JPS59126629A - 荷電粒子線による処理方法及び装置 - Google Patents
荷電粒子線による処理方法及び装置Info
- Publication number
- JPS59126629A JPS59126629A JP58001624A JP162483A JPS59126629A JP S59126629 A JPS59126629 A JP S59126629A JP 58001624 A JP58001624 A JP 58001624A JP 162483 A JP162483 A JP 162483A JP S59126629 A JPS59126629 A JP S59126629A
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- JP
- Japan
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- particle beam
- lens
- charged particle
- spot
- processed
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- Pending
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Classifications
-
- 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
- H01J37/3002—Details
- H01J37/3007—Electron or ion-optical systems
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
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。
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
本発明は、電子線露光装置やマイクロイオンビーム装置
等、荷電粒子線を用いて被処理物に対し、露光、エツチ
ング、イオン注入等の加工を行なう処理方法及び装置に
関する。
等、荷電粒子線を用いて被処理物に対し、露光、エツチ
ング、イオン注入等の加工を行なう処理方法及び装置に
関する。
従来技術
電子線やイオン線等の荷電粒子線を被処理物に照射して
被処理物上に所定のパターンを描くことにより、被処理
物を加工する露光装置等の荷電粒子線による処理装置は
、一般に、荷電粒子線を集束レンズにより被処理物上に
おいて微小な円形スポットに形成し、この状態で荷電粒
子線を走査して被処理物上に所定のパターンを描いてい
る。
被処理物上に所定のパターンを描くことにより、被処理
物を加工する露光装置等の荷電粒子線による処理装置は
、一般に、荷電粒子線を集束レンズにより被処理物上に
おいて微小な円形スポットに形成し、この状態で荷電粒
子線を走査して被処理物上に所定のパターンを描いてい
る。
しかし、このような装置では、微小な円形の荷電粒子線
を用いるため、荷電粒子線を２次元的に走査しなければ
ならない。この場合、荷電粒子線の照射と非照射、走査
、及び帰線走査の繰返し等を行なう回数は多大になり、
パターンを描く為のプログラムは複雑になり、かつ描画
時間は長くなる欠点を有している。
を用いるため、荷電粒子線を２次元的に走査しなければ
ならない。この場合、荷電粒子線の照射と非照射、走査
、及び帰線走査の繰返し等を行なう回数は多大になり、
パターンを描く為のプログラムは複雑になり、かつ描画
時間は長くなる欠点を有している。
上述の欠点を除去するために、荷電粒子線を発生し照射
する照射筒内にアパーチャ板を設けて荷電粒子線を比較
的大きな矩形にして１回の照射で所定のパターンを描く
ようにした装置が提案された。しかし、この装置は照射
局内にアパーチャ板を設けるため、照射系が複雑になり
、高価であるし、また直交づ−る２方向（縦と横）のパ
ターンは描けるが、斜めのパターンを描くことができな
い。
する照射筒内にアパーチャ板を設けて荷電粒子線を比較
