JPH09153455A - 電子ビーム描画装置 - Google Patents
電子ビーム描画装置Info
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- JPH09153455A JPH09153455A JP23514696A JP23514696A JPH09153455A JP H09153455 A JPH09153455 A JP H09153455A JP 23514696 A JP23514696 A JP 23514696A JP 23514696 A JP23514696 A JP 23514696A JP H09153455 A JPH09153455 A JP H09153455A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大きく、像全体の電流密度分布が一様で、そ
の電流密度強度が高く、且つ解像度の高いアパーチャ像
を材料上に形成出来る電子ビーム描画装置を提供する
事。 【解決手段】 電子銃１を成す複数の電界放出型電子発
生源のチップ６から電子が放出される。各チップの電子
放出部の像が集束レンズ８により投影レンズ１３の前焦
点位置に結ばれる。移動機構１１により光軸上に所定の
アパーチャが位置する。放出された電子は選択されたア
パーチャを通過し、その断面形状が該アパーチャに対応
したものになる。アパーチャの像が投影レンズ１３によ
り被描画材料上に結像される。同時に、投影レンズ１３
は該レンズの焦点位置に結像された電子放出部像からの
ビームを並行に前記被描画材料１２上に照射する。
の電流密度強度が高く、且つ解像度の高いアパーチャ像
を材料上に形成出来る電子ビーム描画装置を提供する
事。 【解決手段】 電子銃１を成す複数の電界放出型電子発
生源のチップ６から電子が放出される。各チップの電子
放出部の像が集束レンズ８により投影レンズ１３の前焦
点位置に結ばれる。移動機構１１により光軸上に所定の
アパーチャが位置する。放出された電子は選択されたア
パーチャを通過し、その断面形状が該アパーチャに対応
したものになる。アパーチャの像が投影レンズ１３によ
り被描画材料上に結像される。同時に、投影レンズ１３
は該レンズの焦点位置に結像された電子放出部像からの
ビームを並行に前記被描画材料１２上に照射する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、電界放出型電子
銃を備えた電子ビーム描画装置に関する。
銃を備えた電子ビーム描画装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】 近時、ＬＳＩ，超ＬＳＩ及び超々ＬＳ
Ｉの製作に電子ビーム描画装置が使用されている。
Ｉの製作に電子ビーム描画装置が使用されている。
【０００３】電子ビーム描画装置は、電子銃から発生さ
れた電子ビームを集束して被描画材料上の所定の位置に
照射することにより被描画材料上にＩＣパターンを描く
装置である。この様な電子ビーム描画装置には、大別し
て、スポット状のビームで材料上の所定の領域を走査し
てパターンを描く構造を有する型（スポットビーム型電
子ビーム描画装置と呼ばれている）と、電子光学系中に
所定の形状のアパーチャが開けられたアパーチャ板を配
置し、該アパーチャ板のアパーチャの像を被描画材料の
所定の位置に結像してパターンを描く構造を有する型
（面積型電子ビーム描画装置と呼ばれている）がある。
後者の型の電子ビーム描画装置には、１枚のアパーチャ
板を備えた型（固定面積型電子ビーム描画装置と呼ばれ
ている）と、複数のアパーチャ板と各アパーチャ板の間
