电子束曝光系统的制作方法

专利名称：电子束曝光系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及在象半导体晶片这样曝露于电子束下的基片上形成集成电路的精细图案的电子束曝光系统。特别地，本发明涉及适合于单元投影以获得高产量的电子束曝光系统。
本申请基于在日本提交的专利申请特开平10-331790，其内容包含于此以供参考。
与利用紫外线辐射的常规缩小投影技术相比，电子束曝光技术的优点在于能够以高分辨率在半导体晶片上形成非常精细的图案。最近，要求象存储器这样的半导体器件以高产量生产。为了符合这种需要，电子束曝光系统采用特别为电子束设计的掩膜进行单元投影。
根据单元投影，大规模集成电路图案的一部分被重复地根据光圈的开孔形状在一基片上成像。由于可以大大减小执行曝光的次数，因此该系统的优点特别在于制造象DRAM(即，动态随机存取存储器)这样的包含大量的重复图案的半导体器件。因此，与常规的变化形状的电子束曝光法相比可以大大减小写入时间，这种常规的变化形状电子束曝光法按照以单个矩形画出图形的方式曝光图案。
下面参照图9描述常规电子束曝光系统的一个实例。在此，电子源1辐射一束电子束，该电子束的方形形状由第一光圈2所形成。该电子束由第一和第二电磁透镜3、4所聚焦。接着，该电子束照射到具有开孔图案5a的电子束掩膜5。透过掩膜5的开孔图案5a的电子束被缩小并由第三电磁透镜6所聚焦。接着，它透射过物镜光圈7并由一物镜电磁透镜8所聚焦。因此，该电子束最后照射到半导体晶片W的表面上。
顺便提一下，常规类型的电子源1是如

图10A和10B中所示的方形表面电子源，其中电子束的辐射表面1a是平面形状的。或者，常规电子源采用另一种类型的中央部分凸起的辐射表面1a。在图9中，预定尺寸的开孔部分形成在上述光圈2和7的中央部分，以使得电子束透过。也就是说，第一光圈2具有开孔部分2a，而物镜光圈7具有开孔部分7a。
上述电子束曝光技术具有如下问题在单元投影中，大面积的图案一次在基片上形象。这增加了通过透镜和光圈的电子束电流。电子束电流的增加造成所谓的库仑作用变大，使得由于与电子束电流量相对应的电子之间的排斥作用而造成电子束形状成形的精确度下降。其缺点是当库仑作用变大时电子束的尺寸较大，使得分辨率下降。因此，不可能使电子束电流增加太多。因此，难以提高产量。通常，从电子束源辐射的电子束在电子束强度的分布上具有高斯分布，该电子束强度各分布与照射在基片上的电子束的电子束入射半角有关。从而，电子束集中在电子束截面的中央部分。因此，当电子束入射半角变得更小时，由于增加电子束电流而造成的库仑作用对常规电子束曝光技术具有更坏的影响。
本发明的一个目的是提供一种能够减小库仑作用并且能够提高分辨率和产量的电子束曝光系统。
一种电子束曝光系统如此构成，使得电磁透镜、光圈和电子束掩膜(或者EB掩膜)在一电子束源和象半导体晶片这样的基片之间直线对齐。在此，对应于从电子源所辐射的电子的电子束受到聚焦并且由电磁透镜所缩小，而且它受到具有开孔图案的EB掩膜的图案成形，此后，该电子束照射到基片上，使得预定图案在该基片上成像以制造集成电路。在从电子源到基片的电子束的轨迹中，例如形成有三个电子束的电子的交叉平面。EB掩膜置于一个物面上，而光圈设置在一交叉平面上。另外，一个光圈被设计缩小电子束的截面形状和尺寸的物镜光圈。
