JP2006338958A - Electron beam light source - Google Patents
Electron beam light source Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006338958A JP2006338958A JP2005160456A JP2005160456A JP2006338958A JP 2006338958 A JP2006338958 A JP 2006338958A JP 2005160456 A JP2005160456 A JP 2005160456A JP 2005160456 A JP2005160456 A JP 2005160456A JP 2006338958 A JP2006338958 A JP 2006338958A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron
- electron beam
- light source
- grid
- beam light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子線描画装置や電子線照射装置等に使用される電子線光源に関する。 The present invention relates to an electron beam light source used for an electron beam drawing apparatus, an electron beam irradiation apparatus, or the like.
光を使用しないパターン転写装置として、電子線描画装置が知られている。この電子線描画装置は、パターンの電子データに基づいて電子ビームを照射し、ウエハやマスク等の対象物にパターンを描画する装置である。 An electron beam drawing apparatus is known as a pattern transfer apparatus that does not use light. This electron beam drawing apparatus is an apparatus that irradiates an electron beam based on electronic data of a pattern and draws a pattern on an object such as a wafer or a mask.
この電子線描画装置では、対象物に電子ビームをショットしていくVSB(variable shape beam)方式が使用されることが多い。しかしながら、VSB方式は、描画に時間がかかり、スループットが悪いという問題がある。 In this electron beam drawing apparatus, a VSB (variable shape beam) method in which an electron beam is shot on an object is often used. However, the VSB method has a problem that it takes time to draw and the throughput is poor.
そこで近年、高速な描画を実現するために、細かいパターンの集合体をブロックごとに描画するブロック描画方式が開発された。ところで、この電子線描画装置では、電子線を発生させる手段として、数ミクロンの光源からなる電子銃が使用されており、通常は電子銃からの電子線をレンズで拡大してから使用している。従って、ブロックごとに描画するブロック描画方式では、電子ビームをさらに大きく拡大する必要があり、ビーム電流の不均一性や電流量の極端な低下等を引き起こす。このため、電子線描画装置では、照明光学系として1電子光源からのビームを使用できないため、低ドーズの電子描画となり、スループット的に問題がある。 Therefore, in recent years, in order to realize high-speed drawing, a block drawing method for drawing a collection of fine patterns for each block has been developed. By the way, in this electron beam drawing apparatus, an electron gun composed of a light source of several microns is used as a means for generating an electron beam, and the electron beam from the electron gun is usually used after being enlarged by a lens. . Therefore, in the block drawing method in which drawing is performed for each block, it is necessary to further enlarge the electron beam, which causes non-uniformity in the beam current, extreme reduction in the amount of current, and the like. For this reason, the electron beam drawing apparatus cannot use a beam from a single electron light source as an illumination optical system, so that the electron drawing becomes low-dose and there is a problem in throughput.
また、光を使用しない表面処理装置として、電子線照射装置が知られている。この電子線照射装置は、大気中に置かれたフィルム等の被処理物に電子ビームを照射し、被処理物の表面を改質する装置である(例えば、非特許文献1参照。)。また、この電子線照射装置は、インキの乾燥やオーバコート樹脂の硬化等、種々の産業分野の製造工程にも応用されている。 An electron beam irradiation apparatus is known as a surface treatment apparatus that does not use light. This electron beam irradiation apparatus is an apparatus that irradiates an object to be processed such as a film placed in the atmosphere with an electron beam to modify the surface of the object to be processed (see, for example, Non-Patent Document 1). The electron beam irradiation apparatus is also applied to manufacturing processes in various industrial fields such as ink drying and overcoat resin curing.
電子線照射装置の種類には、真空管により電子を取り出す真空管型電子線照射装置や、線状フィラメントから放射された電子を加速管により取り出す加速管型電子線照射装置などの幾つかの方式がある。これらの丸状または線状の電子ビームに対して被処理物を移動させることで、被処理物全体の処理を行うものであるが、均一な電流密度の電子ビームを得る制御が難しい。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、広い面積に対して均一な電流密度で電子を照射できる電子線光源を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electron beam light source capable of irradiating electrons with a uniform current density over a wide area.
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の電子線光源は次のように構成されている。 In order to solve the above problems and achieve the object, the electron beam light source of the present invention is configured as follows.
(1)ターゲットに電子流を照射するための電子線光源において、二次元配列され、電子ビームを形成する複数の電子銃と、前記電子銃により形成される電子ビームの電流密度をガウシアン分布とし、これらをオーバーラップさせることで、前記電子流を形成する電子流形成手段とを具備する。 (1) In an electron beam light source for irradiating an electron current to a target, a plurality of electron guns that are two-dimensionally arranged to form an electron beam, and a current density of the electron beam formed by the electron gun is a Gaussian distribution, Electron current forming means for forming the electron current by overlapping them is provided.
