JPH026216B2 - - Google Patents

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JPH026216B2
JPH026216B2 JP55078463A JP7846380A JPH026216B2 JP H026216 B2 JPH026216 B2 JP H026216B2 JP 55078463 A JP55078463 A JP 55078463A JP 7846380 A JP7846380 A JP 7846380A JP H026216 B2 JPH026216 B2 JP H026216B2
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JP
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radiation
optical
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pattern writing
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JP55078463A
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JPS562632A (en
Inventor
Bitekoeku Sutefuan
Adorufuasu Fuaaneru Teodorasu
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.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JPS562632A publication Critical patent/JPS562632A/ja
Publication of JPH026216B2 publication Critical patent/JPH026216B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
    • H01J37/3045—Object or beam position registration

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、帯電粒子のビームを発生するビーム
発生源と、基板上の層上に前記のビームを集束さ
せる帯電粒子レンズ系と、前記のビームおよび基
板をビーム軸線に交差する方向に互いに移動させ
る手段とを有し、帯電粒子のビームにより基板上
の層中にパターンを書込むパターン書込み装置に
関するものである。
このような装置は例えば、電子感応レジスト層
のある領域に電子を照射し、次にこの電子感応レ
ジスト層の上述した領域か或いはその残部を腐食
除去しうるようにするのに用いることができる。
或いはまた、上述した装置は金属層上の選択領域
を除去するのに或いは半導体層の選択領域中にイ
オン注入するのに用いることができる。上述した
種類の技術は例えばいわゆるマイクロ回路の製造
に用いられる。これらのマイクロ回路は磁区メモ
リ（“バブルメモリ”）或いは集積電子回路（以後
ICと略記する）。一般に電子ビームであるがイオ
ンビームとすることもできる帯電粒子ビームで得
られる解像度は、紫外光線のような電磁放射を用
いた場合に得られる解像度よりも大きい。
文献“I.E.E.E.Transactions on Electron
Devices”Vol.ED―22，No.７，July1975，pp.376
―384“An Electron Beam Maskmaker”には
電子ビームによる書込み装置、すなわち特定のパ
ターンに応じて基板の層に電子ビームを照射する
装置が記載されている。このような装置により、
マイクロ回路のマスクを製造することができ、こ
のマスクを用いて所望のICパターンや磁区パタ
ーンを珪素片のような基板の層上に投影させるこ
とができる。或いはまた、上述した書込み装置に
よりマイクロ回路パターンを上記の層中に直接書
込むことができる。