に偏向器を備えた型（可変面積型描画装置と呼ばれてい
る）とがある。該可変面積型描画装置は、偏向器で上方
アパーチャを通過したビームを下方アパーチャ板上方で
適宜偏向することによって、所定断面形状のビームが下
方アパーチャを通過する様にしている。該可変面積型描
画装置は、U.S.Pat N0.4,117,340において開示されてい
る。又、最近、下方アパーチャ板として多数のアパーチ
ャを形成したものを使用した電子ビーム断面可変手段を
備えた電子ビーム描画装置が提案されている。
れた電子ビームを集束して被描画材料上の所定の位置に
照射することにより被描画材料上にＩＣパターンを描く
装置である。この様な電子ビーム描画装置には、大別し
て、スポット状のビームで材料上の所定の領域を走査し
てパターンを描く構造を有する型（スポットビーム型電
子ビーム描画装置と呼ばれている）と、電子光学系中に
所定の形状のアパーチャが開けられたアパーチャ板を配
置し、該アパーチャ板のアパーチャの像を被描画材料の
所定の位置に結像してパターンを描く構造を有する型
（面積型電子ビーム描画装置と呼ばれている）がある。
後者の型の電子ビーム描画装置には、１枚のアパーチャ
板を備えた型（固定面積型電子ビーム描画装置と呼ばれ
ている）と、複数のアパーチャ板と各アパーチャ板の間
に偏向器を備えた型（可変面積型描画装置と呼ばれてい
る）とがある。該可変面積型描画装置は、偏向器で上方
アパーチャを通過したビームを下方アパーチャ板上方で
適宜偏向することによって、所定断面形状のビームが下
方アパーチャを通過する様にしている。該可変面積型描
画装置は、U.S.Pat N0.4,117,340において開示されてい
る。又、最近、下方アパーチャ板として多数のアパーチ
ャを形成したものを使用した電子ビーム断面可変手段を
備えた電子ビーム描画装置が提案されている。
【０００４】前記スポットビーム型電子ビーム描画装置
は電子放出部の像を被描画材料上にスポット状に結像し
ているのに対し、面積型電子ビーム描画装置はアパーチ
ャ板に形成されたアパーチャの大きさに対応した大きさ
のアパーチャ像を被描画材料上に結像している。従っ
て、後者の装置は前者の装置より大きいビームでパター
ンを描く事が出来るので、後者の装置は描画速度が速
く、その為にスループットを上げることが出来る。
は電子放出部の像を被描画材料上にスポット状に結像し
ているのに対し、面積型電子ビーム描画装置はアパーチ
ャ板に形成されたアパーチャの大きさに対応した大きさ
のアパーチャ像を被描画材料上に結像している。従っ
て、後者の装置は前者の装置より大きいビームでパター
ンを描く事が出来るので、後者の装置は描画速度が速
く、その為にスループットを上げることが出来る。
【０００５】電子ビーム描画装置においては、電子銃陰
極として、通常、電界放出型エミッタか、加熱したラン
タンヘキサボラロイド（ＬａＢ6 ）が用いられている。
前者の陰極を備えた電子銃（電界放出型電子銃）は電子
発生部の輝度Ｂが著しく高い（１０8 ｃｄ／ｃｍ2 程
度）く、初速度分布Δｖが小さく、電流密度分布の幅が
狭く且つ電流密度の強度は高い。一方、後者の陰極を備
えた電子銃は電子発生部の輝度Ｂが低く（１０6 ｃｄ／
ｃｍ2 程度）、初速度分布Δｖが大きく、電流密度分布
の幅が広く且つ電流密度の強度が一様に低い。
極として、通常、電界放出型エミッタか、加熱したラン
タンヘキサボラロイド（ＬａＢ6 ）が用いられている。
前者の陰極を備えた電子銃（電界放出型電子銃）は電子
発生部の輝度Ｂが著しく高い（１０8 ｃｄ／ｃｍ2 程
度）く、初速度分布Δｖが小さく、電流密度分布の幅が
狭く且つ電流密度の強度は高い。一方、後者の陰極を備