的大きな矩形にして１回の照射で所定のパターンを描く
ようにした装置が提案された。しかし、この装置は照射
局内にアパーチャ板を設けるため、照射系が複雑になり
、高価であるし、また直交づ−る２方向（縦と横）のパ
ターンは描けるが、斜めのパターンを描くことができな
い。
また、荷電粒子線の寸法が比較的大きい為に、荷電粒子
線を連続的に発生した状態で走査すると、描かれたパタ
ーンの周縁部と中央部とて照射間に差を生じ、これを防
止するには一般に荷電粒子線を走査と同期しく間欠的に
発生しＣ被処理物上にＪ５ける荷電粒子線の照射個所か
重畳しないように巳なけれはならず、このようにして多
数点に照射しなけれはならないから荷電粒子線の走査と
発生時の制御か複利になってしまう。
線を連続的に発生した状態で走査すると、描かれたパタ
ーンの周縁部と中央部とて照射間に差を生じ、これを防
止するには一般に荷電粒子線を走査と同期しく間欠的に
発生しＣ被処理物上にＪ５ける荷電粒子線の照射個所か
重畳しないように巳なけれはならず、このようにして多
数点に照射しなけれはならないから荷電粒子線の走査と
発生時の制御か複利になってしまう。
発明の目的
本発明は、複雑な制御をづ°ることなしに、高速かつ高
精度で高安定にパターンを描くことができる荷電粒子線
による処理方法及び装置を提供することを目的とする。
精度で高安定にパターンを描くことができる荷電粒子線
による処理方法及び装置を提供することを目的とする。
発明の構成
上記目的は、本発明によれば、４極子レンズと軸対称レ
ンズ（ダイナミックフォーカスレンズ）の電子光学的特
性を積極的に利用して、被処理物上、における荷電粒子
線の形状を細長い線状のスポットにし、かつ両レンズの
焦点距離を調節して前記スポットの幅方向の焦点を被処
理物面上に位置させることにより達成される。
ンズ（ダイナミックフォーカスレンズ）の電子光学的特
性を積極的に利用して、被処理物上、における荷電粒子
線の形状を細長い線状のスポットにし、かつ両レンズの
焦点距離を調節して前記スポットの幅方向の焦点を被処
理物面上に位置させることにより達成される。
実施例
第１図において、１は荷電粒子線処理装置本体で、荷電
粒子線４を発生し被処理物５上に照射する照射筒２と、
被処理物５を設けた処理至３とを有している。照射筒２
には、電子銃のような粒子線源１０と、磁界型電子レン
ズのような集束レンズ１１と、荷電粒子線４を２次元的
に走査するための既知の走査装置１４の他に、磁界型（
電界型でもよいが、以下の説明では磁界型とする。）の
既知の４極子レンズ１２と軸対称レンズ１３とを設けて
いる。
粒子線４を発生し被処理物５上に照射する照射筒２と、
被処理物５を設けた処理至３とを有している。照射筒２
には、電子銃のような粒子線源１０と、磁界型電子レン
ズのような集束レンズ１１と、荷電粒子線４を２次元的
に走査するための既知の走査装置１４の他に、磁界型（
電界型でもよいが、以下の説明では磁界型とする。）の
既知の４極子レンズ１２と軸対称レンズ１３とを設けて
いる。
粒子線１１ｎ１０は既知の粒子線源用電源２０に、集束
レンズ１１は手動調節可能な既知のレンズ電源２１に、
４極子レンズ１２はデジタル・アナログ（以下、ＤＡと
いう）］ンバータ２２の出力端子に、軸対称レンズ１３
はＤＡコンバータ２３の出力端子に、走査装置１４は既
知の走査電源２４に各々接続されており、電源２０、Ｄ
Ａコンバータ２２，２３及び走査電源２４はインターフ
ェース２５を介してコンピュータ等の制御ｌｌｌ装Ｍ２
６に接続されている。
レンズ１１は手動調節可能な既知のレンズ電源２１に、
４極子レンズ１２はデジタル・アナログ（以下、ＤＡと
いう）］ンバータ２２の出力端子に、軸対称レンズ１３
はＤＡコンバータ２３の出力端子に、走査装置１４は既
知の走査電源２４に各々接続されており、電源２０、Ｄ
Ａコンバータ２２，２３及び走査電源２４はインターフ
ェース２５を介してコンピュータ等の制御ｌｌｌ装Ｍ２
６に接続されている。
粒子線源１０から放出された荷電粒子線４は集束レンズ
１つにより集束され、４極子レンス１２及び軸対称レン
ズ１３によりスポット形状を変更されて被処理物５に照
