JPS63269448A - 荷電ビ−ム発生装置 - 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］ 本発明は荷電ビーム発生装置に関し、特に薄状基板から
電子ビームを放出してクエへ等に実素子パターンを直接
的に描画する装置に用いて好適な荷電ビーム発生装置に
関する。

［従来の技術］ 荷電ビーム装置等における電子発生源としては従来熱陰
極からの熱電子放出を利用するものが用いられていた。

このような熱陰極を利用した電子放出は、加熱によるエ
ネルギーロスが大きい点、加熱手段の形成が必要である
点、及び予備加熱にかなりの時間を要する点や熱により
系が不安定化しやすいという点で問題があった。

そこで、加熱によらない電子放出素子の研究が進められ
、いくつかの型の素子が提案されている。

たとえば、ＰＮ接合に逆バイアス電圧を印加し電子なだ
れ降伏現象を生ゼしぬ素子外へと電子を放出する型のも
の（特開昭５４−１１１２７２号公報、米国特許４２５
９６７８号参照）や、金属−絶縁体層−金属層の構成を
有し該２つの金属の間に電圧を印加することによりトン
ネル効果で絶縁体層を通過してきた電子を金属層から素
子外へと放出する型（Ｍ　Ｉ　Ｍ型）のものや、高抵抗
薄膜にその膜厚方向と直交する方向に電圧を印加し該薄
膜表面から素子外へと電子を放出させる表面伝導型のも
のや、電界集中の生じ易い形状の金属に対し電圧を印加
して局所的に高密度の電界を発生させ該金属から素子外
へと電子を放出させる電界効果型（ＦＥ型）のものや、
その他のものが提案されている。

これら電子放出素子の応用例として、電子放出源を複数
配列して電子放出装置を構成し、各電子放出源からの電
子放出の０Ｎ−ＯＦＦを制御することにより所望のパタ
ーン状に電子放出を行なわせて媒体例えば被加工物表面
に衝突させ電子ビーム露先により表面加工または表面変
質を行なうことが考えられる。そして、このような電子
放出装置としては、電子放出素子を多数音に配列してな
るものが考えられる。このような電子放出装置によれば
被加工物を単に対向配置せしめた上で各電子放出素子を
０Ｎ−ＯＦＦ制御することにより２次元パターン状に被
加工物表面の電子ビーム露光を行なうことができる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、現状ではこのような電子放出源を多数音
に配列した電子放出装置を歩留り良く量産することは困
難である。また発熱の問題や隣接電子ビーム同士の干渉
等の難点がある。

また、上述従来例においては、装置が大型化あるいは複
雑化し、かつ個々の部品が離れていることに起因して精
度向上は望めなかった。

また一方、例えば半導体ウェハの電子ビーム描画等にお
いては、回路の高集積化に対応すべく、より効率的かつ
精確にビーム照射等が行なえるような電子ビーム装置等
が望まれている。

本発明の目的は、このような観点に基づき、高い荷電ビ
ーム発生効率を有し、か、っ荷電ビーム強度が可変な荷
電ビーム発生装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段および作用］上記目的を
達成するため本発明では、荷電ビーム発生源を駆動させ
て荷電ビームを射出する荷電ビーム発生装置において、
該荷電ビーム発生源に複数のビーム放出部を設は該複数
のビーム放出部から放出されるビームを収束させて単一
ビームにして射出するようにしている。

したがって、各ビーム放出部を低電圧駆動するたけで荷
電ビーム発生源から大量の荷電ビームを射出することが
できる。また、各ビーム放出部を選択的に駆動させるこ
とにより、ビーム強度を調整することがでさる。