マイクロ回路の製造に光ビームを用いる場合に
比べ電子ビームを用いると解像度が高くなるとい
うこと以外に、他のいくつかの利点が得られる。
すなわち極めて小さなデイテールを有する大きな
パターンを書込むことができまた融通性が大きく
なる。また帯電粒子ビームを用いてマイクロ回路
の基板上の層中に直接書込みする場合、マイクロ
回路の製造処理における多数の処理工程を省略で
き、従つて誤差が生じるおそれが少なくなる。
しかし、帯電粒子のビームを用いて書込みを行
なう装置においては、このビームを、書込みすべ
き層上に極めて正確に位置させる必要がある。こ
の位置決めはビームと帯電粒子レンズ系の軸線と
の間の角度を調整することにより行なわれる。
所望の位置決め精度を得る為には、レンズ系に対
する、書込みすべき層の高さを高い精度で一定に
維持する必要がある。実際には、レンズ系に対す
る基板の機械的な案内の不正確さの為や、基板の
不平坦さの為や、食刻処理を行なう目的で基板を
書込み装置から除去した後この基板を書込み装置
中に戻す際の位置的な誤差の為に前記の高さが常
に変化しているということを確かめた。従つて、
レンズ系に対する、書込みすべき層の位置を測定
し、偏向角をこの測定に基づいて調整しうるよ
うにする必要がある。
前記の文献“An Electron Beam
Maskmaker”に記載されているように、上述し
た目的の為に、基板上に例えば金のような重金属
の小さな正方形体の形態の追加のマークを設ける
ことができる。この場合、所望のパターンを書込
む前に、ビームにより上記のマークを走査し、前
記のマーク上での後方散乱を測定する。従つて前
記のマークの実際の位置を決定でき、従つて、書
込みすべき層の高さのずれ（変位量）やビームの
位置決め点が前記のマークの周りの領域に対して
決定される。しかし、この高さ測定には、追加の
処理工程、すなわち書込みの前にマークを基板上
に堆積し、この基板を走査する工程が必要とな
り、マークを設けることにより、製造すべき半導
体回路の電気的な作動が悪影響を受けるという欠
点がある。
また、帯電粒子レンズ系をテレセントリツクに
すること、すなわちこのレンズ系に他のレンズを
追加し、書込みすべき層中のいかなる位置に対し
てもビームとレンズ系の軸線との間の角度が零と
なるようにすることも考えられる。しかし、追加
のレンズを設けるということは書込み装置が複雑
になるということを意味する。更にレンズ系をテ
レセントリツクにするということは、像フイール
ド或いはアパーチヤの角度のようなこのレンズ系
のあるパラメータに関して折衷策を講じる必要が
あるということを意味する。
本発明の目的は、基板上に追加のマークを付す
ることなく、レンズ系に対する、書込みすべき層
の位置を実際の書込み作動中連続的に測定するよ
うにし、測定した高さを表わす信号が書込みすべ
き層の局部的な反射率の相違に依存しないように
した、帯電粒子を用いた書込み装置を提供せんと
するにある。
本発明は、帯電粒子のビームを発生するビーム
発生源と、基板上の層上に前記のビームを集束さ
せる帯電粒子レンズ系と、前記ビームおよび基板
をビーム軸線に交差する方向に互いに移動させる
手段と、帯電粒子レンズ系に対する、書込みすべ
き表面の所望位置と、帯電粒子レンズ系に対す
る、書込みすべき表面の実際位置との間のずれを
決定する光学的な高さ測定装置とを有し、帯電粒
子のビームにより基板上の層中にパターンを書込
むパターンを書込み装置であつて、前記の高さ測
定装置が、光学ビームを発生する放射源と、前記
の光学ビームを前記の表面に向け、この表面から
反射された放射検出装置に向ける光学装置とを具
え、前記の放射検出装置が、書込みすべき前記の
表面に対し前記の放射源と同一の側に配置され、
前記の放射検出装置の出力信号が前記の帯電粒子
レンズ系に対する前記の表面位置に依存するよう
になつている当該パターン書込み装置において、
前記の光学的な高さ測定装置が少なくとも前記の
帯電粒子レンズ系に剛固に固着されており、前記
の光学的な高さ測定装置が、前記の光学ビームを
書込みすべき前記の表面上の放射スポツトに集束
させる手段と、前記の放射スポツトを前記の放射
検出装置の平面内に結像させる手段とを具えてお
