JP2003511855A - Array of multi-charged particle beam radiation columns - Google Patents

Array of multi-charged particle beam radiation columns

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JP2003511855A
JP2003511855A JP2001529004A JP2001529004A JP2003511855A JP 2003511855 A JP2003511855 A JP 2003511855A JP 2001529004 A JP2001529004 A JP 2001529004A JP 2001529004 A JP2001529004 A JP 2001529004A JP 2003511855 A JP2003511855 A JP 2003511855A
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photocathode
array
gate electrode
particle beam
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JP2001529004A
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Japanese (ja)
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マリアン マンコス,
タイ−ホン, ピー. チャン,
キム, ワイ. リー,
シィー., ネイル バーグルンド,
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エテック システムズ インコーポレイテッド
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    • H01J2237/31779Lithography by projection from patterned photocathode

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、電子ビームソースに関し、特に多数の電子ビームの発生に関する。 【解決手段】 荷電粒子(電子)ビームコラムを備えるアレイを用い、そのアレイには、複数の荷電粒子ビームにターゲットをそれぞれ選択的に曝露する複数の荷電粒子ビームコラムが含まれるリソグラフ装置。各荷電粒子ビームコラムには複数の荷電粒子ビームを選択的に発生するビームソースと、荷電粒子ビームに同軸であって、ビームソースからの複数の荷電粒子ビームを加速する陽極と、荷電粒子ビームに同軸であって、荷電粒子ビームを縮小するレンズが含まれる。ビームソースは、照明されたときに多数の電子ビームを選択的に供給する光電陰極アレイである。   (57) [Summary] The present invention relates to an electron beam source, and more particularly to generating multiple electron beams. A lithographic apparatus includes an array having a charged particle (electron) beam column, the array including a plurality of charged particle beam columns for selectively exposing a target to a plurality of charged particle beams. Each charged particle beam column has a beam source that selectively generates a plurality of charged particle beams, an anode that is coaxial with the charged particle beam and accelerates the plurality of charged particle beams from the beam source, and a charged particle beam. A coaxial lens is included that reduces the charged particle beam. A beam source is a photocathode array that selectively supplies a number of electron beams when illuminated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

本発明は、電子ビームソースに関し、特に多数の電子ビームの発生に関する。   The present invention relates to electron beam sources, and more particularly to the generation of multiple electron beams.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

高分解能電子ビームソースは、走査電子顕微鏡、欠陥検出機器、VLSI検査装置
や電子ビーム(e−ビーム)リソグラフィ等のシステムに使用される。一般に、
e−ビームシステムには、電子ビームソースと電子光学装置が含まれる。電子は
ソースから加速され、ターゲットに画像が明確に形成されるよう焦点調整される
。これらのシステムには定型的に高輝度の物理的には小型の電子ソースが用いら
れる。
High resolution electron beam sources are used in systems such as scanning electron microscopes, defect detection equipment, VLSI inspection equipment and electron beam (e-beam) lithography. In general,
The e-beam system includes an electron beam source and an electro-optical device. The electrons are accelerated from the source and focused to clearly form an image on the target. These systems typically use a bright, physically small electronic source.

【0003】 近年における光学リソグラフィ技法の改善によって集積回路における回路要素
の線幅を相当量縮小できるようになった。しかし、光学的な方法では早晩、分解
能の限界に達してしまうであろう。線幅がより小さい回路要素(例えば約0.1
μm未満のもの)の製造には、X線リソグラフィやe−ビームリソグラフィ等の
新規の技法が要求される。
Improvements in optical lithography techniques in recent years have enabled a considerable reduction in the linewidth of circuit elements in integrated circuits. However, optical methods will soon reach the limit of resolution. Circuit elements with smaller line width (for example, about 0.1
The production of (less than μm) requires new techniques such as X-ray lithography and e-beam lithography.

【0004】 e−ビームリソグラフィでは、制御自在な電子ソースが求められる。パターン
化したe−ビームのアレイの形成に使用する光電陰極を図1に示す。Baum et al
.の米国特許第5、684、360号、標題"Electron Sources Utilizing Negat
ive Electron Affinity Photocathods with Ultra-Small Emission Areas"に、
このタイプのパターニング光電陰極システムが説明されている。
In e-beam lithography, a controllable electron source is required. The photocathode used to form the patterned array of e-beams is shown in FIG. Baum et al
US Patent No. 5,684,360, entitled "Electron Sources Utilizing Negat"
ive Electron Affinity Photocathods with Ultra-Small Emission Areas ",
This type of patterned photocathode system has been described.

【0005】 三つの光電陰極110を伴い、透明な基板101と光電放射層102を含む光
電陰極アレイ100を図1に示す。光電陰極は、照射領域105で光電放射層1
02上に焦点調整される光ビーム103によって背面照明される。光電放射層1
02上での背面からの照明の結果、各照射領域105の反対側にある放射領域1
08に電子ビーム104が発生する。光電放射体(フォトエミッタ)が前面で照
明される、即ち電子ビームを放射する光電放射体の面と同一面に光ビームが入射
する構成の他のシステムが設計されている。
A photocathode array 100 including a transparent substrate 101 and a photoemissive layer 102 with three photocathodes 110 is shown in FIG. The photocathode is the photoemissive layer 1 in the illuminated area 105.
Back-illuminated by a light beam 103 focused on 02. Photoelectric emission layer 1
Radiation area 1 on the opposite side of each illumination area 105 as a result of the backside illumination on 02.
The electron beam 104 is generated at 08. Other systems have been designed in which the photoemitter is illuminated in the front, that is to say the light beam is incident on the same plane as the photoemitter emitting the electron beam.

【0006】 光ビーム103又は電子ビーム104は屡々マスキングされる。図1では、光
を照射スポット108に入射させるが、光電放射層102の他の領域に光が入射
するのを防止するマスク106を使用して光ビーム103のマスキングが行われ
る。図1には放射領域に対応する一定の表面スポットに限って電子を光電放射層
102から放出させるマスク107も記載されている。光電陰極には光ビーム1
03が照射スポット105に限って入射するよう光ビームをブロックすべく透明
基板101と光電放射層102との間にマスクを設けてもよい。一般に、光電陰
極110にはマスキング層を含めなくともよく、あるいは一層又はそれ以上のマ
スキング層を設けてもよい。
The light beam 103 or the electron beam 104 is often masked. In FIG. 1, the light beam 103 is incident on the irradiation spot 108, but the light beam 103 is masked by using a mask 106 that prevents the light from entering the other regions of the photoelectric emission layer 102. FIG. 1 also shows a mask 107 that causes electrons to be emitted from the photoelectric emission layer 102 only in a certain surface spot corresponding to the emission region. 1 light beam on the photocathode
A mask may be provided between the transparent substrate 101 and the photoelectric emission layer 102 so as to block the light beam so that 03 enters only the irradiation spot 105. In general, the photocathode 110 may not include a masking layer or may be provided with one or more masking layers.

【0007】 各照射領域105は形状がより大きなピクセルを表す単一の円形スポットで差
し支えなく、そのより大きな形状は光電陰極アレイ100において多数の光電陰
極110を備える集成体によって形成される。その場合、光電陰極100に入射
する光ビームに与えられ得る波長と同等に、照射領域105は小さくてよい。定
型的に、ピクセル照射領域をグループ化したものは100〜200μmの寸法を
有する。各ピクセルは0.1μmという小さな寸法(即ち直径)にすることがで
きる。代わって、照射スポット105と放射領域108はより大きな形状にする
ことができる。いずれの場合も、放射領域108によって形成される画像は照射
領域105の全体が光ビーム103によって照明されている限りe−ビーム10
4に転送されることになる。
Each illuminated area 105 can be a single circular spot that represents a larger pixel in shape, the larger shape being formed by an assembly with multiple photocathodes 110 in the photocathode array 100. In that case, the irradiation area 105 may be as small as the wavelength that can be given to the light beam incident on the photocathode 100. Typically, a group of pixel illuminated areas have dimensions of 100-200 μm. Each pixel can be as small as 0.1 μm (ie diameter). Alternatively, the illumination spot 105 and the emission area 108 can be shaped larger. In either case, the image formed by the emissive region 108 will be e-beam 10 as long as the entire illuminated region 105 is illuminated by the light beam 103.
4 will be transferred.

【0008】 光電放射層102は光で照射されると電子を放射するいかなる材料からも作ら
れる。これらの材料には金属膜(金、アルミニューム等)が含まれ、負性親和力
(NEA)の光電陰極の場合、半導体材料(特に砒化ガリウムのようなIII-V族
化合物)が含まれる。負性電子親和力(NEA)の光電陰極における光電放射層
はBaum の明細書(US Patent No. 5,684,360)に説明されている。
Photoelectric emitting layer 102 is made of any material that emits electrons when illuminated with light. These materials include metal films (gold, aluminum, etc.) and, in the case of negative affinity (NEA) photocathodes, semiconductor materials (particularly III-V compounds such as gallium arsenide). Photoemissive layers in negative electron affinity (NEA) photocathodes are described in Baum (US Patent No. 5,684,360).

【0009】 材料の仕事関数より大きなエネルギーの光子で照射されると、光電放射層10
2は電子を放射する。定型的に、光電放射層102は電子が補充されるように接
地する。光電放射層102は放射領域108から放射される電子のビームをより
良く照射制御するように放射領域108で成形してもよい。e−ビームの更なる
制御は図2に示す真空排気コラムにおいてなされる。
When irradiated with photons having an energy higher than the work function of the material, the photo-emissive layer 10
2 emits an electron. Typically, the photo-emissive layer 102 is grounded so that electrons can be replenished. The photo-emissive layer 102 may be shaped in the emitting region 108 to better control the irradiation of the beam of electrons emitted from the emitting region 108. Further control of the e-beam is done in the vacuum pump column shown in FIG.

【0010】 光ビーム103は通常、レーザから発せられるが、UVランプのようなランプ
から発してもよい。焦点105の各々を照明するため、レーザ出力又はランプ出
力は定型的には数本のビームに分割される。一組の平行な光ビーム103は1つ
のレーザとビームスプリッタを使用して創生することができる。平行な光ビーム
は1つのUVソースから発してもよい。代わって、光源に十分な強度がアレイば
、光電放射アレイ100全体を照明してもよい。
The light beam 103 is typically emitted from a laser, but may be emitted from a lamp such as a UV lamp. To illuminate each of the focal points 105, the laser or lamp output is typically split into several beams. A set of parallel light beams 103 can be created using one laser and beam splitter. The collimated light beam may originate from one UV source. Alternatively, the entire photoemissive array 100 may be illuminated if the light source has sufficient intensity in the array.

【0011】 光ビーム103中の光子は光電放射層102の少なくとも仕事関数だけのエネ
ルギーを有する。光ビーム103の強度は焦点105において発生する電子の数
に関係し、従って、放射領域108から放射される電子の数に関係する。光電放
射層102は十分に薄く、光ビーム103中の光子のエネルギーは十分に大きい
ため、照射領域103で発生する示差的な数の電子が移動し、最終的には放射層
108から放射される。
The photons in the light beam 103 have energy of at least the work function of the photo-emissive layer 102. The intensity of the light beam 103 is related to the number of electrons generated at the focus 105, and thus to the number of electrons emitted from the emitting area 108. Since the photoelectric emission layer 102 is sufficiently thin and the energy of photons in the light beam 103 is sufficiently large, the differential number of electrons generated in the irradiation region 103 moves and is finally emitted from the emission layer 108. .