［実施例］ 以下、図に従って本発明を説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る荷電ビーム装置を半導
体クエへの露光に適用した場合の構成を示す概略図であ
る。同図において、ＷＦはシリコン、ガリウム等の半導
体で成るウェハで、電子ビームに感応（露光）するレジ
ストが塗布されている。ＣＰＩ〜ＣＰｎは複数の露光領
域を示し、描画完了後切り取られて１チツプになる部分
である。Ｍ１〜Ｍ８はウェハＷＦ上に設けられたプリア
ライメントまたはファインアライメント用マークである
。ＭＢは電子ビーム（以下ＥＢと称す）・発生用ヘッド
で、ステージＭＳ上に搭載され吸着される。上記アライ
メントマークＭ１〜Ｍ８は最初の描画工程時にこのヘッ
ドのＥＢにより描画される。ステージＭＳはピエゾ等の
圧電素子Ｐｘ。

ｐｙ、ｐθにより各々ｘ、ｙ、θ（回転）方向に微移動
することができる。各素子Ｐｘ、Ｐｙ。

ＰθはウェハＷＦとの位置合せに用いられる。ヘッドＭ
ＢにはＥＢ発生源ＥＳＯ−ＥＳ１５が設けられている。

ＥＢ発生源ＥＳＯとＥＳ１５は位置合せ専用で、ＥＢ発
生源ＥＳＩ〜Ｅ　Ｓ　１４は露光専用もしくは位置合せ
用に共用される。ここでは、露光用ＥＢ発生源ＥＳＩ〜
Ｅ　Ｓ　１４は、２個ずつがウェハＷＦのＸ方向の各チ
ップ列の描画用に割り当てられる。

すなわち、例えばチップ（露光領域）ＣＰＩの上半分の
領域ＣＰ　、Ｉ　ＵはＥＢ発生源ＥＳＩにより、下半分
の領域ＣＰＩＬはＥＢ発生源ＥＳ２により描画される。

露光領域ＣＰ２〜ＣＰ５も同様に各々上半分をＥＢ発生
源ＥＳＩにより、下半分がＥＢ発生源ＥＳ２により描画
される。各ＥＢ発生源ＥＳＯ−ＥＳ１５には各々Ｘ、Ｙ
方向へのＥＢの偏向電極Ｘｉ、Ｘ２．Ｙｌ、Ｙ２が備え
られティる。またセンサＳ１〜５９等が備えられる。こ
れらのセンサは光感応性もしくは電子感応性であれば良
い。

ＫＢはキーボード、ＤＰはディスプレー、ＣＡＤはコン
トローラである。これらにより１チツプの回路パターン
が設計され、その情報が１チツプパターンジエネレータ
ＰＧに送出されると、パターンジェネレータＰＧは１チ
ツプの描画情報を上半分と下半分の描画情報に分けて各
々弼チップメモリＭＵ、ＭＬに送り込む。各メモリＭＵ
。

ＭＬはこの描画情報を各々チップ上半分担当のＥＢ源Ｅ
Ｓ１．ＥＳ３．ＥＳ５〜Ｅ　Ｓ　１３及び下半分担当の
ＥＢ源ＥＳ２．ＥＳ４．ＥＳ６〜Ｅ　Ｓ　１４に各々同
時に送り込む。ただし、メモリＭＵとＭＬはそれぞれ２
つずつ設けられており、交互に使用することにより、パ
ターンジェネレータＰＧからのデータ転送時間のロスを
実質的に解消している。

メモリＭＵ、ＭＬからの描画情報に基づぎ、各ＥＢ源は
そのＸ方向偏向電極Ｘｉ、Ｘ２によってＸ方向に偏向す
ることにより偏向でカバーできる範囲内のＸ方向の描画
を行ないながら、ウェハＷＦとヘッドＭＢとをＹ方向へ
相対的に連続移動させることにより％領域のＹ方向の全
画素について描画する。ただし、Ｙ方向移動が連続的で
あるためＹ方向の１画素毎にＸ方向の描画を行なう際に
Ｙ方向のずれを生ずるので、Ｙ方向の偏向電極Ｙｌ、Ｙ
２を用いてこれを補正する。そして、さらにこの描画を
ウェハＷＦとヘッドＭＢとを相対的にＸ方向に間欠８動
させながら繰り返すことによりＹ方向の１つのチップ列
を描画する。

