(57)【要約】【課題】  ブランキングをかけたときに、漏れる電子線の少ない電子銃を提供する。【解決手段】  カソード部材２が、周辺の保持部材３に、その電子放出面２ａと前記保持部材３との間に間隙部ができるように保持されている電子銃１であって、前記間隙部に隣接する前記カソード部材２の電子放出面２ａ、及び前記保持部材３の、前記カソード部材の電子放出面に隣接する表面３ａのうち少なくとも一方の、前記間隙部に隣接する部分に、窪み２ｂ、３ｂ、又はアール部、面取り部が設けられていることを特徴とする電子銃。【選択図】  図１
2007053128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード部材が、周辺の保持部材に、その電子放出面と前記保持部材との間に間隙部ができるように保持されている電子銃であって、前記間隙部に隣接する前記カソード部材の電子放出面、及び前記保持部材の、前記間隙部に隣接する表面のうち少なくとも一方の、前記間隙部に隣接する部分に、この部分の間隔が広くなるように、窪み、アール部又は面取り部が設けられていることを特徴とする電子銃。
【請求項２】
請求項１に記載の電子銃を有することを特徴とする電子線露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子銃及びそれを使用した電子線露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの集積度の向上と共に、その製造工程におけるリソグラフィに使用される露光装置として、従来の可視光や紫外線を使用したものより微細なパターンの露光が可能な荷電粒子線露光装置、特に電子線露光装置の開発が進められている。このような電子線露光装置の例は、例えば特開２０００−４９０７９号公報（特許文献１）に記載されている。電子線露光装置として開発の主流をなすものは、分割露光転写方式のものである。これは、露光すべきエリアをサブフィールドと呼ばれる小領域に分割し、このサブフィールドごとに露光を行って、その像を繋ぎ合わせて全体の露光すべきエリアの露光を行うものである。一般に、このサブフィールドの大きさは、レチクル上で１ｍｍ角、ウエハ上で0.25ｍｍ角である。
【０００３】
このような電子線露光装置においては高いエミッタンスの電子銃が必要となる。一例として電子銃のカソードとして数ｍｍφ〜１０ｍｍφのTaが用いられている。そしてこの数ｍｍφ〜１０ｍｍφ内でカソードの表面温度が一様になるように工夫している。このようにカソードの表面温度を一様にするために、カソードは、周囲の部材には小さな接触部で保持部材に機械的に固定し、カソード裏面に電子線をボンバードしている。小さな接触で機械的に固定しているため、カソード表面近傍では、その周辺部材との間に小さな間隙が設けられている。
【０００４】
このような電子銃と電子線露光装置の照明光学系の概要を図３に示す。電子銃２１にはカソード２２が設けられ、カソード２２は、保持部材２３に小さな保持器具２４によって保持されている。これは、カソード２２からの熱が熱伝導によって外部に伝わらないようにするために、カソード２２と保持部材２３の間には空隙を持たせておき、小さな保持器具２４によってのみ、カソード２２と保持部材２３を接触させて保持するためである。保持部材２３は、カソード支持部２５から張り出した支持部材２６にビス止めされて保持されている。これらカソード２２、保持部材２３、保持器具２４、カソード支持部２５、支持部材２６には、−１００ｋＶの電圧が印加されている。一方、フィラメント２７には、−１０３ｋＶの電圧が印加され、フィラメント２７から放出される熱電子が、加速されてカソード２２に衝突し、カソード２２をボンバードして加熱する。
【０００５】
一方、アノード２９は接地されており、アノードチューブ３０がぶら下がっている。カソード２２から放出される熱電子は、アノード２９との間の電圧で加速され、アノードアパーチャ（アノードチューブ３０の上部開口部）及びスプレーアパーチャ３１を通って外部に取り出される。
【０００６】
外部に取り出された電子線は、電子レンズ３２、３３、３５、３８によって、成形開口３４の像をレチクル３９上に形成する。この像の領域が照明領域となる。これらの照明光学系中には、ブランキングアパーチャ３６とブランキングプレート３７が設けられている。ブランキングプレート３７は偏向器の一種であり、これに電圧を印加したり励磁コイルに電流を流したりすることによって電子線を偏向させ、電子ビームがブランキングアパーチャ３６を通過しないようにすることができる。すなわち、露光中以外のタイミングでは、このことにより、レチクル３９が電子線で照明されるのを防止する。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−４９０７９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のように、カソード２２と保持部材２３との間には、小さな間隙が設けられ、カソード２２の電子放出面は保持部材２３から離れた状態となっている。ところが、この小さな間隙から電子線が射出する。この小さな間隙は静電レンズのような作用をするため、カソード表面からの電子線とは異なる方向へ電子線が射出することになる。
【０００９】
前述のように、露光を行わないタイミングでは、ブランキングアパーチャ３６により電子線をカットするようにしている。ブランキングアパーチャ３６は通常電子線のクロスオーバ位置に設けられるので、電子線が絞られており、少しの偏向量で、電子線をカットすることができる。しかしながら、前述の小さな間隙から放出された電子は、クロスオーバ位置において光軸近くを通らないので、ブランキングをかけた場合にも、ブランキングアパーチャ３６を通過してレチクル３９に到達してしまうことになる。この電子線により、余分な感光が行われるので、露光精度に悪影響を及ぼす。
