JPH01100919A - 電子ビーム加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子ビーム露光による電子ビーム加工装置
に関し、とりわけ、ブランキングまたはアンブランキン
グされた電子ビームをそれぞれ非通過または通過させる
アパーチャ機構を備えた電子ビーム加工装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

第４図は、例えば特開昭５０−１８４２５号公報に示さ
れた従来の電子ビーム露光装置を示し、査用偏光系であ
る。ブランキング偏向系（７）はターゲット（０上に照
射される電子ビーム（２）をＯＮ・−０ＦＦする。走査
用偏向系（６）、ブランキング偏向系（７）は電子計算
機（５）で制御される。ブランキングされた電子ビーム
（２ａ）を受ける電子ビーム捕集箱（８）Ｋは小穴（９
）が形成されている。

（１１３）、（１１）、（１２）は三段拡大レンズであ
る。

以上の構成になる電子ビーム露光装置では、描画される
各パダーン間で、ブランキング偏向系（７）により、ビ
ームＯＮ−ＯＦＦが頻繁に行われる。しかし、ブランキ
ングされた電子ビーム（２ａ）を例えば簡単な金属板で
受けると、反射電子や２次電子が発生し、電子ビーム光
軸周辺の部品を汚染または帯電させて描画精度を低下さ
せる。また１発生した反射電子や２次電子の一部はブラ
ンキング中にターゲット（４）に達し、不必要な露光を
行ｖＩ÷ため描画精度をさらに低下させる。そこで、ブ
ランキング偏向系（７）で偏向された電子ビーム（２ａ
）を三段拡大レンズ（１０）、（１１）、（１２）で光
軸から外へ大きく移動させ、比較的空間に余裕のある光
学レンズ系の外側に配置された電子ビーム捕集箱（８）
の小穴（９）　Ｋ電子ビーム（２ａ）を照射させ、ブラ
ンキング時の照射の漏れを小さくしていた。

〔発明が触法しようとする問題点〕

従来の電子ビーム加工装置では、ブランキング機構が以
上のよ５に構成されているので、ビーム光学系が複雑、
高価になシ、また、拡大レンズを用いて小穴に正確に入
射させるために、陰極寿命や陰極交換に伴う集束点位置
の移動を随時補正することと、ブランキング電圧（スイ
ッチング速度を最優先する）の精度を上げることが必要
になるなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、単純なビーム光学系に適用できるとともに、
ブランキング時のビーム位置精度が高く要求されない電
子ビーム捕集機能を有するアパーチャ機構を備えた電子
ビーム加工装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る電子ビーム加工装置は、アパーチャを電
子ビーム入射側を頂点とした円錐状アパーチャ部材の中
心軸に設け、アパーチャ部材の外側斜面を間隙をおいて
導電性の反射電子カバーでおおい、アパーチャ部材と反
射電子カバーは電子銃室と加工室との隔壁に絶縁物を介
して取付けられている。

〔作用〕

この発明においては、アパーチャ部材の外側斜面ど反射
電子カバーで形成された電子ビーム捕集器を、光学軸中
心で加工中（アンブランキング時）に電子ビームが通過
するアパーチャの極近傍に配置したので、拡大レンズ系
を必要とせず、光学系が単純になり、また、電子ビーム
捕集器の開口部がアパーチャを中心とした全周方向にあ
るため。

ブランキング時のビーム照射位置精度が緩やかである。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面について説明する。第
１図において、頂点が電子ビームの入射側にある円錐状
の導電体でなるアパーチャ部材（２１）に、中心軸に沿
う開口（２０）が形成されている。アパーチャ部材（２
１）はセラミックのような絶縁物でなる絶縁支持体（２
２）により、″ｍ電子銃室２４）と加工室（２６）との
隔［１（２６）の開口部（２０ａ）　Ｋ支持板（２７）
を介して支持されている。

