JPH0559577B2 - - Google Patents
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- JPH0559577B2 JPH0559577B2 JP61198001A JP19800186A JPH0559577B2 JP H0559577 B2 JPH0559577 B2 JP H0559577B2 JP 61198001 A JP61198001 A JP 61198001A JP 19800186 A JP19800186 A JP 19800186A JP H0559577 B2 JPH0559577 B2 JP H0559577B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slit
- charged particle
- particle beam
- drawn
- lens
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、電子ビーム露光、イオンビーム注入
等に適合する荷電粒子ビーム描画装置に関する。
等に適合する荷電粒子ビーム描画装置に関する。
（従来技術）
例えば電子ビーム露光方式は、一筆書き方式と
一括露光方式とに大別される。この２つの方式の
うち後者の方が描画速度において優れているが、
原図パターン即ち被露光物体に結像されるべきパ
ターン形状を有するマスクを必要とする。このパ
ターンは通常かなり複雑であり、マスク製作の困
難さ、取り換えの困難さ、周囲を取り囲まれた図
形を用いることができない等の種々の問題があ
る。
一括露光方式とに大別される。この２つの方式の
うち後者の方が描画速度において優れているが、
原図パターン即ち被露光物体に結像されるべきパ
ターン形状を有するマスクを必要とする。このパ
ターンは通常かなり複雑であり、マスク製作の困
難さ、取り換えの困難さ、周囲を取り囲まれた図
形を用いることができない等の種々の問題があ
る。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は上記問題点に対処されてなされたもの
で、一括露光方式における広い面積を一度に照射
できるという特徴をいかした荷電粒子ビーム描画
装置を提供するものである。
で、一括露光方式における広い面積を一度に照射
できるという特徴をいかした荷電粒子ビーム描画
装置を提供するものである。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
次に本発明の基本的な概念を第１図を参照して
説明する。この第１図で荷電粒子ビーム発生手段
としての、例えば電子ビーム光源、所謂、電子銃
１１から電子ビーム１１ａが引き出される。この
ビーム１１ａは例えばブランキング電極（図示せ
ず）でオン・オフ制御される。このブランキング
用電極で制御され、後段のブランキング用スリツ
トを通過した電子ビーム１１ａは第１のスリツト
１２ａ及び第２のスリツト１２ｂを介して電子レ
ンズ１３により被描画物体上に所定の図形のパタ
ーンとして結像される。
説明する。この第１図で荷電粒子ビーム発生手段
としての、例えば電子ビーム光源、所謂、電子銃
１１から電子ビーム１１ａが引き出される。この
ビーム１１ａは例えばブランキング電極（図示せ
ず）でオン・オフ制御される。このブランキング
用電極で制御され、後段のブランキング用スリツ
トを通過した電子ビーム１１ａは第１のスリツト
１２ａ及び第２のスリツト１２ｂを介して電子レ
ンズ１３により被描画物体上に所定の図形のパタ
ーンとして結像される。
（作用）
本発明によれば第１のスリツトを通過した荷電
粒子ビーム束は第２のスリツトに照射されて成形
され、被描画物体上に照射される。この時、前記
第２のスリツト１２ｂは電気的にＸ方向及びＹ方
向に移動するものである。本実施例においては第
２のスリツトを実際に動かすかわりにビームを偏
向して等価的に第１と第２のスリツトの相対関係
を変える。この第２のスリツト１２ｂの第１のス
リツトとの相対的移動により図形をたとえば第２
図ａ，ｂ，ｃに示す如く適宜変えることができ
る。
粒子ビーム束は第２のスリツトに照射されて成形
され、被描画物体上に照射される。この時、前記
第２のスリツト１２ｂは電気的にＸ方向及びＹ方
向に移動するものである。本実施例においては第
２のスリツトを実際に動かすかわりにビームを偏
向して等価的に第１と第２のスリツトの相対関係
を変える。この第２のスリツト１２ｂの第１のス
リツトとの相対的移動により図形をたとえば第２
図ａ，ｂ，ｃに示す如く適宜変えることができ
る。
（発明の実施例）
次いで第３図を参照して本発明の一実施例を詳
細に説明する。
細に説明する。