このようにして各ＥＢ源は実質的に同時にウェハＷＦの
Ｙ方向の１つのチップ列例えばＣＦ２゜ＣＰＩ３．　Ｃ
Ｐ２Ｏ，ＣＰ２７．　ＣＰ３４を描画するため高速描画
が可能となる。

上記偏向電極Ｘｉ、Ｘ２．Ｙｌ、Ｙ２はＥＢの軸心の初
期位置合せ及びウェハ又はチップとの位置合せ用に共用
される。例えばチップＣＰ１のアライメントマークＭ４
．Ｍ５の位置をセンサＳ４．Ｓ５が読み取り、その読取
り情報に基づいてＥＢ源ＥＳＩ、ＥＳ２の各々のｘ、’
ＢＩ向電極Ｘｉ、Ｘ２．Ｙｌ、Ｙ２の補正駆動によりＥ
Ｂの照射位置を補正する。このチップアライメント用マ
ークは、例えばマークＭ６のように、チップＣＰ６とＣ
ＰＩ３の共用としても良い。

一方、プリアライメント用マークとしてはマーりＭｌ、
Ｍ２．Ｍ７．Ｍ８等が設けられている。

そして、例えばマークＭ１の位置をセンナｓ１が読み取
り、またマークＭ２の位置を不図示のセンサが読み取り
、これに基づいてヘッドＭＢの初期位置合せを圧電素子
Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐθにより行なう。そしてその状態でチッ
プアライメント用マークＭ３、センサＳ３等を用いてず
れ量計測を行ない、その計測結果に基づいて偏向電極Ｘ
１、。

Ｘ２．Ｙｌ、Ｙ２により位置補正した状態で描画を行な
う。また、描画途中で一旦停止してマークＭ７．Ｍ８を
用いて再アライメントを行なっても良い。

これらの場合におけるマーク検出方式は種々可能である
が、例えば周知の反射あるいは二次電子検出方式を用い
ることができる。すなわち例えばＥＢ源ＥＳＯからマー
クＭ７に向けてＥＢを照射させ、その反射あるいは二次
電子をセンサｓ７が検出することによりマークＭ７の位
置を知ることができる。センサ７としては例えば半導体
のＰＮ接合部が用いられる。

ただし、このよりなＥＢによるマーク検出の場合は、Ｅ
Ｂの強度及び照射時間はマーク読取りに支障ない値に設
定することが必要である。

また、複数のマークを一度に検出する場合は、各マーク
にそれぞれ異るタイミングでＥＢ熱照射行ない、異るタ
イミングで検出するのが好ましく、これによれば、各Ｅ
Ｂ熱照射容易に区別化して単一の信号処理手段により検
出することができる。

また、センサとして光感応素子例えばＣＯＤ等を用いた
ときはＥＢ源の代りに光源を準備すれば良いことは明ら
かである。

第２図（ａ）はＥＢ放出ヘッドＭＢの一例を示す部分底
面図であり、１つのＥＢ放出源を示している。第２図（
ｂ）及び第２図（Ｃ）はそれぞれそのＢ−Ｂ断面図及び
Ｃ−Ｃ断面図である。

第２図において、ＧＬは絶縁基板であり、該基板は例え
ばガラス、セラミックス、結晶等からなる。該基板ＧＬ
の下面には同図に示した表面伝導型のＥＢ放出源がＢ−
Ｂ方向に１列に多数配列されている。このＥＢ放出源は
、基板ＧＬの下面に付された高抵抗薄膜ＲＳ及び電極Ｄ
Ｉ、Ｄ２を有している。高抵抗薄膜ＲＳは例えばＰｔ１
＾Ｕ％ＭＯ１Ｃ、Ｐｄ等の金属薄膜や５ｎ０２、Ｉｎ２
Ｏ，、、丁１０等の金属酸化物薄膜に高温通電して膜破
壊を生ぜしめることにより形成される。該高抵抗薄膜Ｒ
３の厚さは例えば１００〜１００００人程度であり、そ
の抵抗は例えば数にΩ〜数百ＭΩ程度である。図示され
るように、高抵抗薄膜ＲＳのＣ−Ｃ方向の両端には電極
ＤＩ、Ｄ２が接続されている。該電極は例えばＰｔ、　
Ａｕ、　Ａｇ等の金属からなる一般的な薄膜電極である
。