【0012】 透明基板101は光ビームに対し透明であり、従来のコラム又はマイクロコラ
ムでもよい電子ビームコラム内に光電陰極デバイスを支持する上で構造的には十
分に堅固である。光ビームに焦点調整レンズを供するため、透明基板101は光
ビーム103が入射する面で成形されても差し支えない。サファイヤ、あるいは
溶融シリカのような他の基板材料も使用されるが、透明基板101は定型的にガ
ラスである。
The transparent substrate 101 is transparent to the light beam and is structurally sufficiently rigid to support the photocathode device in an electron beam column, which may be a conventional column or a microcolumn. Since the focus adjusting lens is provided for the light beam, the transparent substrate 101 may be shaped on the surface on which the light beam 103 is incident. The transparent substrate 101 is typically glass, although other substrate materials such as sapphire or fused silica are also used.

【0013】 透明基板101の表面上にマスク106が存在するか、あるいは透明基板10
1と光電放射層102相互間に配されていれば、その基板は光ビーム103に対
し不透明である。マスク107が存在すれば、そのマスクは電子を吸収し、それ
によって放射領域108からの電子の放出が防止される。マスク107が導電性
でアレイば、マスク107は更に光電放射層102に対し電気的な接地の便も提
供する。
The mask 106 exists on the surface of the transparent substrate 101, or the transparent substrate 10
1, the substrate is opaque to the light beam 103. The presence of mask 107, if present, absorbs electrons, thereby preventing emission of electrons from emissive region 108. If the mask 107 is a conductive array, the mask 107 also provides an electrical grounding facility for the photo-emissive layer 102.

【0014】 光電陰極100は従来の電子ビームコラム又はマイクロコラム中に組み入れて
もよい。マイクロコラムの作用に関係する情報は一般に、以下の論文に記述され
ている:Journal of Vacuum Science Technology Bulletin 14(6), pp.3792-96,
Nov./Dec. 1996, E. Kratschmer et al. ,"Experimental Evaluation of a 20x
20mm Footprint Microcolumn", Microelectronic Engineering 32, pp.113-130,
1996, T.H.P. Chang et al., "Electron Beam Technology−SEM to Microcolum
n", Electron Beam Source and Charged-Particle Optics, SPIE Vol. 252,pp.4
-12, 1995、 T.H.P. Chang et al., "Electron Beam Microcolumn Technology A
nd Applications", Journal of Vacuum Science Technology Bulletin 13(6), p
p.2445-49、1995, M.G.R Thomson and T.H.P. Chang, "Lens and Deflector Des
ign for Microcolumns", Journal of Vacuum Science Technology Bulletin 13(
6), pp.2468-72, Nov./Dec. 1995, H.S.Kim et al., "Miniature Schottky Elec
tron Source", Journal of Vacuum Science Technology Bulletin 14(6), pp. 3
774-80, Nov./Dec. 1996, T.H.P. Chang et al., "Electron-Beam Microcolumns
for Lithography and Related Applications", T.H.P. Chang et al., US Pate
nt No. 5,122,663, T.H.P. Chang et al., UP Patent No. 5,155,412。
The photocathode 100 may be incorporated into a conventional electron beam column or microcolumn. Information relating to the action of microcolumns is generally found in the following paper: Journal of Vacuum Science Technology Bulletin 14 (6), pp.3792-96,
Nov./Dec. 1996, E. Kratschmer et al., "Experimental Evaluation of a 20x
20mm Footprint Microcolumn ", Microelectronic Engineering 32, pp.113-130,
1996, THP Chang et al., "Electron Beam Technology-SEM to Microcolum
n ", Electron Beam Source and Charged-Particle Optics, SPIE Vol. 252, pp.4
-12, 1995, THP Chang et al., "Electron Beam Microcolumn Technology A
nd Applications ", Journal of Vacuum Science Technology Bulletin 13 (6), p
p.2445-49, 1995, MGR Thomson and THP Chang, "Lens and Deflector Des
ign for Microcolumns ", Journal of Vacuum Science Technology Bulletin 13 (
6), pp.2468-72, Nov./Dec. 1995, HSKim et al., "Miniature Schottky Elec
tron Source ", Journal of Vacuum Science Technology Bulletin 14 (6), pp. 3
774-80, Nov./Dec. 1996, THP Chang et al., "Electron-Beam Microcolumns
for Lithography and Related Applications ", THP Chang et al., US Pate
nt No. 5,122,663, THP Chang et al., UP Patent No. 5,155,412.

【0015】 電子ソースとして光電陰極アレイ100を使用した代表的な電子ビームコラム
200を図2に示す。コラム200は減圧脱気されたコラムチャンバ内に密閉さ
れている。光電陰極アレイ100は減圧脱気されたコラムチャンバ内に完全に閉
ざしても差し支えなく、あるいは透明基板101は、光ビーム103が真空チャ
ンバの外部からアクセスするための真空チャンバへの窓を形成してもよい。電子
ビーム104は放射領域108から減圧脱気されたコラムチャンバの内部に放射
され、放射領域108の画像を搬送する。電子ビームはコラム200の他の構成
要素によって成形されてもよい。
A typical electron beam column 200 using the photocathode array 100 as an electron source is shown in FIG. The column 200 is sealed in a column chamber that has been degassed under reduced pressure. The photocathode array 100 can be completely closed in a vacuum degassed column chamber, or the transparent substrate 101 forms a window to the vacuum chamber for the light beam 103 to access from outside the vacuum chamber. Good. The electron beam 104 is emitted from the emission region 108 into the inside of the column chamber that has been degassed under reduced pressure, and carries the image of the emission region 108. The electron beam may be shaped by other components of column 200.

【0016】 電子ビーム104は陽極201と光電放射層102との間に印加した電圧によ
って光電陰極アレイ100と陽極201相互間で加速される。電源208(真空
チャンバの外部に格納されている)により光電陰極アレイ100と陽極201相
互間に創生される電圧は定型的には数キロボルト〜数十キロボルトの範囲である
。電子ビームは次いで、制限されたアパーチャ202上に電子ビームを焦点調整
する電子レンズ204を通過する。制限パーチャ202は電子ビームのうちの目
標とするものより大きい放射立体角を有する成分をブロックする。電子レンズ2
05は電子ビームを再度焦点調整する。電子レンズ204、205は電子ビーム
が搬送してきた画像をターゲット207上に焦点調整し、縮小する。偏向器20
3は電子ビームを横方向にシフトさせ、電子ビームが搬送してきた画像のターゲ
ット207上での位置制御をできるようにする。
The electron beam 104 is accelerated between the photocathode array 100 and the anode 201 by the voltage applied between the anode 201 and the photoelectric emission layer 102. The voltage generated between the photocathode array 100 and the anode 201 by the power supply 208 (stored outside the vacuum chamber) is typically in the range of several kilovolts to tens of kilovolts. The electron beam then passes through an electron lens 204 that focuses the electron beam onto a restricted aperture 202. The limiting aperture 202 blocks those components of the electron beam that have a larger emission solid angle than the target. Electronic lens 2
05 refocuses the electron beam. The electron lenses 204 and 205 adjust the focus of the image carried by the electron beam on the target 207 and reduce the image. Deflector 20
Reference numeral 3 shifts the electron beam in the lateral direction so that the position of the image carried by the electron beam on the target 207 can be controlled.

【0017】 0.1μmリソグラフィシステムでは、ターゲット207上に入射する円形ピ
クセルのサイズは0.05μmのオーダーである。それ故、照射領域108の画
像は放射領域108のサイズに従い、係数、約2〜10だけ縮小させる必要があ
る。ターゲット207は半導体ウエハ又はマスクブランクでよい。
In a 0.1 μm lithography system, the size of a circular pixel incident on the target 207 is on the order of 0.05 μm. Therefore, the image of the illuminated area 108 needs to be scaled down by a factor, approximately 2-10, depending on the size of the illuminated area 108. The target 207 may be a semiconductor wafer or a mask blank.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

従来の可変成形電子ビームリソグラフィコラムは1つ又はそれ以上の成形アパ
ーチャを経ることにより電子ビームを偏向させて電子ビームを成形する。成形さ
れた電子ビーム内に結果として得られる画像は次いで、大規模なトータルリニヤ
コラム縮小を伴ってターゲット207に転送される。 大規模なトータルリニヤ
コラム縮小(電子レンズ204、205により行われる)が必要なことにより、
大きなコラム長と、コラムの電子流密度を究極的に制限する電子間相互作用の増
大が結果される。当該コラムがリソグラフィに使用されるときに、電子流密度が
低ければ結果として得られるスループットは小さくなる。
A conventional variable shaped electron beam lithography column shapes an electron beam by deflecting the electron beam through one or more shaping apertures. The resulting image in the shaped electron beam is then transferred to the target 207 with a large total linear column reduction. Due to the need for large-scale total linear column reduction (performed by the electronic lenses 204, 205),
The result is a large column length and increased electron-electron interactions that ultimately limit the electron flow density in the column. When the column is used for lithography, a low electron flow density results in a low throughput.

【0019】 e−ビームシステムの使用における他の既知の大きな短所としては、光源(通
常はレーザ)自身を変調しないと電子ビームを変調できないことである。レーザ
の変調には定型的には数量的に多くの制御複合回路が含まれ、大きな空間を必要
とし、速度が遅くなる可能性がある。更に、光電陰極のパターン化したアレイで
は、アレイ内での個々の光電陰極の変調は極端に難しい。終わりにあたって、半
導体材料のプロセッシングに対する将来の要求に適合させるため、リソグラフィ
システムにはより高い分解能が求められている。
Another known shortcoming in the use of e-beam systems is that the electron beam cannot be modulated without modulating the light source (usually the laser) itself. Modulation of the laser typically involves a large number of control complex circuits, requires a large amount of space and can be slow. Moreover, with patterned arrays of photocathodes, the modulation of individual photocathodes within the array is extremely difficult. To conclude, lithography systems require higher resolution to meet future demands for processing semiconductor materials.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本発明の一実施例は、荷電粒子ビームコラムを備えるアレイを有しており、各
荷電粒子ビームコラムが選択的に多数の荷電粒子ビームに対して1つのターゲッ
トを曝露する。各荷電粒子ビームコラムには複数の荷電粒子ビームを選択的に発
生するビームソース、ビームソースからの複数の荷電粒子ビームを加速するもの
で、荷電粒子ビームと同軸な陽極、及び荷電粒子ビームを縮小するもので、荷電
粒子ビームと同軸なレンズが含まれる。
One embodiment of the present invention comprises an array with charged particle beam columns, each charged particle beam column selectively exposing one target to multiple charged particle beams. In each charged particle beam column, a beam source that selectively generates a plurality of charged particle beams, a plurality of charged particle beams from a beam source are accelerated, and an anode coaxial with the charged particle beam and a charged particle beam are reduced. And includes a lens coaxial with the charged particle beam.