(2)(1)に記載された電子線光源において、前記電子流形成手段は、前記電子ビームの結像点を前記ターゲットの上流に設定することで、前記複数の電子ビームをオーバーラップさせる。 (2) In the electron beam light source described in (1), the electron flow forming unit overlaps the plurality of electron beams by setting an imaging point of the electron beam upstream of the target.
(3)(1)に記載された電子線光源において、前記電子銃は、千鳥状に配列されている。 (3) In the electron beam light source described in (1), the electron guns are arranged in a staggered pattern.
(4)(1)に記載された電子線光源において、前記電子流の断面形状を整形する整形手段を具備する。 (4) The electron beam light source described in (1) includes shaping means for shaping a cross-sectional shape of the electron flow.
(5)(1)または(2)に記載された電子線光源において、前記電子流形成手段は、前記電子銃により形成される電子ビームを通過させる複数の開口部を備えたグリッドと、前記グリッドに制御電圧を印加して、前記グリッドにより前記開口部を通過する電子ビームに対してレンズ作用を施すことで、前記電子ビームを制御する電圧印加手段とを具備する。 (5) In the electron beam light source described in (1) or (2), the electron flow forming means includes a grid having a plurality of openings through which an electron beam formed by the electron gun passes, and the grid And a voltage applying means for controlling the electron beam by applying a lens action to the electron beam passing through the opening by the grid.
(6)(5)に記載された電子線光源において、前記電圧印加手段は、前記複数の電子銃に駆動電圧を印加する。 (6) In the electron beam light source described in (5), the voltage applying unit applies a driving voltage to the plurality of electron guns.
本発明によれば、広い面積に対して均一な電流密度で電子を照射することができる。 According to the present invention, electrons can be irradiated with a uniform current density over a wide area.
図1は本発明の一実施形態に係る電子線光源の概略図、図2は同実施形態に係る第1グリッド3、第2グリッド4、第3グリッド5、及びアノード6の第1の例を示す図、図3は同実施形態に係る第1グリッド3、第2グリッド4、第3グリッド5、及びアノード6の第2の例を示す図である。
図1に示すように、この電子線光源は、ヒータ1、カソード2、第1グリッド3、第2グリッド4、第3グリッド5、アノード6、アパーチャ7、及び制御回路8から構成される。なお、符号Tは、この電子線光源により形成される電子流EFのターゲットである。
FIG. 1 is a schematic diagram of an electron beam light source according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a first example of a
As shown in FIG. 1, the electron beam light source includes a heater 1, a cathode 2, a
以下、各構成要件について説明する。
ヒータ1は、フィラメント1aを備え、制御回路8からの電圧印加により、カソード2を加熱する。カソード2は矩形あるいは円形のプレート状をしており、ヒータ1からの加熱により、ヒータ1と反対側の面から電子eを放射する。カソード2の材料としては、タングステン等の金属が使用される。
Hereinafter, each component will be described.
The heater 1 includes a
第1グリッド3、第2グリッド4、第3グリッド5、及びアノード6は、円形あるいは矩形のプレート状をしており(図2、3を参照)、その全体には複数の開口部3a、4a、5a、6aが均一な密度で二次元配列されている。なお、開口部3a、4a、5a、6aの配列方法としては、開口部の密度を高めることができる、いわゆる千鳥配列等が採用されている。
The
第2グリッド4は、制御回路8から印加される正の電圧により、カソード2から放射された電子eをターゲットT側に引き出す。第1グリッド3は、制御回路8から印加される負の電圧により、ターゲットT側に引き出された電子eを抑制・収束して電子ビームEBを形成する。すなわち、電子ビームEBの電流量は、第1グリッド3と第2グリッド4の電圧バランスにより調整される。
The
なお、電子ビームEBの電流量は、第1、第2グリッド3、4の電圧バランスだけでなく、第1、第2グリッド3、4の間隔、及び各グリッド3、4に設けられた開口部3a、4aの内径等の影響も受ける。
The amount of current of the electron beam EB is not only the voltage balance of the first and
発明者が実験したところ、第1、第2グリッド3、4の間隔を0.3mm、開口部3a、4aの内径を0.4mmとすれば、電子銃10ごとに50μA程度の安定した電子ビームEBを得ることができた。従って、電子銃10の数を増やせば、大電流の安定した電子ビームEBを得ることが可能である。
As a result of experiments by the inventor, a stable electron beam of about 50 μA per
アノード6は、制御回路8から印加されるグランド電圧により、第1グリッド3を通過した電子をターゲットTに向けて加速させる。すなわち、本発明に係る、二次元配列された複数の電子銃10は、前記ヒータ1、カソード2、第1グリッド3、第2グリッド4、及びアノード6により構成される。
The
第3グリッド5は、制御回路8から印加される負の電圧により、電子ビームEBを絞り、その結像点CをターゲットT上流に設定するとともに、電流密度をガウシアン分布にする。これにより、アノード6を通過した複数の電子ビームEBは、結像点Cの下流で急激に拡大し、その外周部と外周部とがオーバーラップすることで、電流密度が均一で、且つ大面積の電子流EFが形成される。
The
図1に示すように、アパーチャ7は、開口部7aを備え、電子流EFの周縁部を遮断して、その断面形状を開口部7aと同形状に整形する。これにより、電子流EFの周縁部に不要な波型等が存在しても、ターゲットTには所望形状の電子流EFを照射することができる。
As shown in FIG. 1, the
制御回路8は、ヒータ1のフィラメント1a、カソード2、第1グリッド3、第2グリッド4、第3グリッド5、及びアノード6に接続されており、これらに対して所定の直流電圧を印加している。
The
次に、電子線光源による電子流EFの形成工程について説明する。
ヒータ1によりカソード2が加熱されると、カソード2から多数の電子eが放射される。この電子eは、第3グリッド4によりターゲットT側に引き出され、第1グリッド3で収束されて電子ビームEBとなる。
Next, the formation process of the electron stream EF by the electron beam light source will be described.