えた電子銃は電子発生部の輝度Ｂが低く（１０6 ｃｄ／
ｃｍ2 程度）、初速度分布Δｖが大きく、電流密度分布
の幅が広く且つ電流密度の強度が一様に低い。
【０００６】ここで、被描画材料への電子ビームの入射
角の１／２をα、電子銃の電子放出部の輝度をＢとする
と、被描画材料上へショットされる電子ビームの電流密
度ρは、 ρ＝Ｂπα2 （１） と表わされる。
角の１／２をα、電子銃の電子放出部の輝度をＢとする
と、被描画材料上へショットされる電子ビームの電流密
度ρは、 ρ＝Ｂπα2 （１） と表わされる。
【０００７】又、電子ビーム描画装置における電子ビー
ムの加速電圧をＶとすると、被描画材料上の像の解像度
Ｓは、Δｖ／Ｖに比例する。
ムの加速電圧をＶとすると、被描画材料上の像の解像度
Ｓは、Δｖ／Ｖに比例する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】 さて、電界放出型電
子銃を前記スポットビーム型電子ビーム描画装置に用い
た場合、電子発生部の輝度Ｂは著しく高いので十分大き
な電流密度（例えば、１０００Ａ／ｃｍ2 程度）を有
し、且つ解像度Ｓの良い（０．０１μ程度）電子発生部
像を被描画材料上に結像することが出来る。しかし、被
描画材料上に結像される像の径が極めて小さい（０．０
５μｍ程度）為に描画速度を上げることが出来ず、その
為に高いスループットが望めない。若し、被描画材料上
に結像される像をぼかすことによりその径を大きくすれ
ば、像の解像度や電流密度が低下してしまう。電子銃と
して電界放出型電子銃を用いたスポットビーム型電子ビ
ーム描画装置が、J.Vac.Technol.B6(6), Nov/Dec 1988
において、H.Nakazawa，H.Takemura, M.Isobe, Y.Nakag
awa, M.Hassel andW.Thomson によって開示されてい
る。 ＬａＢ6 陰極を備えた電子銃を前記面積型電子ビ
ーム描画装置に使用した場合、被描画材料上に大きく
（例えば、５μｍ×５μｍ程度）、像全体の電流密度分
布が一様なアパーチャ像を結像出来る。しかし、電子放
出部の輝度Ｂが小さいので、十分大きな電流密度のアパ
ーチャ像を被描画材料上に結像出来ない（大略、１０Ａ
／ｃｍ2 ）。その為にあまり高いスループットが望めな
い。且つ、そのアパーチャ像の解像度も良くない（０．
１μ程度）。
子銃を前記スポットビーム型電子ビーム描画装置に用い
た場合、電子発生部の輝度Ｂは著しく高いので十分大き
な電流密度（例えば、１０００Ａ／ｃｍ2 程度）を有
し、且つ解像度Ｓの良い（０．０１μ程度）電子発生部
像を被描画材料上に結像することが出来る。しかし、被
描画材料上に結像される像の径が極めて小さい（０．０
５μｍ程度）為に描画速度を上げることが出来ず、その
為に高いスループットが望めない。若し、被描画材料上
に結像される像をぼかすことによりその径を大きくすれ
ば、像の解像度や電流密度が低下してしまう。電子銃と
して電界放出型電子銃を用いたスポットビーム型電子ビ
ーム描画装置が、J.Vac.Technol.B6(6), Nov/Dec 1988
において、H.Nakazawa，H.Takemura, M.Isobe, Y.Nakag
awa, M.Hassel andW.Thomson によって開示されてい
る。 ＬａＢ6 陰極を備えた電子銃を前記面積型電子ビ
ーム描画装置に使用した場合、被描画材料上に大きく
（例えば、５μｍ×５μｍ程度）、像全体の電流密度分
布が一様なアパーチャ像を結像出来る。しかし、電子放
出部の輝度Ｂが小さいので、十分大きな電流密度のアパ
ーチャ像を被描画材料上に結像出来ない（大略、１０Ａ