【0021】 一実施例では、ビームソースは、照射の際に多数の電子ビームを選択的に供給
する光電陰極アレイである。この実施例において、光電陰極アレイにはゲート電
極に印加された電圧に応じて電子ビームを変調するゲート電極を含む少なくとも
1つの光電陰極、及び少なくとも1つのパッドが含まれるが、ここで少なくとも
1つのパッドは接続線によって少なくとも1つの光電陰極のゲート電極に電気的
に接続され、少なくとも1つのパッドによって少なくとも1つの光電陰極のゲー
ト電極の外部制御ができるようになる。
In one embodiment, the beam source is a photocathode array that selectively provides multiple electron beams upon irradiation. In this embodiment, the photocathode array includes at least one photocathode that includes a gate electrode that modulates the electron beam in response to a voltage applied to the gate electrode, and at least one pad, where at least one photocathode. The pad is electrically connected to the gate electrode of the at least one photocathode by a connecting line, and the at least one pad enables external control of the gate electrode of the at least one photocathode.

【0022】 それによって、本発明の一実施例にはパターンをターゲット上に画像をイメー
ジ化する方法が含まれ、その方法には複数の荷電粒子ビームを発生させるステッ
プ、上記ビームをグループに集合させるステップ、荷電粒子ビームのクループの
各々を選択的に制御するステップ、及びグループの各々をターゲット上に向けて
方向設定するステップが含まれる。この実施例では、グループの各々は1つの荷
電粒子ビームコラム内に収容されている。
Accordingly, one embodiment of the present invention includes a method of imaging an image of a pattern on a target, the method comprising generating a plurality of charged particle beams, the beams being grouped together. Steps, selectively controlling each of the groups of charged particle beams, and directing each of the groups onto a target. In this example, each of the groups is contained within one charged particle beam column.

【0023】 本発明と、その様々な実施例を以下の図と付属本文と共に更に詳しく解説する
The invention and its various embodiments are described in more detail in conjunction with the following figures and accompanying text.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

図3A、図3Bは、本発明による光電陰極300の実施例の側面図である(従
来の関連ハウジング、電気リード等は記載が省略されている)。図3Aでは、光
電放射体302が透明基板301上に堆積されている。透明基板301は支持を
する上で十分な構造的強度を有する他の透明材料を採用することができるが、通
常は、ガラス、溶融シリカやサファイヤである。
3A and 3B are side views of an embodiment of the photocathode 300 according to the present invention (the related art housings, electrical leads, etc. are not shown). In FIG. 3A, a photoemitter 302 is deposited on a transparent substrate 301. The transparent substrate 301 may be made of another transparent material having a sufficient structural strength to support it, but is usually glass, fused silica or sapphire.

【0025】 光ビーム303は透明基板301上に入射し、透明基板301を通過し、照射
領域308で光電放射体302によって吸収される。光電放射体302は光ビー
ム303が照射領域308上に入射すると、照射領域308の反対側にある光電
放射体302の表面上に位置する照射領域305から電子を放射する。
The light beam 303 is incident on the transparent substrate 301, passes through the transparent substrate 301 and is absorbed by the photoelectric radiator 302 in the illuminated area 308. When the light beam 303 is incident on the irradiation region 308, the photoelectric radiator 302 emits electrons from the irradiation region 305 located on the surface of the photoelectric radiator 302 opposite to the irradiation region 308.

【0026】 照射領域305は、ゲート電極307が電界を決定するような、いかような形
状でも、いかなるサイズにも一般的にはすることができる。若干の有用な形状に
は円形、方形、矩形、八角形及び六角形が含まれる。照射領域308は少なくと
も照射領域305を覆わねばならない。
Irradiated region 305 can generally be any shape and any size such that gate electrode 307 determines the electric field. Some useful shapes include circles, squares, rectangles, octagons and hexagons. The illuminated area 308 should cover at least the illuminated area 305.

【0027】 照射領域305は、ゲート絶縁体306によって取り囲まれるが覆われること
はないように、ゲート絶縁体306が光電放射体302上に堆積される。ゲート
絶縁体306はいかような電気絶縁材料から作製してもよく、好ましくはSiO 2 から作製する。ゲート電極307は、放射領域305から遠ざかる方向にゲー
ト絶縁体の面に堆積される。ゲート電極307はいかなる導電材料からも作製で
きる。
[0027]   The illuminated area 305 is surrounded by but covered by the gate insulator 306.
Gate insulator 306 is deposited on the photoemitter 302 so that there is no Gate
Insulator 306 may be made of any electrically insulating material, preferably SiO. 2 Create from. The gate electrode 307 is placed in a direction away from the emitting region 305.
Deposited on the surface of the insulator. The gate electrode 307 can be made of any conductive material.
Wear.

【0028】 光電放射体302は照明された際に電子を放射するいかような材料からでも作
製できる。最も効率的な光電放射材料にはセシウムテルリウム(Cs2Te)の
ような半導体と、金、アルミニウム及び炭化物材料のような材料が含まれる。更
に、砒化ガリウム(GaAs)等の多くのIII-V族半導体は適切な光電放射体材
料である。好ましくは、光電放射体302には約100Åの厚さをもたせる。
The photo-emitter 302 can be made of any material that emits electrons when illuminated. The most efficient photoelectric emitting materials include semiconductors such as cesium tellurium (Cs 2 Te) and materials such as gold, aluminum and carbide materials. In addition, many Group III-V semiconductors such as gallium arsenide (GaAs) are suitable photoemitter materials. Preferably, the photoemitter 302 has a thickness of about 100Å.

【0029】 光電放射体302は実際の光電放射体材料で決まる仕事関数を有することにな
る。仕事関数は材料から電子を放出するために必要な最小エネルギーである。光
ビーム303中の光子は光電放射体302が電子を放射するよう、少なくとも仕
事関数と同じ大きさのエネルギーをもたねばならない。
The photo-emitter 302 will have a work function that depends on the actual photo-emitter material. Work function is the minimum energy required to emit an electron from a material. The photons in the light beam 303 must have at least as much energy as the work function so that the photoemitter 302 emits electrons.

【0030】 光ビーム303は照射領域308に対応する光電放射体302の表面で、ある
いは表面の近くで光電放射体302によって吸収される。その点で、電子は仕事
関数を差し引いた光子エネルギーに等しい運動エネルギーをもつことになる。こ
れらの電子は照射領域308から照射領域305へ移動し、照射領域305にお
いて材料から放射されるが、但し、光電放射体材料内部での衝突によって過大な
エネルギーを電子が失なわないことを条件とする。従って、光電放射体302の
厚さは光ビーム303を吸収すべく十分でなければならぬが、創生された自由電
子の相当量を再び吸収するほど厚くてはならない。
The light beam 303 is absorbed by the photoelectric radiator 302 at or near the surface of the photoelectric radiator 302 corresponding to the illuminated area 308. At that point, the electron will have a kinetic energy equal to the photon energy minus the work function. These electrons move from the irradiation region 308 to the irradiation region 305 and are emitted from the material in the irradiation region 305, provided that the electrons do not lose excessive energy due to the collision inside the photoelectric radiator material. To do. Therefore, the thickness of the photo-emitter 302 must be sufficient to absorb the light beam 303, but not so thick that it again absorbs a significant amount of the created free electrons.

【0031】 本発明の実施例では、放射された電子の運動エネルギーは過大なものでなく、
放射された電子がゲート電極307に印加された電圧により反射され得るよう好
ましくは0.5eV未満であるが、数eV程度の大きさまでは可能である。もし
光電放射体302が3.5〜4.5eVの仕事関数を有するならば、適切な光子
エネルギーを有する光子を発生させるためには、光ビームの光子波長は275n
m又はそれ未満にする必要がある。
In the embodiment of the present invention, the kinetic energy of the emitted electrons is not excessive,
The emitted electrons are preferably less than 0.5 eV so that they can be reflected by the voltage applied to the gate electrode 307, but can be as large as several eV. If the photoemitter 302 has a work function of 3.5-4.5 eV, the photon wavelength of the light beam is 275 n in order to generate photons with the appropriate photon energy.
m or less.

【0032】 可能な最大量の光が照射領域308上に入射するよう、透明基板301は光ビ
ーム303に対し透明でなければならない。透明基板301はいかような厚さに
もすることができるが、好ましくは数ミリの厚さである。更に、光ビーム303
は放射領域305に対応する面積で照射スポット308を覆うように焦点調整し
てもよい。
The transparent substrate 301 must be transparent to the light beam 303 so that the maximum possible amount of light is incident on the illuminated area 308. The transparent substrate 301 can have any thickness, but is preferably several millimeters. Further, the light beam 303
May be focused so as to cover the irradiation spot 308 with an area corresponding to the radiation region 305.

【0033】 光ビーム303の強度分布は通常、ガウス形状であり、それ故、光ビーム30
3はその端縁部よりも中央部で一層強度が高くなる。電子ビーム304がほぼ均
一な強度になるよう、光ビーム303は好ましくはその強度が照射領域308全
体に亘り殆ど均一となるような方法で焦点調整をする。しかし、一般には、光ビ
ーム303は必要とされるように焦点調整することができる。
The intensity distribution of the light beam 303 is typically Gaussian-shaped and therefore the light beam 30
In No. 3, the strength is higher in the central portion than in the edge portions. In order for the electron beam 304 to have a substantially uniform intensity, the light beam 303 is preferably focussed in such a way that its intensity is substantially uniform over the illuminated area 308. However, in general, the light beam 303 can be focused as needed.

【0034】 ゲート電極307は、絶縁体306上に製作され、あらゆる導電材料で製造で
きる。ゲート絶縁体306の厚さは好ましくは約1000〜5000Åであり、
ゲート電極307の厚さは同様に好ましくは約1000Åである。一実施例では
、光電放射体302から放射される電子を加速するため、光電放射体302は接
地電圧に保持され、ゲート電極307は接地電位より大きな電圧である約+10
Vでバイアスが加えられる。ゲート電極307が接地電位より小さな電圧、約−
10Vでバイアスが加えられると、放射された電子は反射されて光電放射体30
2の方向に戻される。更に、光電放射体302とゲート電極307との間に抵抗
器311を結合し、また放射強度フィードバック(即ち、自己バイアス印加シス
テム)を使用することで、安定した放射を実現することができる。例えば、電子
の放射が強くなれば、これに対応してゲート電圧が降下し、この下がったゲート
電圧は次いで放射強度を下げる。
The gate electrode 307 is fabricated on the insulator 306 and can be made of any conductive material. The thickness of the gate insulator 306 is preferably about 1000-5000Å,
The thickness of the gate electrode 307 is likewise preferably about 1000Å. In one embodiment, photoelectric emitter 302 is held at a ground voltage and gate electrode 307 is at a voltage greater than ground potential, about +10, to accelerate electrons emitted from photoelectric emitter 302.
Bias is applied at V. The gate electrode 307 has a voltage lower than the ground potential, about −
When biased at 10 V, the emitted electrons are reflected back into the photoemitter 30.
Returned to direction 2. Furthermore, by coupling a resistor 311 between the photoelectric radiator 302 and the gate electrode 307 and using radiation intensity feedback (ie, a self-biasing system), stable radiation can be realized. For example, as the emission of electrons becomes stronger, the gate voltage drops correspondingly, and the lowered gate voltage then lowers the emission intensity.