第３図で３１が電子銃であり、この電子銃３１
から電子ビーム３１ａが引き出される。このビー
ム３１ａは第１の電子レンズ３３によりブランキ
ング電極３４，３４′の略中央部に焦点として、
いわゆる電子銃３１のクロスオーバー像を結ぶよ
うになる。３５はブランキング用スリツトであ
り、ブランキング電極３４，３４′に接続される
ブランキング電圧発生回路３６の電圧が０［Ｖ］
の時にビーム３１ａを通過させ、40［Ｖ］の時に
ビーム３１ａをカツトオフするようになつてい
る。そしてブランキング用スリツト３５を通過し
たビーム３１ｂは発散ビームとなつているがコン
デンサレンズである第２のレンズ３７によつて図
に示される平行なビームに変えられて矩形状に規
定される第１のスリツト３８に照射される。この
レンズ３７の作用により、電子銃３１のクロス
オーバー像は第１のスリツト３８位置には結ばれ
ず、電子ビームは第１のスリツト３８の所定に
切りとられた孔の全域にわたり均一に照射され
る。すなわち、電子銃３１のクロスオーバー像が
第１のスリツト３８位置で結ばれないことで前記
第１のスリツト３８面内では電子銃光源が該スリ
ツト３８位置に結像された場合に生じるスポツト
ビームの如き局所的に高いエネルギービーム密度
分布とならないので均一で一様なビームが得られ
る。しかも、第１のスリツト３８位置では飛散ビ
ームが平行ビームに変えられるので、発散ビーム
をそのまま用いるよりも高いビーム電流密度が得
られる。この第１のスリツト３８は第１図の１２
ａに原理的に対応するものである。
から電子ビーム３１ａが引き出される。このビー
ム３１ａは第１の電子レンズ３３によりブランキ
ング電極３４，３４′の略中央部に焦点として、
いわゆる電子銃３１のクロスオーバー像を結ぶよ
うになる。３５はブランキング用スリツトであ
り、ブランキング電極３４，３４′に接続される
ブランキング電圧発生回路３６の電圧が０［Ｖ］
の時にビーム３１ａを通過させ、40［Ｖ］の時に
ビーム３１ａをカツトオフするようになつてい
る。そしてブランキング用スリツト３５を通過し
たビーム３１ｂは発散ビームとなつているがコン
デンサレンズである第２のレンズ３７によつて図
に示される平行なビームに変えられて矩形状に規
定される第１のスリツト３８に照射される。この
レンズ３７の作用により、電子銃３１のクロス
オーバー像は第１のスリツト３８位置には結ばれ
ず、電子ビームは第１のスリツト３８の所定に
切りとられた孔の全域にわたり均一に照射され
る。すなわち、電子銃３１のクロスオーバー像が
第１のスリツト３８位置で結ばれないことで前記
第１のスリツト３８面内では電子銃光源が該スリ
ツト３８位置に結像された場合に生じるスポツト
ビームの如き局所的に高いエネルギービーム密度
分布とならないので均一で一様なビームが得られ
る。しかも、第１のスリツト３８位置では飛散ビ
ームが平行ビームに変えられるので、発散ビーム
をそのまま用いるよりも高いビーム電流密度が得
られる。この第１のスリツト３８は第１図の１２
ａに原理的に対応するものである。
以後は光源を第１のスリツト３８の開口部と考
えて説明する。すなわち、実際の光源は電子銃３
１であるが、被描画物体にとつては第１のスリツ
ト３８が前述した如く比較的高いビーム電流密度
の均一で、一様な光源（仮想光源）となる。ここ
で、注意すべきことは第１のスリツト３８以下で
の第１のスリツト３８を光源としたときの光束の
表わし方は仮想光源の焦点を結ぶ点で開き、普通
の光源束の表現と表わし方が逆になつている点で
ある。これは図面の簡略化を図るためである。第
１のスリツト３８を仮想光源とするここでは矩形
の特殊形状とみなす正方形の像は第３のレンズ３
９によつて矩形状に規定される第２のスリツト４
０上に第１のスリツトの像の焦点を結ぶように構
成される。この場合、電子銃３１のクロスオーバ
ー像は第２のスリツト４０位置には結ばれず、凸
レンズの結像公式に従つて、第３のレンズ３９と
第２のスリツト４０の間に結ばれる。従つて、第
１のスリツト３８と同様に第２のスリツト４０位
置でも均一で、一様なビームを得ることができ
る。
えて説明する。すなわち、実際の光源は電子銃３
１であるが、被描画物体にとつては第１のスリツ
ト３８が前述した如く比較的高いビーム電流密度
の均一で、一様な光源（仮想光源）となる。ここ
で、注意すべきことは第１のスリツト３８以下で
の第１のスリツト３８を光源としたときの光束の
表わし方は仮想光源の焦点を結ぶ点で開き、普通
の光源束の表現と表わし方が逆になつている点で
ある。これは図面の簡略化を図るためである。第
１のスリツト３８を仮想光源とするここでは矩形
の特殊形状とみなす正方形の像は第３のレンズ３
９によつて矩形状に規定される第２のスリツト４
０上に第１のスリツトの像の焦点を結ぶように構