／ｃｍ2 ）。その為にあまり高いスループットが望めな
い。且つ、そのアパーチャ像の解像度も良くない（０．
１μ程度）。
【０００９】電界放出型電子銃を前記面積型電子ビーム
描画装置に使用した場合、被描画材料上に大きく（例え
ば、５μｍ×５μｍ程度）、且つ解像度Ｓの良い（０．
０１μ程度）アパーチャ像を被描画材料上に結像するこ
とが出来る。しかし、電子発生部の輝度Ｂは著しく高い
が、電子線源の径ｄが極めて小さいので前記αが極めて
小さい。その為に、十分大きな電流密度のアパーチャ像
を結像出来ず（例えば、１Ａ／ｃｍ2 程度）、高いスル
ープットが望めない。
描画装置に使用した場合、被描画材料上に大きく（例え
ば、５μｍ×５μｍ程度）、且つ解像度Ｓの良い（０．
０１μ程度）アパーチャ像を被描画材料上に結像するこ
とが出来る。しかし、電子発生部の輝度Ｂは著しく高い
が、電子線源の径ｄが極めて小さいので前記αが極めて
小さい。その為に、十分大きな電流密度のアパーチャ像
を結像出来ず（例えば、１Ａ／ｃｍ2 程度）、高いスル
ープットが望めない。
【００１０】本発明は、大きく、像全体の電流密度分布
が一様で、その電流密度強度が高く、且つ解像度の高い
アパーチャ像を材料上に形成出来る新規な電子ビーム描
画装置を提供する事を目的とする。
が一様で、その電流密度強度が高く、且つ解像度の高い
アパーチャ像を材料上に形成出来る新規な電子ビーム描
画装置を提供する事を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】 請求項１の発明に基づ
く電子ビーム描画装置は、複数の針状陰極を有する電界
放出型電子発生源から成る電子銃と、前記電子銃から放
出された電子ビームの断面形状を決定するビーム断面形
状設定用アパーチャ板と、前記アパーチャ板のアパーチ
ャの像を被描画材料上に結ぶ投影レンズと、前記電子銃
と前記投影レンズの間に配置され、前記電子銃の電子放
出部の像を前記投影レンズの前焦点位置に結ぶ集束レン
ズと、前記被描画材料上におけるアパーチャ像の結像位
置を決める電子ビーム偏向器を備えた事を特徴としてい
る。
く電子ビーム描画装置は、複数の針状陰極を有する電界
放出型電子発生源から成る電子銃と、前記電子銃から放
出された電子ビームの断面形状を決定するビーム断面形
状設定用アパーチャ板と、前記アパーチャ板のアパーチ
ャの像を被描画材料上に結ぶ投影レンズと、前記電子銃
と前記投影レンズの間に配置され、前記電子銃の電子放
出部の像を前記投影レンズの前焦点位置に結ぶ集束レン
ズと、前記被描画材料上におけるアパーチャ像の結像位
置を決める電子ビーム偏向器を備えた事を特徴としてい
る。
【００１２】請求項２の発明に基づく電子ビーム描画装
置は、複数の針状陰極を有する電界放出型電子発生源か
ら成る電子銃と、電子光学軸上に配置された複数のアパ
ーチャ板と、該アパーチャ板の間に配置された電子ビー
ム偏向器とから成るビーム断面形状設定手段と、前記被
描画材料側に近いアパーチャ板のアパーチャの像を材料
上に結ぶ投影レンズと、前記電子銃と前記投影レンズの
間に配置され、前記電子銃の電子放出部の像を前記投影
レンズの前焦点位置に結ぶ集束レンズと、前記被描画材
料上におけるアパーチャ像の結像位置を決める電子ビー
ム偏向器を備えた事を特徴としている。
置は、複数の針状陰極を有する電界放出型電子発生源か
ら成る電子銃と、電子光学軸上に配置された複数のアパ
ーチャ板と、該アパーチャ板の間に配置された電子ビー
ム偏向器とから成るビーム断面形状設定手段と、前記被
描画材料側に近いアパーチャ板のアパーチャの像を材料
上に結ぶ投影レンズと、前記電子銃と前記投影レンズの