本发明的电子束曝光系统的特征在于提供一种特殊的电子束强度分布，其中使得对应于电子束截面的外围的电子所具有的强度比对应电子束的截面的中央部分的电子更高。从而，电子源被设计为环绕辐射表面的中央部分的环带状凸起部分。或者，它被设计为形成多个单元凸起以环绕辐射表面的中央部分的。
为了执行倾斜照明，其中电子束以倾斜的方式入射到基片上，该系统在交叉平面上具有改进的物镜光圈，其由用于截住具有小的电子束入射半角的电子的中央屏蔽部件和用于有选择地透过具有较大入射半角的环状开口部分所构成。
因此通过增加电子束中电子之间的平均距离，可以减小库仑作用。另外，可以在生产半导体晶片上的集成电路中提高分辨率和产量。
下面将参照如下附图对本发明的这些和其它目的、特征和实施例进行更加具体的描述，其中图1是部分地以截面示出根据本发明的实施例1的电子束曝光系统的部件分解立视图；图2A是示出图1中所示的电子源的辐射表面的前视图；图2B是图2A的电子源的截面视图；图3是示出与入射到半导体晶片上的电子束的电子束入射半角相关的电子束强度分布的曲线图；图4A是示出用于本发明的实施例2的电子束曝光系统中的电子源的前视图；图4B是沿图4A的线X-X截取的截面视图；图5是部分地以截面示出根据本发明的实施例3的电子束曝光系统的部件分解立视图；图6是示出用于实施例3的电子束曝光系统中的改进物镜光圈的主要部分的顶视图；图7是部分地以截面示出根据本发明的实施例4的电子束曝光系统的部件分解立视图；图8是部分地以截面示出根据本发明的实施例5的电子束曝光系统的部件分解立视图；图9是部分地以截面示出电子束曝光系统的常规例子的部件分解立视图；图10A是示出图9中所示的电子源的辐射表面的一个实例的前视图；图10B是图10A的电子源的截面视图；图11A是示出电子源的辐射表面的另一个实例顶视图；图11B是图11A的电子源的截面视图；以及图12是示出与入射到半导体晶片上的电子束的电子束入射半角相关的电子束强度分布的曲线图。
将通过参照附图利用实施例对被发明作更加具体的描述。
参照图1、2A、2B和3，将给出关于根据本发明实施例1的电子束曝光系统的描述。
图1的电子束曝光系统由电子源11、第一光圈12、第一电磁透镜13、第二电磁透镜14、电子束掩膜(或EB掩膜)15、第三电磁透镜16、物镜光圈17和第四电磁透镜18所构成。
在图1中所示的实施例1的电子束曝光系统中，电子源11辐射一束电子束，其截面形状由第一光圈12的矩形形状所限定。第一电磁透镜13利用第一光圈12作为第一物面，使得截面形状由第一光圈12所限定的电子束转换为平行电子束。该由第一电磁透镜所形成的平行电子束受到第二电磁透镜14的聚焦，提供一束汇聚的电子束。一个形成在EB掩膜15的中央部分上的开孔图案15a形成具有预定图案的聚焦电子束。接着，透过EB掩膜15的开孔图案15a的电子束受到第三电磁透镜16的聚焦并缩小。物镜光圈17作为使由第三电磁透镜16所聚焦和缩小的电子束变窄的限制光圈。接着，由物镜光圈17变窄尺寸和形状的电子束由作为物镜的第四电磁透镜18所聚焦。因此，由第四电磁透镜18所聚焦的电子束照射到半导体晶片(或基片)W的表面上。
顺便提一下，图1中示出交叉的电子束轨迹，而参考标号A、B和C分别示出电子的第一，第二和第三交叉平面。
电子源11例如由LaB6晶体所形成。如图2A和2B中所示，电子源11具有用于在其尖端部分辐射电子束的辐射表面11a。在此，辐射表面11A具有由向下凸起的环状凸起部分11c所环绕的中央部分11b。