り、書込みすべき表面で最初に反射された光学ビ
ームの通路内に、この光学ビームを当該光学ビー
ムに沿つて反射させ且つ鏡像反転させるビーム反
転素子が設けられ、書込みすべき表面で二度目に
反射された光学ビームの通路内に前記の放射検出
装置が設けられていることを特徴とする。
光学ビームは大きな入射角で基板上に入射さ
せ、この基板により検出装置に向けて反射させ
る。この光学ビームは書込みすべき層の所望位置
と一致する平面内に集束させる。上記の層の高さ
が変化している場合には、検出装置上での像の位
置が変化する。
本発明によるパターン書込み装置においては、
放射検出装置から生じる位置的な誤差信号が、書
込みすべき層の局部的な反射率の相違に依存しな
くなる。更に、書込みすべき層の位置的な誤差に
対する感度が、光学ビームを放射検出装置に入射
させる前にこの光学ビームを前記の層で一度だけ
反射させる場合の２倍になる。
光学的結像装置においては、像を形成すべき平
面の位置を、この平面によつて検出装置に向けて
反射させる光補助ビームを用いて決定することは
既知である。この点については、公開されたドイ
ツ国特許出願第2656730号明細書を参照でき、こ
のドイツ国特許出願明細書には、光学的に読取り
うるトラツク状の情報構体を有する記録担体を読
取る装置が記載されている。この装置と関連する
問題は、読取りビームの焦点深度（ビームが集束
されている深さ）が極めて小さい為、情報構体の
平面の位置が変化することにより読取られる信号
の変調深さを減少せしめたり隣接トラツク間でク
ロストークを生ぜしめる傾向がある。情報構体に
対する読取りスポツトの位置が変化することによ
り情報構体に対する読取りスポツトの位置は変化
せしめない。帯電粒子ビームを用いた書込み装置
においては、このビームの焦点深度は極めて大き
い為、書込みすべき層の位置が変化することによ
り上記の層上でビームが当たる領域を殆んど増大
せしめない。しかし、上述した位置的な変化によ
り上記の層上でビームが当たる領域を著るしく変
位させてしまう。
帯電粒子ビームを用いた書込み装置に光学的な
高さ測定装置を用い、書込み中に連続的な高さ測
定を行なうことができ、この測定に追加の時間を
要しないという利点を得ることは特開昭52−
139768号公報から既知である。しかしこの既知の
装置では、測定ビームを、書込みすべき層で一度
だけ反射させているだけである。
光学的な高さ測定装置の検出装置は、いわゆる
“デユオセル（duocell）”すなわち幅狭なギヤツ
プにより分離した２つのフオトダイオードを以つ
て構成することができる。しかし、検出装置とし
てはいわゆる“ラテラル効果ダイオード
（lateraleffect diode）”を用いるのが好ましい。
このようなラテラル効果ダイオードは雑誌
“Laser Focus”March 1976，pp.38−40に記載
されている。ラテラル効果ダイオードを用いた場
合、光学ビーム内の強度分布に依存しない位置情
報を得ることができるという利点が得られる。
以下図面につき説明する。
本発明は電子ビームを用いた書込み装置に適用
する場合につき説明する。
第１図に示す既知の電子ビームによる書込み装
置は、排気した容器１を有しており、この容器１
内には電子銃２と、形成した電子ビームを加速す
る制御電極３と、陽極４とが収容されている。電
子銃から生じる電子ビームは第１電磁集束レンズ
６と、ｘおよびｙ偏向板７および８と、第２電磁
集束レンズ９とを順次に通過し、次に、書込み可
能な層１５が設けられ移動可能板（スライド）１
１上に配置された基板１０上に入射される。所望
に応じ偏向板７および８を電磁偏向コイルと置き
換えることができ、これら電磁偏向コイルは、静
電偏向板の場合よりも収差が小さくなるように配
置することができる。
第２図は電子ビームbeが基板表面Ss上にいかに
入射されるかを示す。この第２図においては、ｘ
方向に対する偏向装置を７で示してあり、ｂは電
子光学レンズ系６，９の像平面を示す。電子ビー
ムを電子光学レンズ系の軸線aa′から距離x1の位
置にある像平面上の点xaに位置させる為には、偏
向コイル７を、電子ビームbeが軸線aa′と角度x
を成すように附勢する。この距離は式x1＝w.