When the cathode 2 is heated by the heater 1, many electrons e are emitted from the cathode 2. The electrons e are drawn to the target T side by the
電子ビームEBは、第1グリッド3とアノード6との間の電圧により加速され、ターゲットTに向かって進み、その途中で第3グリッド5により絞られる。これにより、ターゲットT上流に結像点Cが形成され、ターゲットT上における電子ビームEBのフォーカス寸法が拡大することで、ターゲットTには、複数の電子ビームEBの裾野がオーバーラップしてできた大面積の電子流EFが照射される。
The electron beam EB is accelerated by the voltage between the
図4は同実施形態に係る各電子ビームEBの電流密度の分布図、図5は同実施形態に係る電子流EFの電流密度の分布図である。
図4に示すように、各電子ビームEBの電流密度は、ガウシアン分布となっているが、これらをオーバーラップさせると、図5に示すように、電流密度が均一で、且つ大面積の電子流EFを得ることができる。従って、本実施形態に係る電子線光源を使用すれば、ターゲットTに対して均一な電流密度の電子流EFを照射することができる。
4 is a current density distribution diagram of each electron beam EB according to the embodiment, and FIG. 5 is a current density distribution diagram of the electron current EF according to the embodiment.
As shown in FIG. 4, the current density of each electron beam EB has a Gaussian distribution. When these are overlapped, as shown in FIG. EF can be obtained. Therefore, if the electron beam light source according to the present embodiment is used, the target T can be irradiated with the electron current EF having a uniform current density.
本実施形態に係る電子線光源によれば、複数の電子銃10を二次元配列している。そして、各電子銃10からの電子ビームEBの電流密度をガウシアン分布とし、これらをオーバーラップさせることで、大面積の電子流EFを形成している。
According to the electron beam light source according to the present embodiment, the plurality of
そのため、広い面積に対し均一な電流密度の電子流EFを照射できるから、従来は困難であった電子ビームによるブロック描画を実現することができ、また電子ビームによる各種処理の時間を短縮することができる。 Therefore, the electron current EF having a uniform current density can be irradiated to a large area, so that it is possible to realize block drawing by an electron beam, which has been difficult in the past, and to shorten the time of various processings by the electron beam. it can.
しかも、複数の電子銃10を使用しているにも関わらず、電子銃10、及び第3グリッド5を制御する制御回路が1つで足りるから、電気配線を簡素化でき、装置構成を小型化することができる。
Moreover, even though a plurality of
また、本実施形態に係る電子線光源によれば、電子ビームEBの結像点CをターゲットT上流に作り、ターゲットT上におけるフォーカス寸法を制御している。そのため、極めて簡単な制御で、ガウシアンの電流密度分布を合成してフラットな電流密度分布を形成することが可能である。 Further, according to the electron beam light source according to the present embodiment, the imaging point C of the electron beam EB is created upstream of the target T, and the focus dimension on the target T is controlled. Therefore, it is possible to synthesize the current density distribution of Gaussian and form a flat current density distribution with extremely simple control.
