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JPH08190883A - 電子線露光装置 - Google Patents

電子線露光装置

Info

Publication number
JPH08190883A
JPH08190883A JP7003847A JP384795A JPH08190883A JP H08190883 A JPH08190883 A JP H08190883A JP 7003847 A JP7003847 A JP 7003847A JP 384795 A JP384795 A JP 384795A JP H08190883 A JPH08190883 A JP H08190883A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cathode
laser
electron beam
pattern
photoelectrons
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.)
Withdrawn
Application number
JP7003847A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuji Emura
勝治 江村
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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 Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP7003847A priority Critical patent/JPH08190883A/ja
Publication of JPH08190883A publication Critical patent/JPH08190883A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パターン形成時間を短くすることが可能な電
子線露光装置を提供する。 【構成】 対象材料5の所定の部分に電子銃からの電子
線6を選択的に照射する装置であって、電子銃が、レー
ザ8と、レーザ光7を照射して光電子を放出させるため
のカソード1とを備える。カソード1は、量子効率の低
い材料9上に所定のパターンを有する量子効率の高い材
料10が設けられた構造を有する。カソード1にレーザ
光7を照射することによって、量子効率の高い部分のみ
から光電子6を放出させる。そして光電子が放出される
部分のパターンに応じた電子線露光を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子線露光装置に関
し、特に、高集積半導体デバイス等の製造においてリソ
グラフィ工程に用いられる電子線露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子線リソグラフィに用いられる装置
は、電子線走査方式のものが一般的である。この方式で
は、電子銃から発射される電子ビームをレンズで収束
し、電子ビームを走査するかまたは試料台を移動させる
ことによって、試料上に微細なパターンの集合を描いて
いく。この電子ビーム描画技術では、通常の転写技術に
必要なマスクパターンを必要とせず、データからパター
ンを形成していく。
【0003】電子ビーム描画方式は、用いる収束ビーム
の形状によってガウス型ビーム式と成形ビーム式に分け
ることができる。ガウス型ビームは、通常の電子銃から
出た電子を電子収束系で集めた場合に得られるもので、
その電流密度分布はガウス分布をしている。一方、成形
ビームは、収束ビームの断面形状を所望の形状に加工し
たビームである。ガウス型ビーム方式は、さらにラスタ
走査方式とベクタ走査方式に分けられる。ラスタ走査方
式は、描画すべき画面をパターンの有無に関係なくすべ
て走査する方式であり、ベクタ走査方式は、描画すべき
ところのみを描画に適した方向に走査するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】電子ビーム描画装置で
は、パターンの位置と形状を表わすデータを使い、収束
されたビームの位置、形状、電流などを電子計算機で制
御してパターンを描画する。収束したビームでパターン
を描画する基本的な方法は、2次元像を1次元像片の逐
次描写によって描き出すことである。このように電子線
走査方式では2次元情報を1次元情報で伝達するため、
パターンの数が多くなり、時間がかかっている。したが
って、半導体デバイスの生産においてスループット(処
理量)が稼げないという問題があった。
【0005】本発明の目的は、これまでにない新しい電
子線露光装置を提供することにある。
【0006】本発明のさらなる目的は、パターン形成時
間を短くすることが可能な電子線露光装置を提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】従来の装置では、電子銃
における電子放出過程として熱電子放出または電界放出