tanxを満足する。ここにｗは電子光学系のいわ
ゆる作動距離である。基板表面は実際には像平面
ｂと必ずしも正確に一致しない。第２図において
は表面Ssと像平面ｂとの間のずれ（変位量）を誇
張して示した。このずれは基板の表面が平坦でな
い為や基板の機械的な案内が不正確である為によ
つて生じる。点Xaの位置における基板表面の高
さのずれがΔhである場合には、電子ビームbeは
基板表面に点Xaで当たらず軸線aa′から距離x1＋
Δxに位置する点Xbで当たる。従つて位置的な誤
差はΔxとなり、この誤差は Δx＝Δh・tanx＝Δh・x1／ｗ によつて与えられる。ｙ方向において同様な位置
的誤差が生じるおそれがあり、この誤差Δyは Δy＝Δh・tany＝Δh・y1／ｗ によつて与えられる。
実際には、Δxをx1＝２mmおよびｗ＝40mmに対
し例えば0.1μmよりも小さくする必要があり、こ
のことはΔhを2μmよりも小さくする必要がある
ということを意味する。このことは基板の表面が
平坦でないという理由からだけでも実際には不可
能なことである。従つて本発明によれば、電子光
学系の軸線の位置、すなわち電子ビームが入射さ
れる点に常に接近している位置における基板表面
の高さを光学的に且つ連続的に測定する。この測
定によつて得られた信号をビーム偏向装置７に供
給し、Δx＝０およびΔy＝０となるように角度x
およびyを補正する。
第３図は光学的な高さ測定装置を有する書込み
装置の一例を線図的に示す。
この第３図においては電子光学系をブロツク
EOで示す。光学的な高さ測定装置は電子光学系
EOに剛固に連結する。このようにすることによ
り、光学的な高さ測定装置と電子光学系との間
に、高さ測定信号に影響を及ぼすような振動（位
置的なずれ）が生じない。この高さ測定装置は放
射源、例えばレーザＬを有する。レーザから生ぜ
しめた光ビームbo（簡単の為主光線のみを示す）
をプリズムP1，P2およびP3を経て基板表面Ssに
向け基板に角度αで入射させる。光ビームboは
基板表面によつて反射され、この反射ビームをプ
リズムP4により光放射検出装置Ｄに向ける。
レーザから基板までの光路中にはレンズL1を
設け、このレンズL1により電子光学系の像平面
に放射スポツトＶが得られるように光ビームbo
を集束させる。レンズL2は放射スポツトＶを検
出装置Ｄ例えばデユオ（duo）セルの平面に結像
させる。高さ測定装置は、レンズL2が電子光学
系の軸線aa′と電子光学系の像平面ｂとの交点を
検出装置Ｄの平面に結像させるように電子光学系
に対し位置決めした。基板表面Ssが像平面ｂと一
致する場合には、放射スポツトＶは、検出装置Ｄ
に対して対称的に位置するスポツトV′として結
像される。従つて、検出装置Ｄの双方の半部は互
いに等しい光度の放射を受ける。従つて、検出装
置Ｄの出力端子に接続された差動増幅器１２の出
力信号Sdは例えば零となる。従つて、偏向装置７
による偏向を補正する必要がない。
基板表面が像平面ｂに対して変位している場合
には、像V′も変位し、従つてこの像V′がもはや
検出装置に対し対称的とならない。例えば基板表
面が下方に変位している場合には、検出装置Ｄの
左半部が検出装置Ｄの右半部よりも多く放射を受
ける。基板表面Ssが上方に変位している場合には
上述したのと逆の状態が生じる。
レンズL2は放射スポツトＶの像を検出装置Ｄ
上に形成する為、信号Sdは一次近似で基板の傾斜
によつては影響されない。
光ビームboが基板に入射される角度αはでき
るだけ大きく、例えば80゜程度に選択する。従つ
て、基板表面上での反射が最大となり、測定装置
の感度、すなわち基板表面の変位量の関数として
の像V′の変位置が最大となる。この変位量Δsは Δs＝2.Δh・Ｍ・sinα で与えられる。ここにＭはレンズL2の倍率であ
る。
検出装置Ｄとしては位置感応性のフオトダイオ
ード、いわゆるラテラル効果フオトダイオードを
選択するのが好ましい。このようなフオトダイオ
ードは雑誌“Laser Focus”March 1976の第38
〜40頁に記載されており、従つてこれを詳細に説
明しない。ラテラル効果フオトダイオードを用い
ると、測定することができる基板表面の最大変位
量は、このラテラル効果フオトダイオードと同じ
放射感応面積を有するデユオセルを用いた場合の
２倍となる。
放射スポツトＶの像V′は、例えば書込みすべ
きレジスト層の表面で反射された光ビームboの