更に、本実施形態に係る電子線光源によれば、電子銃10の配列方法として、いわゆる千鳥配列を採用している。そのため、電子流EFの電流密度を高めることができる。
Furthermore, according to the electron beam light source according to the present embodiment, a so-called staggered arrangement is adopted as the arrangement method of the
また、本実施形態に係る電子線光源によれば、電子流EFの断面形状を整形するアパーチャ7を備えている。そのため、複数の電子銃10のうち、最も外側に位置する電子銃10の影響により、電子流EFの外縁部の形状が波型となっても、アパーチャ7の形状を選択することで、ターゲットTに対して所望の形状の電子流EFを照射することができる。
Moreover, according to the electron beam light source which concerns on this embodiment, the
なお、本実施形態では、カソード2、第1グリッド3、第2グリッド4、第3グリッド5、及びアノード6の形状を円形や矩形としているが、これに限定されるものではなく、最終的に得たい電子流EFの断面形状に応じて選択可能である。
In the present embodiment, the shapes of the cathode 2, the
本発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
5…第3グリッド(グリッド)、5a…開口部、7…アパーチャ(整形手段)、8…制御回路(電圧印加手段)、10…電子銃、T…ターゲット、e…電子、EB…電子ビーム、EF…電子流、C…結像点。 5 ... Third grid (grid), 5a ... Opening, 7 ... Aperture (shaping means), 8 ... Control circuit (voltage applying means), 10 ... Electron gun, T ... Target, e ... Electron, EB ... Electron beam, EF ... electron flow, C ... imaging point.
Claims (6)
二次元配列され、電子ビームを形成する複数の電子銃と、
前記電子銃により形成される電子ビームの電流密度をガウシアン分布とし、これらをオーバーラップさせることで、前記電子流を形成する電子流形成手段と、
を具備することを特徴とする電子線光源。 In an electron beam light source for irradiating a target with an electron stream,
A plurality of electron guns arranged two-dimensionally to form an electron beam;
Electron current forming means for forming the electron current by making the current density of the electron beam formed by the electron gun a Gaussian distribution and overlapping them,
An electron beam light source comprising:
前記電子銃により形成される電子ビームを通過させる複数の開口部を備えたグリッドと、
前記グリッドに制御電圧を印加して、前記グリッドにより前記開口部を通過する電子ビームに対してレンズ作用を施すことで、前記電子ビームを制御する電圧印加手段と、
を具備することを特徴とする請求項1または請求項2記載の電子線光源。 The electron flow forming means includes
A grid having a plurality of openings through which an electron beam formed by the electron gun passes;
Voltage application means for controlling the electron beam by applying a lens action to the electron beam passing through the opening by the grid by applying a control voltage to the grid;
The electron beam light source according to claim 1, further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005160456A JP2006338958A (en) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | Electron beam light source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005160456A JP2006338958A (en) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | Electron beam light source |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006338958A true JP2006338958A (en) | 2006-12-14 |
Family
ID=37559349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005160456A Pending JP2006338958A (en) | 2005-05-31 | 2005-05-31 | Electron beam light source |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006338958A (en) |
-
2005
- 2005-05-31 JP JP2005160456A patent/JP2006338958A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4416962B2 (en) | Illumination system for charged particle lithography apparatus | |
TW201225147A (en) | Charged particle beam writing apparatus and charged particle beam writing method | |
TW201719707A (en) | Method of aperture alignment and multi charged particle beam writing apparatus | |
JP3986792B2 (en) | Apparatus for suppressing aberrations due to space charge in charged particle projection lithography systems | |
US9269542B2 (en) | Plasma cathode charged particle lithography system | |
JP6772962B2 (en) | Multi-charged particle beam drawing device and multi-charged particle beam drawing method | |
JP2005127800A (en) | Electron beam irradiation device, irradiation method, and electron beam lithography system | |
JP2006338958A (en) | Electron beam light source | |
KR100757215B1 (en) | Illumination system for electron beam lithography tool | |
JP2020181902A (en) | Multi-charged particle beam lithography device | |
JP2002289517A (en) | Electron beam proximity exposure system and method | |
US7633069B2 (en) | Dual-mode electron beam column | |
JP2007123134A (en) | Field emission type electron gun | |
JP2019079953A (en) | Multiple charged particle beam lithography apparatus | |
US6492647B1 (en) | Electron guns for lithography tools | |
JP2020035871A (en) | Multi-beam aperture set, and apparatus and method for multi-charged particle beam drawing | |
JP7192254B2 (en) | Multi-charged particle beam drawing device and its adjustment method | |
JP2019114340A (en) | Cathode | |
JP6461979B2 (en) | System and method for patterning a substrate | |
JP2005303165A (en) | Charged particle line exposure device and charged particle line exposure method | |
JP4199618B2 (en) | Electron beam exposure apparatus and exposure method | |
JPH07211609A (en) | System and method electron beam lithography | |
TW202119456A (en) | Multibeamlet charged particle device and method | |
JPS5846849B2 (en) | Electron beam exposure equipment | |
JP3458628B2 (en) | Electron beam lithography system |