成される。この場合、電子銃３１のクロスオーバ
ー像は第２のスリツト４０位置には結ばれず、凸
レンズの結像公式に従つて、第３のレンズ３９と
第２のスリツト４０の間に結ばれる。従つて、第
１のスリツト３８と同様に第２のスリツト４０位
置でも均一で、一様なビームを得ることができ
る。
ここで、ビーム３２ａは偏向電極４１，４１′
及び４４，４４′に加えられる電圧が０［Ｖ］の時
に全部が透過して、第２のスリツト４０に正方形
を生成することになる。そして第２のスリツト４
０に設けられたここでは矩形の特殊形状とみなす
正方形の開口部は一辺が2.56［mm］のものである。
またビーム３２ａは偏向電極４１，４１′と４４，
４４′によつてｘ方向とｙ方向にそれぞれ0.1［Ｖ］
につき0.01［mm］偏向するように設計されている。
そこで偏向電極４１，４１′間に25.6［Ｖ］の電圧
が加わつた時にビーム３２ａは全て切断されるこ
とになる。
及び４４，４４′に加えられる電圧が０［Ｖ］の時
に全部が透過して、第２のスリツト４０に正方形
を生成することになる。そして第２のスリツト４
０に設けられたここでは矩形の特殊形状とみなす
正方形の開口部は一辺が2.56［mm］のものである。
またビーム３２ａは偏向電極４１，４１′と４４，
４４′によつてｘ方向とｙ方向にそれぞれ0.1［Ｖ］
につき0.01［mm］偏向するように設計されている。
そこで偏向電極４１，４１′間に25.6［Ｖ］の電圧
が加わつた時にビーム３２ａは全て切断されるこ
とになる。
例えば最終的に５［μm］×100［μm］の矩形状の
図形を得たい時には電子計算機であるミニコン５
５により第１のレジスタ４２にｘ方向の幅情報と
して“５”が書き込まれ、第２のレジスタ４５に
ｙ方向の幅情報として“100”が書き込まれる。
するとＤ−Ａコンバータ４３の出力には25.1
［Ｖ］、Ｄ−Ａコンバータ４６の出力は15.6［Ｖ］
の電圧が表われるようになつている。このため、
ｘ方向に50［μm］、ｙ方向に１［mm］の幅を持つた
ビーム３２ｂのみが最終的に第２のスリツト４０
を通過することになる。この状態では、第３図に
より明らかなように第１のスリツト３８の孔を通
過した電子ビームの第２のスリツト４０位置にお
ける断面の輪郭が前記第２のスリツト孔の輪郭と
２箇所で交差することになる。この第２のスリツ
ト４０を通過したビーム３２ｂは対物レンズ４７
により10：１に縮小されて、被描画物としての平
板状の被露光物体４８上に仮想光源、すなわち第
１のスリツトの焦点を結ぶようになる。そして５
［μm］×100［μm］の希望する大きさの矩形状の図
形６０が得られる。ここでビーム３２ｂは、さら
に偏向電極４９，４９′により矩形状の形が保存
されたままでｘ方向に偏向される。そしてその偏
向量はミニコン５５より第３のレジスタ５０に与
えられた内容によつて、第３のコンバータ５１に
希望する偏向電圧が取りだされる。但し、この際
注意すべきことは、第２のスリツト４０において
生成される矩形状の中心位置は矩形状の形の大き
さによつて異なるため、第３のレジスタ５０に入
る値はレジスタ４２に入る値と関連して補正がな
されていなければならない。勿論ここでは無補正
の値を用い、第３のＤ−Ａコンバータ５１の出力
電圧に第１のコンバータ４３の出力電圧を適当に
加えることにより電気回路的に補正してもかまわ
ない。また、同様に偏向電極５２，５２′により
矩形状の形が保存されたままでｙ方向に偏向され
る。この偏向量はミニコン５５より第４のレジス
タ５３に与えられた内容によつて第４のＤ−Ａコ
ンバータ５４に希望する偏向電圧が取り出され
る。ところで本実施例では256ステツプ角の内部
の図形を描画した後に被露光物体４８をミニコン
５５の制御により次のステツプ迄動かして次のフ
レームの描画を行う。このための回路およびモー
タ等の手段は図中で省略してある。また第１のス
リツト３８、第２のスリツト４０の発熱を極力抑
えるために付加的に水冷したり、各スリツトの直
前にやや大きいスリツトを置くような構成も可能
である。このようにして広い面積を一度に露光し
得る一括露光方式の特徴を生かしたままで原図マ
スクを電気的に作り出し、所定の電子ビーム露光
を行えるものである。
図形を得たい時には電子計算機であるミニコン５
５により第１のレジスタ４２にｘ方向の幅情報と
して“５”が書き込まれ、第２のレジスタ４５に
ｙ方向の幅情報として“100”が書き込まれる。
するとＤ−Ａコンバータ４３の出力には25.1
［Ｖ］、Ｄ−Ａコンバータ４６の出力は15.6［Ｖ］
の電圧が表われるようになつている。このため、
ｘ方向に50［μm］、ｙ方向に１［mm］の幅を持つた
ビーム３２ｂのみが最終的に第２のスリツト４０
を通過することになる。この状態では、第３図に