部分と、透明なレジスト層を透過し、このレジス
ト層の下側に配置された基板の表面で反射された
光ビームbpの部分との干渉により生じる明暗部分
を呈するおそれがある。デユオセルを用いる場合
には、上述した明暗部分により高さの測定に間違
いを生ぜしめるおそれがある。これに対しラテラ
ル効果フオトダイオードは常に像V′内の光分布
の最大値を測定する為、上述したラテラル効果フ
オトダイオードを用いた場合前記の明暗部分によ
り高さの測定に殆んど影響を及ぼさない。
一方、公開されたドイツ国特許第2656730号明
細書による装置においては、光学レンズ系と像を
形成する必要がある面との間の距離を補正するこ
とにより高さの変位量Δhを零に制御しているが、
本発明による書込み装置においては測定した高さ
誤差信号を用いて角度xおよびyを補正するも
のであり、電子光学系と書込みすべき層との間の
距離は補正しない。本発明においては、角度x
およびyを補正するのに用いる信号が高さの変
位量Δhにのみ依存し、光源の光度変化や光路中
の光学素子の透過率或いは反射率の変化によつて
影響されないようにする処理を行なう必要があ
る。
この目的の為に、第３図に示すように、検出装
置の出力信号を処理する電子回路が差動増幅器１
２のみではなく検出装置の２つの半部から生じる
信号を互いに加算する加算増幅器１３をも含むよ
うにすることができる。増幅器１２および１３の
出力端子は割算回路１４に接続し、この割算回路
１４において商Sd／Stを決定する。角度xおよび
yを補正するのに用いる出力信号Sc＝Sd／Stは高さ の誤差Δhにのみ依存する。
オランダ国特許出願第7904579号明細書には、
光学的結像装置が記載されており、この光学的結
像装置には、この光学的結像装置の像平面と像を
形成すべき第２の平面との変位量を決定する高さ
測定装置が設けられている。この測定装置におい
ては、補助ビームが、前記の第２の平面で反射さ
れた後ビーム反転素子を通り、このビーム反転素
子により補助ビームをそれ自体に沿つて反射させ
るもこの補助ビームを鏡像反転させ、従つて補助
ビームがもう一度第２の平面に入射され、補助ビ
ームの各部分が入れ換わるようにしている。第２
の平面により２度反射された補助ビームは位置感
応検出装置、例えばデユオセルに入射される。補
助ビームを第２の平面で１度反射させる高さ測定
装置に比べて、補助ビームを第２の平面で２度反
射させる高さ測定装置の場合、感度が２倍とな
り、高さ測定が第２の平面における局部的な反射
率の相違に無関係となる利点が得られる。
帯電粒子ビームを用いた書込み装置の光学的な
高さ測定装置は前記のオランダ国特許出願第
7904579号明細書の高さ測定装置に応じて変形さ
せ、上述した利点を得るようにすることができ
る。第４図は上述した高さ測定装置の一例測定装
置を用いた本発明の一例を示す。
基板表面Ssがわずかに変位している場合に、充
分大きな信号Sdを得るように、すなわち検出装置
の２つの半部における放射強度間の差を充分大き
くする為には、放射スポツトＶが大きな輝度を有
するようにする必要がある。従つて、放射源とし
てはレーザが好ましい。レーザによつて発生せし
めた放射ビームboは安定とする必要がある。第
４図にDLで示す半導体ダイオードレーザ、例え
ばAlGaAsダイオードレーザを用いるのが好まし
く、このダイオードレーザは基板に接近して配置
することができる。或いはまた、気体レーザを用
いることもできる、この気体レーザは基板から遠
く離して配置し、このレーザの放射を光伝達フア
イバーを経て基板に照射するようにする。
レーザビームboはレンズL3により平行ビーム
に変換し、次にビームスプリツタBS、例えば半
透過プリズムで反射させ且つプリズムP2および
P3を経て基板表面Ssに向ける。レンズL1は基板
表面上に放射スポツトＶを形成する。ビームbo
はこの基板表面で反射された後ビーム反転素子を
通る。このビーム反転素子はレンズL4とミラー
Ｍとを有するようにすることができ、このミラー
ＭはレンズL4の焦平面内に配置する。このよう
なビーム反転素子はビームをそれ自体に沿つて反
射させ、第４図において上下のビーム半部が互い
に入れ換わるようにする。次にビームboは上述
したのと逆方向に同一の光路を通る。基板表面に
よつて２度反射されたビームの一部分がビームス
プリツタBSにより検出装置Ｄに伝達される。こ
の検出装置Ｄは本例の場合もデユオセル或いはラ