基板ＧＬの下面には、上記高抵抗薄膜Ｒ３の下方の部分
を除いて、電極Ｄｉ、Ｄ２をも覆うように絶縁層Ｉｓが
形成されている。該絶縁層は例えば５ｉ０２、ＳｉＮ％
Ｓｉ、Ｎ４．　ＡＩＮ％ＢＮ等からなる。絶縁層ｉｓの
下面には、高抵抗薄膜Ｒ５のＢ−Ｂ及びＣ−Ｃ方向の各
々に平行に１対の偏向電極Ｘ１−Ｘ２及びＹｌ−Ｙ２が
配置されている。該偏向電極も上記電極Ｄ１．Ｄ２と同
様の材料からなる。

Ｓ９．ＳＩＯは前述の光センサまたは電子センサである
。このセンサはさらに１対Ｙ方向に設けても良く、ある
いは円環状に設けても良い。このようにＥＢ発生源とセ
ンサを一体的に形成すると、センサとＥＢ発生源との位
置関係が固定されることにより検出精度が向上する。光
センサを用いるときは、第２図（Ｃ）に示すようにアラ
イメント用光源ＬＰもヘッドＭＢに内蔵するのが好まし
い。

光源ＬＰとして発光ダイオード等の固体素子を用いる場
合は、ＥＢ源、センサ等と共に半導体製造技術や厚膜・
薄膜製造技術により同時に成形することができる。

また、光源ＬＰとして、紫外さらには遠紫外光源を用い
た場合には、ウェハＷＦ上のレジストＷＲの刺激用とし
ても用いることができる。ＥＢ露光の前にこれを行なえ
ばルジストＷＲの表面に薄く難溶解層ができ、これはＥ
Ｂ露先によりさらに難溶解性になる。これによれば、描
画される線幅に対する膜厚の比を大きくすることができ
るので、感度あるいは解像度（アスペクト比）が向上し
好ましい。レジストとしては、例えば、商品名ｒ　ＲＤ
　２００ＯＮ　Ｊ　　（日立化成工業製）を用いること
ができる。また、光源ＬＰがヘッドＭＢに内蔵されてい
ると、ウェハＷＦとの相対穆動時に予備露光で診るので
装置全体が小型になるという利点がある。

さらに、この遠紫外光源ＬＰを露光時に薄膜Ｒ５（電子
放出部）に照射するようにしても良い。このようにすれ
ば、放出される電子の数が増大し、好ましい。また、光
源ＬＰが可視光源のと、きは、薄膜Ｒ３をいわゆる光陰
極素材とすれば同様の効果を得ることができる。光陰極
材としては、例えばアルカリ金属とＡｇ、　Ｂｉ、　Ｓ
ｂとの複合材で半導体性質を示す材料、銀−セシウム材
、アンチモン−セシウム材、ビスマス−セシウム材、マ
ルチアルカリ材等種々用いることができる。

また、ＥＢ発生源としては、この他、特開昭５４−１１
１２７２号公報（ｔｌｓＰ　４２５９６７８号）等に示
される半導体でなるものを用いても良い。また、太線幅
を描画するときにだけ光源ＬＰを薄膜Ｒ３に照射するよ
うにしても良い。

第３図は複数のＥＢ発生源ＥＳＩ、ＥＳ２を１車位のＥ
Ｂ発生源として設定したＥＢ放出ヘッドの例を示す部分
断面図である。この例によれば、低電圧駆動でも大量の
電子が放出でき好ましい。