EB掩膜15是所谓的单元投影掩膜。从而，形成在掩膜15的中央部分上的开孔图案15a是对应于曝光图案的选取部分的单元投影开孔图案。掩膜15的开孔15a有选择地透过电子束的电子，其中该电子束受到截面形状成形以提供与开孔图案15a的形状相一致的预定截面形状。
开孔分别形成在光圈12和17的中央部分上。从而，光圈12和17的开孔分别透过电子束的电子，使得分别对电子束进行截面形状成形。
本实施例的电子束曝光系统在交叉平面A上具有选择偏转器(未示出)以及定位偏转器(未示出)，其中该选择偏转器把电子束偏转到指定的EB掩膜15的单元投影开孔图案15a上，该定位偏转器根据从计算机(未示出)发送的曝光数据把收缩的电子束偏转到半导体晶片W上的指定位置。
对于电子源11的辐射表面11a，环带状凸起部分11c被形成以环绕中央部分11b。因此，电子容易从对应于中央部分11b的外围的环带状凸起部分11c的尖端输出。因此，电子束主要从中央部分11b的外围辐射，以致于具有环形的截面。因此可以获得具有环形截面的高电子密度区域的电子束。
利用上述电子源11，可以产生电子束强度在外围部分比中央部分更高的电子束。换句话说，电子束强度在中央部分11b的外围上较高。电子源11辐射照射在半导体晶片W上的电子束，并且如图3中所示分布。也就是说，可以提供如图3中所示与电子束照射在半导体晶片W上的电子束入射半角相关的电子束强度分布。在此，电子束如此分布使得相对较高的电子束强度出现在提供倾斜照明的电子入射半角的相对较宽范围上。在倾斜照明的情况下，电子束在水平方向上扩展，换句话说，电子束入射半角α变大，使得电子之间的距离增加。这减弱了库仑相互作用，使得库仑作用减小。
现在，将给出关于射束模糊与电子束入射半角α之间的关系。通常，由于库仑作用所造成的电子束射束模糊δci由如下关系表达式(1)给出δci=ILαE3/2---(1)]]>其中I表示电子束电流，L表示电子束通道长度，α表示电子束入射半角(即，在半导体晶片W上射束扩展角的一半)，以及E表示加速电压。
上述关系表达式(1)示出当电子束入射半角α变大时射束模糊δci变小，使得库仑作用减小。通常适当地增加电子束入射半角α，可以减小射束模糊δci，换句话说，可以使分辨率增加得更高。从而，可以增加电子束电流I。
可以根据如下方程(2)估计电子束电流I与产量(即，处理能力)之间的关系T=IS·5A---(2)]]>其中S表示保护层灵敏度，A表示在晶片上图案的有效面积。
方程(2)示出可以通过增加电子束电流I提高产量。
因此，通过利用具有环带状突起部分11c的电子源11，可以减小库仑作用，从而可以减小射束模糊。另外，可以增加射束电流，从而可以提高产量。
由于色差所造成的射束模糊δcr和由于球差所造成的射束模糊δsp由如下方程(3)和(4)给出δcr=Ccα(ΔEE)---(3)]]>δsp=(12)Csα320---(4)]]>其中Cc表示色差的系数，Cs表示球差的系数。顺便地，能量发散值ΔE取决于电子源的材料。在本实施例中采用LaB6的情况下，ΔE约为2.5eV左右。
总的射束模糊δ根据方程(5)由上述偏差的平方和得出，方程如下δ=(δci2+δcr2+δsp2)1/2---(2)]]>上述方程(3)、(4)示出射束模糊δcr、δsp随着电子束入射半角α的增加而增加。由于掩膜投影型的电子束曝光系统的库仑作用所造成的射束模糊δci具有在尺寸的预定范围(即，约为50-100nm)内的尺寸，它大于由于色差所造成的一般射束模糊的尺寸(例如，30nm)以及由于球差所造成的一般射束模糊的尺寸(例如，15nm)。可以通过透镜的适当设计减小上述偏差。因此，可以通过减小库仑作用而不管色差和球差的变化来减小总的射束模糊。
