JP2014022559A - Charged particle beam exposure device - Google Patents
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Abstract
【課題】ブランキング電極によるON/OFFによって流入する熱量の変化を、簡便な方法で緩和することが可能な荷電粒子線露光装置を提供する。
【解決手段】荷電粒子線露光装置の第二のアパーチャプレートは、描画選択された荷電粒子線を通過させる第一の開口部と、非描画選択された荷電粒子線の少なくとも一部を遮蔽する第二の開口部とを備え、
第一のアパーチャプレートは、第一の開口部を通過した荷電粒子源からの荷電粒子線を露光面側に通過させる開口部と、第二の開口部を通過した荷電粒子線を遮蔽するアパーチャプレート部とを備え、
第一と第二の開口部及び第一のアパーチャプレートの開口部のサイズ又は形状を調整して、描画選択と非描画選択とによる第一のアパーチャプレートに流入する荷電粒子線による熱量の差を小さくするように構成され、
第二のアパーチャプレートを、荷電粒子源または露光面と共役関係とならない位置に配置する。
【選択図】 図1The present invention provides a charged particle beam exposure apparatus capable of mitigating changes in the amount of heat flowing in by ON / OFF by a blanking electrode by a simple method.
A second aperture plate of a charged particle beam exposure apparatus shields at least a part of a non-drawing-selected charged particle beam and a first opening through which the drawing-selected charged particle beam passes. Two openings,
The first aperture plate includes an aperture that allows a charged particle beam from a charged particle source that has passed through the first aperture to pass to the exposure surface side, and an aperture plate that shields the charged particle beam that has passed through the second aperture. With
Adjusting the size or shape of the first and second openings and the opening of the first aperture plate, the difference in the amount of heat by the charged particle beam flowing into the first aperture plate between the drawing selection and the non-drawing selection is determined. Configured to be small,
The second aperture plate is disposed at a position that is not conjugated with the charged particle source or the exposure surface.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、荷電粒子線露光装置に関し、詳しくは電子ビーム等の荷電粒子線を偏向させて試料面を走査させ、描画パターンに応じて荷電粒子線をON/OFFしてパターン描画する荷電粒子線露光装置に関するものである。 The present invention relates to a charged particle beam exposure apparatus, and more specifically, a charged particle beam that scans a sample surface by deflecting a charged particle beam such as an electron beam and turns the charged particle beam ON / OFF according to a drawing pattern to draw a pattern. The present invention relates to an exposure apparatus.
電子ビーム露光装置は、電子源から射出された電子ビームを試料面に照射し、それらをさらに偏向させて試料面を走査させ、目的とするパターンを描画する装置である。
電子ビーム露光装置には、単一の電子ビームを用いて描画するポイントビーム型方式や、複数の開口を有するアパーチャアレイにより、電子ビームを分割させることで形成した複数の電子ビームを用いて描画するマルチビーム型方式等がある。
いずれの方式も、描画パターンに応じてブランキング電極で偏向することによって、電子ビームをON/OFFしてパターンを描画する装置である。
An electron beam exposure apparatus is an apparatus that draws a target pattern by irradiating a sample surface with an electron beam emitted from an electron source, further deflecting them and scanning the sample surface.
In the electron beam exposure apparatus, drawing is performed using a plurality of electron beams formed by dividing the electron beam by a point beam type method that draws using a single electron beam or an aperture array having a plurality of openings. There are multi-beam type systems.
Each method is an apparatus that draws a pattern by turning the electron beam on and off by deflecting with a blanking electrode in accordance with the drawing pattern.
電子ビーム露光装置では、電子ビームをON/OFFする際に、描画選択された電子ビームを通過させ、非描画選択された電子ビームを遮蔽するための開口部をもったアパーチャプレートを使用している。
このような電子ビーム露光装置において、非描画選択された電子ビームは、全てアパーチャプレートで遮蔽され、それらは熱としてアパーチャプレートに流入する。
これに対し、描画選択された電子ビームは、アパーチャプレートの開口部を通過しなかった一部のビームだけが遮蔽され、アパーチャプレートに熱として流入する。
このため、描画パターンによって、アパーチャプレートに流入する熱量が変化するので、アパーチャプレートの温度は不安定となる。
このアパーチャプレートを、例えば電子源と共役関係となる位置、もしくは、その近傍等に配置し、電子ビームの絞りとして機能させた場合、流入する熱量の変化により開口部の位置等が不安定となり、描画性能が悪化するという問題があった。
また、アパーチャプレートの近傍に、絞りや投影レンズ等のような精度を要する部品が配置されている場合、アパーチャプレートへの入熱量の変化が、それらの部品の温度変化に影響し、描画性能が悪化するという問題があった。
これらに対処するため、特許文献1ではつぎのような荷電粒子ビーム露光装置が提案されている。
この装置では、アパーチャプレートに流入する熱量の和が常に一定の値になる様に算出された熱量を、ブランキング電極によるON/OFFに同期させて、加熱手段によりアパーチャプレートに供給するように構成されている。
In the electron beam exposure apparatus, when the electron beam is turned on / off, an aperture plate having an opening for passing the electron beam selected for drawing and blocking the electron beam selected for non-drawing is used. .