またここでも、先と同様に光照射を加えればさらに効率
が良い。また、細線は単一のＥＢ源で、太線は複数のＥ
Ｂ源で描画すれば、描画速度を向上させることができる
。

また、フォーカシング用レンズＦＣや偏向電極ＡＤ等を
取り付けても良い。またさらに、このレンズＦＣや電ｉ
ＡＤを取り付ける部材を多室構成として真空度を順に低
くすれば大気中でのＥＢ露光も可能となる。すなわち同
図に示すように部材Ｖｌ、Ｖ２．Ｖ３等により多室を形
成し、１　ｓｔ。

２ｎｄ、３ｒｄの順に真空度を低下させれば良い。この
ようにすればウェハＷＦの吸者用として真空チャックＶ
Ｃを用いることもできる。また、このとき、センサＳ１
１．Ｓ１２は部材ｖｌ等の下面に取り付ければ良い。

第４図はさらに他のＥＢ放出ヘッドの例を示す部分断面
図である。同図において、ＢＧはこれまで説明したよう
なＥＢ放出源であるが、前述したように、ここからウェ
ハマークＷＭに向は電子ビームＥＢを照射するとウェハ
ＷＦから二次電子や反射電子２Ｅが発生する。そして、
これを基板ＭＢ側に一体的に形成したセンサ例えばＰ／
ＮジャンクションＰＮで受信することにより、ウェハマ
ークＷＭを検出する。ただしここでは、効率良く電子を
検出するため、円環状の電極Ｃ１及びＣ２を基板ＭＢ側
に取り付けである。また、電極Ｃ１とＥＢ発生源ＢＧ間
には電圧Ｖｅｘ、電極Ｃ２には電圧Ｖｄ、ＥＢ発生源Ｂ
ＧとウェハＷＦ間には電圧Ｖｃが図示の如く接続されて
いる。

したがって、例えばＶ　ｅ　ｘ　＝　１０〜１００　Ｖ
　。

ＶＣ＝１〜１０に■及びＶｄ＝１００Ｖをそれぞれ印加
すれば、二次電子や反射電子２ＥはＰ／Ｎジャンクシミ
ン部ＰＮに効率良く集合させることができる。

第５図は第１図の装置の一変形例を示す概略図である。

同図において、ヘッドＭＢＩは１チツプ毎に４個のＥＢ
源ＥＳＩ〜ＥＳ４を対応させて作製しである。その各Ｅ
Ｂ源には第１図の装置と同様にＸ、Ｙ偏向電極が備えら
れている。この場合、全チップについて、それぞれの４
つの分割領域を第１図の場合と同様の原理でＸ、Ｙ偏向
電極により同時に描画できるので、さらに描画速度が向
上する。また、ヘッドＭＢＩにはアライメント用マーク
ＭＭが設けられており、このマークとウェハアライメン
トマークＷＭＲとの位置合せを光照射により行なう。

描画は、この位置合せ後、まずこの時ヘッドＭＢＩの下
に位置しているＹ方向のチップ利金てのチップについて
行なう。そして、他のチップ列についてもこの後間欠（
ステップバイステップ）的に８動し同様の位置合せ及び
描画を繰り返す。

しかし、ウェハＷＦは通常円形であるから、ウェハアラ
イメントマークＷＭＲはＹ方向チップ列の全列に対して
設けられない場合もある。このときは、最初にウェハ中
心部の１列のみアライメントを行ない、後はノンフィー
ドバックで露光しても良い。あるいは最初にウェハＷＦ
の中心部のマークＷＭＲを用いてアライメントした後、
右方向に露光を進め、右半分が終了した段階で左方向に
反転し、マークＷＭＲを再び用いるかもしくは未露光部
のアライメントマークＷＭＬを用いて再びアライメント
した後、左方向の露光を行なうようにしても良い。

さらに他の位置合せ露光方法を示すため第５図にヘッド
ＭＢ２を示す。

この場合、ヘッドＭＢ２は初めウェハＷＦの左端部分に
位置しており、まず、ウェハステージに設けられたマー
クＳＭをセンサＳ１により検出してプリアライメントを
行なう。次に、この状態でマークＭｌ、Ｍ２とセンサＳ
２．Ｓ３によりずれ量計測を行なう。そして、露光の際
はＸ、Ｙ偏向電極の両方もしくはいずれかを用いて上記
ずれ量の補正を行ないながら露光する。次の列ではマー
りＭ３を用いて先と同様にずれ量計測を行ない、その結
果に基づいて露光する。さらにその次の列でも同様にず
れ量計測と露光を行なうが、その前にマークＷＭＬを用
いて再プリアライメントを行なっても良い。