【0035】 陽極電極310は数キロボルト〜数十キロボルト範囲の電圧で保持され、光電
陰極300から出た電子を加速し、減圧脱気電子ビームコラム内に向ける。ある
いは、光電放射体302は大きな負電圧に保持され、ゲート電極307は光電放
射体302に比べ、+/-10Vでバイアスが加えられ、陽極電極310は接地さ
れる。
The anode electrode 310 is held at a voltage in the range of several kilovolts to several tens of kilovolts, accelerates the electrons emitted from the photocathode 300, and directs them into the reduced pressure deaeration electron beam column. Alternatively, the photo-emitter 302 is held at a large negative voltage, the gate electrode 307 is biased at +/- 10V compared to the photo-emitter 302, and the anode electrode 310 is grounded.

【0036】 図3Aでは、ゲート電極307は+10Vに保持される。この電圧は絶縁体3
06とゲート電極307が存在しなければ、陽極電極310と光電放射器302
との間に設定されると考えられる電界に一致するように選択される。ゲート電極
の電圧が10Vでは、放射領域305の画像を搬送する電子ビーム304は放射
領域305から外部に加速される。絶縁体306とゲート電極307も電子ビー
ム304に含まれる放射領域305の画像をより良く成形するため、マスクとし
ても機能する。
In FIG. 3A, the gate electrode 307 is held at + 10V. This voltage is insulator 3
06 and the gate electrode 307 are not present, the anode electrode 310 and the photoelectric radiator 302
It is chosen to match the electric field that is believed to be set up between and. At a gate electrode voltage of 10 V, the electron beam 304 carrying the image of the emission region 305 is accelerated out of the emission region 305. The insulator 306 and the gate electrode 307 also function as a mask because they better shape the image of the emission region 305 included in the electron beam 304.

【0037】 図3Bでは、ゲート電極307は−10Vに保持される。この電圧で、放射領
域305で放射された電子はゲート電極307と光電放射体302との間に創生
された電界によって加速され、放射領域305の方向に戻される。放射領域30
5から放射される電子は光電放射体302から遠ざかる方向に加速されるよりは
、寧ろ反射されて光電放射体302の内部に戻されるため、電子ビームは創生さ
れない。電子ビームの代わりに電子雲309が創生されるが、そこでは電子が光
電放射体302から放射され、直ちに加速されて光電放射体302の内部に戻さ
れる。
In FIG. 3B, the gate electrode 307 is held at −10V. With this voltage, the electrons emitted in the emission region 305 are accelerated by the electric field created between the gate electrode 307 and the photoelectric emitter 302, and are returned in the direction of the emission region 305. Radiation area 30
Since the electrons emitted from 5 are reflected back to the inside of the photoelectric radiator 302 rather than being accelerated in the direction away from the photoelectric radiator 302, an electron beam is not created. Instead of an electron beam, an electron cloud 309 is created where electrons are emitted from the photoemitter 302 and are immediately accelerated back into the photoemitter 302.

【0038】 本発明の若干の実施例では、ゲート電極307の電圧は電子ビームの強度を制
御するため変化させられる。ゲート電極307と光電放射体302との間の電圧
差が大きければ大きいほど、光電陰極300から放出される電子の数は大きくな
る。光ビーム303の結果として放射領域305から放射されるもので、利用し
得る最大数の電子はゲート電極が完全なオン状態にセットされる(約10V)と
引き出される。
In some embodiments of the invention, the voltage on gate electrode 307 is varied to control the intensity of the electron beam. The greater the voltage difference between the gate electrode 307 and the photoemitter 302, the greater the number of electrons emitted from the photocathode 300. The maximum number of electrons available, which are emitted from the emission region 305 as a result of the light beam 303, are extracted when the gate electrode is set to the fully on state (about 10 V).

【0039】 本明細書に記載する例では、全出力オンの動作状態に対してゲートに+10V
のバイアス電圧を有し、全出力オフの動作状態に対しては−10Vであるが、ゲ
ート電圧に関する他のパラメータも可能である。全出力オン時のバイアス電圧と
、陽極電極310に印加される電圧が絶縁体306厚さを決定するが、その理由
はゲート電極307により全出力オン時のバイアス電圧で創生される電界が、ゲ
ート電極307とゲート絶縁体306が無い場合に存在すると考えられるその電
界と一致せねばならぬためである。全出力オフ時のバイアス電圧は入射する光ビ
ームの光子エネルギーを制限するが、その理由は全出力オフ動作時、放射領域3
08から放射される電子は反射して光電放射体302の内部に戻さねばならぬた
めである。更に、ゲート電極307は放射領域308の近傍の電界を決定する主
たる特徴となるべきものである。従って、放射領域308のサイズはゲート電極
306と陽極電極310との間の相対的なサイズと距離によって制限される。
In the example described in this specification, +10 V is applied to the gate for the operation state in which all outputs are turned on.
-10V for a full output off operating condition, with other bias voltages, but other parameters for gate voltage are possible. The bias voltage at the time of full output on and the voltage applied to the anode electrode 310 determine the thickness of the insulator 306, because the electric field created by the bias voltage at the time of full output on by the gate electrode 307 is This is because it must match the electric field that is considered to exist when the gate electrode 307 and the gate insulator 306 are not present. The bias voltage at the time of full power off limits the photon energy of the incident light beam, because the radiation area 3 is at the time of full power off operation.
This is because the electrons emitted from 08 must be reflected and returned to the inside of the photoelectric radiator 302. In addition, the gate electrode 307 should be the main feature that determines the electric field in the vicinity of the emission region 308. Therefore, the size of the emitting region 308 is limited by the relative size and distance between the gate electrode 306 and the anode electrode 310.

【0040】 スイッチング時間が重要な実施例では、ゲート電極307のRC時定数は比較
的小さなものでなければならない。ゲート電極相互の間隔と、ゲート電極と光電
放射体との間の間隔と、電極の厚さでRC時定数が決まり、それ故、スイッチン
グの最大速度が決定される。
In embodiments where switching time is important, the RC time constant of gate electrode 307 should be relatively small. The spacing between the gate electrodes, the spacing between the gate electrodes and the photo-emitter, and the thickness of the electrodes determine the RC time constant and hence the maximum switching speed.

【0041】 図4に光電陰極アレイ400の実施例を示す。図4には、光電陰極アレイ40
0の二つの放射領域402が記載され、両放射領域402は図に記載の光電陰極
アレイ400の全体部分を同時に照明する光ビーム403によって照明される。
その代わりに平行な光ビームを使用することも可能で、その場合には独立した放
射領域402上に各ビームが焦点調整される。光電陰極アレイ400には透明な
基板401と、導体408と、ゲート絶縁体406と、ゲート電極407と、光
電放射体402が含まれる。
FIG. 4 shows an embodiment of the photocathode array 400. In FIG. 4, the photocathode array 40 is shown.
Two emission regions 402 of 0 are described, both emission regions 402 being illuminated by a light beam 403 which simultaneously illuminates the entire portion of the photocathode array 400 shown.
Alternatively, collimated light beams can be used, in which case each beam is focused on a separate emission area 402. The photocathode array 400 includes a transparent substrate 401, a conductor 408, a gate insulator 406, a gate electrode 407, and a photoemitter 402.

【0042】 導体408は、いかなる導電材料からも作ることができるが好ましくはアルミ
ニウムで、透明基板上401に堆積され、内部に光線放射体402が製作される
開口部を有する。光電放射体402は先に述べたように、光子で照明されると電
子を放射するいかなる材料であってもよい。再び、光電放射体402は仕事関数
を有し、光ビーム403中の光子は、放射領域405から電子が放射されるよう
、少なくとも仕事関数と同じ程度の大きさのエネルギーを有する。透明基板40
1は好ましくはガラスであるが、サファイヤ、あるいは溶融シリカ等、光ビーム
403に対し透過性を有する全ての材料製であってもよい。導体408は光ビー
ム403に対し不透明であり、光ビーム403によって背面から照明されたとき
に、その前面から電子を放射しない。従って、導体408はマスクとして機能し
、照射領域408を明確にする。放射領域405は光電放射体402上の照射領
域408の正に反対側にあり、ゲート電極407が電界を決定する構成でアレイ
ば、いかような形状でもサイズすることもできる。
The conductor 408 can be made of any conductive material, but is preferably aluminum, having an opening deposited on the transparent substrate 401, within which the light emitter 402 is fabricated. The photoemitter 402 can be any material that emits electrons when illuminated with photons, as described above. Again, the photo-emitter 402 has a work function and the photons in the light beam 403 have at least as much energy as the work function so that electrons are emitted from the emission region 405. Transparent substrate 40
1 is preferably glass, but may be made of any material that is transparent to the light beam 403, such as sapphire or fused silica. The conductor 408 is opaque to the light beam 403 and does not emit electrons from its front surface when illuminated by the light beam 403 from the back surface. Thus, the conductor 408 acts as a mask, defining the illuminated area 408. Emissive region 405 is on the opposite side of illuminated region 408 on photoelectric emitter 402 and can be sized in any shape as long as it is arrayed with gate electrode 407 determining the electric field.

【0043】 ゲート絶縁体406が導体408上に製作され、光電放射体402が絶縁体4
06によって覆われぬよう開口部410を有する。ゲート電極407はゲート絶
縁体406上に堆積される。本実施例にあってゲート電極407は、照射領域4
05に創生される電界が、ゲート絶縁体406によって実質上歪められない様に
十分な量だけ開口部410上に張り出している。図3A、図3Bにあるように、
ゲート電極407は、ゲート電極407に印加される電圧によって電子ビーム4
04をオン、オフさせる能力を有する。オン、オフ電圧はそれぞれ+10Vと1
0Vにほぼ対応する。その上、極限の電子ビーム強度はゲート電極電圧を変化さ
せることで調整してもよい。自己バイアス印加抵抗器411も同様に自己バイア
ス印加により電子ビーム404の強度を制御するためのフィードバックを行うべ
くゲート電極407と導体408との間に接続してもよい。
A gate insulator 406 is fabricated on the conductor 408 and a photoelectric radiator 402 is formed on the insulator 4
The opening portion 410 is provided so as not to be covered with 06. Gate electrode 407 is deposited on gate insulator 406. In this embodiment, the gate electrode 407 is the irradiation region 4
The electric field created at 05 overhangs the opening 410 by a sufficient amount so that it is not substantially distorted by the gate insulator 406. As shown in FIGS. 3A and 3B,
The gate electrode 407 is controlled by the voltage applied to the gate electrode 407 to cause the electron beam 4 to move.
04 has the ability to turn on and off. ON and OFF voltages are + 10V and 1 respectively
Almost corresponds to 0V. Moreover, the ultimate electron beam intensity may be adjusted by changing the gate electrode voltage. Similarly, the self-bias applying resistor 411 may be connected between the gate electrode 407 and the conductor 408 so as to perform feedback for controlling the intensity of the electron beam 404 by applying the self-bias.

【0044】 図3A、図3B、図4に示された光電陰極では、電子ビームの強度はゲート電
極と光電放射体との間の実電圧を制御することで制御してもよい。電圧が低けれ
ば低いほど、電子ビームが有する強度は小さくなるが、これは電子ビーム伝播方
向に統計的な速度分布を有するような電子雲を免れる電子の数がより少なくなる
ためである。更に、結果的に得られる電子ビームの強度を調整するためにゲート
電極を使用しても差し支えない。若干の実施例では、自己バイアス印加フィード
バックが行われるよう、即ち放射が増強すればゲート電圧が対応して降下するよ
う、ゲート電極と光電放射体との間に抵抗器が配される。
In the photocathode shown in FIGS. 3A, 3B and 4, the intensity of the electron beam may be controlled by controlling the actual voltage between the gate electrode and the photoemitter. The lower the voltage, the less intense the electron beam has, because the number of electrons that escape the electron cloud, which has a statistical velocity distribution in the electron beam propagation direction, is smaller. Furthermore, a gate electrode may be used to adjust the intensity of the resulting electron beam. In some embodiments, a resistor is placed between the gate electrode and the photoemitter so that self-biased feedback is provided, that is, the gate voltage drops correspondingly as the emission is enhanced.