より明らかなように第１のスリツト３８の孔を通
過した電子ビームの第２のスリツト４０位置にお
ける断面の輪郭が前記第２のスリツト孔の輪郭と
２箇所で交差することになる。この第２のスリツ
ト４０を通過したビーム３２ｂは対物レンズ４７
により10：１に縮小されて、被描画物としての平
板状の被露光物体４８上に仮想光源、すなわち第
１のスリツトの焦点を結ぶようになる。そして５
［μm］×100［μm］の希望する大きさの矩形状の図
形６０が得られる。ここでビーム３２ｂは、さら
に偏向電極４９，４９′により矩形状の形が保存
されたままでｘ方向に偏向される。そしてその偏
向量はミニコン５５より第３のレジスタ５０に与
えられた内容によつて、第３のコンバータ５１に
希望する偏向電圧が取りだされる。但し、この際
注意すべきことは、第２のスリツト４０において
生成される矩形状の中心位置は矩形状の形の大き
さによつて異なるため、第３のレジスタ５０に入
る値はレジスタ４２に入る値と関連して補正がな
されていなければならない。勿論ここでは無補正
の値を用い、第３のＤ−Ａコンバータ５１の出力
電圧に第１のコンバータ４３の出力電圧を適当に
加えることにより電気回路的に補正してもかまわ
ない。また、同様に偏向電極５２，５２′により
矩形状の形が保存されたままでｙ方向に偏向され
る。この偏向量はミニコン５５より第４のレジス
タ５３に与えられた内容によつて第４のＤ−Ａコ
ンバータ５４に希望する偏向電圧が取り出され
る。ところで本実施例では256ステツプ角の内部
の図形を描画した後に被露光物体４８をミニコン
５５の制御により次のステツプ迄動かして次のフ
レームの描画を行う。このための回路およびモー
タ等の手段は図中で省略してある。また第１のス
リツト３８、第２のスリツト４０の発熱を極力抑
えるために付加的に水冷したり、各スリツトの直
前にやや大きいスリツトを置くような構成も可能
である。このようにして広い面積を一度に露光し
得る一括露光方式の特徴を生かしたままで原図マ
スクを電気的に作り出し、所定の電子ビーム露光
を行えるものである。
なお、上記実施例では第１のスリツト３８及び
第２のスリツト４０に設けた開口部の数が一つの
場合について説明したが、複数個設けても上記実
施例と同様に実施できる。また上記実施例では偏
向電極４１，４１′及び４４，４４′に加えられる
電圧が０［Ｖ］の時に正方形が得られるようにし
たが電圧が０［Ｖ］の時ビーム３２ａが全てカツ
トされるようにすることも可能である。さらに電
子ビームをイオンビームに置き変えることもで
き、必要部分のみに選択的にイオン注入すること
も可能である。
第２のスリツト４０に設けた開口部の数が一つの
場合について説明したが、複数個設けても上記実
施例と同様に実施できる。また上記実施例では偏
向電極４１，４１′及び４４，４４′に加えられる
電圧が０［Ｖ］の時に正方形が得られるようにし
たが電圧が０［Ｖ］の時ビーム３２ａが全てカツ
トされるようにすることも可能である。さらに電
子ビームをイオンビームに置き変えることもで
き、必要部分のみに選択的にイオン注入すること
も可能である。
［発明の効果］
本発明により、高いビーム電流密度の均一で一
様なビームを光源として任意形状のビーム図形が
得られ、且つ形成される図形の明るさが変化しな
い。
様なビームを光源として任意形状のビーム図形が
得られ、且つ形成される図形の明るさが変化しな
い。
第１図は本発明の基本的な概念を説明するため
の構成概略図、第２図ａ〜第２図ｃは第１図によ
つて描画される図形を示す模式図、第３図は本発
明による実施例を示す構成図である。 第３図で、３１が電子銃、３１ａ，３１ｂ，３
２ａ，３２ｂが電子ビーム、３３，３７，３９，
４７が電子レンズ、３４，３４′，４１，４１′，
４４，４４′，４９，４９′及び５２，５２′が偏
向電極、３５がブランキング用スリツト、３８が
第１のスリツト、４０が第２のスリツト、４８が
被露光物体、４２，４５，５０，５３がレジス
タ、４３，４６，５１，５４がＤ−Ａコンバー
タ、５５がミニコンである。
の構成概略図、第２図ａ〜第２図ｃは第１図によ
つて描画される図形を示す模式図、第３図は本発
明による実施例を示す構成図である。 第３図で、３１が電子銃、３１ａ，３１ｂ，３
２ａ，３２ｂが電子ビーム、３３，３７，３９，
４７が電子レンズ、３４，３４′，４１，４１′，
４４，４４′，４９，４９′及び５２，５２′が偏
向電極、３５がブランキング用スリツト、３８が
第１のスリツト、４０が第２のスリツト、４８が
被露光物体、４２，４５，５０，５３がレジス
タ、４３，４６，５１，５４がＤ−Ａコンバー
タ、５５がミニコンである。
Claims (1)
- １ 荷電粒子ビームを生ずる荷電粒子ビーム発生
手段と、前記荷電粒子ビームを平行ビームにせし