また、マークＭ４を用いてその列に位置させたヘッドの
ずれ量計測を行ない、その位置で各ＥＢ源ＥＳ及び電極
Ｘｉ、Ｘ２のカバーしている領域を露光した後、ヘッド
またはクエへを連続移動させながら露光を行なわせ、そ
のチップ列が終了したらヘッドまたはウェハをマークＭ
５の位置で停止させ、先と同様の動作を行なわせるよう
にすることもできる。これはいわゆるステップアンドリ
ピートとステップアンドスキャン露光方式の中間タイプ
ということができる。

第６図は第１図の装置の他の変形例を示す。

同図（ａ）は、複数のヘッドＭＢＩ、ＭＢ２を設け、ウ
ェハＷＦの右半分、左半分を各々担当させるようにした
例で、これによればさらにスループットの向上を図るこ
とかできる。

同図（ｂ）は小直径のウェハＷＦＩ、ＷＦ２を単一のヘ
ッドＭＢで露光を行なうようにした例で、やはりスルー
ブツトを向上させることができる。

同図（ｃ）は長大なヘッドの製作が困難なとぎや８イン
チ以上の大直径ウェハＷＦに好適に対応できるように、
短いヘッドＭＢＩ、ＭＢ２．ＭＢ３をＹ方向に並べた例
である。このとき、各端部は前述の如くアライメントマ
ーク検出部や強度補強等の部分を必要とするのが通常で
あるから、同図のように千鳥足状に配置するのが好まし
い。

同図（ｄ）は単一のヘッドＭＢ内にＥＢ源を複数設け、
かつ放出されるＥＢの口径を異なるようにしたものであ
る。すなわちＥＢ源ＥＳＩ、ＥＳ２を大口径、ＥＢ源Ｅ
Ｓ３．ＥＳ４を中口径、ＥＢ源ＥＳ５〜ＥＳ８・・・を
小口径のＥＢ源とし、通常はまずＥＢ源ＥＳ５〜ＥＳ８
・・・を用いて線幅中と大の部分は残したままでとりあ
えず露光を行ない、その後、中あるいは大の線幅部分を
ＥＢ源ＥＳ４．ＥＳ２等を用いて露光する。このとき、
ヘッドもしくはウェハは各チップの該当線幅部分を露光
できるように移動させる。

第７図はさらに他の変形例を示す模式図である。このＥ
Ｂ放出ヘットハ、ウェハマークをヘッド側に設けたセン
サによらず、ウェハＷＦで吸収される電流の大きさによ
り検出するようにしたものである。

同図において、ＷＦは半導体を含むウェハである。ＧＬ
は複数の電子ビームＥＢＩ〜ＥＢ７のそれぞれの発生源
ＢＧＩ〜ＢＧ７が備えられた単一の基板で、例えば特開
昭５４−１１１２７２号公報や特開昭５８−１５５２９
号公報に記載のガラス、半導体等の基板を用いることが
できる。ＢＳは電子ビーム発生源ＢＧＩ〜ＢＧ７の選択
駆動回路、ＣＣは全体の制御部、ＡＳはウェハＷＦ上の
アライメントマークＷＭＩ〜ＷＭ７を検出する電子ビー
ムの吸収電流検出回路である。また、必要に応じて第２
及び３図を用いて説明したような電子レンズ、偏向電極
あるいはブランキング電極（図示せず）を備える。