アパーチャ部材（２１）の円錐状部分な囲んで装着され
た導電性の反射電子カバー（２Ｂ　）、には、中央部に
開口（２８ａ）が形成されておシ、かつ、アパーチャ部
材（２１）の円錐面との間に円錐環状の空隙（２８ｂ）
を形成している。反射電子カバー（２Ｂ）Ｋは、リード
線を介して検知器（２８）が接続されている。また１反
射電子カバー（２３）と隔壁（２０）の段部（２８ｂ）
との間には絶縁リング（２９）が介在している。

アパーチャ部材（２１）、絶縁支持体（２２）、反射電
子カバー（２３）、支持板（２７）および絶縁リング（
２９）により、アパーチャ機構（３０）が形成されてい
る。

第２図は以上のアパーチャ機構（３０）を内蔵した電子
ビーム加工装置であり、陰極（ａｔ）、陽極（３２）、
第１の集束レンズ（３３）、第２の集束レンズ（３４）
、ターゲット（４）、電子銃室（２４）を真空排気する
第１の真空排気装置（３５）、加工室（２６）を真空排
気する第２の真空排気装置（３６）が図示のように配置
されている。

次に動作について説明する。第２図において。

陰極（３１）から発生した電子ビーム（２）は、陽極（
３２）を通過し、第１の集束レンズ（３３）および第２
の集束レンズ（３４）で集束され、走査用偏向系（０）
で偏向されてターゲット（４）　Ｋ照射される。

＜Ｗ ここで、ターゲット　　）上に照射される電子ビーム（
２）をＯＮ−ＯＦＦする°ためＫは、プランキング用備
向系（７）とアパーチャ機構（３０）が用いられる。つ
まり、ブランキング用偏向系（７）に電圧を印加して電
子ビーム（２）を偏向し、アパーチャ機構（３０）の開
口を通過しないようにしてＯＦＦ動作を実現する。

第１図において、実線で示した電子ビーム（２）はアン
ブランキング時、破線で示した電子ビーム（２ａ）はブ
ランキング時の経路を示す。アンブランキング時には電
子ビーム（２）が７パ一チヤ部材（２１）の開口（２０
）を通過して所定の加工が行われる。ブランキング時に
は電子ビーム（２ａ）はアパーチャ部材（２１）と反射
電子カバー（２８）との間に形成された隙間（２（ｂ）
に入射される。アパーチャ部材（２１）と反射電子カバ
ー（２３）との隙間（２！３ａ）は同軸状の円錐環状と
なっており、ブランキングされた電子ビーム（２ａ）が
その面に斜めに入射するため、２次電子や反射電子は隙
間（Ｚａａ）にトラップされる。従って、ブランキング
中に２次電子や反射電子が開口（２０）を通過して漏洩
する確率が極めて少なくなるので、例えば、電子ビーム
描画の場合、露光用レジストが２次電子や反射電子で不
要に露光されることが防止でき、描画精度を著しく向上
することができる。

また、隙間（２３ａ）でなる電子捕集器の電子ビーム入
射口が光軸に対して同心円状であるので、ブランキング
時のビーム照射位置に要求される精度は緩やかである。

さらに、ブランキング偏光系（７）による電子ビームの
偏向量もアパーチャ部材（２１）の開口（２０）である
小穴の径（数１００μｍ以下）だけでよいので、ブラン
キング偏向系（７）を動作させるブランキング電圧を低
くできる。

また、アパーチャ部材（２１）と反射電子カバー（２３
）は絶縁サボー）　（２２）および絶縁り／グ（２９）
で絶縁されているので、リード線によシ検知器（２８）
を接続することＫより、ブランキングされた電子ビーム
（２ａ）の電流値を２次電子や反射電子発生による誤差
を極めて小さくして正確に測定するファラデーカップと
して使用することができる。その結果、ターゲット（４
）上に照射される電子ビーム電流を、加工室（２６）に
特別に電子ビーム電流測定器を設けることなく随時正確
に測定することができる。ターゲット（４）上に照射さ
れる電子ビーム電流は陰極（３１）の絶縁部のリーク電
流の変化や陽極（３２）の通過率によ９変化し、電子ビ
ームを引き出す加速電源の電流では正確に測定できない
ので、上記のファラデーカップによる測定は、ターゲッ
ト（４）への電子ビーム照射量の制御に極めて有効であ
る。