めるコンデンサレンズと、このビームを所定形状
のビーム束として通過させる第１のスリツトと、
前記第１のスリツトと被描画物体間に配置される
第２のスリツトと、前記第１のスリツトと第２の
スリツトの間に設けられ、第１のスリツト像の焦
点を前記第２のスリツト上に生成するとともに前
記荷電粒子ビーム発生手段からのビームのクロス
オーバーを第２のスリツトから離れた位置に結ば
せるレンズと、前記第１のスリツトと第２のスリ
ツト間にあつて、前記第１のスリツトを通過した
荷電粒子ビーム束を所定の情報に応じて前記第２
のスリツト上へ偏向して、寸法可変のビーム束を
成形する手段と、前記第２のスリツトを通過した
荷電粒子ビーム束を前記被描画物体上に結像させ
る対物レンズとを備え、寸法可変の荷電粒子ビー
ム束を被描画物体に照射して所望形状及び寸法の
パターンを形成する荷電粒子ビーム描画装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61198001A JPS6263425A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 電子ビ−ム露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61198001A JPS6263425A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 電子ビ−ム露光装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51060175A Division JPS6051261B2 (ja) | 1976-05-26 | 1976-05-26 | 荷電粒子ビ−ム描画装置 |
Related Child Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5100072A Division JPH0727859B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 荷電粒子ビーム描画装置 |
| JP5100094A Division JPH0629202A (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 荷電粒子ビーム描画装置 |
| JP5100090A Division JPH0670959B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 荷電粒子ビーム描画装置 |
| JP5100063A Division JP2503359B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 荷電粒子ビ―ム描画装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6263425A JPS6263425A (ja) | 1987-03-20 |
| JPH0559577B2 true JPH0559577B2 (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=16383862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61198001A Granted JPS6263425A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 電子ビ−ム露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6263425A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003242924A (ja) * | 2002-02-21 | 2003-08-29 | Pioneer Electronic Corp | 電子ビーム描画装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5848042B2 (ja) * | 1976-03-23 | 1983-10-26 | 日本電子株式会社 | 電子線と材料の移動方向とのずれを検出する方法 |
-
1986
- 1986-08-26 JP JP61198001A patent/JPS6263425A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6263425A (ja) | 1987-03-20 |
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