間に配置され、前記電子銃の電子放出部の像を前記投影
レンズの前焦点位置に結ぶ集束レンズと、前記被描画材
料上におけるアパーチャ像の結像位置を決める電子ビー
ム偏向器を備えた事を特徴としている。
【００１３】請求項３の発明に基づく電子ビーム描画装
置は、基板上に複数の針状陰極が配列されており、該各
陰極を夫々取り囲む孔が開けられた絶縁層と陽極が前記
基板上にこの順序で重なるように形成された複数の電界
放出型電子発生源から成る電子銃を備えた事を特徴とし
ている。
置は、基板上に複数の針状陰極が配列されており、該各
陰極を夫々取り囲む孔が開けられた絶縁層と陽極が前記
基板上にこの順序で重なるように形成された複数の電界
放出型電子発生源から成る電子銃を備えた事を特徴とし
ている。
【００１４】請求項４の発明に基づく電子ビーム描画装
置は、光源の像が結ばれる位置にビーム電流調整用の絞
り板を配置した事を特徴としている。
置は、光源の像が結ばれる位置にビーム電流調整用の絞
り板を配置した事を特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】 以下、図面を参照して本発明の
実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の一例とし
て電子ビーム描画装置の概略を示している。図中１は電
子銃で、図２に一部断面形状を示した。図２において、
２は基板（例えば、Ｓｉ板）で、該基板上には、絶縁層
３（例えば、ＳｉＯ2 層）が形成されている。該絶縁層
の上に、例えば、金属を蒸着で積層した陽極４が形成さ
れている。５は前記絶縁層３及び陽極４を貫通した孔
で、例えば、縦，横１０個のマトリックス状に１００個
設けられている。尚、前記マトリックスの１つの升目の
広さは凡そ１０μｍ×１０μｍ程度である。この各穴の
前記基板２上に針状陰極（チップ）６が形成されてい
る。この様な針状陰極は例えば、次の様にして形成され
る。
実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の一例とし
て電子ビーム描画装置の概略を示している。図中１は電
子銃で、図２に一部断面形状を示した。図２において、
２は基板（例えば、Ｓｉ板）で、該基板上には、絶縁層
３（例えば、ＳｉＯ2 層）が形成されている。該絶縁層
の上に、例えば、金属を蒸着で積層した陽極４が形成さ
れている。５は前記絶縁層３及び陽極４を貫通した孔
で、例えば、縦，横１０個のマトリックス状に１００個
設けられている。尚、前記マトリックスの１つの升目の
広さは凡そ１０μｍ×１０μｍ程度である。この各穴の
前記基板２上に針状陰極（チップ）６が形成されてい
る。この様な針状陰極は例えば、次の様にして形成され
る。
【００１６】前記した様に基板２の上に絶縁層３と陽極
４を形成し、更に孔５を形成しておく。この状態におい
て、陽極４の上方から、各孔５を通して基板上に、Ｗ若
しくはＭｏの如き金属の蒸気を既知の蒸着方法により堆
積させる。この蒸着により各孔内に針状に近い形の陰極
が形成される。この後、各孔内にイオンビームを照射し
て各孔内の陰極をエッチングし、図２に示す如き針状陰
極６を基板２上に形成する。尚、蒸着方法の代わりに既
知のエピタキシャル成長方法により針状陰極を基板上に
形成しても良い。
４を形成し、更に孔５を形成しておく。この状態におい
て、陽極４の上方から、各孔５を通して基板上に、Ｗ若
しくはＭｏの如き金属の蒸気を既知の蒸着方法により堆
積させる。この蒸着により各孔内に針状に近い形の陰極
が形成される。この後、各孔内にイオンビームを照射し
て各孔内の陰極をエッチングし、図２に示す如き針状陰