射され、走査装置１４により被処理物５上にｄ３いて走
査される。
１つにより集束され、４極子レンス１２及び軸対称レン
ズ１３によりスポット形状を変更されて被処理物５に照
射され、走査装置１４により被処理物５上にｄ３いて走
査される。
この装置にａ５いて、荷電粒子線４を集束レンズ１１の
みで集束りると、その縦断面は第２図＜Ａ）のようにな
り、また縦方向における位置ａ、ｂ。
みで集束りると、その縦断面は第２図＜Ａ）のようにな
り、また縦方向における位置ａ、ｂ。
ｃ、ｄにあける横断面（スポット）形状は第２図（Ｂ）
のように円であり、位置Ｃで最小（正焦点位置）になる
。従って、集束レンズ１］のみを用いるときは、荷電粒
子線４が被処理物５上において最小となる励磁電流■０
になるように制御Ｉ装置２６によりレンズ電源２１を制
御して処理すればよい。
のように円であり、位置Ｃで最小（正焦点位置）になる
。従って、集束レンズ１］のみを用いるときは、荷電粒
子線４が被処理物５上において最小となる励磁電流■０
になるように制御Ｉ装置２６によりレンズ電源２１を制
御して処理すればよい。
これに対し、４極子レンズ１２を用いると、第２図（Ｂ
）に示すスポット形状は、第２図（Ｃ）に示すように位
置Ｃではほぼ円であるが、その上方ではＸ方向に、下方
ではＹ方向に各々長い線条になり、また幅方向が最小に
なる幅方向の焦点位置すとｄが位置Ｃの上下に存在する
。この場合、幅方向の焦点位置す、ｄの正焦点位置Ｃか
らの距離ΔＦ１は、４極子レンス１２の励磁電流１１に
比例するから、比例定数をＫ】とすると、ΔＦ Ｉ＝Ｋ
＋・１１ ・・・・・・・・・（１）になる。
）に示すスポット形状は、第２図（Ｃ）に示すように位
置Ｃではほぼ円であるが、その上方ではＸ方向に、下方
ではＹ方向に各々長い線条になり、また幅方向が最小に
なる幅方向の焦点位置すとｄが位置Ｃの上下に存在する
。この場合、幅方向の焦点位置す、ｄの正焦点位置Ｃか
らの距離ΔＦ１は、４極子レンス１２の励磁電流１１に
比例するから、比例定数をＫ】とすると、ΔＦ Ｉ＝Ｋ
＋・１１ ・・・・・・・・・（１）になる。
更に、軸対称レンズ１３を用いると、第２図（Ｃ）に示
すスポット形状は全体に上方向に移動して、第２図（Ｄ
）に示すように、位＠ｂではほぼ円であるが、その上方
ではＸ方向に、下方ではＹ方向に各々長い線状になり、
また幅方向が最小となる幅方向の焦点位置ａ 、 Ｃが
位置もの上下に存在する。この場合、軸対称レンズ１３
による焦点位置の移動距離ΔＦ２は、軸対称レンズ１３
の励磁電流Ｉ２の２乗に比例するから、比例定数をに２
とすると、 ΔＦ ２＝Ｋ ２・（Ｉ２） ・・・・・・・・・（
２）になる。
すスポット形状は全体に上方向に移動して、第２図（Ｄ
）に示すように、位＠ｂではほぼ円であるが、その上方
ではＸ方向に、下方ではＹ方向に各々長い線状になり、
また幅方向が最小となる幅方向の焦点位置ａ 、 Ｃが
位置もの上下に存在する。この場合、軸対称レンズ１３
による焦点位置の移動距離ΔＦ２は、軸対称レンズ１３
の励磁電流Ｉ２の２乗に比例するから、比例定数をに２
とすると、 ΔＦ ２＝Ｋ ２・（Ｉ２） ・・・・・・・・・（
２）になる。
４極子レンズ１２と軸対称レンズ１３の両者を用い、か
つ、ΔＦ１とΔＦ２が等しくなるように励磁電流ＩＩ、
＋２を設定すれば荷電粒子線４は被処理物５上に幅方向
の焦点を結ぶ。従っ−Ｃ１１式と２式から、 １１／（１２） ＝Ｋｌ／に２ ・・・・・・・・
・（３）を得ることができる。なお、第２図（Ｄ）はこ
のようにΔＦ１とΔＦ２を等しくした場合の図である。
つ、ΔＦ１とΔＦ２が等しくなるように励磁電流ＩＩ、
＋２を設定すれば荷電粒子線４は被処理物５上に幅方向
の焦点を結ぶ。従っ−Ｃ１１式と２式から、 １１／（１２） ＝Ｋｌ／に２ ・・・・・・・・
・（３）を得ることができる。なお、第２図（Ｄ）はこ
のようにΔＦ１とΔＦ２を等しくした場合の図である。
被処理物５上における荷電粒子線４の長さを変え、るに
は４極子レンズ１２用の励磁電流１１を変えればよく、
このとき３式を満足するように拳対称レンズ１３用の励
磁電流Ｉ２を調節すれば、常に被処理物５上に幅方向の
焦点を結ばせることができる。前記１１．１２は、３式
