JPS609660B2 - 電子線図形投影装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ○｝ 発明の利用分野 本発明は、電子線描画装置等の図形状の電子ビームを試
料に照射する装置に関する。

■ 従釆技術 図形開口を有する絞り板を電子線で照射し、絞り板を通
過した電子線を電子レンズを用いて縮小投影する方法は
、点状電子線を図形状に走査する方法に比較して大きな
面積を一度に形成出来るため効率的である利点を有して
いる。

第１図に前者の方法を実施する場合の電子光学系の構成
を示すもので、図中、１は電子源、２は集東レンズ、３
は電子線絞り、４は照射レンズ、５は図形関口を有する
絞り板（マスク板）、６は第１投影レンズ、７は電子線
絞り、８は第２投影レンズ、９は作業物体で、第１投影
レンズ６と第２投影レンズ８を相似形に形成すると同時
にマスク板５と第１投影レンズ６および第１投影レンズ
６と電子線絞り７との間の距離を、第１投影レンズ６の
焦点距離と等しくし、又電子線絞り７と第２投影レンズ
８および第２投影レンズと作業面９との距離を第２投影
レンズの焦点距離に等しく構成することにより両投影レ
ンズの焦点距離の比による縮小が行なわれ、又両投影レ
ンズの収差が相補的に作用して歪が補正されるものであ
る。

第１図ａは上記の光学系の構成を示している。第１図ｂ
は第１図ａの光学系の焦点を調節する場合の説明図であ
る。焦点合わせを行なう場合、まず集東レンズ２および
照射レンズ４の焦点距離を変化させてマスク板５上に光
源１の縮小像を作る。これと同時に照射レンズ４の前焦
点の位置におかれた偏向素子１０１こより電子線を偏向
走査する。そして作業面９上に反射電子等を検出して走
査像を観察する。このとき走査像においてマスク板５お
よび作業面９上の基準マークの像の両者が最も鮮明とな
った状態が焦点が合った状態である。この構成における
問題点は次の点である。

第１に、焦点調節がなされた状態から、装置の作業動作
状態に移行する場合、照射レンズ４の強さを変化せしめ
る必要があるが、その場合照射レンズ４は広い面積のマ
スク板５を照射する必要から大孔径のものを用いるため
、照射レンズ４のレンズ作用領域はマスク板５の下方に
も若干およんでおり、照射レンズ４の強さを変化せしめ
ることはマスク板５下方、すなわち投影の条件をも変化
せしめ焦点ずれを生じる。第２に、第１図ａの構成にお
いてマスク板５の周辺部を通る電子線は照射レンズ４お
よび第１投影レンズ６の収差により絞り７を通過できな
い。絞り７の孔径を大きくすればこの制限はゆるくなる
が、この場合像面の曲りによるピントのずれのための像
の精度が低下する。したがって一度に投射出来る面積が
制限されることになる。又このような構成においてはマ
スク板５を照射する電子線の強度が一様でない場合補正
することは不可能であり、この点からも面積に制限を受
ける。‘３｝ 発明の目的 本発明の主な目的は、上記の欠点を除き、高い精度を保
持したまま、広い面積の投影を行なうことにあり、さら
に他の目的は電子ビームの照射密度を一様にすることに
ある。

‘４｝ 実施例 以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。

第２図は本発明の実施例の構成を示すもので、投影の状
態を示している、すなわち集東レンズ２により光源１の
像を照射レンズ４の前焦点の位置であると同時に偏向素
子による電子線の偏向点である位置に作る。

この場合マスク板を照射する電子線は、絞り３により制
限され細くなっている。この状態で偏向素子１０および
１０′により電子線をマスク板全面にわたり走査するこ
とにより、作業面９上にマスク板の図形の縮小像を投影
することが出来る。しかして偏向を行った場合第１投影
レンズの収差により電子線は絞り７を通らなくなる。

すなわち、第３図ａに示すように偏向角度が小さい場合
、実線で示すように、電子線は光鞠付近を通るため照射
レンズ４および第１投影レンズ６による収差の影響を殆
んど受けることがないので絞りを通過出釆たものが、電
子線を、マスク板の周辺部を通すために偏向角度を大き
くすると、照射レンズ４及び第１投影レンズ６の収差の
影響により焦点距離が短く変化するため第３図ａの点線
で示すように絞りの位置からずれて通過できなくなって
しまう。これを防ぐためには、電子線を偏向する位置を
第３図ｂの実線で示すように下方に変化せしめれば絞り
を通過するようにすることが出釆る。すなわち、第２図
に示すように偏向素子を上下２個に分割し、偏向角度の
小さい範囲においては主に上部の偏向素子１０を用い、
偏向角度が大きくなった場合下方の偏向素子１０′の割
合を増加せしめることにより偏向位置を調節し常に電子
線が絞り７を通過出来るように構成せしめれば収差によ
る投射面積の制限を除くことが出来、絞り７の孔径を充
分小さく出来る。このため、焦点深度を大きく取ること
が出来、嫁面の曲切こよるボケを充分小さく保つことが
可能となり、大きい面積を高い精度で投影することが出
釆る。又走査により照射位置を変化せしめるものである
から照射電子線の量は変化し・ない。

しかし大きく偏向を行った場合レンズ収差により絞り７
を通過する電子線量は変化する。この場合、走査の速度
を偏向の大きさにより変化させ作業面９上に電子線密度
を一様になるように補正することにより一様な露出が可
能となる。補正の方法としては、上記の走査速度を変化
せしめる方法の他に、走査の間隔を変化させる。すなわ
ち偏向角度が大きくなり、絞り７を通過する電子の量が
小さくなるのに応じて走査間隔が狭くなるようにするこ
とによっても補正することができる。又上記両者を併用
してもよい。しかして走査間隔を変化せしめる方法の場
合、一方向の補正となるから一回の走査が終了した後、
走査の方向を９ぴ変化せしめ再び同様の走査を行なうこ
とにより２方向、すなわち２次元の補正を行なうことが
出来る。又、焦点調節は、集東レンズを強くして、光源
１を絞り３の上方に作ることにより、第１図ｂと同じ構
成となる。

この場合、照射レンズ４はその強さを変化せしめる必要
がないため、装置を焦点調節の条件から投影の条件に切
換えてもマスク板下方の条件は全く変化せず、正確な焦
点調節が可能となる。‘５｝ まとめ 以上説明したごとく本発明の構成によれば、マスク坂下
方の条件を変化せしめることなく正確な焦点調節が可能
であり、又偏向点の移動及び走査速度又は走査間隔を変
化させることにより収差による投影面積の制限や明るさ
を補正することが出来るため高い精度を保持したまま、
大きな面積の投影が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の投影装置の構成を説明する図、第２図は
本発明の投影装置の構成を説明する図、第３図は本発明
の効果の一例を示す説明図である。 図中、１・・・・・・光源、２・・・・・・集東レンズ
、３，７・・・…絞り、４……照射レンズ、５・・・…
絞り板（マスク板）、６・・・・・・第１投影レンズ、
８・・…・第２投影レンズ、９・・・・・・作業物体、
１０，１０′・…・・偏向素子。多’図． 努之欧 弟ｊ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 図形状開口を有するマスクを通過した電子線を電子
   レンズを用いて縮小投影する装置において、前記マスク
   を照射する電子線を小さく制限し、該電子線を偏向走査
   により前記マスク全面を照射すると同時に、前記偏向に
   おける実効的な偏向点を偏向角度に応じて変化せしめる
   ように構成したことを特徴とする電子線図形投影装置。