In such an electron beam exposure apparatus, all electron beams selected for non-drawing are shielded by the aperture plate, and they flow into the aperture plate as heat.
On the other hand, only a part of the electron beam selected for drawing that has not passed through the opening of the aperture plate is shielded, and flows into the aperture plate as heat.
For this reason, since the amount of heat flowing into the aperture plate changes depending on the drawing pattern, the temperature of the aperture plate becomes unstable.
When this aperture plate is arranged at a position that is conjugate to the electron source, for example, or in the vicinity thereof, and functions as an aperture for the electron beam, the position of the opening becomes unstable due to a change in the amount of heat flowing in, There was a problem that drawing performance deteriorated.
In addition, when parts that require precision, such as a diaphragm or projection lens, are arranged near the aperture plate, changes in the amount of heat input to the aperture plate affect changes in the temperature of those parts, and drawing performance is reduced. There was a problem of getting worse.
In order to deal with these problems,
In this apparatus, the amount of heat calculated so that the sum of the amounts of heat flowing into the aperture plate is always a constant value is supplied to the aperture plate by the heating means in synchronization with ON / OFF by the blanking electrode. Has been.
上記従来例の特許文献1のものを、アパーチャプレートに適用した場合、アパーチャプレートに流入する熱量を一定として、温度の安定性を図ることができるが、つぎのような課題を有している。
すなわち、ブランキング電極のON/OFFに同期させて、アパーチャプレートに熱量を供給する機構を、アパーチャプレートに設置する必要があり、装置としての構成が煩雑となる。
また、マルチビーム型のような複数の電子ビームを扱う場合、各電子ビームに対して同様の制御が必要となり、装置としての構成はさらに煩雑となる。
When the above-mentioned conventional example of
That is, a mechanism for supplying heat to the aperture plate in synchronism with the ON / OFF of the blanking electrode needs to be installed on the aperture plate, and the configuration of the apparatus becomes complicated.
Further, when a plurality of electron beams such as a multi-beam type are handled, the same control is required for each electron beam, and the configuration as an apparatus is further complicated.
本発明は、上記課題に鑑み、ブランキング電極によるON/OFFによって、アパーチャプレートに流入する熱量の変化を、簡便な方法で緩和し、精度の向上を図ることが可能となる荷電粒子線露光装置の提供を目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides a charged particle beam exposure apparatus that can reduce the change in the amount of heat flowing into the aperture plate by a simple method by ON / OFF using a blanking electrode, and can improve accuracy. The purpose is to provide.
本発明の荷電粒子線露光装置は、荷電粒子線を放出する荷電粒子源と、
荷電粒子線を偏向させて、描画と非描画を選択制御する偏向器と、
描画像を露光面に投影する投影レンズと、
を備え、前記荷電粒子源から放出される荷電粒子線を前記投影レンズを介して前記露光面に結像させ、描画像を描画する荷電粒子線露光装置であって、
前記偏向器と前記投影レンズの間に、アパーチャユニットを有し、
前記アパーチャユニットは、第一のアパーチャプレートと第二のアパーチャプレートとによって構成され、
前記第二のアパーチャプレートは、前記描画選択された前記荷電粒子源からの荷電粒子線を通過させる第一の開口部と、前記非描画選択された荷電粒子線の少なくとも一部を遮蔽する第二の開口部とを備えると共に、
前記第一のアパーチャプレートは、前記第一の開口部を通過した前記荷電粒子源からの荷電粒子線を前記露光面側に通過させる開口部と、前記第二の開口部を通過した荷電粒子線を遮蔽するアパーチャプレート部とを備え、
前記第一と第二の開口部及び前記第一のアパーチャプレートの開口部のサイズ又は形状を調整することによって、
前記描画選択された際に該第一のアパーチャプレートに流入する前記荷電粒子線による熱量と、前記非描画選択された際に該第一のアパーチャプレートに流入する前記荷電粒子線による熱量との差が、小さくなるように構成され、
前記第二のアパーチャプレートが、前記荷電粒子源または前記露光面と共役関係とならない位置に配置されていることを特徴とする。
The charged particle beam exposure apparatus of the present invention comprises a charged particle source that emits a charged particle beam,
A deflector that deflects a charged particle beam and selectively controls drawing and non-drawing;
A projection lens that projects a drawn image onto an exposure surface;
A charged particle beam exposure apparatus for forming a drawn image by forming a charged particle beam emitted from the charged particle source on the exposure surface via the projection lens,
An aperture unit between the deflector and the projection lens;
The aperture unit includes a first aperture plate and a second aperture plate,
The second aperture plate shields at least a part of the first opening through which the charged particle beam from the charged particle source selected for drawing passes and the non-drawn selected charged particle beam. And an opening of
The first aperture plate includes an opening for passing a charged particle beam from the charged particle source that has passed through the first opening to the exposure surface side, and a charged particle beam that has passed through the second opening. And an aperture plate portion that shields
By adjusting the size or shape of the openings of the first and second openings and the first aperture plate,
The difference between the amount of heat by the charged particle beam flowing into the first aperture plate when the drawing is selected and the amount of heat by the charged particle beam flowing into the first aperture plate when the non-drawing is selected Is configured to be small,
The second aperture plate is arranged at a position that is not conjugated with the charged particle source or the exposure surface.