接着，将参照图4A和4B描述实施例2的电子束曝光系统。
与利用对于辐射表面11a形成环绕中央部分11b的环带状凸起部分11c的电子源11的上述实施例1不同，实施例2利用对于辐射表面21a形成分散在中央部分21b附近的单元凸起“21c”的电子源21。特别地，实施例2在辐射表面21a的四个角上形成四个单元凸起。在此，每个单元凸起21c具有矩形的尖端表面。
在实施例2中，每个单元凸起21c从其尖端辐射电子。因此，可以在从电子源21发射的电子束截面中形成环绕中央区域的高电子密度区。与上述实施例1相类似，实施例2能够执行倾斜照明。
另外，本实施例利用对于辐射表面21a分别分布在中央部分21b的外围上的四个单元凸起21c。需要形成多个单元凸起。但是，单元凸起的数目不限于四个，从而可以在电子源中形成两个、三个、五个或更多的单元凸起。
接着，将参照图5描述实施例3的电子束曝光设备。
实施例3基本上类似于图1中所示的上述实施例1。与图1的实施例1不同，在实施例1中对于电子源11的辐射表面11a形成环绕中央部分11b的环带状凸起部分11c并且一个简单的开孔形成在物镜光圈17的中央部分上，图5的实施例3采用上述通常的方形表面电子源1，以及改进物镜光圈31，该光圈形成有用于阻挡对应于电子束的截面中央部分的电子通过的中央屏蔽部件31a。另外，中央屏蔽部件31a使得对应于电子束的截面外围部分的电子通过该改进的物镜光圈31。
该改进物镜光圈31置于电子光学的电子交叉平面C上。如图6中所示，具有圆形的中央屏蔽部件31a形成在改进物镜光圈31的中央部分上。在此，形成环绕中央屏蔽部件31a的由(四个)圆弧开孔所构成的环形开孔部分31b。另外，中央屏蔽部件的外围端部由(四个)肋条部分31c所支持。
中央屏蔽部件31a避免对应于电子束截面的中央部分的具有相对较小的电子束入射半角的电子通过，而环状开孔部分31b有选择地使对应于电子束截面的外围部分的具有相对较大的电子束入射半角的电子通过。因此，通过提供具有中央屏蔽部件31a的改进物镜光圈31，可以对图像表面执行倾斜照明。
实施例3采用方形表面电子源作为电子源1，但是，不需要限制该电子源的使用。例如，实施例3可以通过利用实施例1的电子源11或者实施例2的电子源21而改进。把电子源11或21与改进物镜光圈31结合使用提供照明上的协同效应。因此，可以获得高效率的优良倾斜照明。
图5的实施例3的特征在于利用形成环绕中央屏蔽部件31a的环状开孔部分31b的改进物镜光圈31。需要形成环绕中央屏蔽部件31a的开孔部分。但是，这种开孔部分不必须为环形。例如，可以通过在选择的部分形成穿过该改进物镜光圈31的通孔，该通孔分散在中央屏蔽部件31a周围。或者，可以形成方形的开孔部分。
该改进物镜光圈31阻挡对应于通过EB掩膜15的开孔图案15a的电子束的截面的中央部分的电子通过。顺便说一下，通过该改进物镜光圈31的电子和被该改进物镜光圈31所阻挡的电子都是通过透射掩膜的透射电子。也就是说，该改进物镜光圈31不用在该EB掩膜对应于根据电子的散射角度的不同而产生反差的散射掩膜(即，所谓SCALPEL掩膜，其中“SCALPEL”是“Scattering with Angular Limitation in ProjectionElectron-Beam Lithography在投影电子束光刻中具有角度限制的散射”)的情况。换句话说，该改进物镜光圈31在形状、尺寸和功能上与在散射电子中仅仅有选择地透射大程度散射的电子的光圈有相当大的差别。