の演算を制御装＠２６に６いて行なうことにより、この
制御装置２６から出力される。
は４極子レンズ１２用の励磁電流１１を変えればよく、
このとき３式を満足するように拳対称レンズ１３用の励
磁電流Ｉ２を調節すれば、常に被処理物５上に幅方向の
焦点を結ばせることができる。前記１１．１２は、３式
の演算を制御装＠２６に６いて行なうことにより、この
制御装置２６から出力される。
この装置において、矩形パタ一ンを描くには、制御装置
２６により３式を満足するように両レンズ１２．１３用
の励磁電流１１と１２を設定して、第３図（Ａ＞に示す
ように、荷電粒子線４の被処理物５上におけるスポット
形状を所定の長さの線状にし、この状態で荷電粒子線４
を第３図（Ａ）における位＠ＡＩで発生してそのまま位
ｆｉＡ２まで偏向し、位置Ａ２に達したときに発生を中
止するように制御装置２６により荷電粒子線源用電源２
０、ＤＡコンバータ２２．２３及び走査電源２４を制御
すればよい。このようにすれば荷電粒子線を発生したま
ま一方向に（１回）走査するだけで矩形パターンを描く
ことができる。この結果、制御装置２６による簡単な描
画プロクラムで、所定のパターンを高速かつ高精度に描
くことができる。
２６により３式を満足するように両レンズ１２．１３用
の励磁電流１１と１２を設定して、第３図（Ａ＞に示す
ように、荷電粒子線４の被処理物５上におけるスポット
形状を所定の長さの線状にし、この状態で荷電粒子線４
を第３図（Ａ）における位＠ＡＩで発生してそのまま位
ｆｉＡ２まで偏向し、位置Ａ２に達したときに発生を中
止するように制御装置２６により荷電粒子線源用電源２
０、ＤＡコンバータ２２．２３及び走査電源２４を制御
すればよい。このようにすれば荷電粒子線を発生したま
ま一方向に（１回）走査するだけで矩形パターンを描く
ことができる。この結果、制御装置２６による簡単な描
画プロクラムで、所定のパターンを高速かつ高精度に描
くことができる。
また、線状のパターンを描くには、制御装置２６により
３式を満足するように励磁電流［１と１２を設定して第
３図（Ｂ）に示すように、荷電粒子線４の被処理物５上
におけるスポット形状を所定の長さの線状にし、この状
態で荷電粒子線を第３図（Ｂ）における位置Ｂ１で所定
時間発生し、その後は位置３ｎに達□するまで位置Ｂ２
．Ｂ３のように荷電粒子線の長さえにほぼ等しい距離ず
つ階段状に偏向し、この偏向と同期して荷電粒子線４を
発生するように制御装置２６により粒子線源用電源２０
、ＤＡコンバータ２２．２３及び走査電１２４を制御す
ればよい。
３式を満足するように励磁電流［１と１２を設定して第
３図（Ｂ）に示すように、荷電粒子線４の被処理物５上
におけるスポット形状を所定の長さの線状にし、この状
態で荷電粒子線を第３図（Ｂ）における位置Ｂ１で所定
時間発生し、その後は位置３ｎに達□するまで位置Ｂ２
．Ｂ３のように荷電粒子線の長さえにほぼ等しい距離ず
つ階段状に偏向し、この偏向と同期して荷電粒子線４を
発生するように制御装置２６により粒子線源用電源２０
、ＤＡコンバータ２２．２３及び走査電１２４を制御す
ればよい。
なお、上述の実施例において４楊子レンズをさらに１組
追加し、両４極子レンズを各磁極が互いに４５度ずつ離
れた状態に設け、両４極子レンズに加える電流比を制御
装置２６により制御すれば、荷電粒子線を第２図（Ｅ）
に示すように斜めの線状にすることができ、これにより
、斜めの方向に延びる矩形及び線状のパターンを描くこ
とができる。
追加し、両４極子レンズを各磁極が互いに４５度ずつ離
れた状態に設け、両４極子レンズに加える電流比を制御
装置２６により制御すれば、荷電粒子線を第２図（Ｅ）
に示すように斜めの線状にすることができ、これにより
、斜めの方向に延びる矩形及び線状のパターンを描くこ
とができる。
また、上述の説明では被処理物上における粒子線の照射
と非照射の制御を、粒子線の発生そのも−のを制御して
行なう場合を示したが、一方、いわゆるブランキング置
を照射筒内に別途設けて、粒子線は発生したままに保ち
、ブランキング装置により粒子線の照射を制御する方法
でも同様にパターンを描くことができる。