本発明によれば、ブランキング電極によるON/OFFによって、アパーチャに流入する熱量の変化を、簡便な方法で緩和し、精度の向上を図ることが可能となる荷電粒子線露光装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a charged particle beam exposure apparatus capable of mitigating changes in the amount of heat flowing into an aperture by a simple method by ON / OFF using a blanking electrode and improving accuracy. Can do.
つぎに、本発明の実施形態について説明する。
(実施形態1)
実施形態1として、本発明を適用したマルチビーム型荷電粒子線露光装置の構成例について、図1を用いて説明する。
本実施形態のマルチビーム型荷電粒子線露光装置は、荷電粒子線を放出する荷電粒子源と、荷電粒子線を偏向させて、描画と非描画を選択制御する偏向器と、描画像を露光面に投影する投影レンズと、を備える。そして、前記荷電粒子源から放出される荷電粒子線を前記投影レンズを介して前記露光面に結像させ、描画像を描画するように構成される。
その際、前記偏向器と前記投影レンズの間に、偏向器による描画と非描画との選択制御によって、描画選択された荷電粒子線を通過させ又は非描画選択された荷電粒子線を遮蔽するためのアパーチャユニットが構成されている。
Next, an embodiment of the present invention will be described.
(Embodiment 1)
As
The multi-beam type charged particle beam exposure apparatus of this embodiment includes a charged particle source that emits a charged particle beam, a deflector that deflects the charged particle beam and selectively controls drawing and non-drawing, and a drawing image on an exposure surface. A projection lens that projects onto the projector. Then, the charged particle beam emitted from the charged particle source is imaged on the exposure surface via the projection lens to draw a drawn image.
At that time, between the deflector and the projection lens, the charged particle beam selected for drawing is allowed to pass or the non-drawn selected charged particle beam is shielded by selection control of drawing and non-drawing by the deflector. The aperture unit is configured.
具体的には、本実施形態のマルチビーム型荷電粒子線露光装置は、例えば図1の概略図に示すように構成される。
本実施形態のマルチビーム型荷電粒子線露光装置における全ての制御回路21〜24は、主制御系20を通じてコントロールすることが可能である。
電子源1から放射された電子ビームは、レンズ制御回路21により、静電型のコリメータレンズ2のレンズパワーを調整することによって、平行化された電子ビームとなる。
この電子ビームはビーム成形プレート3を照射され、ビーム成形プレート3の開口部により、各々分割され、複数の電子ビームが成形される。ビーム成形プレート3を通過した電子ビームは、レンズ制御回路21にて、第一のアパーチャプレート101上で結像するように、第一集束レンズ4のレンズパワーで調整され、ブランキング偏向器5を通過する。
ブランキング偏向器5は、個別の偏向電極を持ったデバイスで、ブランキング偏向器制御回路22にて生成されるブランキング信号に基づき、個別に電子ビームのON/OFFを行う。
電子ビームがON(描画選択)の状態の個所は、電子ビームは偏向されず、電子ビームがOFF(非描画選択)の状態の個所は、偏向電極に電圧を印加することで電子ビームは偏向される。
Specifically, the multi-beam type charged particle beam exposure apparatus of the present embodiment is configured as shown in the schematic diagram of FIG.