接着，将参照图7描述实施例4的电子束曝光系统。
实施例4基本上类似于上述实施例3，但是，实施例4与图5的实施例3的不同之处在于单个改进物镜光圈(31)布置在第三交叉平面C上。即，实施例4的特征在于提供两个改进物镜光圈31和41。特别地，第一改进物镜光圈31布置在第三交叉平面C上，而具有中央屏蔽部件41a的第二改进物镜光圈41布置在第一交叉平面A上。
类似于具有中央屏蔽部件31a的改进物镜光圈31，第二改进物镜光圈41具有圆形的中央屏蔽部件41a，其形成并设置为用于阻挡对应于电子束截面的中央部分的电子通过。另外，由多个圆弧开孔所构成的环状开孔部分41b形成并设置为环绕中央屏蔽部件41a。另外，中央屏蔽部件41a由肋条部分(未示出)所支持。顺便地，环绕中央屏蔽部件41a的开孔部分41b不限于环形或环带状凸起形状。因此，该开孔部分可以形成方形或其他形状。
实施例4的电子束曝光系统在EB掩膜15之前和之后设置有两个改进物镜光圈。类似于第一改进物镜光圈31，第二改进物镜光圈41由中央屏蔽部件41a截住对应于电子束的中央部分的电子，而由环状开孔部分41b有选择地通过对应于电子束的外围部分的电子。从而，与实施例3相比较，实施例4能够以更加倾斜的方式执行倾斜照明。
顺便地，可以改进实施例4使得该改进物镜光圈31由常规物镜光圈所代替，而保留第二改进物镜光圈41。在这种情况下，第二改进物镜光圈41截住对应于电子束的中央部分的电子，而有选择地通过对应于电子束的外围部分的电子。这种包含由第二改进物镜光圈41有选择地通过的电子的电子束被入射到EB掩膜15上。接着，通过掩膜15的电子束照射到半导体晶片W上。因此，实施例4的改进也能够执行与上述实施例3相类似的倾斜照明。
接着，将参照图8描述实施例5的电子束曝光系统。实施例5基本上类似于上述实施例3，但是，它不同于图5的实施例3。实施例3利用对应于透射掩膜的EB掩膜15，和改进物镜光圈31，该光圈截住对应于通过EB掩膜15的电子束截面的中央部分的电子，而有选择地通过对应于电子束截面的外围部分的电子。与实施例3相反，图8的实施例5的特征在于利用分别设置在第二交叉平面B和第三交叉平面C的一EB掩膜51和一改进物镜光圈52。在此，该EB掩膜51对应于在其上由一开孔部分51a和一薄膜散射部件51b形成一图案的薄膜模版掩膜。该开孔51a透射掩膜51的入射电子束的电子，而薄膜散射部件51b透射由电子束的散射电子所引起的散射电子。另外，该改进物镜光圈52具有一中央屏蔽部件52a，其截住对应于通过入射电子束截面的中央部分的电子，而有选择地通过对应于电子束的中央部分的外围的电子。
如上文所述，具有圆形的中央屏蔽部件52a形成在该改进物镜光圈52的中央部分。另外，由圆弧开孔所构成的环状开孔部分52b被形成并设置为环绕中央屏蔽部件52a。中央屏蔽部件52a的外围由肋条部分(未示出)所支持。
EB掩膜51的薄膜散射部件51b由厚度约为几个微米(μm)左右的超薄膜。因此，照射在掩膜51上的电子束的电子作为散射电子以相对较大的散射角散射。
本实施例设计为利用透射电子束与掩膜散射电子束之间的差别，其电子束入射半角相互之间大不相同。在此，改进物镜光圈52的中央屏蔽部件52a截住透射的电子束的电子，而对应于中央屏蔽部件52a的外围的环状开孔部分52b有选择地通过掩膜散射电子束的电子。因此，特定的图像形成在该半导体晶片W上。因此，与直接用透射电子束成像电子束曝光系统相比，本实施例能够加宽电子束的范围，使得电子束入射半角α相应增加。因此，可以减小库仑作用。