この構成において、今、ウェハＷＦ上のアライメントマ
ークが実線ＷＭ２．ＷＭ６の位置のとぎ、実回路素子パ
ターンはその内部となる。したがってこの場合、まず、
実回路素子パターン描画用として電子ビームＥＢ３．Ｅ
Ｂ４．ＥＢ５が、アライメントマーク検出用として電子
ビームＥＢ２．ＥＢ６が選択回路ＢＳにより選択される
。次に電子ビームＥＢ２．ＥＢ６を出射してウェハＷＦ
で吸収させその電流の大きさを周知の手法で検出するこ
とにより、マークＷＭ２．ＷＭ６の位置検出を行なう。

ただし、前述のように、電子ビームＥＢ２とＥＢ６は、
区別できるように異るタイミングで出射して検出する。

そしてこれに基づぎウェハＷＦをアライメントし、次い
で電子ビームＥＢ３．ＥＢ４．ＥＢ５により、第１又は
第５図において示したように、回路パターンの露光を行
なう。

一方、アライメントマークが破線ＷＭ３゜ＷＭ５のとき
は、アライメント用として電子ビームＥＢ３．ＥＢ５が
用いられ、電子ビームＥＢ４及び／又はＥＢＩ、ＥＢ２
．ＥＢ６．ＥＢ７が露光用に使われる。また、破線ＷＭ
Ｉ、ＷＭ７がアライメントマークのときは、電子ビーム
ＥＢＩ。

ＥＢ７がアライメント用、電子ビームＥＢ２〜ＥＢ６が
露光用となる。

［発明の適用範囲］ なお、本発明は、以上の実施例で説明した電子線による
半導体回路パターンの露光（描画）のみならず、荷電ビ
ーム感応媒体を用いた記録媒体に対してのデータ書込み
や、荷電粒子センサとの組合せによりそのようなデータ
の読取りにも適用することが可能である。

具体的には例えば、光ディスクや光カード等の光磁気記
録媒体あるいはマイクロフィルムの記録やトラッキング
等において、書込み用と読出し用の用途に使い分けて用
いることができる。

また、半導体機能検査用としての電子ビームプローブテ
スタとしてもチップサイズや測定点に応じて電子ビーム
発生源を選択するようにして用いることができる。この
ときは、測定用の電子ビーム発生源の他は出力を禁止し
ておけばよい。

また、複数の用途に用いる場合、各用途で、さらには各
電子ビーム源で、各々出力エネルギーを異るようにする
ことも容易であり、先の実施例に採用して好適である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は次のような効果を奏する。

（１）複数の荷電ビーム源により露光等が行なえるため
、処理が迅速である。

（２）複数の荷電ビーム発生源を適確に配置することに
より、発熱やビーム間の干渉の問題を避けることができ
る。また、発熱が極小にできるので装置の耐久性が優れ
ている。

（３）単一の基板に複数の電子源等を一体的に成形でき
るため、装置の小型化及び高精度化を実現することがで
きる。

（４）描画（照射）パターンデータを複数バッファを交
互に用いて間断なく各荷電ビーム発生源に転送すること
により、さらに処理速度を向上させることができる。

（５）荷電ビーム発生源を複数配した単一基板を複数並
列的に配置することにより、さらに処理速度を向上させ
ることができる。

（６）荷電ビーム発生源を複数配した単一基板を複数直
列的に配置することにより、大きな媒体についてさらに
処理速度を向上させることができる。

（７）予じめ感応媒体を紫外線等で照射しておくことに
より、描画されあるいは書き込まれた情報のアスペクト
比を高めることができる。

（８）電子ビーム放出に際して、電子ビーム発生源の電
子ビーム放出部を紫外線等により照射することにより、
電子ビームの発生効率を高めることができる。また、こ
れによりビーム強度を調整することもできる。

（９）１つの荷電ビーム発生源を複数の荷電ビーム放出
部で構成することにより、低電圧駆動でも大量の電子を
放出することができる。また、ビーム強度を容易に調整
することもでき、例えば、細い線と太い線の描画に対応
させることにより描画速度を向上させることができる。