All the
The electron beam emitted from the
The electron beam is applied to the beam shaping plate 3 and is divided by the openings of the beam shaping plate 3 to form a plurality of electron beams. The electron beam that has passed through the beam shaping plate 3 is adjusted by the
The blanking deflector 5 is a device having individual deflection electrodes, and individually turns on / off the electron beam based on the blanking signal generated by the blanking
Where the electron beam is ON (drawing selection), the electron beam is not deflected. When the electron beam is OFF (non-drawing selection), the electron beam is deflected by applying a voltage to the deflection electrode. The
図2に、ブランキング偏向器5によって、描画選択、または、非描画選択された各電子ビームが、第二のアパーチャプレート102、第一のアパーチャプレート101を通過する例を示す。
ブランキング偏向器5によって非描画選択された電子ビーム1bは、その後段に配置された第二のアパーチャプレート102の第二の開口部102aによって、少なくとも一部が遮蔽される。
その後、第二の開口部102aを通過した電子ビーム1bは、第一のアパーチャプレート101によって全て遮蔽され、非描画選択(OFF)の状態となる。
ブランキング偏向器5によって描画選択された電子ビーム1aは、その後段に配置された第二のアパーチャプレート102の第二の開口部102aを通過する。なお、図1、図2では、電子ビーム1aが第二のアパーチャプレート102の第二の開口部102aを全て通過しているが、全てが通過する必要はなく、描画性能に影響がなければ、電子ビーム1aの一部が遮蔽されてもよい。
その後、第二の開口部102aを通過した電子ビーム1aは、第一のアパーチャプレート101を照射し、第一の開口部101a上に照射された部分は、第一のアパーチャプレート101を露光面側に通過し、それ以外は第一のアパーチャプレート部で遮蔽される。
FIG. 2 shows an example in which each electron beam selected or not selected by the blanking deflector 5 passes through the
The electron beam 1b not selected for drawing by the blanking deflector 5 is shielded at least in part by the
After that, the electron beam 1b that has passed through the second opening 102a is completely shielded by the
The electron beam 1a selected for drawing by the blanking deflector 5 passes through the
Thereafter, the electron beam 1a that has passed through the
第一のアパーチャプレート101を通過した電子ビームは、第二集束レンズ6によって結像され、さらに投影レンズ8によってウエハー9上の露光面9aに結像される。
ウエハー9上の電子ビームのスキャンは偏向器7で行うことができる。偏向器7は対向電極によって形成されており、X、Y方向について2段の偏向を行うために4段の対向電極で構成される(図中では簡単のため、2段偏向器を1ユニットとして表記している)。
偏向器7は偏向器制御回路23の信号に従って駆動される。
パターン描画中は、ウエハー9は、ステージ駆動制御回路24の信号に従い、X方向にステージ10を駆動することによって連続的に移動する。
その際、レーザー測長機(不図示)による実時間での測長結果を基準として、ウエハー9面上の電子ビームが偏向器7によってY方向に偏向され、かつブランキング偏向器5によって描画パターンに応じてビームのON/OFFが個別になされる。
これにより、ウエハー9上の露光面9aに所望のパターンを高速に描画することができる。
The electron beam that has passed through the
Scanning of the electron beam on the wafer 9 can be performed by the deflector 7. The deflector 7 is formed of a counter electrode, and is composed of four stages of counter electrodes to perform two stages of deflection in the X and Y directions (in the figure, the two-stage deflector is regarded as one unit for the sake of simplicity). Notation).
The deflector 7 is driven in accordance with a signal from the
During pattern drawing, the wafer 9 moves continuously by driving the
At that time, the electron beam on the surface of the wafer 9 is deflected in the Y direction by the deflector 7 and the drawing pattern by the blanking deflector 5 on the basis of the measurement result in real time by a laser length measuring device (not shown). In response to this, the beams are individually turned on and off.
Thereby, a desired pattern can be drawn on the exposure surface 9a on the wafer 9 at high speed.
以上のことから、描画パターンに関係なく、電子ビームの遮蔽により第一のアパーチャプレート101に流入する熱量が安定し、それによって、高精度な荷電粒子露光措置となる理由を、図3を用いて説明する。
図3は、本発明の一例であるマルチビーム型荷電粒子線露光装置の一部を構成する、第一のアパーチャプレート101、及び、第二のアパーチャプレート102を通過、もしくは遮蔽される電子ビームの熱量(エネルギー)を示したものである。
第二のアパーチャプレート102の第二の開口部102aに関して、描画選択された電子ビーム1aのエネルギー透過率を1、非描画選択された電子ビーム1bのエネルギー透過率をα(0≦α<1)であるとする。
また、第一のアパーチャプレート101の第一の開口部101aに関して、ブランキング偏向器5によって描画選択され、第二のアパーチャプレート102を通過した電子ビーム1cのエネルギー透過率をβ(0<β≦1)とする。
また、ブランキング偏向器5によって非描画選択され、第二のアパーチャプレート102を通過した電子ビーム1dは、第一のアパーチャプレート101で全て遮蔽され、熱量として第一のアパーチャプレート101に流入する。