【0045】 図4ではゲート電極407が各照射領域405に対して同一であるとして図示
されている。しかし一般に、各照射領域405は、もう一方のゲート電極から電
気的に隔離されたゲート電極407を有する。その上、特定の照射領域に対する
ゲート電極には各々が他の総てから電気的に隔離されたいくつかのセグメントを
含めてもよい。
In FIG. 4, the gate electrode 407 is shown as being identical for each illuminated area 405. However, in general, each illuminated region 405 will have a gate electrode 407 electrically isolated from the other gate electrode. Moreover, the gate electrode for a particular illuminated area may include several segments, each electrically isolated from all others.

【0046】 若干の実施例では、放射領域を取り囲むゲート電極には多数のセグメントがあ
る。多数のセグメントを有することによって、放射領域の一部をオンにする一方
他の部分をオフにする事が出来、電子ビーム404によって搬送される画像を成
形する。
In some embodiments, the gate electrode surrounding the emitting region has multiple segments. By having multiple segments, it is possible to turn on a portion of the emission region while turning off another portion, shaping the image carried by the electron beam 404.

【0047】 図3にあるような光電陰極が図5に図示されているが、単一セグメントのゲー
ト電極307の代わりに右側ゲートセグメント510と左側ゲートセグメント5
11を備える。この構造を採用した結果、電子ビームは選択的にスイッチオンで
きる。例えば図5では、右側ゲートセグメント510はバイアス電圧10Vで全
出力オン状態に保持され、左側ゲートセグメント511はバイアス電圧−10V
で全出力オフ状態に保持される。その結果形成される電界は左側ゲートセグメン
ト511に近い放射領域305から放射される電子を反射し、一方、加速された
電子は光電陰極500の右側ゲートセグメント510に近い放射領域から外部に
放射される。その結果得られる電子ビーム504はこの例では放射領域305の
半分の画像である。その結果形成される電子ビーム504の分布は均一でなく、
右側ゲートセグメント510の近傍で最も強度が高く、二つのセグメント510
、511の中間点で本質的にオフになる。
A photocathode as in FIG. 3 is illustrated in FIG. 5, but instead of a single segment gate electrode 307, a right gate segment 510 and a left gate segment 5 are included.
11 is provided. As a result of this structure, the electron beam can be selectively switched on. For example, in FIG. 5, the right gate segment 510 is held at the full output on state with a bias voltage of 10V, and the left gate segment 511 is bias voltage of -10V.
Holds all outputs off. The resulting electric field reflects electrons emitted from the emission region 305 near the left gate segment 511, while accelerated electrons are emitted out of the emission region near the right gate segment 510 of the photocathode 500. . The resulting electron beam 504 is, in this example, an image of half the emission area 305. The resulting distribution of the electron beam 504 is not uniform,
Near the right gate segment 510, the strongest, two segments 510
Essentially off at the midpoint of 511.

【0048】 図6Aは、4セグメントのゲート電極配置の平面図を示す。そのゲートセグメ
ントはセグメントA601、B602、C603、D604である。この例にお
ける放射領域305は方形である。放射領域305はいかような形状にもできる
が、好ましくは方形である。他の有用な形状には円形、矩形、八角形及び六角形
が含まれる。
FIG. 6A shows a plan view of a four segment gate electrode arrangement. The gate segments are segments A601, B602, C603, D604. The emission area 305 in this example is square. The emission area 305 can be any shape, but is preferably rectangular. Other useful shapes include circles, rectangles, octagons and hexagons.

【0049】 ゲートセグメントA601、C603、D604がオンし(即ち、+10Vに
保持される)、ゲート電極B602がオフにする(即ち−10Vに保持される)
ときに結果される電子ビーム504の平面図を図6Bに図示する。ゲートセグメ
ントB602とC603がオフしている間にゲートセグメントA601とD60
4がオンしたときに結果される電子ビーム504の平面図を図6Cに図示する。
他の形状の電子ビームはゲート電極のセグメントの電圧を選択的に制御すること
によって形成できる。この能力は各種の異なるタスクに使用可能な光電陰極アレ
イの構築にまで亘る大幅な転用性に貢献する。図10に図示するのは電子ビーム
リソグラフィのための電子ビームコラムに用いるセグメント化したゲート電極を
備えた光電陰極である。
The gate segments A601, C603, D604 are turned on (that is, held at + 10V), and the gate electrode B602 is turned off (that is, held at -10V).
A plan view of the sometimes resulting electron beam 504 is illustrated in FIG. 6B. Gate segments A601 and D60 while gate segments B602 and C603 are off
A top view of the electron beam 504 resulting when 4 is turned on is shown in FIG. 6C.
Other shapes of electron beam can be formed by selectively controlling the voltage on the gate electrode segments. This ability contributes to a great deal of diversion to the construction of photocathode arrays that can be used for a variety of different tasks. Illustrated in FIG. 10 is a photocathode with segmented gate electrodes for use in an electron beam column for electron beam lithography.

【0050】 一般に、いかような数のゲートセグメントも使用することができる。ゲートセ
グメントの数が多ければ多いほど、所定の照射領域から創生される電子ビームに
関し光電陰極のユーザはより多くの制御ができるようになる。この能力は半導体
基板上にフィーチャを効率よく描画する上で極めて重要であると言えよう。更に
、前文に述べたように、電子ビームの強度に関し自己バイアス印加制御をするた
め、ゲート電極の個々のセグメントと光電放射体との間に抵抗器を結合できる。
In general, any number of gate segments can be used. The greater the number of gate segments, the more control the photocathode user has with respect to the electron beam created from a given irradiation area. This ability can be said to be extremely important for efficiently drawing features on a semiconductor substrate. Furthermore, as mentioned above, a resistor can be coupled between the individual segments of the gate electrode and the photoemitter for self-biasing control over the intensity of the electron beam.

【0051】 前文に解説した光電陰極は多数光電陰極ソースへ導く小型化と、精密な集積化
に貢献する。光電陰極アレイは光電陰極を精密に位置決めして一枚の基板上に構
築できる。特に、従来の半導体プロセッシングのステップを用いた図4に図示さ
れた光電陰極製造プロセスを図7A〜図7Fに示す。図解したプロセスでは光電
陰極アレイの内の1つの光電陰極のみが示されている。しかし、当業者は図解し
たものから様々な形状の照射領域と、各種のゲート構造を備えた光電陰極を精密
に配した光電陰極アレイを製造できる。更に、本発明に従って他の光電陰極を製
造するために本プロセスを改修し、あるいは同一の光電陰極構造が結果として形
成される方法でこのプロセスを変更することが、当業者なら可能である。
The photocathode described in the preceding sentence contributes to miniaturization leading to multiple photocathode sources and precise integration. The photocathode array can be built on a single substrate by precisely positioning the photocathodes. In particular, the photocathode fabrication process illustrated in FIG. 4 using conventional semiconductor processing steps is illustrated in FIGS. 7A-7F. Only one photocathode of the photocathode array is shown in the illustrated process. However, those skilled in the art can manufacture photocathode arrays in which irradiation areas having various shapes and photocathodes having various gate structures are precisely arranged from those illustrated. Furthermore, it is possible for a person skilled in the art to modify the process in order to produce other photocathodes according to the invention or to modify it in such a way that the same photocathode structure is formed as a result.

【0052】 不透明層の導通膜がガラス、溶融シリカ又はサファイヤのような透明基板40
1上に堆積されるプロセスにおける第一ステップの横断図を図7Aに図示する。
好ましくは、透明基板401はガラス基板である。図7Bに示すように、導電膜
はマスキングされ、照射領域410を形成するため適切なサイズと形状のウイン
ドウが導電膜を貫通してエッチングされる。次いで、ゲート絶縁体406が導通
膜408の上面に堆積され、照射領域410のウインドウをも充填する。ゲート
絶縁体406はいかような電気絶縁体でもよいが、好ましくはSi02である。
次いで、ゲート電極層407が図7Dに示すようにゲート絶縁体406の上面に
堆積される。
The conductive film of the opaque layer is a transparent substrate 40 such as glass, fused silica or sapphire.
A cross-sectional view of the first step in the process deposited on 1 is illustrated in Figure 7A.
Preferably, the transparent substrate 401 is a glass substrate. As shown in FIG. 7B, the conductive film is masked and a window of appropriate size and shape is etched through the conductive film to form the illuminated area 410. A gate insulator 406 is then deposited on the top surface of the conducting film 408, filling the window of the illuminated area 410 as well. The gate insulator 406 may be any electrical insulator, but is preferably SiO 2 .
A gate electrode layer 407 is then deposited on top of the gate insulator 406 as shown in Figure 7D.

【0053】 ゲート絶縁体406が次いでマスキングされ、穴411が図7Eに示すように
ゲート電極層407と絶縁膜406を貫通してエッチングされる。穴411は照
射領域410に心合わせされ、照射領域410より僅かに大きい。その上、絶縁
膜406が完全にこのエッチングによって照射領域410のウインドウから除去
される。
The gate insulator 406 is then masked and the holes 411 are etched through the gate electrode layer 407 and the insulating film 406 as shown in FIG. 7E. The hole 411 is aligned with the irradiation area 410 and is slightly larger than the irradiation area 410. Moreover, the insulating film 406 is completely removed from the window of the irradiation region 410 by this etching.

【0054】 図7Fでは、選択的な等方性エッチングによって絶縁膜406にリセス穴41
2が形成されているため、ゲート電極407はこの段階で穴411とリセス穴4
12に創生された開口部の上方に張り出す。最後に、ポイントソースからの熱蒸
発、又はイオン化したスパッタ堆積のような方向性堆積技法を用い光電陰極材料
402が堆積される。この最終堆積によって自己芯出しゲートアパーチャを備え
た光電陰極400が形成されるため、光電陰極は導電層408に電気的に接続さ
れるが、ゲート電極407からの電気的な隔離を維持する。
In FIG. 7F, the recess holes 41 are formed in the insulating film 406 by selective isotropic etching.
2 is formed, the gate electrode 407 is formed in the hole 411 and the recess hole 4 at this stage.
It overhangs above the opening created in 12. Finally, the photocathode material 402 is deposited using thermal evaporation from a point source or directional deposition techniques such as ionized sputter deposition. This final deposition forms the photocathode 400 with self-centering gate apertures, so that the photocathode is electrically connected to the conductive layer 408, but remains electrically isolated from the gate electrode 407.