与实施例3的有选择地截住对应于透射电子束截面的中央部分的电子的改进物镜光圈31相比较，实施例5的改进物镜光圈52截住所有透射电子束。因此，该改进物镜光圈52在功能上不同于上述改进物镜光圈31。
另外，实施例5的改进物镜光圈52透射全部掩膜散射电子束。因此，它在功能上不同于根据散射度有选择地透射掩膜散射电子束的电子的光圈不同。因此，与透射用于成像的一部分掩膜散射电子束的光圈相比较，实施例5的改进物镜光圈52能够有效地利用全部掩膜散射电子束，而与散射度无关。从而，全部掩膜散射电子束都用于成像。
上述实施例可以在本发明的范围内改进如下实施例1和2被设计为使得从电子源11和12辐射的电子束照射到对应于透射掩膜的EB掩膜15上。但是，不必须使该透射掩膜用于EB掩膜15。即，在实施例1和2中可以用上述实施例3的散射掩膜和上述实施例5的薄膜模版掩膜来代替对应于透射掩膜的EB掩膜15。
最后，把本发明所具有的各种技术优点和效果归纳如下(1)电子束曝光系统利用一电子源以电子束的形式辐射电子，该电子束被控制为在截面上具有特殊的电子束强度分布。即，对应于电子束截面的外围的电子的强度被设置为比对应于电子束截面的中央部分的强度更高。这增加电子束截面的外围上的电子密度，使得该设备能够对一半导体基片执行倾斜照明。在此，该电子束被在水平方向上加宽，使得电子之间平均距离也增加。从而，可以减小库仑作用，而能够增加电子束电流。因此，可以提高在基片上成像的分辨率，以及集成电路的产量。
(2)该电子束曝光系统利用具有特殊设计的电子束，其中对用于辐射电子的辐射表面形成环绕中央部分的一个凸起部分。因此，该电子主要从电子源的辐射表面的中央部分的外围辐射。从而，可以获得电子密度在截面外围比中央部分高的电子束。因此，可以在基片上执行倾斜照明，其中电子束以倾斜方式入射。
(3)该电子束曝光系统的电子源被设计为形成环带状凸起部分，其形成在辐射表面的中央部分。因此，可以获得具有高电子密度区位于环形上的截面的电子束。使用这种电子束可以在基片上执行倾斜照明，在该基片上具有环带状的电子束以倾斜方式入射。
(4)该电子束曝光系统的电子源被设计为使得该凸起部分有多个单元凸起所构成，其分散在辐射表面的中央部分的周围。在此，电子从每个单元凸起的尖端部分辐射。因此，多个高电子密度区分散在电子束截面的中央部分的周围。用这种电子束，可以容易地执行倾斜照明。
(5)该电子束曝光系统被设计为使得中央屏蔽部件设置在电子的交叉平面上。该中央屏蔽部件截住对应于电子束截面的中央部分的电子，而使对应于电子束的外围部分电子通过。即，该中央屏蔽部件截住对应于电子束截面的中央部分的具有相对较小电子束入射半角的电子，而有选择地通过对应于电子束截面的外围的具有相对较大电子束入射半角的电子。这增加对倾斜照明有贡献电子束的电子的比例。因此，可以减小库仑作用。
(6)该电子束曝光系统使用对应于透射掩膜的EB掩膜，其上由用于有选择地通过电子的开孔部分和用于截住电子的屏蔽部件形成特定图案。另外，中央屏蔽部件设置在电子的一个交叉平面上以截住对应于电子束截面的中央部分的电子，而使对应于电子束截面的外围的电子通过。因此，在通过透射掩膜的电子或透射电子中，该中央屏蔽部件截住对应于电子束截面的中央部分的具有相对较小电子束入射半角的电子，而有选择地通过对应于电子束截面的外围的具有相对较大电子束入射半角的电子。使用这种电子束，可以对物面或成像表面执行倾斜照明。因此，可以容易地减小库仑作用。