なお、描画選択された電子ビーム1aの、第二の開口部102aのエネルギー透過率は、説明を平易にするために1としたが、1でなくとも本質的な差異は生じない。
From the above, the reason why the amount of heat flowing into the
FIG. 3 shows an electron beam that passes through or is shielded by the
Regarding the
Further, with respect to the
Further, the electron beam 1d that has been selected for non-drawing by the blanking deflector 5 and has passed through the
Although the energy transmittance of the
また、反射電子や熱放射等による影響も、同様の理由によりないものと仮定しているが、これらに関しても、影響の有無を考慮しなくとも本質的な差異は生じない。また、第二のアパーチャプレート102に照射される前の電子ビームのエネルギーをPとしている。
描画選択された電子ビーム1aは、第二のアパーチャプレート102の第二の開口部102aを通過する。
描画選択された電子ビーム1aの、第二の開口部102aのエネルギー透過率は1としたため、第一のアパーチャプレート101には、エネルギーPの電子ビーム1cが照射される。
In addition, it is assumed that there is no influence due to reflected electrons or thermal radiation for the same reason, but there is no substantial difference with respect to these even if the presence or absence of the influence is not taken into consideration. Further, the energy of the electron beam before being irradiated onto the
The electron beam 1 a selected for drawing passes through the
Since the energy transmittance of the
次に、第一のアパーチャプレート101において、電子ビーム1cが第一の開口部101aを通過する際に、電子ビーム1cの一部が遮蔽され、エネルギーβPの電子ビーム1eが、第一のアパーチャプレート101を通過する。
この時、第一のアパーチャプレート101で遮蔽された電子ビームのエネルギー(1−β)・Pが、熱量として第一のアパーチャプレート101に流入する。
非描画選択された電子ビーム1bは、第二のアパーチャプレート102の第二の開口部102aにおいて、電子ビーム1bの少なくとも一部が遮蔽されて、第二のアパーチャプレート102を通過する。非描画選択された電子ビーム1bの、第二の開口部102aのエネルギー透過率はαと設定したため、第一のアパーチャプレート101には、エネルギーα・Pの電子ビーム1dが照射される。第一のアパーチャプレート101において、電子ビーム1dは、第一の開口部101a上を通過しないため、全て遮蔽される。この時、第一のアパーチャプレート101で遮蔽された電子ビームのエネルギーα・Pが、熱量として第一のアパーチャプレート101に流入する。
Next, in the
At this time, the energy (1-β) · P of the electron beam shielded by the
The electron beam 1 b selected for non-drawing passes through the
以上のことから、例えばα=1−βとなるように、第一の開口部101a、第二の開口部102aのサイズや形状等を調整することにより、描画パターンに関係なく、第一のアパーチャプレート101に流入する熱量を同等にすることができる。これによって、第一のアパーチャプレート101の温度安定性が向上するため、高精度な荷電粒子線露光装置を提供することが可能となる。
From the above, the
また、この時、第二のアパーチャプレート102は、荷電粒子源1、もしくは、露光面9aと共役関係とならない位置に配置されている。この理由について以下に説明する。第一の開口部101a、第二の開口部102aのエネルギー透過率を、α=1−βとなるように調整した場合、第二のアパーチャプレート102に流入する熱量は、第一のアパーチャプレート101とは異なり、描画パターンに応じて変化する。第二のアパーチャプレート102が、荷電粒子源1、もしくは露光面9aと共役関係となる位置に配置された場合、第二のアパーチャプレート102で中間像が形成されるため、第二のアパーチャプレート102の変化が描画精度に影響を与える。以上から、第二のアパーチャプレート102が、荷電粒子源1、もしくは、露光面9aと共役関係となる位置に配置されていると、描画パターンにより、第二のアパーチャプレート102が温度変化し、中間像が変化するため、描画精度が悪化することになる。
なお、第一の開口部101a、第二の開口部102aの形状に関しては、要求されるビーム形状や、電子ビームのエネルギー透過率が、目的を達成するよう設定してあれば制約はなく、例えば、円形、楕円形、四角形、三角形、鍵穴形状等でもよい。
なお、図1において、第一のアパーチャプレート101,第二のアパーチャプレート102は、電子ビームの本数に対応する数だけ、各開口部を有していればよく、例えば1本の電子ビームの場合、各開口部は1つだけであってもよい。
At this time, the
In addition, regarding the shapes of the
In FIG. 1, the
また、第一のアパーチャプレート101,第二のアパーチャプレート102の材質や厚さは特に指定していないが、これらは本荷電粒子線露光装置に要求される加工精度や、熱負荷等を考慮して決定することが可能である。
例えば、材質については、銅、チタン、モリブデン、タングステン等の金属もしくはその合金、アルミナや炭化ケイ素等のセラミックス、シリコンウエハー等が考えられる。
また、熱伝導性を向上させるために、表面に導電性膜で被覆する等も考えられる。また、厚さについては、50〜1000μm等とすることができる。これらはいずれも本荷電粒子線露光装置を使用する環境において、要求される位置精度や耐熱性等の性能を確保するように選択すればよい。
なお、本実施形態1では、電子ビームの結像する位置に配置されるように、第一のアパーチャプレート101を配置しているが、これに限定されるものではない。
例えば、結像によるエネルギー密度の集中を避けるために、第一のアパーチャプレート101の位置を結像位置から多少位置を前後させて配置してもよい。また、第一のアパーチャプレート101を、ビーム成形用のアパーチャとして機能するような位置に配置する等してもよい。
以上の構成によれば、ブランキング偏向器によるON/OFFによらず、第一のアパーチャプレート101に流入する熱量の変化を緩和することが可能となり、第一のアパーチャプレート101の温度安定性を向上させることができる。
また、ブランキング偏向器のON/OFFに同期させる機構が不要なため、装置としての構成も煩雑にならないようにすることが可能となる。
Further, the material and thickness of the
For example, regarding the material, metals such as copper, titanium, molybdenum, and tungsten or alloys thereof, ceramics such as alumina and silicon carbide, silicon wafers, and the like are conceivable.