を用いていた。一方、本発明では、電子放出過程として
光電子放出を用いる。光電子放出とは、物質に外部から
光を照射したとき、その光のエネルギーが物質の仕事関
数より大きいときに光励起された物質内電子が表面から
外に放出される現象を言う。以下に説明するように、光
電子放出によれば、照射する電子ビームの断面形状を容
易に制御することができ、パターン形成時間を短くする
ことが可能となる。
【0008】本発明に従う第1の装置は、対象材料の所
定の部分に電子銃からの電子線を選択的に照射する装置
であって、電子銃が、レーザと、レーザ光を照射して光
電子を放出させるためのカソードとを備え、カソード
が、量子効率の異なる複数の材料からなり、カソードに
レーザ光を照射することによって、量子効率の高い部分
のみから光電子を放出させ、光電子が放出される部分の
パターンに応じた電子線露光を行なうことを特徴とす
る。
【0009】量子効率とは、量子収量とも言い、光電子
放出において入射光による励起によって物質から放出さ
れた光電子あるいは光子の数と、物質に吸収された入射
光の光子数または入射光子数との比を指す。この装置に
おいて、レーザには、ネオジウムYAGレーザの2倍高
調波(波長0.53μm)等を用いることができる。カ
ソードは、複数の材料から形成されるが、レーザ光に対
し量子効率が高く、光電子放出が可能な材料として、6
ホウ化ランタン(LaB6 )等を用いることができる。
一方、レーザ光に対して量子効率が低いかまたは光電子
放出が起きない材料として、アルミナ等の絶縁材料等を
用いることができる。この装置において、量子効率の高
い材料は、所望のパターンに加工され、カソードに設け
られる。カソードは、たとえば平板とすることができ、
所定のパターンに形成した光電材料と、レーザ光に対し
て光電子放出の起こらない材料とを組合せて形成するこ
とができる。たとえば、光電材料の周りに光電効果の起
こらない材料を配してカソードとするか、または光電効
果の起こらない材料上に、光電材料を所定のパターンで
堆積することによってカソードを形成することができ
る。このようなカソードの全面にレーザ光を照射すれ
ば、光電材料の部分から選択的に光電子を放出させるこ
とができ、放出された光電子のビームは、光電材料のパ
ターンに従った断面形状を有するようになる。この装置
において、電子ビームの収束には、通常の収束系を用い
ることができる。
【0010】本発明に従う第2の装置は、対象材料の所
定の部分に電子銃からの電子線を選択的に照射する装置
であって、電子銃が、レーザと、レーザ光を照射して光
電子を放出させるためのカソードとを備え、レーザ光を
走査しながらカソードに照射することにより、カソード
の所定の部分から光電子を放出させ、走査パターンに応
じた電子線露光を行なうことを特徴とする。この装置に
おいて、レーザには、ネオジウムYAGレーザの2倍高
調波(波長0.53μm)等を用いることができる。こ
の装置では、カソード全体を、レーザ光に対して量子効
率の高い光電材料で構成することができる。カソードの
ための光電材料として、6ホウ化ランタン(LaB6
等を挙げることができる。この装置において、電子ビー
ムの収束には、通常の収束系を用いることができる。
【0011】本発明の第3の装置は、対象材料の所定の
部分に電子銃からの電子線を選択的に照射する装置であ
って、電子銃が、レーザと、レーザ光を照射することに
より光電子を放出させるためのカソードと、レーザとカ
ソードとの間に設けられるマスクとを備え、マスクを介
してレーザ光をカソードに照射することにより、マスク
のパターンに従ったカソードの部分から光電子を放出さ
せ、マスクのパターンに応じた電子線露光を行なうこと
を特徴とする。この装置において、レーザには、ネオジ
ウムYAGレーザの2倍高調波(波長0.53μm)等
を用いることができる。この装置では、カソード全体を
レーザ光に対して量子効率の高い光電材料で構成するこ
とができる。カソードのための光電材料として、6ホウ
化ランタン(LaB6 )等を挙げることができる。この
装置において、電子ビームの収束のため通常の収束系を
用いることができる。装置において、レーザとカソード
の間には、レーザ光の断面を所定の形状にするためのマ
スクが設けられる。マスクは、電子露光を行ないたい部
分の形状に合わせたパターンとされる。
【0012】
【作用】以下、本発明の装置を図を参照しながらより具
体的に説明する。
【0013】図1(a)および(b)は、本発明に従う
第1の装置の一具体例を示す模式図である。この装置に
おいて、レーザ装置8から出力されたレーザ光7は、カ
ソード1に照射される。カソード1から放出された光電
子6は、カソード1とアノード2の間に印加された加速
電圧によって加速され、電子レンズ4で収束され試料5
(たとえば基板上に塗布されたレジスト)に照射され
る。加速電圧は、電源3によって発生する。この機構に
おいて、レーザ装置8、カソード1、アノード2および
電源3は電子銃を構成する。ここで、カソード1として
図1(b)に示すように、量子効率の極めて小さな基板
9上に量子効率の大きな物質10を所望のパターンで配
置しておく。そして基板9全体にレーザ光を照射する