【0055】 更に、本プロセスによって製造される光電陰極を備えるアレイでは、各光電陰
極を取り囲むそれぞれのゲート電極セグメントはゲート電極層407の堆積時に
ゲート絶縁体406を適切にマスキングして形成してもよい。代わって、ゲート
電極層407は個別にエッチングして個々のゲートセグメントを形成してもよい
。同様に、ゲート電極セグメントをパッドに接続した接続線はゲート電極セグメ
ントと共に形成することができ、あるいは後のプロセスステップで堆積させても
よい。
Further, in an array with photocathodes produced by this process, each gate electrode segment surrounding each photocathode may be formed by appropriately masking the gate insulator 406 during the deposition of the gate electrode layer 407. Good. Alternatively, the gate electrode layer 407 may be individually etched to form individual gate segments. Similarly, the connecting line connecting the gate electrode segment to the pad may be formed with the gate electrode segment or may be deposited in a later process step.

【0056】 代わる製造方法として、基板は導電層408、ゲート絶縁体406及びゲート
電極407で最初に被覆されることもあり得よう。ウインドウ411が次いで透
明基板401までの総ての膜を貫通して下方にエッチングされる。選択的な等方
性エッチングを採用して、ゲート電極407の開口部を導電層408内の対応す
るウインドウ410に関し僅かに拡大させることもあり得よう。同様に代わって
、ゲート電極の多数のセグメントがゲート電極407内の絶縁破断部を等方性エ
ッチングによって各穴411の周囲に創生される。
As an alternative manufacturing method, the substrate could first be coated with a conductive layer 408, a gate insulator 406 and a gate electrode 407. Window 411 is then etched down through all the films up to transparent substrate 401. It is possible that a selective isotropic etch could be employed to slightly enlarge the opening in the gate electrode 407 with respect to the corresponding window 410 in the conductive layer 408. Similarly, multiple segments of the gate electrode are created around each hole 411 by isotropic etching of insulation breaks in the gate electrode 407.

【0057】 若干の実施例では、基板401の表面は光電放射体402の照射領域410に
対応する照射領域上に光ビームを焦点調整するよう成形してもよい。同様に、幾
つかの実施例では、光電放射体それ自体は光電陰極から放射されて結果として得
られる電子ビームを一層よく焦点調整するように成形してもよい。
In some embodiments, the surface of the substrate 401 may be shaped to focus the light beam onto an illuminated area corresponding to the illuminated area 410 of the photoemitter 402. Similarly, in some embodiments, the photoemitter itself may be shaped to better focus the resulting electron beam emitted from the photocathode.

【0058】 パターン化した光電陰極を備える4x4構成のアレイの平面図を図8に図示す
る。円形、矩形、六角形及び八角形を含むいかような形状でも製作できるが、こ
の例における照射領域801は方形である。ゲート電極804は各照射領域80
1を完全に取り囲む。図8には単一セグメントのゲート電極に限って図示されて
いるが、照射領域801からの電子の放射を更に制御するため、ゲート電極80
4は一般に多数の電極セグメントで構築してもよい。ゲート電極804は接続線
802によりボンディングパッド803に接続される。ボンディングパッド80
3と接続線802は共に、好ましくはゲート電極804と同じ材料から作られる
が、ゲート電極804に電気的な接触を行ういかような導体も使用できる。一般
に、リソグラフィシステムでは二つの隣接する放射領域相互間の物理的な分離は
アレイが方形であるようなものが望ましい。放射領域相互間の最小分離幅は放射
領域の物理的な寸法の約4倍である。図8では、現在の微少化製造技術による方
形放射領域の寸法は0.1μm程度に小さくすることができる。好ましくは、放
射領域の一辺の寸法は0.1μmである。従って、図8に図示された4x4構成
アレイの全体は従来の微小化製造限界の十分範囲内にある一辺が1.6μmの方
形内に構築し得る。
A plan view of a 4x4 array with patterned photocathodes is shown in FIG. The illuminated area 801 in this example is square, although any shape can be made, including circular, rectangular, hexagonal and octagonal. The gate electrode 804 is formed in each irradiation area 80.
Completely surrounds 1. Although only a single-segment gate electrode is shown in FIG. 8, the gate electrode 80 is used to further control the emission of electrons from the irradiation area 801.
4 may generally be constructed with multiple electrode segments. The gate electrode 804 is connected to the bonding pad 803 by the connection line 802. Bonding pad 80
3 and connecting line 802 are both preferably made of the same material as gate electrode 804, but any conductor that makes electrical contact to gate electrode 804 can be used. In a lithographic system, it is generally desirable that the physical separation between two adjacent emission areas be such that the array is rectangular. The minimum separation between the emission areas is about 4 times the physical dimensions of the emission areas. In FIG. 8, the size of the rectangular radiation region according to the current miniaturization manufacturing technology can be reduced to about 0.1 μm. Preferably, the dimension of one side of the emitting region is 0.1 μm. Therefore, the entire 4 × 4 configuration array shown in FIG. 8 can be constructed within a 1.6 μm square, which is well within conventional miniaturization manufacturing limits.

【0059】 マイクロコラム900の内部に装着した本発明による光電陰極アレイ910の
側面図を図9に図示する。マイクロコラム900は減圧脱気チャンバ(図示せず
)の内部に収容されている。光電陰極アレイ910の基板は真空ウインドウとし
て十分であると言っても差し支えなく、光電陰極アレイ910の照射領域上にレ
ーザ光源を配することを許容し、あるいは代わって、光電陰極アレイ910は真
空チャンバ内に完全に囲い込んでもよい。電子ビーム911は光電陰極アレイ9
10の放射領域から放射され、光電陰極アレイ910のゲート電極909への制
御入力によっては、陽極901の内部に亘り加速される。陽極901は光電陰極
910の光電放射体の電圧より大きな1キロボルト〜数十キロボルトの電圧に保
持される。制限アパーチャ902は目標とするものよりも大きな放射立体角を有
する一部のビーム911をブロックする。偏向器903は電子ビーム911の内
部に含まれる放射領域の画像を基板全体に亘り走査することと、横方向にシフト
することをできるようにする。電極904、905及び906を有するアインゼ
ル(Einzel)レンズが、ターゲット907上に画像を焦点調整しこれを縮小する
。ターゲット907は電子ビームリソグラフィに用いる半導体ウエハ又はマスク
ブランクのいずれでもよい。
A side view of a photocathode array 910 according to the present invention mounted inside a microcolumn 900 is shown in FIG. The micro column 900 is housed inside a vacuum degassing chamber (not shown). It can be said that the substrate of the photocathode array 910 is sufficient as a vacuum window, allowing or instead of arranging a laser light source on the illuminated area of the photocathode array 910, the photocathode array 910 has a vacuum chamber. It may be completely enclosed. The electron beam 911 is the photocathode array 9
Emitted from the emission regions of 10 and is accelerated across the interior of the anode 901 by the control input to the gate electrode 909 of the photocathode array 910. The anode 901 is held at a voltage of 1 kilovolt to several tens of kilovolts, which is higher than the voltage of the photoemitter of the photocathode 910. The limiting aperture 902 blocks some beams 911 that have a larger radiation solid angle than the target. The deflector 903 makes it possible to scan the image of the radiation area contained inside the electron beam 911 over the entire substrate and to shift it laterally. An Einzel lens with electrodes 904, 905 and 906 focuses the image on the target 907 and reduces it. The target 907 may be either a semiconductor wafer used for electron beam lithography or a mask blank.

【0060】 光電陰極アレイ910には任意数の個別光電陰極を含めることができる。個別
光電陰極の各々には単一のセグメントゲート又は多数のセグメントゲートを含め
ることができる。電子ビーム911に形成される画像は個別光電陰極の各々の照
射領域と、個別光電陰極の各々のゲート電極の状態によって決まる。例えば、単
一セグメントのゲートを備えた1つの光電陰極を有する光電陰極アレイ910は
光電陰極の照射領域の1つの画像に限って形成できる。それぞれ個別に制御され
る単一セグメントのゲートを有する多数の光電陰極を備えた光電陰極アレイ91
0では、“オン”した光電陰極の各照射領域の画像の集成体を形成させるために
、個別に制御される光電陰極を選択的にオンすることによって各種の画像が形成
できる。光電陰極の幾つかがマルチセグメント化したゲート電極を有する光電陰
極アレイ910には最大の転用性があるが、それは個別光電陰極の照射領域の部
分を使用して画像の形成ができるためである。
Photocathode array 910 can include any number of individual photocathodes. Each of the individual photocathodes can include a single segment gate or multiple segment gates. The image formed by the electron beam 911 depends on the irradiation area of each individual photocathode and the state of each gate electrode of each individual photocathode. For example, a photocathode array 910 having one photocathode with a single segment gate can be formed for only one image of the illuminated area of the photocathode. Photocathode array 91 with multiple photocathodes each having individually controlled single segment gates
At 0, various images can be formed by selectively turning on individually controlled photocathodes to form an assemblage of images for each illuminated area of the "on" photocathode. Photocathode array 910, in which some of the photocathodes have multi-segmented gate electrodes, has the greatest versatility because it allows the formation of images using portions of the illuminated areas of the individual photocathodes.

【0061】 一実施例では、制限アパーチャ902が使用されないため、ビーム911の放
射立体角の全部が使用される。その代わり、ビーム911を隠蔽するため、即ち
ターゲット907のビーム911への曝露を防止するためにゲート電極909が
使用される。それ故、マイクロコラム900の長さが縮小され、そのため、電子
間の相互作用が軽減される。このような電子間相互作用はビーム911によって
ターゲット907上に形成される画像に発生する“ぼけ”の原因となる。
In one embodiment, the limiting aperture 902 is not used, so the full radiation solid angle of the beam 911 is used. Instead, the gate electrode 909 is used to mask the beam 911, ie to prevent the exposure of the target 907 to the beam 911. Therefore, the length of the microcolumn 900 is reduced, which reduces the interaction between the electrons. Such electron-electron interaction causes "blur" that occurs in the image formed on the target 907 by the beam 911.

【0062】 1つの光電陰極1004を備えた電子ソース1001を図10に示す。光電陰
極1004には照射領域1002と、4・セグメントゲート構造体1003があ
る。4・セグメントゲート構造体は照射領域1002の画像形成を選択的に行う
ことができる。図10の例では、照射領域1002の1/2に相当する電子ビー
ム画像の成形に4・セグメントゲート構造体1003が使用される。電子ビーム
画像を搬送する電子ビームは抽出電極1005によって光電陰極1004から抽
出される。縮小レンズ1006はウエハ又はマスクブランク1008上に電子ビ
ーム画像を縮小し、最終の成形した画像を形成する。図10に図示するシステム
では、構成要素の数が最小であるが、成形された電子ビームコラムを特に最小量
の空間と長さを用いて構築することが可能となり、それ故、電子間相互作用の影
響が軽減される。
An electron source 1001 with one photocathode 1004 is shown in FIG. The photocathode 1004 has an illuminated area 1002 and a 4-segment gate structure 1003. The 4-segment gate structure can selectively image the illuminated area 1002. In the example of FIG. 10, the 4-segment gate structure 1003 is used for forming an electron beam image corresponding to 1/2 of the irradiation region 1002. The electron beam carrying the electron beam image is extracted from the photocathode 1004 by the extraction electrode 1005. The reduction lens 1006 reduces the electron beam image on the wafer or mask blank 1008 to form the final shaped image. Although the system illustrated in FIG. 10 has a minimal number of components, it allows the shaped electron beam column to be constructed with a particularly minimal amount of space and length, and therefore the interaction between electrons. The effect of is reduced.