(7)该电子束曝光系统使用对应于薄膜模版掩膜的EB掩膜，在其上由用于透射电子的开孔部分和用于透射由于散射电子所造成的散射电子的薄膜散射部件所形成的特定图案。另外，该系统在EB掩膜和基片之间的一个电子交叉平面上设置一个中央屏蔽部件。该中央屏蔽部件截住对应于电子束截面的中央部分的电子，而有选择地通过得意洋洋电子束截面的外围的电子。中央屏蔽部件仅仅截住透射电子。相反，该散射电子不被截住，并被具有宽范围的电子束入射半角的电子束用于成像。特别地，散射电子的掩膜散射电子束具有较大的电子束入射半角和比透射电子的电子束更大的尺寸。这增加电子束的电子之间的平均距离。因此，可以减弱库仑相互作用。
由于本发明可以按照几种形式实现而不脱离其精神实质，因此这些实施例都是说明性而不是限制性的，本发明的范围由所附权利要求所定义，而不是由上文描述所限制，并且所有落入权利要求的边界或这种边界的等同表述内的改变都由权利要求所包含。
权利要求
1.一种电子束曝光设备，包括用于以电子束形式辐射电子的电子源(11；21)；以及用于有选择地透射电子束的电子的曝光掩膜(15)，该电子束照射到基片(W)上并且在该基片上曝光该曝光掩膜的图案，其特征在于，该电子源被设计为具有特定的电子束强度分布，使得该电子束的外围部分具有比该电子束的中央部分更高的强度。
2.根据权利要求1所述的电子束曝光设备，其特征在于，该电子源具有用于辐射电子的辐射表面(11a；21a)，并且形成凸起部分(11c；21c)以环绕辐射表面的中央部分。
3.根据权利要求2所述电子束曝光设备，其特征在于，该凸起部分(11c)形成为在辐射表面(11a)的中央部分周围的环带形状。
4.根据权利要求2所述的电子束曝光设备，其特征在于，该凸起部分由多个单元凸起(21c)所构成，其分散在辐射表面(21a)的中央部分(21b)周围。
5.根据权利要求1至4中的任何一项所述的电子束曝光设备，其特征在于，一个中央屏蔽部件(31a；41a)分布在至少一个从电子源辐射的电子的交叉平面(C；A)，以截断对应于电子束部分的中央部分的电子，而有选择地透射对应于电子束外围部分的电子。
6.一种电子束曝光设备，其特征在于，包括一个用于以电子束形式辐射电子的电子源(1)；一个用于有选择地透射电子束的电子的曝光掩膜(15)，该电子束辐射到基片上并在基片上曝光一个曝光掩膜的图案，其中该曝光掩膜对应于用于有选择地透射电子束的电子的透射掩膜和用于截断一部分电子束的电子的屏蔽部件；以及布置在至少一个从电子源辐射的电子的交叉平面(C；A)上的中央屏蔽部件(31a；41a)，其中该中央屏蔽部件截断对应于电子束部分的中央部分的电子，并有选择地透射对应于电子束外围部分的电子。
7.一种电子束曝光设备，其特征在于，包括一个用于以电子束形式辐射电子的电子源(1)；一个用于有选择地透射电子束的电子的曝光掩膜(51)，该电子束辐射到基片上并在基片上曝光一个曝光掩膜的图案，其中该曝光掩膜对应于用于有选择地透射电子束的电子的其中由开孔部分(51a)形成图案的薄膜模版掩膜和用于有选择地透射由电子束的电子散射所产生的散射电子的薄膜散射部件(51b)；以及布置在至少一个曝光掩膜与基片之间的电子所交叉平面(C)上的中央屏蔽部件(52a)，其中该中央屏蔽部件截断对应于电子束部分的中央部分，并有选择地透射对应于电子束外围部分的电子。