と、量子効率の大きな物質10のところのみから電子が
放出され、それ以外のところからは放出されない。した
がって、光電子ビーム6の断面は、物質10のパターン
と相似形状になり、試料5には物質10と相似のパター
ンを形成することができる。この装置では、所望のパタ
ーン形成を一度の電子線露光によって行なうことがで
き、電子線によるパターン形成の時間が短縮される。
【0014】図2は、本発明に従う第2の装置の一具体
例を示す模式図である。この装置において、レーザ装置
8から出力されたレーザ光7が、カソード1に照射され
る。カソード1から放出された光電子6は、カソード1
とアノード2との間に印加された加速電圧によって加速
され、電子レンズ4で収束され試料5に照射される。こ
の装置では、カソードとして図1(b)に示すようなも
のは使用せず、全面が量子効率の大きな物質からなるも
のを用いる。この装置では、レーザ光7をレーザ光スキ
ャン装置11に入力し、レーザ光7を絞ったうえでスキ
ャンさせる。カソード1では、レーザ光が照射されたと
ころのみから電子が放出されるので、レーザ光を所望の
パターンでスキャンさせれば、試料5にパターンどおり
の描画を行なうことができる。この装置では、レーザ光
のスキャンが従来の装置に比べて容易であり、パターン
形成の高速化を図ることができる。
【0015】図3は、本発明に従う第3の装置の一具体
例を示す模式図である。この装置において、レーザ装置
8から出力されたレーザ光7は、電子銃のカソード1に
照射される。カソード1において放出された光電子6
は、カソード1とアノード2との間に印加された加速電
圧によって加速され、電子レンズ4で収束されて試料5
に照射される。カソードとして図1(b)のようなもの
は使用せず、全面量子効率の大きな物質からなるものを
用いる。この装置では、レーザ装置8とカソード1との
間に、光マスク12を設け、マスク12の所望のパター
ンに従ってレーザ光7を透過させる。これにより、レー
ザ光7はマスクのパターンに成形され、カソード1に照
射される。カソード1では、レーザ光7が照射された部
分のみから光電子が放出されるので、試料5には、マス
クのパターンに従った形状で電子ビームが照射される。
この装置において、所望のパターンを一度の電子線露光
によって形成することができ、パターン形成の高速化を
図ることができる。
【0016】
【実施例】
実施例1 図1に模式的に示す装置において、レーザとしてネオジ
ウムYAGレーザの2倍高調波レーザ(波長0.53μ
m)を用いる。量子効率の極めて小さい基板として、ア
ルミナを用いる。その上に、蒸着により、6ホウ化ラン
タンからなるパターンを形成する。このような基板に、
ピークパワー1MWの照射エネルギーでレーザ光を照射
する。カソードとアノードとの間に印加される高調波加
速電圧は1MVである。これにより、PMMA(ポリメ
チルメタクリート)レジストの露光を行なうことができ
る。
【0017】実施例2 図2に模式的に示す装置において、レーザとしてネオジ
ウムYAGレーザの2倍高調波レーザ(波長0.53μ
m)を用いる。カソードは、6ホウ化ランタンから構成
される。カソードに、レーザ光スキャン装置によってレ
ーザ光を走査しながらピークパワー1MWの照射エネル
ギーでレーザ光を照射する。高調波加速電圧は1MVで
ある。これにより、PMMAレジストの露光を行なうこ
とができる。
【0018】実施例3 図3に模式的に示す装置において、レーザとしてネオジ
ウムYAGレーザの2倍高調波レーザ(波長0.53μ
m)を用いる。カソードは、6ホウ化ランタンから構成
する。光マスクとして、所望のパターンに形成された光
学窓を有するステンレス鋼から構成されたマスクを用い
る。レーザ光をマスクを介してカソードにピークパワー
1MWのエネルギーで照射する。高調波加速電圧は1M
Vである。これにより、PMMAレジストの露光を行な
うことができる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
試料台を移動させずに電子線の露光を行なうことができ
る。また本発明によれば、照射する電子ビームの断面形
状を容易に加工することができ、所望のパターンの電子
線露光を一度に行なうこともできる。本発明によれば、
電子線露光の高速化を図ることができる。したがって、
本発明を半導体デバイスの生産に利用すれば、スループ
ットを稼ぐことができ、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一具体例を説明するための模式図であ
る。
【図2】本発明のもう1つの具体例を示す模式図であ
る。
【図3】本発明の他の具体例を示す模式図である。
【符号の説明】
1 カソード 2 アノード 3 電源 4 電子レンズ 5 試料 6 光電子ビーム 7 レーザ光 8 レーザ装置 9 基板 10 量子効率の大きな物質 11 レーザ光スキャン装置 12 光マスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 7/20 521 G21K 5/04 M H01J 37/305 B 9508−2G H01L 21/027