テラル効果フオトダイオードとすることができ
る。レンズL5は放射スポツトＶの像V″を検出装
置上に形成する。検出装置の出力信号は第３図に
つき説明したのと同様に処理する。検出装置に入
射されるビームの上下両半部（第４図で）は双方
共放射スポツトＶの位置として基板領域の左側部
分および右側部分の双方と関連している為、測定
信号は基板での反射の局部的な相違に依存しなく
なる。
検出装置の２つの検出器D1およびD2の差信号
Sdは主としてレンズ系EOの像平面と平面Ssとの
間の距離によつて決まる。しかし、この信号は平
面Ssによつて２度反射された補助ビームboの総
和の強度にも依存する。この強度は、放射源の強
度の変化や光路中の光学素子の反射率或いは透過
率の変化の為にも変化するおそれがある。
検出器D1およびD2上に入射される総和のビー
ム強度の変化による影響を除去する為に、これら
検出器の出力信号を互いに加算して加算信号Stを
得るようにすることができる。この場合、第３図
に示すようなアナログ割算回路において信号Sc＝
Sd／Stを形成し、この信号が、放射源の強度変化
や光路中の反射或いは透過率の変化に依存せず投
影レンズ系に対する基板の平面Ssの位置的誤差を
表わす目安となるようにすることができる。反射
率或いは透過率が悪い場合でも所要の精度を得る
のに充分な量の放射が得られるようにする為に
は、放射源を最大の放射パワーを生じるように設
定する必要がある。このようにすると放射源の寿
命を縮めるおそれがあり、特にこの放射源が半導
体ダイオードである場合寿命を著るしく縮める、
更に、ドリフトのないアナログ割算器は比較的高
価な素子である。
本発明による検出装置の一好適例により、加算
信号Stを放射源の強度を制御するのに用い、検出
器D1およびD2に入射される総和の放射強度が一
定となるようにすることにより上述した欠点を除
去することができる。放射源を放射放出ダイオー
ドとする場合には、放射源を駆動する電流の大き
さを上記の目的の為に補正することができる。
AlGaAsレーザのような半導体ダイオードレー
ザは電流パルスで作動させるのが好ましい。その
理由は、電流パルスはこのようなレーザの寿命に
とつて最も都合がよい為である。更に、このよう
なレーザが反射を反出する角度はこのレーザを流
れる電流の大きさを変えることにより変えること
ができる。ダイオードレーザから放出される反射
の強度は、電流パルスのパルス繰返し速度をパル
ス幅を一定にして変えることにより適切に補正さ
れる。
第４図に示すように、検出器D1およびD2から
生じる信号は減算回路１２に供給するとともに加
算回路１３に供給し、減算回路１２の出力端子に
信号Sdを生ぜしめ、加算回路１３の出力端子に信
号Stを生ぜしめる。信号Stは例えば差動増幅器Ad
の一方の入力端子に供給することができ、この差
動増幅器の他方の入力端子は基準電源Refに接続
する。この差動増幅器の出力端子は発振器VCO
に接続し、この発振器はその入力端子における電
圧によつて周波数が決まるパルス列を生じる。こ
の発振器の出力端子はパルス発生器PGに接続す
る。ダイオードレーザDLの作動に必要な電流は
パルス発生器により持続時間が一定のパルスの形
態で、しかも発振器VCOから生じるパルスの繰
返し速度に等しい繰返し速度で生ぜしめる。
ダイオードレーザの平均放射強度は、パルス繰
返し速度を変える代りに電流パルスの持続時間を
変えることにより制御することもできる。
ダイオードレーザは、光路中で予期される最大
の放射損失に対し、検出器に入射される放射の総
量が特に検出器の雑音および漏減電流によつて決
まる所要の精度を得るのにちようど充分となるよ
うに設定する。放射損失が上述した場合よりも小
さい場合には、放射源が上述した場合よりも小さ
い強度の放射を放出する必要があり、このように
することは放射源の寿命にとつて好ましいことで
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図は既知の電子ビームによる書込み装置を
示す線図、第２図は電子ビームが書込みすべき層
上にいかに入射されるかを示す線図、第３図は本
発明による書込み装置の原理を示す線図、第４図
は本発明による書込み装置の他の一例を示す線図
である。 １……容器、２……電子銃、３……制御電極、
４……陽極、６……第１電磁集束レンズ、７，８
……偏向板、９……第２電磁集束レンズ、１０…
…基板、１１……移動可能板（スライド）、１２