と非照射の制御を、粒子線の発生そのも−のを制御して
行なう場合を示したが、一方、いわゆるブランキング置
を照射筒内に別途設けて、粒子線は発生したままに保ち
、ブランキング装置により粒子線の照射を制御する方法
でも同様にパターンを描くことができる。
発明の効果
以上のように本発明は、４極子レンズと軸対称レンズと
を用いて荷電粒子線を線状のスポットに変形し、かつ両
レンズの焦点距離を制御して前記スポットの幅方向の焦
点を被処理物上に位置させるから、煩雑な荷電粒子線の
照射と非照射、走査、及び帰線走査の繰返し等を行なう
回数を最小限にとどめて、高速かつ高精度で、しかも高
安定に所定のパターンを描くことができる。
を用いて荷電粒子線を線状のスポットに変形し、かつ両
レンズの焦点距離を制御して前記スポットの幅方向の焦
点を被処理物上に位置させるから、煩雑な荷電粒子線の
照射と非照射、走査、及び帰線走査の繰返し等を行なう
回数を最小限にとどめて、高速かつ高精度で、しかも高
安定に所定のパターンを描くことができる。
第１図は本発明にかかる処理装置の一実施例を示す電気
回路のブロック図、 第２図は荷電粒子線のスポット形状の説明図、第３図は
荷電粒子線の走査法の説明図である。 １：萄電粒子線処理装置本体、２：照射筒、３：処理室
、４：荷電粒子線、５：被処理物、１０：粒子線源、１
１：集束レンズ、 １２：４極子レンス、１３：軸対称レンズ、１４：走査
装置。 特許出願人 株式会社エリオニクス 第１ 図 第２図 （Ｂ）
回路のブロック図、 第２図は荷電粒子線のスポット形状の説明図、第３図は
荷電粒子線の走査法の説明図である。 １：萄電粒子線処理装置本体、２：照射筒、３：処理室
、４：荷電粒子線、５：被処理物、１０：粒子線源、１
１：集束レンズ、 １２：４極子レンス、１３：軸対称レンズ、１４：走査
装置。 特許出願人 株式会社エリオニクス 第１ 図 第２図 （Ｂ）
Claims (2)
- （１）４極子レンズと軸対称レンズとを用いて荷電粒子
線を線状のスポットに整形し、かつ両レンズに加える電
気信号を関連して制御することにより前記両レンズの焦
点距離を連動させて制御して、前記スポットの幅方向の
焦点を被処理物上に位置させることを特徴とする荷電粒
子線による処理方法。 - （２）４極子レンズと軸対称レンズとを荷電粒子線処理
装置本体に設け、両レンズに加える電気信号を関連して
制御ｉ１１することにより前記荷電粒子線のスポット形
状が被処理物上において線状になりかつ幅方向の焦点を
結ぶ状態に前記４４ｆＡ子レンズと軸対称レンズの焦点
距離を連動して制御する手段を設けてなる荷電粒子線に
よる処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58001624A JPS59126629A (ja) | 1983-01-08 | 1983-01-08 | 荷電粒子線による処理方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58001624A JPS59126629A (ja) | 1983-01-08 | 1983-01-08 | 荷電粒子線による処理方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59126629A true JPS59126629A (ja) | 1984-07-21 |
Family
ID=11506682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58001624A Pending JPS59126629A (ja) | 1983-01-08 | 1983-01-08 | 荷電粒子線による処理方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59126629A (ja) |
-
1983
- 1983-01-08 JP JP58001624A patent/JPS59126629A/ja active Pending
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