極６を基板２上に形成する。尚、蒸着方法の代わりに既
知のエピタキシャル成長方法により針状陰極を基板上に
形成しても良い。
【００１７】前記陽極４と基板２との間には電源７から
正の電圧が印加されるように成されている。尚、前記基
板２は、Ｓｉ板の様な半導体基板でも良いし、ガラス板
の上に、例えば、Ａｕを蒸着した、導電性のものでも良
い。前記図１において、８は集束レンズで、前記電子銃
１の電子放出部の像を後述する投影レンズ１３の前焦点
位置に結像するものである。該レンズの中、若しくは該
レンズの近くに、該レンズの光軸を垂直に横切る様にア
パーチャ板９が配置されている。該アパーチャ板には、
例えば、図３に示す様に、任意のアパーチャが開けられ
ている。又、該アパーチャ板は、制御装置１０からの指
令を受けた移動機構１１により、何れかのアパーチャが
光軸上に来る様に光軸に垂直な面上で移動可能に成して
ある。尚、前記アパーチャ板９は前記集束レンズ８と投
影レンズ１３の間の任意の位置に配置してもよい。１３
は投影レンズで、前記アパーチャの像を前記被描画材料
１２上に結像すると同時に、前記集束レンズ８により結
像された電子放出部像からのビームを平行に前記被描画
材料上に照射する。１４は前記集束レンズ８の前焦点位
置（前記電子放出部像結像位置）に配置された電流調整
用絞り板である。該電流調整用絞り板は、前記被描画材
料１２上に到達する電子ビーム量をコントロールするも
ので、前記制御装置１０からの指令を受けたビーム電流
コントロール信号発生器１５により絞り径を適宜変える
様に成してある。該電流調整用絞り板としては、例え
ば、径の異なる複数の穴が一直線上に設けられ、該直線
に沿って移動可能に成した板や、矩形の穴が１個設けら
れた板２枚を重ね、互いにずらすことが可能に成したも
の等の何れかが使用される。尚、該電流調整用絞り板を
前記電子放出部像結像位置以外の所に配置すると被描画
材料上に結像されるアパーチャ像の電流密度分布が一様
でなくなる。１６は投影レンズ１３によるアパーチャ像
の材料上での結像位置をコントロールする位置決め用偏
向器で、前記制御装置１０からの指令を受けたビーム位
置信号発生器１７により作動するものである。１８はパ
ターンデータメモリ、１９，２０，２１はＤＡ変換器で
ある。
正の電圧が印加されるように成されている。尚、前記基
板２は、Ｓｉ板の様な半導体基板でも良いし、ガラス板
の上に、例えば、Ａｕを蒸着した、導電性のものでも良
い。前記図１において、８は集束レンズで、前記電子銃
１の電子放出部の像を後述する投影レンズ１３の前焦点
位置に結像するものである。該レンズの中、若しくは該
レンズの近くに、該レンズの光軸を垂直に横切る様にア
パーチャ板９が配置されている。該アパーチャ板には、
例えば、図３に示す様に、任意のアパーチャが開けられ
ている。又、該アパーチャ板は、制御装置１０からの指
令を受けた移動機構１１により、何れかのアパーチャが
光軸上に来る様に光軸に垂直な面上で移動可能に成して
ある。尚、前記アパーチャ板９は前記集束レンズ８と投
影レンズ１３の間の任意の位置に配置してもよい。１３
は投影レンズで、前記アパーチャの像を前記被描画材料
１２上に結像すると同時に、前記集束レンズ８により結
像された電子放出部像からのビームを平行に前記被描画
材料上に照射する。１４は前記集束レンズ８の前焦点位
置（前記電子放出部像結像位置）に配置された電流調整
用絞り板である。該電流調整用絞り板は、前記被描画材
料１２上に到達する電子ビーム量をコントロールするも
ので、前記制御装置１０からの指令を受けたビーム電流
コントロール信号発生器１５により絞り径を適宜変える
様に成してある。該電流調整用絞り板としては、例え