【0063】 図11に図示するのは図10に示す電子ビームコラムと対比して提示した従来
の可変の成形した電子ビームコラムである。電子ビームは電子ソース1101で
形成される。電子ソース1101は六硼化ランタンLaB6のような熱電子陰極
、あるいは図3に図示されたものに類似する単一ゲート操作方式の光電陰極でも
よい。電子ビームは方形アパーチャ1102によって成形されて成形電子ビーム
が形成される。成形した電子ビームは電子レンズ1103によって領域1110
内に焦点調整される。スポット成形偏向器1104は成形した電子ビームがシフ
トされるよう、焦点領域1110で電子ビームを偏向させる。成形した電子ビー
ムは次いで方形アパーチャ1105を通過し、中間成形した電子ビームが形成さ
れる。方形アパーチャ1105はそのアパーチャに重なり合う部分の電子ビーム
を通過させ、そのアパーチャ外側の部分の電子ビームをブロックするため、方形
アパーチャ1102によって形成された画像部分のみが通過して中間成形したビ
ーム画像になる。縮小レンズ1106は画像を縮小し、その画像をウエハ又はマ
スクブランク1109上に焦点調整し、最終成形したビーム画像1108にする
Illustrated in FIG. 11 is a conventional variable shaped electron beam column presented in contrast to the electron beam column shown in FIG. The electron beam is formed by the electron source 1101. The electron source 1101 may be a thermionic cathode such as lanthanum hexaboride LaB 6 or a single gated photocathode similar to that shown in FIG. The electron beam is shaped by the rectangular aperture 1102 to form a shaped electron beam. The shaped electron beam is projected onto the area 1110 by the electron lens 1103.
Focused within. The spot shaping deflector 1104 deflects the electron beam in the focal region 1110 so that the shaped electron beam is shifted. The shaped electron beam then passes through the rectangular aperture 1105 to form an intermediate shaped electron beam. Since the rectangular aperture 1105 allows the electron beam in the portion overlapping the aperture to pass therethrough and blocks the electron beam in the portion outside the aperture, only the image portion formed by the rectangular aperture 1102 passes through to form an intermediate shaped beam image. . The reduction lens 1106 reduces the image and focuses it on the wafer or mask blank 1109 into the final shaped beam image 1108.

【0064】 リソグラフィシステムのスループットは通常、トータルのビーム電流によって
制限される。トータルのビーム電流が増加するにつれて、ビーム内の電子間相互
作用で“ぼけ”が発生し、その“ぼけ”のためにターゲット上に描画されるパタ
ーンの分解能の低下が生じる。トータルのビーム電流が二、三のコラム間で均等
に分配されると、各コラムはより小さなビーム電流を発生する。その結果、各コ
ラムは“ぼけ”の少ない、それ故高い分解能を有する画像を発生する。更に、ビ
ーム電流の分配によってより高い電子電流密度が見込まれるようになり、その高
い電子電流密度によってリソグラフィに該コラムを使用すると大きなスループッ
トが見込まれるようになる。
The throughput of a lithographic system is usually limited by the total beam current. As the total beam current increases, "blur" occurs due to the interaction between electrons in the beam, and the "blur" causes a reduction in the resolution of the pattern written on the target. When the total beam current is evenly distributed among a few columns, each column produces a smaller beam current. As a result, each column produces an image with less "blur" and therefore higher resolution. Furthermore, the distribution of beam currents allows for higher electron current densities, which in turn allows for greater throughput when using the column for lithography.

【0065】 本発明の一実施例によれば、図12Aに概略的に描かれているように多数のマ
イクロコラム1201−1〜1201−4がアレイ1200に配される。荷電粒
子ビームのソースとして光電陰極アレイ910とゲート電極909の複合体(図
9)を使用するいかようなマイクロコラムも用途に適合する。例えば、マイクロ
コラム900(図9)はマイクロコラム1201−1〜1201−4の内のいず
れかの例証的な実施例である。図12Aでは、ビームソース1201−1は光電
陰極910とゲート電極909の複合体を指す。ビームソース1202−2〜1
202−4は1202−1に類似する。アレイ1200のマイクロコラム120
1−1〜1201−4は電子ビームリソグラフィに用いる半導体ウエハ又はマス
クブランクのいずれかであるターゲット1206上にそれぞれのビーム1204
−1〜1204−4を選択的に放射する。
According to one embodiment of the invention, a number of microcolumns 1201-1 to 1201-4 are arranged in an array 1200, as schematically depicted in FIG. 12A. Any microcolumn that uses the composite of photocathode array 910 and gate electrode 909 (FIG. 9) as the source of the charged particle beam is also suitable for use. For example, microcolumn 900 (FIG. 9) is an illustrative example of any of microcolumns 1201-1 through 1201-4. In FIG. 12A, beam source 1201-1 refers to the composite of photocathode 910 and gate electrode 909. Beam source 1202-1
202-4 is similar to 1202-1. Micro-column 120 of array 1200
Reference numerals 1-1 to 1201-4 denote respective beams 1204 on a target 1206 which is either a semiconductor wafer or a mask blank used for electron beam lithography.
-1 to 1204-4 are selectively emitted.

【0066】 アレイ1200の両寸法におけるそのアレイ内の隣接するマイクロコラム相互
間のピッチ(センタ間ピッチ)は例えば2cmであり、この場合、これは各マイ
クロコラムのハウジングを含む個々のマイクロコラムの代表的な直径である。“
フットプリント”、即ち単一マイクロコラムの直径は例えば2cm又はこれより
小さく、従って、従来の9インチ又は12インチ直径の例えば半導体ウエハのフ
ットプリント(領域)を占有するアレイに多くのマイクロコラムを配することが
できる。
The pitch between adjacent microcolumns (center-to-center pitch) in both dimensions of array 1200 in that array is, for example, 2 cm, which is representative of the individual microcolumns, including the housing of each microcolumn. Diameter. "
Footprint ", that is, the diameter of a single microcolumn is, for example, 2 cm or less, and thus many microcolumns are arranged in an array that occupies the footprint of a conventional 9 or 12 inch diameter semiconductor wafer, for example. can do.

【0067】 勿論、アレイ1200におけるマイクロコラムの配列は例えばサイズがMxN
である二辺構成のアレイになるよう変更できるが、ここでMとNはX、Y方向そ
れぞれにおけるマイクロコラム数を表す。図12BではNxMアレイの平面図の
概要が記載されている。この配列は制約的なものではない。
Of course, the array of microcolumns in the array 1200 is, for example, MxN in size.
Can be changed to an array of two sides, where M and N represent the numbers of microcolumns in the X and Y directions, respectively. In FIG. 12B, an outline of a plan view of the NxM array is described. This array is not restrictive.

【0068】 多数の小ビームの発生に光電陰極アレイ910を使用することで、各マイクロ
コラムにおけるビーム電流は多数の小ビームに分割され、その小ビームは更に電
子間相互作用による“ぼけ”を軽減させ、従って、各マイクロコラムにより大き
なトータルのビーム電流が見込まれるようになる。その結果、描画されるパター
ンのスループットが増加する。
By using the photocathode array 910 to generate a large number of beamlets, the beam current in each microcolumn is split into a number of beamlets that further reduce "blur" due to electron-electron interactions. Therefore, a larger total beam current is expected for each microcolumn. As a result, the throughput of the drawn pattern is increased.

【0069】 一実施例では、アレイ1200のマイクロコラムには単一電子ビームコラムで
マスクを製作するために現在採用されている広く知られたMEBESラスタ走査
描画アプローチのような描画計画が用いられている。このMEBES描画アプロ
ーチを開示したもので、全文が本願に引用され援用される例えばIBMの米国特
許第4、818、885号、ベル研究所の米国特許第4、668、083号、第
3、900、737号を参照する。こうして、マイクロコラムを備えるアレイ1
200を採用するシステムアーキテクチャには一実施例にあって基本的なデータ
パスと、MEBESのために開発されたマルチ−パス技法とマルチ−ピクセル技
法のような他の多くの先進技法が含まれる。全文が本願に引用され援用されるI
BMの米国特許第5、621、216号と、Etec System Inc.の米国特許第5、
393、987号及び第5、103、101号を参照する。同様に、グレイスケ
ール技法又は成形ビーム技法のような他の広く知られた電子ビームリソグラフィ
技法もアレイ1200と共に適用することができるが、全文が本願に引用され援
用される例えばIBMの米国特許第5、213、916号、第5、334、46
7号、第4、568、861号及び第4、423、305号を参照する。
In one embodiment, the microcolumns of array 1200 employ a writing scheme such as the well-known MEBES raster scan writing approach currently employed to fabricate masks in a single electron beam column. There is. This MEBES drawing approach has been disclosed and is incorporated herein by reference in its entirety, such as IBM's U.S. Pat. No. 4,818,885, Bell Labs U.S. Pat. Nos. 4,668,083, 3,900. , 737. Thus, array 1 with microcolumns
The system architecture that employs 200 includes the basic datapath in one embodiment and many other advanced techniques such as multi-pass and multi-pixel techniques developed for MEBES. The entire text is incorporated herein by reference.
BM US Pat. No. 5,621,216, and Etec System Inc. US Pat.
See 393, 987 and 5, 103, 101. Similarly, other well-known electron beam lithography techniques, such as gray scale techniques or shaped beam techniques, can also be applied with the array 1200, but are incorporated by reference herein in their entirety, eg, IBM US Pat. 213, 916, No. 5, 334, 46.
7, No. 4,568,861 and No. 4,423,305.

【0070】 前文に解説した具体例は、例示の目的のみである。当業者に自明の変更は、本
発明の範囲内に収まる。従って、本発明の限定は、請求項の記載に限られる。
The specific examples discussed in the preamble are for illustration purposes only. Modifications obvious to those skilled in the art are within the scope of the invention. Accordingly, the limitations of the invention are limited to the claims that follow.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 先行技術によりパターニングした光電陰極の図である。[Figure 1]   FIG. 1 is a diagram of a photocathode patterned according to the prior art.

【図2】 図1に図示された光電陰極を用いた従来の電子ビームコラムの図である。[Fig. 2]   FIG. 4 is a view of a conventional electron beam column using the photocathode shown in FIG. 1.

【図3】 A、Bとも、本発明による光電陰極の図である。[Figure 3]   3A and 3B are diagrams of a photocathode according to the present invention.

【図4】 本発明による二つの光電陰極を備えた光電陰極アレイの一部を示す図である。[Figure 4]   FIG. 3 shows a part of a photocathode array with two photocathodes according to the invention.

【図5】 多数のセグメントを備えたゲート電極を有する、本発明による光電陰極の図で
ある。
FIG. 5 is a diagram of a photocathode according to the invention having a gate electrode with multiple segments.

【図6】 Aは、ゲート電極に多数の独立したセグメントを有する本発明による光電陰極
の図であり、B、Cは、Aに記載するゲート電極に示されたセグメントを選択的
にオンすることで形成されるサンプルのパターニングしたe−ビームの図である
FIG. 6A is a diagram of a photocathode according to the present invention having a number of independent segments in the gate electrode, and B, C selectively turning on the segment shown in the gate electrode described in A. FIG. FIG. 6 is a diagram of a patterned e-beam of a sample formed in FIG.

【図7】 A〜Fは、図4に提示した本発明の実施例により光電陰極を形成するプロセス
図である。
7A-7F are process diagrams for forming a photocathode according to the embodiment of the invention presented in FIG.