8.一种电子束曝光设备，其特征在于，包括一个用于以电子束形式辐射电子的电子源(1；11；21)；一个用于形成具有矩形截面的电子束的第一光圈(12)；一个用于对透射过第一光圈的电子束进行聚焦以形成电子的第一交叉平面(A)的第一电磁透镜(13)；一个用于对通过第一电磁透镜的电子束进行聚焦以形成电子的第二交叉平面(B)的第二电磁透镜(14)；一个具有用于有选择地透射通过第二电磁透镜的电子束的电子的开孔部分(15a)的电子束曝光掩膜(15)，以便于把预定图案转到电子束上，其中该电子束曝光掩膜布置于接近第二交叉平面；一个用于对电子束执行聚焦的第三电磁透镜(16)，该电子束透射过该电子束曝光掩膜，以便于形成电子的第三交叉平面(C)；一个对应于物镜光圈(17)用于有选择地透射通过第三电磁透镜的电子束的电子的第三光圈，以便于缩小电子束；以及一个用于对透射过第三光圈的电子束进行聚焦以使得电子束作为切线入射照明照射在基片上的第四电磁透镜(18)。
9.根据权利要求8所述的电子束曝光设备，其特征在于，该电子源由LaB6晶体所构成。
10.根据权利要求8所述的电子束曝光设备，其特征在于，该电子源(11)具有一辐射表面(11a)，其中形成环带状凸起部分(11c)以环绕中央部分(11b)。
11.根据权利要求8所述的电子束曝光设备，其特征在于，该电子源(21)具有一辐射表面(21a)，其中设置多个单元凸起(21c)以环绕中央部分(21b)。
12.根据权利要求8所述的电子束曝光设备，其特征在于，第三光圈对应于具有中央屏蔽部件(31a)和环状开孔部分(31b)的变形物镜光圈(31)，该中央屏蔽部件截断对应于电子束的中央部分的电子，而环状开孔部分(31b)有选择地透射对应于电子束的外围部分的电子。
13.根据权利要求12所述的电子束曝光设备，其特征在于，该该环状开孔部分由多个圆弧开孔所构成，其分布为环绕该中央屏蔽部件。
14.根据权利要求12所述的电子束曝光设备，其特征在于，还包括具有中央屏蔽部件(41a)和环状开孔部分(41b)的第二变形物镜光圈(41)，该中央屏蔽部件截断对应于电子束的中央部分的电子，而环状开孔部分(41b)有选择地透射对应于电子束的外围部分的电子，其中第二变形物镜光圈位于第一交叉平面(A)附近。
15.根据权利要求8所述的电子束曝光设备，其特征在于，该电子束曝光掩膜对应于具有用于有选择地透射电子束的电子的开孔部分(51a)和用于有选择地透射由电子束的电子散射所产生的散射电子的薄膜散射部件(51b)的薄膜模版掩膜(51)。
16.根据权利要求15所述的电子束曝光设备，其特征在于，第三光圈对应于具有中央屏蔽部件(52a)的变形物镜光圈(52)，该中央屏蔽部件截断对应于电子束的中央部分的电子，而有选择地透射对应于电子束的外围部分的电子。
全文摘要
一种电子束曝光设备由在电子源和基片之间直线对齐的电磁透镜(13,14,16,18)、光圈(12等)和曝光掩膜(15)所构成。在从电子源辐射并照射到基片上的电子束通道中,电子束的电子形成交叉平面(A,B,C)。曝光掩膜置于一个交叉平面上,而光圈置于另一个交叉平面上。电子源被设计为产生特殊的电子束强度分布,使得电子束外围的强度比中央部分的强度高。该设备可以减小库仑作用,并提高分辨率和集成电路的产量。
文档编号G03F7/20GK1254943SQ9912387
公开日2000年5月31日 申请日期1999年11月15日 优先权日1998年11月20日
发明者山下浩 申请人:日本电气株式会社