……差動増幅器（減算回路）、１３……加算増幅
器（加算回路）、１４……割算回路、１５……書
込み可能な層、EO……電子光学系、Ｌ……レー
ザ、P1〜P4……プリズム、Ｄ……光放射検出装
置、L1〜L5……レンズ、Ｖ……放射スポツト、
DL……ダイオードレーザ、BS……ビームスプリ
ツタ、Ｍ……ミラー、D1，D2……検出器、Ad…
…差動増幅器、VCO……発振器、PG……パルス
発生器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 帯電粒子のビームを発生するビーム発生源
    と、基板上の層上に前記のビームを集束させる帯
    電粒子レンズ系と、前記ビームおよび基板をビー
    ム軸線に交差する方向に互いに移動させる手段
    と、帯電粒子レンズ系に対する、書込みすべき表
    面の所望位置と、帯電粒子レンズ系に対する、書
    込みすべき表面の実際位置との間のずれを決定す
    る光学的な高さ測定装置とを有し、帯電粒子のビ
    ームにより基板上の層中にパターンを書込むパタ
    ーンを書込み装置であつて、前記の高さ測定装置
    が、光学ビームを発生する放射源と、前記の光学
    ビームを前記の表面に向け、この表面から反射さ
    れた放射を放射検出装置に向ける光学装置とを具
    え、前記の放射検出装置が、書込みすべき前記の
    表面に対し前記の放射源と同一の側に配置され、
    前記の放射検出装置の出力信号が前記の帯電粒子
    レンズ系に対する前記の表面位置に依存するよう
    になつている当該パターン書込み装置において、
    前記の光学的な高さ測定装置が少なくとも前記の
    帯電粒子レンズ系に剛固に固着されており、前記
    の光学的な高さ測定装置が、前記の光学ビームを
    書込みすべき前記の表面上の放射スポツトに集束
    させる手段と、前記の放射スポツトを前記の放射
    検出装置の平面内に結像させる手段とを具えてお
    り、書込みすべき表面で最初に反射された光学ビ
    ームの通路内に、この光学ビームを当該光学ビー
    ムに沿つて反射させ且つ鏡像反転させるビーム反
    転素子が設けられ、書込みすべき表面で二度目に
    反射された光学ビームの通路内に前記の放射検出
    装置が設けられていることを特徴とするパターン
    書込み装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のパターン書込
    み装置において、前記の放射検出装置をラテラル
    効果フオトダイオードとしたことを特徴とするパ
    ターン書込み装置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
    パターン書込み装置において、前記の放射源をレ
    ーザとしたことを特徴とするパターン書込み装
    置。 ４ 特許請求の範囲第３項に記載のパターン書込
    み装置において、前記のレーザを半導体ダイオー
    ドレーザとしたことを特徴とするパターン書込み
    装置。 ５ 放射検出装置が２つの放射感応検出器を有す
    るようにした特許請求の範囲第１項に記載のパタ
    ーン書込み装置において、前記の２つの検出器の
    出力端子を加算回路に接続し、該加算回路の出力
    端子を制御回路に接続し、該制御回路により前記
    の２つの検出信号の加算値が一定に維持されるよ
    うに前記の放射源の強度を補正するようにしたこ
    とを特徴とするパターン書込み装置。 ６ 放射源を、放射パルスを生じる半導体ダイオ
    ードレーザとした特許請求の範囲第５項に記載の
    パターン書込み装置において、前記の制御回路が
    前記の２つの検出器から得た加算電圧によつて制
    御される発振器を具え、該発振器の出力端子を電
    気パルス発生器に接続し、該電気パルス発生器に
    よりダイオードレーザを制御するようにしたこと
    を特徴とするパターン書込み装置。
JP7846380A 1979-06-12 1980-06-12 Device for writing pattern Granted JPS562632A (en)

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