また、アパーチャ部材（２１）の開口（２０）の近傍に
電子捕集器を設けたので、ビーム集束点の測定を容易に
行うことができる。つまり１ｍ電子ビーム２）を第１の
集束レンズ（３３）でアパーチャ部材（２１）の開口（
２０）付近に集束し、ブランキング偏向系（７）あるい
は他の図示しない偏向手段で開口（２０）を横切るよう
に電子ビーム（２）を偏向走査すれば、検知器（２８）
によシ第３図（ａ）に示すような信号を得ることができ
、第１の集束レンズ（３３）で第３図（ｂ）に示すよう
に信号が最も急峻に変化するように調整すると、電子ビ
ーム（２）の第１の集束レンズ（３３）による集束位置
を開口（２０）の位置に正確に一致させることができる
。従って。

加工室（２５）に特別な測定装置を設けることなく。

陰極寿命等に起因する集束点の変化を随時確認できる。

さらに、アパーチャ部材（２１）の開口（２υ）の近傍
に電子捕集器を設け、小形化したので、アパーチャ機構
（３０）を電子銃室（２４）と加工室（２５）の隔壁（
２６）に取付けることＫより、アパーチャ機構（３０）
に真空差圧機能を併せ持たせることも容易に達成できる
。

なお、上記実施例では電子ビーム加工装置の場合につい
て説明したが、ターゲットに照射するビーム１！流をブ
ランキング装置でＯＮ−ＯＦＦするイオンビーム加工装
飲であってもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果゛〕

以上のように、この発明によれば、アパーチャを電子ビ
ーム入射側を頂点とした円錐状のアバー千ヤ部材の中心
軸に設け、アパーチャ部材の外側斜面を導電性の反射電
子カバーでおおうことＫよシ、アパーチャの近傍に電子
捕集器を形成したので、ビーム光学系が単純になり、ブ
ランキング時のビーム位置精度が緩やかになるという効
果がある。また、上記電子捕集器は絶縁されているため
、近傍のアパーチャと組み合わせることによυ、ビーム
集束点を測定することができ、さらに、アパーチャと電
子捕集器が一体小形化されているため、アパーチャ開口
部に真空差圧機能を持たせることも容易にできる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の要部縦断面図、第２図は
当該実施例の概略縦断面図、第８図は当該実施例による
アパーチャ機構をビーム集束点位置の測定に応用した場
合の動作例を示す特性線図、第４図は従来の電子ビーム
露光装置の概略縦断面図である。 （２）、　（２ａ）・・電子ビーム、（４）・・ターゲ
ット（被加工物）、（７）・・ブランキング用偏向系、
（２υ）ＩＩ会開開口（２１）・・アパーチャ部材、（
２２）・・絶縁支持体、（２８）・・反射電子カバー、
（２３ｂ）・壷間隙、　　（２４）・・電子銃室、（２
５）・・加工室、（２８）・・隔壁、（２９）・・絶縁
リング。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　曾　我　道　照・°°１ 方１図 心２図 ４：　ターアーノトくネ皮刀０１）〃う７：ブラ、１／
キング用イ扁向爪 ３０：了パーｈ棟・構 心３図 （ａ） （ｂ） 偏ｕＩ信号 心４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被加工物上に照射される電子ビームをＯＮ−ＯＦＦす
   るブランキング用偏向系と、前記電子ビームの入射側を
   頂点とする円錐状をなし中心軸に沿つて非ブランキング
   時に前記電子ビームが通過する開口が形成されているア
   パーチャ部材と、このアパーチャ部材を囲んで円錐環状
   の隙間でなる電子捕集器を形成している反射電子カバー
   と、前記アパーチャ部材および前記反射電子カバーを電
   子銃室と加工室との隔壁に絶縁支持している絶縁部材と
   を備えてなる電子ビーム加工装置。