Moreover, in order to improve thermal conductivity, the surface may be covered with a conductive film. Moreover, about thickness, it can be set as 50-1000 micrometers. Any of these may be selected so as to ensure required performance such as positional accuracy and heat resistance in an environment where the charged particle beam exposure apparatus is used.
In the first embodiment, the
For example, in order to avoid concentration of energy density due to image formation, the position of the
According to the above configuration, it is possible to mitigate changes in the amount of heat flowing into the
Further, since a mechanism for synchronizing with ON / OFF of the blanking deflector is unnecessary, it is possible to prevent the configuration of the apparatus from becoming complicated.
(実施形態2)
実施形態2として、実施形態1と異なる形態の荷電粒子線露光装置の構成例について、図4を用いて説明する。
本実施形態では、実施形態1の荷電粒子線露光装置において、第一のアパーチャプレート101に、温度調整部(温度調整手段)105を搭載したものである。これにより、例えば、実施形態1で説明した第一のアパーチャプレート101に、図4のような温度調整部105を搭載することで、温度調整部105を、第一のアパーチャプレート101の温度調整手段として作用させることができる。
そのため、第一のアパーチャプレート101が安定となる温度を制御し、熱膨張による変形量を制御することが可能になるため、荷電粒子線露光装置としてさらに描画精度を高めることができる。
(Embodiment 2)
As a second embodiment, a configuration example of a charged particle beam exposure apparatus having a different form from the first embodiment will be described with reference to FIG.
In this embodiment, in the charged particle beam exposure apparatus of
Therefore, it is possible to control the temperature at which the
図4に、本実施形態におけるアパーチャプレートの一例を示す。
図4において、温度調整部105の材質や厚さは特に指定していないが、設定温度や、調整方式を考慮してその構造を決定するようにすればよい。
例えば、水冷方式により冷却機構として機能させる場合、温度調整部105はその内部に水やアンモニア等の冷媒を循環させるための循環路(不図示)等を設置して構成される。
外部に設置された温度調整装置(不図示)により温度、流量、圧力が調整された冷媒を、温度調整部(不図示)を通じて循環させることで、第一のアパーチャプレート101を冷却する。
材質については、加工性や熱伝導性を考慮して決定すればよく、例えば、銅、アルミ、チタン、モリブデン、タングステン等の金属もしくはその合金、熱伝導性の良い窒化アルミ系のセラミックス等が考えられる。
FIG. 4 shows an example of the aperture plate in the present embodiment.
In FIG. 4, the material and thickness of the
For example, when functioning as a cooling mechanism by a water cooling system, the
The
The material may be determined in consideration of workability and thermal conductivity. For example, metals such as copper, aluminum, titanium, molybdenum, tungsten, or alloys thereof, aluminum nitride ceramics with good thermal conductivity, etc. It is done.
また、熱伝導性を向上させるために、表面を導電性膜で被覆する等も考えられる。
また、第一のアパーチャプレート101との接触部は、熱伝導性を確保するために、銀ペースト等の熱伝導率の高い接着材で固定するか、接触面の平面性を高める、伝熱シート等を挿入する等して、接触面間を押し付けて固定治具(不図示)で固定してもよい。
また、厚さについては、温度調整部105の内部の循環路のサイズや、熱伝導性等を考慮したうえで決定すればよく、例えば0.2〜10mm等とすることができる。
これらはいずれも本荷電粒子線露光装置を使用する環境において、要求される位置精度や耐熱性等の性能を確保するように選択すればよい。
また、温度調整部105は、第一のアパーチャプレート101と接して配置する以外に、第一のアパーチャプレート101と一体成形することにより構成していてもよい。
Moreover, in order to improve thermal conductivity, the surface may be covered with a conductive film.
In addition, the contact portion with the
The thickness may be determined in consideration of the size of the circulation path inside the
Any of these may be selected so as to ensure required performance such as positional accuracy and heat resistance in an environment where the charged particle beam exposure apparatus is used.