（ｌＯ）荷電ビーム発生源に真空遮断壁を設けることに
より、装置を大気中に置くことができ、したがって、例
えば媒体吸着用として真空チャックを用いることができ
る。また、高真空部にセンサ等を設けるようにすればコ
ンタミネーションによる問題を回避することもできる。

（１１）放出ビームのサイズが異なる複数種の荷電ビー
ム発生源を備えることにより、必要とするビームサイズ
・に応じて各荷電ビーム発生源を使い分けて用いること
ができる。

（１２）各荷電ビーム発生源に偏向手段を設けることに
より、静止状態においても広い範囲を荷電ビーム照射す
ることができ、また、ビーム方向の微調整を精確かつ容
易に行なうことができる。

（１３）時系列的に発した荷電ビームによりアライメン
トマーク等を検出することにより、荷電ビーム間の干渉
の影響なく位置合せすることかてぎ、また、検出ビーム
の区別化が容易である。

（１４）荷電ビーム又は該荷電ビームの２次もしくは反
射電子を検出する手段を設けることにより、特別の光源
及びその検出手段を設けなくてもアライメントを行なう
ことができ、装置をより小型化・簡略化することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る荷電ビーム装置を半
導体ウェハの露光に適用した場合の構成を示す概略図、 第２図は、第１図の装置に用い得るヘッドの具体例を示
す部分図で、同図（ａ）は底面図、同図（ｂ）は同図（
ａ）のＢ−Ｂ断面図、同図（Ｃ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ
断面図、 第３及び４図は、第１図の装置に用い得るヘッドの他の
例を示す部分断面図、 第５図は、第１図の装置の一変形例を示す概略図、 第６図は、第１図の装置の他の変形例を示す模式図、そ
して 第７図は、第１図の装置のさらに他の変形例を示す模式
図である。 ＭＢ、ＭＢＩ、ＭＢ２．ＭＢ３　：電子ビーム放出ヘッ
ド、ＥＳ、ＥＳＯ〜Ｅ　Ｓ　１５　：電子ビーム発生源
、ＷＦ、ＷＦＩ、ＷＦ２：ウェハ、Ｍ　１〜Ｍ８．　　
ＷＭ、　　ＷＭＩ　〜ＷＭ？、　　ＷＭＲ：アライメン
トマーク、Ｓ１〜Ｓ１２：センサ、ＸＩ、Ｘ２．Ｙｌ、
Ｙ２．ＡＤ：偏向電極、ＣＰＩ　〜ＣＰ３４．ＣＰｎ　
：　１チツプに相当する露光領域、ＭＳ：ステージ、Ｐ
ｘ、Ｐｙ。 ＰＧ：“圧電素子、ＣＰＩＬＪ：上半分領域、ＣＰＩＬ
：下半分領域、ＰＧ：１チツプパターンジエネレータ、
ＭＵ、ＭＬ：メモリ、ＧＬ：基板、Ｒ８：高抵抗薄膜、
Ｄｉ、Ｄ２：電極、ＩＳ；絶縁層、ＬＰ−光源、ＷＲニ
レジスト、ＦＣ：フォーカシング用レンズ、ＰＮ　：　
Ｐ／Ｎジャンクション、ＥＢ、ＥＢＩ〜ＥＢ７　：電子
ビーム、ＣＣ：制御部、ＡＳ：検出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の荷電ビーム放出部と該複数の荷電ビーム放出
   部から発する荷電ビームを単一ビームに集束させるビー
   ム集束手段とを具備することを特徴とする荷電ビーム発
   生装置。 ２、さらに、前記荷電ビームを偏向する手段を設けたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の荷電ビーム
   発生装置。 ３、前記荷電ビームが電子ビームであり、前記ビーム集
   束手段が電子レンズまたは電極である特許請求の範囲第
   １項記載の荷電ビーム発生装置。 ４、前記荷電ビーム放出部からの荷電ビームを検出する
   検出手段を有する特許請求の範囲第１項記載の荷電ビー
   ム発生装置。 ５、前記荷電ビーム放出部が複数、単一の基板に配され
   ている特許請求の範囲第１項記載の荷電ビーム発生装置
   。