ば、径の異なる複数の穴が一直線上に設けられ、該直線
に沿って移動可能に成した板や、矩形の穴が１個設けら
れた板２枚を重ね、互いにずらすことが可能に成したも
の等の何れかが使用される。尚、該電流調整用絞り板を
前記電子放出部像結像位置以外の所に配置すると被描画
材料上に結像されるアパーチャ像の電流密度分布が一様
でなくなる。１６は投影レンズ１３によるアパーチャ像
の材料上での結像位置をコントロールする位置決め用偏
向器で、前記制御装置１０からの指令を受けたビーム位
置信号発生器１７により作動するものである。１８はパ
ターンデータメモリ、１９，２０，２１はＤＡ変換器で
ある。
【００１８】この様な構成の動作を次に説明する。
【００１９】先ず、電子銃１において、電源７から陽極
４と基板２との間に例えば、＋５０Ｖ程度の電圧を印加
すると、該陽極４と基板２との間に形成された電界によ
り、該電子銃１を成す各電界放出型電子発生源のチップ
６から電子が放出される。該放出電子を加速電極（図示
せず）と前記基板２との間に印加された加速電圧（たと
えば、数ＫＶ）によりに被描画材料方向に加速する。各
チップの電子放出部の像が集束レンズ８により電流調整
用絞り板１４の位置に結像される。この際、パターンデ
ータメモリ１８からのパターンデータに基づいて、制御
装置１０からアパーチャ選択指令がＤＡ変換器１９を介
して移動機構１１に送られているので、光軸上に所定の
アパーチャが位置するようにアパーチャ板９が移動す
る。従って、各チップの電子放出部から放出された電子
はこの選択されたアパーチャを通過し、その断面形状が
該アパーチャの形状に対応したものになる。そして、こ
のアパーチャの像が投影レンズ１３により被描画材料１
２上に結像される。即ち、前記チップの数に対応した数
のアパーチャ像が材料上に重畳して結像される。又、同
時に、投影レンズ１３の前焦点位置に前記電子放出部の
像が結ばれているので、該投影レンズは該電子放出部像
からのビームを並行に前記被描画材料１２上に照射す
る。即ち。前記アパーチャを通過した電子は前記結像範
囲に照射されることになる。この時、パターンデータメ
モリ１８からのパターンデータに基づいて制御装置１０
からショット位置指令がＤＡ変換器２１及びビーム位置
信号発生器１７を介して位置決め用偏向器１６に送られ
ている。前記投影レンズ１３を通過した電子ビームは前
記位置決め用偏向器１６により所定の偏向を受けるの
で、前記アパーチャ像は被描画材料１２上の所定の位置
に結像される。尚、前記被描画材料１２上に結像される
アパーチャ像のビーム電流密度は前記電流調整用絞板１
４の絞径を調整することによりコントロールされる。
４と基板２との間に例えば、＋５０Ｖ程度の電圧を印加
すると、該陽極４と基板２との間に形成された電界によ
り、該電子銃１を成す各電界放出型電子発生源のチップ
６から電子が放出される。該放出電子を加速電極（図示
せず）と前記基板２との間に印加された加速電圧（たと
えば、数ＫＶ）によりに被描画材料方向に加速する。各
チップの電子放出部の像が集束レンズ８により電流調整
用絞り板１４の位置に結像される。この際、パターンデ
ータメモリ１８からのパターンデータに基づいて、制御
装置１０からアパーチャ選択指令がＤＡ変換器１９を介
して移動機構１１に送られているので、光軸上に所定の
アパーチャが位置するようにアパーチャ板９が移動す
る。従って、各チップの電子放出部から放出された電子
はこの選択されたアパーチャを通過し、その断面形状が
該アパーチャの形状に対応したものになる。そして、こ
のアパーチャの像が投影レンズ１３により被描画材料１
２上に結像される。即ち、前記チップの数に対応した数
