电射束具有上述所期望之断面形状的方式,将上述荷电射束藉由电场偏向,射入上述开角孔极之所期望之隙孔,且将通过上述隙孔的上述荷电射束,返回于该偏轴的第1偏向装置;将上述通过开角孔极之荷电光束藉由电场缩小,并于上述基板上结像之缩小投影光学系统;使通过上述开角孔极之上述荷电射束藉由电场偏向,并于上述基板上扫描之第2偏向装置;上述荷电射束射出装置,系以较对接受上述荷电射束照射的上述基板所发生的二次荷电粒子、或是反射荷电粒子、或是上述二次荷电粒子以及上述反射荷电粒子接近之描绘型态的曝光量给予影响之接近效果的影响,发生量为低之加速电压,使上述荷电射束射出;上述缩小投影光学系统中形成有多极透镜场,使得当上述光轴为Z方向时,以在X方向与Y方向上大致相同的缩小率,上述电子光束缩小,而且,以不会在上述开角孔极与上述基板间形成交叠方式,在上述基板上结像。2.如申请专利范围第1项之荷电射束曝光装置,其中上述缩小投影光学系统包含有N1层(N1为3以上之自然数)之第1多极透镜。3.如申请专利范围第2项之荷电射束曝光装置,其中上述N1为4。4.如申请专利范围第3项之荷电射束曝光装置,其中上述第1之多极透镜之控制如下:上述X方向与Y方向之2方向电场自第1层开始至第4层为止,分别依序形成发散电场、发散电场、收敛电场、发散电场,或是自第1层开始至第4层为止,分别依序形成收敛电场、收敛电场、发散电场、收敛电场。5.如申请专利范围第1至4项中任一项之荷电射束曝光装置,其中上述第2偏向装置系使用复数的静电型偏向器所形成。6.如申请专利范围第1至4项中任一项之荷电射束曝光装置,其中上述第2偏向装置系将静电偏向场重叠于上述多极透镜场之上,使上述荷电射束偏向。7.如申请专利范围第1至4项中任一项之荷电射束曝光装置,其中上述第2偏向装置系使上述X方向之荷电射束与上述Y方向之荷电射束相互独立,并控制偏向。8.如申请专利范围第3或4项之荷电射束曝光装置,其中尚且具备有作为第1主偏向器的第2多极透镜,该透镜系配置在第2层的上述多极透镜与第3层之上述多极透镜之间;上述第1多极透镜系控制成上述X方向的电场自第1层至第4层为止依序形成发散电场、发散电场、收敛电场、发散电场,而且上述Y方向的电场则自第1层至第4层止依序形成收敛电场、收敛电场、发散电场、收敛电场一般予以控制;第3层之上述第1多极透镜与第4层之上述第1多极透镜,系在上述多极透镜场中,作为重叠静电偏向场之第2主偏向器;上述第2偏向装置包含上述第1主偏向器与上述第2主偏向器,就上述X方向之上述荷电射束,是因上述第1主偏向器之第1主偏向场与因上述第2主偏向器之第2主偏向场而偏向;就上述Y方向之上述荷电射束,则藉由上述第2主偏向场偏向,藉而在上述X方向与Y方向上相互独立般地偏向控制。9.如申请专利范围第2至4项中任一项之荷电射束曝光装置,其中上述第2偏向装置,尚且包含配置于上述第N1层之上述多极透镜之下游侧上的副偏向器。10.如申请专利范围第2至4项中任一项之荷电射束曝光装置,其中上述第1或是第2之多极透镜系为静电型透镜。11.如申请专利范围第10项之荷电射束曝光装置,其中上述静电型透镜系为四极子透镜。12.如申请专利范围第11项之荷电射束曝光装置,其中上述第1或是第2多极透镜包含具有M个(M=4N2:N2为2以上之自然数)电极,且邻接之N2个的上述电极则形成为一组四极子透镜的多极透镜。13.如申请专利范围第3或4项之荷电射束曝光装置,其中上述第1层之多极透镜与上述第2层之多极透镜具有第1之内径;上述第3层之多极透镜与上述第4层之多极透镜则具有比上述第1内径大之第2内径。14.如申请专利范围第2至4项之任一项之荷电射束曝光装置,其中尚且具备第1屏蔽电极,该电极系设置于上述第1多极透镜之上述Z方向的接近上面与下面之处。15.如申请专利范围第14项之荷电射束曝光装置,其中上述第1屏蔽电极中的第1层上述多极透镜与第2层之上述多极透镜之间所设置的上述第1屏蔽电极,具有比其他上述第1屏蔽电极内径之第3内径还小的第4内径。16.如申请专利范围第15项之荷电射束曝光装置,其中具有上述第4内径之上述第1屏蔽电极,系成为上述荷电射束之第1对准孔、或是上述荷电射束之第1检出器。17.如申请专利范围第2至4项之任一项之荷电射束曝光装置,其中尚且具备第2屏蔽电极,该电极系设置在分别接近上述第1偏向装置以及上述第2偏向装置之上面与下面之处。18.如申请专利范围第17项之荷电射束曝光装置,其中上述第2屏蔽电极中,设置在上述第1主偏向器上面之上述第2屏蔽电极,具有比上述第3之内径小的第5内径。19.如申请专利范围第18项之荷电射束曝光装置,其中具有上述第5内径的上述第2屏蔽电极,系成为上述荷电射束之第2对准孔、或是上述荷电射束之第2检出器。20.如申请专利范围第19项之荷电射束曝光装置,其中上述第1以及第2多极透镜具有大约6mm之透镜长;且上述第1内径约为5mm;而上述第2内径约为10mm;且在上述开角孔极与上述基板之间的光学长为110mm以下。图式简单说明:[图1]显示具备与本发明相关的荷电射束描绘装置的第1实施图案之电子光学系统的概略构成图。[图2](a)、(b)、(c)说明具备有图1所示之荷电射束描绘装置之多极透镜的电极形状之平面图。[图3](a)、(b)说明具备有图1所示之荷电射束描绘装置之多极透镜,其内径差异的平面图。[图4]显示图1所示之荷电射束描绘装置的缩小投影光学系统上,电子光束的轨道之说明图。[图5](a)、(b)、(c)说明藉由图1所示之四极子透镜Q3,Q4,透镜电场形成方法的图示。[图6](a)、(b)、(c)说明藉由图1所示之四极子透镜Q3,Q4,偏向电场形成方法的图示。[图7](a)、(b)、(c)说明藉由图1所示之四极子透镜Q3,Q4,偏向电场形成方法的图示。[图8]说明图1所示之荷电射束描绘装置的缩小投影光学系统中,X方向与Y方向相互独立,偏向控制电子射束方法的射束轨道图。[图9]显示具备与本发明相关的荷电射束描绘装置的第2实施图案之电子光学系统的概略构成图。[图10]显示依据以前技术之VSB描绘方式的电子线描绘装置的代表释例的概略构成图。[图11]显示依据以前技术,使用低加速电压之电子射束之孔方式的电子射束描绘装置的一个释例的概略构成图。[图12]显示图11所示之电子射束描绘装置的缩小投影光学系统内上,其射束轨道之说明图。[图13]依据以前技术,使用低加速电压之电子射束之孔方式的电子射束描绘装置的其他释例的概略构成图。[图14]显示图13所示之电子射束描绘装置的静电型四极子透镜光学系统内上,其电子射束轨道之说明图。
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