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対象材料の所定の部分に電子銃からの電
    子線を選択的に照射する装置であって、 前記電子銃が、レーザと、レーザ光を照射して光電子を
    放出させるためのカソードとを備え、 前記カソードが、量子効率の異なる複数の材料からな
    り、 前記カソードにレーザ光を照射することによって、量子
    効率の高い部分からのみ光電子を放出させ、前記光電子
    が放出される部分のパターンに応じた電子線露光を行な
    うことを特徴とする、電子線露光装置。
  2. 【請求項2】 対象材料の所定の部分に電子銃からの電
    子線を選択的に照射する装置であって、 前記電子銃が、レーザと、レーザ光を照射して光電子を
    放出させるためのカソードとを備え、 前記レーザ光を走査しながら前記カソードに照射するこ
    とにより、前記カソードの所定の部分から光電子を放出
    させ、前記走査パターンに応じた電子線露光を行なうこ
    とを特徴とする、電子線露光装置。
  3. 【請求項3】 対象材料の所定の部分に電子銃からの電
    子線を選択的に照射する装置であって、 前記電子銃が、レーザと、レーザ光を照射することによ
    り光電子を放出させるためのカソードと、前記レーザと
    前記カソードとの間に設けられるマスクとを備え、 前記マスクを介してレーザ光を前記カソードに照射する
    ことにより、前記マスクのパターンに従った前記カソー
    ドの部分から光電子を放出させ、前記マスクのパターン
    に応じた電子線露光を行なうことを特徴とする、電子線
    露光装置。
JP7003847A 1995-01-13 1995-01-13 電子線露光装置 Withdrawn JPH08190883A (ja)

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JP7003847A JPH08190883A (ja) 1995-01-13 1995-01-13 電子線露光装置

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JPH08190883A true JPH08190883A (ja) 1996-07-23

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007500924A (ja) * 2003-07-31 2007-01-18 アクセリス テクノロジーズ インコーポレーテッド イオンビームガイド内の光電子を使用してイオンビームを閉じ込めるための装置および方法
JP2008052909A (ja) * 2006-08-22 2008-03-06 National Institute Of Advanced Industrial & Technology イオンビーム源装置
KR101104484B1 (ko) * 2009-07-06 2012-01-12 포항공과대학교 산학협력단 펨토초 전자빔 발생장치
JP2015204404A (ja) * 2014-04-15 2015-11-16 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチビーム描画方法およびマルチビーム描画装置

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Effective date: 20020402