JPH02250310A - 電子ビーム露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体集積回路などの製造において、パターン
マスクを製造するために用いる電子ビーム露光装置に関
するものである。

従来の技術 電子ビーム露光装置において電子ビームを得る方法とし
て、陰極である電子銃を加熱し、そこに高電圧を印加す
ることにより、陽極に向がって飛び出した電子を、電磁
レンズを用いて集束する方法が一般的に用いられている
。

第４図はこのような電子ビーム露光装置の電子銃室の断
面図である。一般に電子銃の材質として六ホウ化ランタ
ン（以下ＬａＢ、という）やタングステンフィラメント
が用いられるが、第４図はＬａＢ、を電子銃として用い
ている。第４図において、電子銃１の近傍には陰極グリ
ッド２が設けられ、この陰極グリッド２はここに逆電圧
をかけることにより発射された電子の集束性を良くする
ために用いられる。また陰極グリッド２がら適当路１Ｉ
１１ａれて陽極３が配設され、さらに適当距離前れて電
磁レンズ４が配設されている。

この電子ビーム露光装置の動作を説明する。まず加熱電
流により加熱された電子銃１と陽極３との間に高電圧を
付加すると、電子銃１から電子が陽極３に向かって飛び
出す。この高電圧により加速された電子は陽極３を通り
過ぎ、電磁レンズ４により集束されて電子ビームとなり
パターンマスクを描画する乾板（以下マスク乾板という
）などの描画材料に照射される。ここで電子銃１に流す
加熱電流は、通常１００ｍＡ程度であり、これは所望の
放射電子量が得られるような最小の電流量が選択される
のが通常である。

発明が解決しようとする課題 電子銃１は加熱電流により高温に保たれており。

第４図に示すようなＬ　ａ　Ｂ、電子銃では約１３００
℃程度になっている。このような高温下では、電子銃１
は徐々に蒸発して体積の減少、形状の変化を起こす。こ
の結果、電子銃１の発熱量が大きくなり、電子銃１の温
度が上昇する。この結果、電子銃１の体積減少、形状変
化はますます大きくなり、これが電子銃１の寿命を短か
くし、電子ビームの密度の均一性を悪化させパターン精
度の劣化の原因の一つとなっている。しかしながら前記
従来の電子ビーム露光装置では、電子銃１の体積減少や
形状変化を検知することができないため、使用とともに
電子ビームの密度均一性が悪化し、パターン精度が劣化
し易い。また電子銃１の寿命が短かいため、電子銃１の
交換の回数が多く稼動率が低くなり易いという問題があ
った。

本発明は上記従来の問題を解決するもので、電子銃の体
積減少や形状変化を少なくし、稼動率が高くかつ高精度
のパターン描画が可能な電子ビーム露光装置を提供する
ことを目的とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の電子ビーム露光装置
は、陰極グリッドに温度検知装置を付属させ、陰極グリ
ッドの温度により電子銃の加熱電流を制御する加熱電流
制御回路部を設けたものである。

作用 上記構成により、陰極グリッド温度を検知し電子銃の加
熱電流を制御することにより、電子銃の温度変化を少な
くすることができるため、電子銃の体積減少、形状変化
を少なくして電子銃の寿命の長期化および電子ビームの
密度の均一性保持ができ、稼動率が向上し、高精度パタ
ーンの描画が可能となる。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。なお、従来の電子ビーム露光装置と同じもの
には同一番号を付し、その説明は省略する。

第１図は本発明の一実施例における電子ビーム露光装置
の電子銃室の断面図である。第１図に示すように、電子
銃室内の陰極グリッド２には陰極グリッド２の温度を測
定する温度検知器としてのサーミスタ５が取付られてい
る。これは、電子銃１が高温となり、サーミスタ５で直
接温度を検知することが困難なため、陰極グリッド２の
温度を検知することにより間接的に電子銃１の温度を推
測するものである。サーミスタ５は、電子銃１の加熱電
流を制御する加熱電流制御回路部６に接続され、この加
熱電流制御回路部６はサーミスタ５の電気抵抗が低下す
ると電子銃１への加熱電流を小さくする。

以上のように構成された電子ビーム露光装置について、
以下その動作を説明する。加熱電流により高温に保たれ
ている電子銃１の体積が減少すると、電子銃１の温度が
上昇し、これにより陰極グリッド２の温度も上昇する。

陰極グリッド２の温度が上昇すると、サーミスタ５の電
気抵抗が低下し、加熱電流制御回路部６により加熱電流
が小さくされ、電子銃１の温度が下がる。これにより、
電子銃１の温度上昇が抑制される。

第２図（ａ）、（ｂ）は、このような構成の電子ビーム
露光装置において、陰極グリッド２の温度を３００℃に
保った本実施例の場合と、従来例の電子ビーム露光装置
の場合の電子銃の使用時間と電子銃の径の大きさの変化
を示す。第２図（ａ）、（ｂ）より明らかなように、本
実施例によれば、電子銃１の径の大きさは使用時間によ
ってあまり変化しないので電子銃１の体積減少が少なく
、したがって電子銃１の寿命が長く、稼動率が向上でき
ることがわかる。

第３図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例による電子ビ
ーム露光装置および従来例による電子ビーム露光装置に
おいて、電子銃１を５０００時間使用した場合に、マス
ク乾板上に作成したマスクパターン寸法のばらつきを示
す。ここでは例として４μｍの電子ビームをマスク乾板
に照射した場合のパターン寸法を示す。第３図（ａ）、
（ｂ）に示すように、本実施例による電子ビーム露光装
置を用いた場合、パターン寸法のばらつきが小さく、高
精度なパターンの描画が可能であることがわかる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、電子銃室内の陰極グリッ
ドに温度検知装置を設け、陰極グリッドの温度により電
子銃の加熱電流を制御する加熱電流制御回路部を設けた
ことにより、電子銃の体積減少、形状変化を小さくでき
、高稼動率かつ高精度なマスクパターン描画が可能な電
子ビーム露光装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電子ビーム露光装置
の電子銃室の断面図、第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ
本発明の一実施例および従来例の電子ビーム露光装置の
電子銃の径の経時変化を示す図。 第３図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ本発明の一実施例
および従来例の電子ビーム露光装置において５０００時
間使用した電子銃を用いてマスク乾板上に描画したパタ
ーンの寸法分布図、第４図は従来例による電子ビーム露
光装置の電子銃室の断面図である。 １・・・電子銃、２・・・陰極グリッド、３・・・陽極
、４・・・電磁レンズ、５・・・サーミスタ、６・・・
加熱電流制御回路部。 代理人　　　森　　本　　義　　弘 第１図 第２図 （山 ィ史ロ→門（−多量） くい ！・−・電子銃 ２・・・陰ｐ！！７’す・ンド ３・・・陽極 ４・・・電月ルンズ ５・−・°す′−ミスタ ６・・・方ロ熱１！流串９御巨七ト図 イ更用吟聞（曙開） 第３図 （復） （ト） パターン寸う云（戸） 第φ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電子銃室内の陰極グリッドに温度検知器を設け、前
   記陰極グリッドの温度により電子銃の加熱電流を制御す
   る加熱電流制御回路部を設けた電子ビーム露光装置。