【図8】 本発明による光電陰極アレイの図である。[Figure 8]   FIG. 3 is a diagram of a photocathode array according to the present invention.

【図9】 本発明による光電陰極を用いたマイクロ−コラムの図である。[Figure 9]   FIG. 3 is a diagram of a micro-column using a photocathode according to the present invention.

【図10】 ビームの成形が光電陰極で行われる構成の電子ビームコラムに使用した多数セ
グメントゲート操作方式の光電陰極の図である。
FIG. 10 is a diagram of a multi-segment gated photocathode used in an electron beam column in which the beam shaping is performed by the photocathode.

【図11】 多数の成形する構成要素を有する従来の可変成形ビーム電子ビームコラムの図
である。
FIG. 11 is a diagram of a conventional variable shaped beam electron beam column having multiple shaping components.

【図12】 Aは、一実施例によりアレイに配した多数のマイクロコラムの図であり、Bは
、一実施例による図12Aに記載のアレイの平面図の概要を図解すり、以上のす
べての図中、同一又は類似する機能を有する構成要素には同一の符号が付される
12A is a diagram of a number of microcolumns arranged in an array according to one embodiment, and FIG. 12B illustrates a schematic top view of the array described in FIG. 12A according to one embodiment. In the drawings, constituent elements having the same or similar functions are designated by the same reference numerals.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…光電陰極アレイ、101…基板(透明)、102…光電放射層、10
3…光ビ−ム、104…e−ビ−ム、105…照射領域、106…マスク、10
7…マスク、108…放射領域、110…光電陰極。
100 ... Photocathode array, 101 ... Substrate (transparent), 102 ... Photoemission layer, 10
3 ... Optical beam, 104 ... E-beam, 105 ... Irradiation area, 106 ... Mask, 10
7 ... Mask, 108 ... Emission area, 110 ... Photocathode.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01J 37/305 H01L 21/30 541W (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM ,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN, MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM ,TR,TT,TZ,UA,UG,UZ,VN,YU, ZA,ZW (72)発明者 チャン, タイ−ホン, ピー. アメリカ合衆国, カリフォルニア州, フォスター シティー, ニミッツ レー ン 1105 (72)発明者 リー, キム, ワイ. アメリカ合衆国, カリフォルニア州, フリーモント, ベンチマーク 2672 (72)発明者 バーグルンド, シィー., ネイル アメリカ合衆国, オレゴン州, オレゴ ン シティー, エス. クラッカマス リヴァー ドライヴ 15361 Fターム(参考) 2H097 CA16 LA10 5C030 CC10 5C033 FF10 JJ07 MM07 UU02 5C034 BB01 BB02 5F056 AA33 EA05 EA08 EA10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01J 37/305 H01L 21/30 541W (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK) , ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR , NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, CA, CH, CN, CR CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR , KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor Chang, Tai Hong, P.i. 1105 (72) Nimitz Lane, Foster City, California, USA Inventor Lee, Kim, Wy. Fremont, California, United States, Benchmark 2672 (72) Inventor Burglund, See. , Nail USA, Oregon, Oregon City, S. Clackamas River Drive 15361 F Term (Reference) 2H097 CA16 LA10 5C030 CC10 5C033 FF10 JJ07 MM07 UU02 5C034 BB01 BB02 5F056 AA33 EA05 EA08 EA10

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 荷電粒子ビームコラム装置であって、 ターゲット支持体と、 前記ターゲットを荷電粒子ビームに曝露するように配した荷電粒子ビームコラ
ムのアレイと を備え、荷電粒子ビームコラムのそれぞれが、 複数の荷電粒子ビームを選択的に発生するビームソースと、 前記荷電粒子ビームに同軸であって、前記ビームソースからの前記複数の
荷電粒子ビームを加速する陽極と、 前記荷電粒子ビームに同軸で前記荷電粒子ビームを縮小するレンズと を備える荷電粒子ビームコラム装置。
1. A charged particle beam column device comprising: a target support; and an array of charged particle beam columns arranged to expose the target to a charged particle beam, each of the charged particle beam columns comprising: A beam source that selectively generates a plurality of charged particle beams; an anode that is coaxial with the charged particle beam and that accelerates the plurality of charged particle beams from the beam source; and a coaxial with the charged particle beam A charged particle beam column device comprising a lens for reducing the charged particle beam.
【請求項2】 前記アレイが、方形に成形されている請求項1に記載の装置
2. The device of claim 1, wherein the array is square shaped.
【請求項3】前記アレイが、MxN個の荷電粒子ビームコラムを備えるアレ
イを含み、NがMに等しくない請求項1に記載の装置。
3. The apparatus of claim 1, wherein the array comprises an array comprising M × N charged particle beam columns, N not equal to M.
【請求項4】 各荷電粒子ビームコラムが、マイクロコラムである請求項1
に記載の装置。
4. The charged particle beam column is a microcolumn.
The device according to.
【請求項5】 前記ビームソースが、照射の際に多数の電子ビームを選択的
に供給する光電陰極アレイを備え、前記光電陰極アレイが、 ゲート電極に印加された電圧に応じ電子ビームを変調する前記ゲート電極
を備えた少なくとも1つの光電陰極と、 前記ゲート電極を外部から制御できるよう、前記少なくとも1つの光電陰
極の前記ゲート電極に電気的に接続される少なくとも1つのパッドと を備える請求項1に記載の装置。
5. The beam source comprises a photocathode array for selectively supplying a large number of electron beams during irradiation, and the photocathode array modulates the electron beams according to a voltage applied to a gate electrode. 2. At least one photocathode provided with the gate electrode, and at least one pad electrically connected to the gate electrode of the at least one photocathode so that the gate electrode can be controlled from the outside. The device according to.
【請求項6】 前記少なくとも1つの光電陰極の前記ゲート電極が少なくと
も1つのセグメントを含む請求項5に記載の装置。
6. The device of claim 5, wherein the gate electrode of the at least one photocathode comprises at least one segment.
【請求項7】 前記少なくとも1つの光電陰極の前記ゲート電極が、4個の
セグメントを含む請求項5に記載の装置。
7. The device of claim 5, wherein the gate electrode of the at least one photocathode comprises four segments.
【請求項8】 前記少なくとも1つの光電陰極の前記ゲート電極が、8個の
セグメントを含む請求項5に記載の装置。
8. The device of claim 5, wherein the gate electrode of the at least one photocathode comprises 8 segments.
【請求項9】 ターゲット上にパターンを画像形成する方法であって、 複数の荷電粒子ビームを発生するステップと、 前記ビームをグループに集合させるステップと、 荷電粒子ビームを備える前記グループの各々を選択的に制御するステップと、 前記ターゲト上に前記グループの各々を方向設定するステップと を備える方法。9. A method of imaging a pattern on a target comprising:   Generating a plurality of charged particle beams,   Assembling the beams into groups,   Selectively controlling each of the groups comprising a charged particle beam;   Orienting each of the groups on the target; A method comprising. 【請求項10】 前記グループの各々が、1つの荷電粒子ビームコラム内に
収容される請求項9に記載の方法。
10. The method of claim 9, wherein each of said groups is contained within one charged particle beam column.
【請求項11】 前記荷電粒子ビームコラムが、アレイに配される請求項1
0に記載の方法。
11. The charged particle beam column is arranged in an array.
The method described in 0.
【請求項12】 前記アレイが、方形に成形される請求項11に記載の方法
12. The method of claim 11, wherein the array is square shaped.
【請求項13】 前記アレイが、矩形に成形される請求項11に記載の方法
13. The method of claim 11, wherein the array is shaped into a rectangle.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016127023A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 株式会社荏原製作所 Inspection apparatus
WO2016143450A1 (en) * 2015-03-10 2016-09-15 株式会社荏原製作所 Inspection device
US11621140B2 (en) 2020-08-21 2023-04-04 Nuflare Technology, Inc. Multiple electron beam writing apparatus and multiple electron beam writing method
KR20230051524A (en) 2020-08-21 2023-04-18 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 optoelectronic source
US11664191B2 (en) 2020-12-15 2023-05-30 Nuflare Technology, Inc. Electron beam irradiation apparatus and electron beam irradiation method
JP7474151B2 (en) 2020-08-21 2024-04-24 株式会社ニューフレアテクノロジー Multi-electron beam lithography apparatus and multi-electron beam lithography method

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6538256B1 (en) 2000-08-17 2003-03-25 Applied Materials, Inc. Electron beam lithography system using a photocathode with a pattern of apertures for creating a transmission resonance
KR100456237B1 (en) * 2002-11-22 2004-11-09 한국전자통신연구원 Deflector of a micro-column electron beam apparatus and method for fabricating the same
US7301263B2 (en) 2004-05-28 2007-11-27 Applied Materials, Inc. Multiple electron beam system with electron transmission gates
KR100687726B1 (en) * 2004-12-20 2007-02-27 한국전자통신연구원 Micro column electron beam apparatus formed in Low Temperature Co-fired Ceramic substrate
EP1760762B1 (en) * 2005-09-06 2012-02-01 ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH Device and method for selecting an emission area of an emission pattern
US7696498B2 (en) 2007-01-11 2010-04-13 Kla-Tencor Technologies Corporation Electron beam lithography method and apparatus using a dynamically controlled photocathode
US10388489B2 (en) 2017-02-07 2019-08-20 Kla-Tencor Corporation Electron source architecture for a scanning electron microscopy system
WO2018155537A1 (en) * 2017-02-24 2018-08-30 株式会社ニコン Electron beam apparatus and exposure method, and device production method
WO2018155538A1 (en) * 2017-02-24 2018-08-30 株式会社ニコン Electron beam apparatus and exposure method, and device production method
DE102020113351A1 (en) * 2020-05-18 2021-11-18 Dbt Gmbh Electron emitter structure, external photo effect emitter, particle collecting device, tunnel surface emitter, semiconductor-based direct emitter, and liquid ionizer with the same, method for generating free electrons and method for collecting particles

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS631033A (en) * 1986-06-20 1988-01-06 Fujitsu Ltd Electron beam transfer lithography equipment
JP2806281B2 (en) * 1994-12-19 1998-09-30 日本電気株式会社 Electron beam forming apparatus with variable polygonal cross section and electron beam drawing apparatus using the same
US6005247A (en) * 1997-10-01 1999-12-21 Intevac, Inc. Electron beam microscope using electron beam patterns
WO1999048129A1 (en) * 1998-03-20 1999-09-23 Etec Systems, Inc. Tandem optical scanner/stepper and photoemission converter for electron beam lithography
US6376985B2 (en) * 1998-03-31 2002-04-23 Applied Materials, Inc. Gated photocathode for controlled single and multiple electron beam emission

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016127023A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 株式会社荏原製作所 Inspection apparatus
WO2016143450A1 (en) * 2015-03-10 2016-09-15 株式会社荏原製作所 Inspection device
US11621140B2 (en) 2020-08-21 2023-04-04 Nuflare Technology, Inc. Multiple electron beam writing apparatus and multiple electron beam writing method
KR20230051524A (en) 2020-08-21 2023-04-18 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 optoelectronic source
JP7474151B2 (en) 2020-08-21 2024-04-24 株式会社ニューフレアテクノロジー Multi-electron beam lithography apparatus and multi-electron beam lithography method
US11664191B2 (en) 2020-12-15 2023-05-30 Nuflare Technology, Inc. Electron beam irradiation apparatus and electron beam irradiation method

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