Further, the
以下に、本発明の実施例について説明する。
[実施例1]
実施例1として、実施形態1の荷電粒子線露光装置を適用した構成例について説明する。
本実施例の荷電粒子線露光装置において、第一のアパーチャプレート101は、厚さ200μm、直径100mmの両面研磨単結晶のシリコンウエハーで、中央部の一辺が4mmの正方形エリアに、荷電粒子の通過する第一の開口部101aを複数有している。
開口部101aは丸穴で、穴径21μm、ピッチ200μmの正方配列で配置され、フォトリソグラフィとドライエッチングにより形成した。
第二のアパーチャプレート102は、開口部分以外は同等であり、中央部の一辺が4mmの正方形エリアに、第二の開口部102aを複数有している。
第二の開口部102aは一辺が90μmの正方形穴で、ピッチ200μmの正方配列で配置されている。
第一のアパーチャプレート101と第二のアパーチャプレート102は、描画選択された電子ビームの中心が、第一の開口部101aの中心と第二の開口部102aの中心を通過するように位置決めされ、互いに5mm離間して配置されている。
また、この時、非描画選択された電子ビームは、第二のアパーチャプレート102において、第二の開口部102aの中心に対して45μm離間した位置を通過するように設定されている。
Examples of the present invention will be described below.
[Example 1]
As Example 1, a configuration example to which the charged particle beam exposure apparatus of
In the charged particle beam exposure apparatus of the present embodiment, the
The
The
The
The
At this time, the non-drawing selected electron beam is set so as to pass through the
本実施例の荷電粒子線露光装置に電子ビームを照射する場合を考える。電子ビームは、開口部101aの1つの開口に対して1本存在し、各々が10mWのエネルギーを有するように、ビーム成形プレート等により設定した。
各電子ビームは、対応する第二の開口部102a、第一の開口部101aをそれぞれ通過するものとする。
また、この電子ビームは、全く遮蔽されることなく各アパーチャプレートを通過する場合、第二のアパーチャプレート102の位置で35μm径、第一のアパーチャプレート101の位置で30μm径となる、円形で均一な強度を有する集束ビームであるとする。
Consider a case where an electron beam is irradiated to the charged particle beam exposure apparatus of the present embodiment. One electron beam exists with respect to one opening of the
Each electron beam passes through the corresponding
Further, when this electron beam passes through each aperture plate without being shielded at all, the electron beam has a circular and uniform diameter of 35 μm at the position of the
以上の条件のもとで、第二のアパーチャプレート102の、第二の開口部102aのエネルギー透過率は、描画選択された電子ビーム1aに対しては1、非描画選択された電子ビーム1bに対しては0.5と設定される。
また、第一のアパーチャプレート101の、第一の開口部101aのエネルギー透過率は、描画選択された電子ビーム1aに対しては約0.49、非描画選択された電子ビーム1bに対しては、第一の開口部101aを通過しないため、0と設定される。
上記の電子ビームが、第二のアパーチャプレート102の側から照射される際、第一のアパーチャプレート101に流入する熱量は、1本の電子ビームに対して、描画選択時は約5.1mW、非描画選択時は約5mWとなる。そのため、電子ビームのON/OFFにより流入する熱量の差は、0.1mW程度となる。
Under the above conditions, the energy transmittance of the
The energy transmittance of the
When the electron beam is irradiated from the
これに対して、第二のアパーチャプレート102が存在しない場合、非描画選択時は10mWの熱量が第一のアパーチャプレート101に流入するため、電子ビームのON/OFFにより流入する熱量の差は4.9mW程度となる。
また、第二のアパーチャプレート102は存在するが、第二の開口部102aが、例えば、一辺が40μmの正方形の開口部である場合、非描画選択された電子ビーム1bは全て、第二のアパーチャプレート102で遮蔽される。
そのため、非描画選択時は第一のアパーチャプレート101に熱が流入しないため、電子ビームのON/OFFにより流入する熱量の差は5.1mW程度となる。
このように、いずれの場合においても、本発明に比べて電子ビームのON/OFFによる流入する熱量の差は大きくなることから、本発明により、第一のアパーチャプレート101の温度安定性を向上させることが可能である。
なお、本実施例では、反射電子や熱放射の影響等は考慮していないが、これらを考慮して適切に各開口部の設定をすることで、反射電子や熱放射等の影響がある場合でも、本実施例と同等の性能を得ることが可能である。
On the other hand, when the
In addition, when the
Therefore, since heat does not flow into the
As described above, in any case, since the difference in the amount of heat flowing in due to ON / OFF of the electron beam is larger than in the present invention, the present invention improves the temperature stability of the
In this example, the influence of reflected electrons and thermal radiation is not taken into account, but there is an influence of reflected electrons and thermal radiation by appropriately setting each opening in consideration of these. However, it is possible to obtain the same performance as the present embodiment.