【００１０】
これに対する対策として、従来は、ブランキングアパーチャ３６が設けられているクロスオーバ位置よりも前段のクロスオーバ位置に絞りを設けて、ここでクロスオーバ像以外のビームを遮断するようにしていた。しかしこの方法ではこの目的のためだけにレンズが一段余分に必要になる。これはコストの上昇になり好ましくない。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ブランキングをかけたときに、漏れる電子線の少ない電子銃及びこの電子銃を使用した電子線露光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するための第１の手段は、カソード部材が、周辺の保持部材に、その電子放出面と前記保持部材との間に間隙部ができるように保持されている電子銃であって、前記間隙部に隣接する前記カソード部材の電子放出面、及び前記保持部材の、前記間隙部に隣接する表面のうち少なくとも一方の、前記間隙部に隣接する部分に、この部分の間隔が広くなるように、窪み、アール部又は面取り部が設けられていることを特徴とする電子銃である。アール部とは角に丸みを付けた部分のことを言う。
【００１３】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段の電子銃を有することを特徴とする電子線露光装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１例である電子銃の概要を示す図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ部拡大図である。
【００１５】
電子銃１にはカソード２が設けられ、カソード２は、保持部材３に小さな保持器具４によって保持されている。これは、カソード２からの熱が熱伝導によって外部に伝わらないようにするために、カソード２と保持部材３の間には空隙を持たせておき、小さな保持器具４によってのみ、カソード２と保持部材３を接触させて保持するためである。保持部材３は、カソード支持部５から張り出した支持部材６にビス止めされて保持されている。これらカソード２、保持部材３、保持器具４、カソード支持部５、支持部材６には、−１００ｋＶの電圧が印加されている。一方、フィラメント７には、−１０３ｋＶの電圧が印加され、フィラメント７から放出される熱電子が、加速されてカソード２に衝突し、カソード２をボンバードして加熱する。
【００１６】
一方、アノード９は接地されており、アノードチューブ１０がぶら下がっている。カソード２から放出される熱電子は、９との間の電圧で加速され、アノードアパーチャ（アノードチューブ１０の上部開口部）及びスプレーアパーチャ１１を通って外部に取り出される。
【００１７】
本実施の形態においては、カソード２の電子放出面２ａの、保持部材３との間の間隙部に隣接する部分に窪み２ｂが設けられると共に、保持部材３の、カソード２の電子放出面２ａとの間の間隙部に隣接する表面３ａに窪み３ｂが設けられている。これらの窪みを設けることによって、等電位面が、この部分で図の上方へ大きく食い込むようになり、静電レンズ作用が大きくなる。その結果、カソード２と保持部材３との間隙部から射出した電子ビームは、より外側への角度をもって射出するようになる。これによってこの電子ビームはアノードアパーチャまたはその下方に設けられたスプレーアパーチャ１１で遮蔽されるようになる。そのため、その下方のクロスオーバ位置には余分の電子ビームはほとんど無くなるので、ブランキングをかけたとき、ブランキングアパーチャを通過する電子線がほとんどなくなり、余分な露光が行われなくなる。なお、窪み２ｂと窪み３ｂは、どちらか一方を設けるだけでも効果がある。又、図２に示すように、カソード２の電子放出面２ａの、保持部材３との間の間隙部に隣接する部分に、窪みを設ける代わりに、この部分にアール部２ｃを付けたり、面取り部を設けてもよく、同様に、保持部材３の、カソード２の電子放出面２ａとの間の間隙部に隣接する表面３ａに窪みを設ける代わりに、この部分にアール部３ｃを付けたり、面取り部を設けてもよい。
【００１８】
この電子銃を使用した照明光学系の概要は、図３に示したものと同じであるのでその説明を省略する。
【００１９】
又、本発明の実施の形態である電子線露光装置については、電子銃が図１に示したようなものであり、照明光学系が図３に示したようなものである他は、特許文献１に記載するものと変わりはなく、その構成は周知のものであるので、特許文献１を引用してその説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態の１例である電子銃の概要を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の他の例である電子銃の熱電子放出面近くの構造の概要を示す図である。
【図３】従来の電子銃と電子線露光装置の照明光学系の例の概要を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１…電子銃、２…カソード、２ａ…電子放出面、２ｂ…窪み、２ｃ…アール部、３…保持部材、３ａ…表面、３ｂ…窪み、３ｃ…アール部、４…保持器具、５…カソード支持部、６…支持部材、７…フィラメント、９…アノード、１０…アノードチューブ
【図１】
2007053128.tif 000003
【図２】
2007053128.tif 000004
【図３】
2007053128.tif 000005