[実施例2]
実施例2として、実施形態2の荷電粒子線露光装置を適用した構成例について説明する。
実施例1と同様の荷電粒子線露光装置の、第一のアパーチャプレート101部に、厚さ4mmで内部に3mmφの冷媒循環路を有する銅製の温度調整部105を、電子ビームの軌道の妨げとならないような位置に配置した。
また、第一のアパーチャプレート101と温度調整部105の熱伝導性を考慮し、銀ペーストを用いて、第一のアパーチャプレート101に固定した。
この温度調整部105に対し、外部に設置された温度調整装置(不図示)により温度、流量、圧力が調整された冷却水を、温度調整部(不図示)を通じて循環させて、第一のアパーチャプレート101を冷却した。
温度調整部105がない場合、第一のアパーチャプレート101が熱的に安定するまでの温度上昇の影響で熱膨張し、第一の開口部101aが変化するので、上昇温度や開口部の変化量を予測して第一の開口部101aを設定する必要がある。
これに対し、温度調整部105が存在する場合、第一のアパーチャプレート101が熱的に安定な状態となる温度を制御することが可能となるため、第一の開口部101aの変化量の予測精度も向上し、描画精度を向上させることが可能である。
[Example 2]
As Example 2, a configuration example to which the charged particle beam exposure apparatus of
In the charged particle beam exposure apparatus similar to that of the first embodiment, a copper
Further, in consideration of thermal conductivity of the
Cooling water whose temperature, flow rate, and pressure are adjusted by the temperature adjusting unit (not shown) installed outside is circulated through the temperature adjusting unit (not shown) to the
In the absence of the
On the other hand, since the temperature at which the
1a:描画選択された電子ビーム
1b:非描画選択された電子ビーム
101:第一のアパーチャプレート
101a:第一の開口部
102:第二のアパーチャプレート
102a:第二の開口部
105:温度調整部
1a: Electron beam selected for drawing 1b: Electron beam selected for non-drawing 101:
Claims (2)
荷電粒子線を偏向させて、描画と非描画を選択制御する偏向器と、
描画像を露光面に投影する投影レンズと、
を備え、前記荷電粒子源から放出される荷電粒子線を前記投影レンズを介して前記露光面に結像させ、描画像を描画する荷電粒子線露光装置であって、
前記偏向器と前記投影レンズの間に、アパーチャユニットを有し、
前記アパーチャユニットは、第一のアパーチャプレートと第二のアパーチャプレートとによって構成され、
前記第二のアパーチャプレートは、前記描画選択された前記荷電粒子源からの荷電粒子線を通過させる第一の開口部と、前記非描画選択された荷電粒子線の少なくとも一部を遮蔽する第二の開口部とを備えると共に、
前記第一のアパーチャプレートは、前記第一の開口部を通過した前記荷電粒子源からの荷電粒子線を前記露光面側に通過させる開口部と、前記第二の開口部を通過した荷電粒子線を遮蔽するアパーチャプレート部とを備え、
前記第一と第二の開口部及び前記第一のアパーチャプレートの開口部のサイズ又は形状を調整することによって、
前記描画選択された際に該第一のアパーチャプレートに流入する前記荷電粒子線による熱量と、前記非描画選択された際に該第一のアパーチャプレートに流入する前記荷電粒子線による熱量との差が、小さくなるように構成され、
前記第二のアパーチャプレートが、前記荷電粒子源または前記露光面と共役関係とならない位置に配置されていることを特徴とする荷電粒子線露光装置。 A charged particle source that emits a charged particle beam;
A deflector that deflects a charged particle beam and selectively controls drawing and non-drawing;
A projection lens that projects a drawn image onto an exposure surface;
A charged particle beam exposure apparatus for forming a drawn image by forming a charged particle beam emitted from the charged particle source on the exposure surface via the projection lens,
An aperture unit between the deflector and the projection lens;
The aperture unit includes a first aperture plate and a second aperture plate,
The second aperture plate shields at least a part of the first opening through which the charged particle beam from the charged particle source selected for drawing passes and the non-drawn selected charged particle beam. And an opening of
The first aperture plate includes an opening for passing a charged particle beam from the charged particle source that has passed through the first opening to the exposure surface side, and a charged particle beam that has passed through the second opening. And an aperture plate portion that shields
By adjusting the size or shape of the openings of the first and second openings and the first aperture plate,
The difference between the amount of heat by the charged particle beam flowing into the first aperture plate when the drawing is selected and the amount of heat by the charged particle beam flowing into the first aperture plate when the non-drawing is selected Is configured to be small,
The charged particle beam exposure apparatus, wherein the second aperture plate is disposed at a position not in a conjugate relation with the charged particle source or the exposure surface.
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