のアパーチャ像が材料上に重畳して結像される。又、同
時に、投影レンズ１３の前焦点位置に前記電子放出部の
像が結ばれているので、該投影レンズは該電子放出部像
からのビームを並行に前記被描画材料１２上に照射す
る。即ち。前記アパーチャを通過した電子は前記結像範
囲に照射されることになる。この時、パターンデータメ
モリ１８からのパターンデータに基づいて制御装置１０
からショット位置指令がＤＡ変換器２１及びビーム位置
信号発生器１７を介して位置決め用偏向器１６に送られ
ている。前記投影レンズ１３を通過した電子ビームは前
記位置決め用偏向器１６により所定の偏向を受けるの
で、前記アパーチャ像は被描画材料１２上の所定の位置
に結像される。尚、前記被描画材料１２上に結像される
アパーチャ像のビーム電流密度は前記電流調整用絞板１
４の絞径を調整することによりコントロールされる。
【００２０】この様に、複数の電界放出型電子発生源か
ら成る電子銃と、該電子銃から放出された電子ビームの
断面形状を決定するビーム断面形状設定用アパーチャ板
と、該アパーチャ板のアパーチャの像を被描画材料上に
結像する投影レンズと、前記電子銃と前記投影レンズの
間に配置され、前記各電界放出型電子発生源の電子放出
部の像を前記投影レンズの前焦点位置に結像する集束レ
ンズとを備え、前記各アパーチャ像を被描画材料上の所
定の位置に重ねて結像する様に成したので、大きく（例
えば、５μｍ×５μｍ程度）、像全体の電流密度分布が
一様で、その電流密度強度が高く（例えば、大略１００
Ａ／ｃｍ2 ）、且つ解像度の高い（凡そ０．０１μｍ）
アパーチャ像が結像される。
ら成る電子銃と、該電子銃から放出された電子ビームの
断面形状を決定するビーム断面形状設定用アパーチャ板
と、該アパーチャ板のアパーチャの像を被描画材料上に
結像する投影レンズと、前記電子銃と前記投影レンズの
間に配置され、前記各電界放出型電子発生源の電子放出
部の像を前記投影レンズの前焦点位置に結像する集束レ
ンズとを備え、前記各アパーチャ像を被描画材料上の所
定の位置に重ねて結像する様に成したので、大きく（例
えば、５μｍ×５μｍ程度）、像全体の電流密度分布が
一様で、その電流密度強度が高く（例えば、大略１００
Ａ／ｃｍ2 ）、且つ解像度の高い（凡そ０．０１μｍ）
アパーチャ像が結像される。
【００２１】尚、前記実施例では、アパーチャ板として
複数のアパーチャを設けたものを使用したが、決まった
アパーチャしか用いない場合には、１つのアパーチャを
設けたアパーチャ板を用いても良い。この場合には、移
動機構１１は不要となる。又、前記実施例では移動機構
によりアパーチャ板を移動させ、アパーチャを選択する
ように成したが、電子銃とアパーチャ板の間にアパーチ
ャ選択用偏向器を設け、この偏向器にアパーチャ選択指
令を送り、電子銃からの電子ビームを適宜偏向して所定
のアパーチャに照射される様に成しても良い。更に、前
記実施例では電子銃は１００個の電界放出型電子発生源
を有したが、この数に限定され無い。
複数のアパーチャを設けたものを使用したが、決まった
アパーチャしか用いない場合には、１つのアパーチャを
設けたアパーチャ板を用いても良い。この場合には、移
動機構１１は不要となる。又、前記実施例では移動機構
によりアパーチャ板を移動させ、アパーチャを選択する
ように成したが、電子銃とアパーチャ板の間にアパーチ
ャ選択用偏向器を設け、この偏向器にアパーチャ選択指
令を送り、電子銃からの電子ビームを適宜偏向して所定
のアパーチャに照射される様に成しても良い。更に、前
記実施例では電子銃は１００個の電界放出型電子発生源
を有したが、この数に限定され無い。
【００２２】更に又、本発明は、夫々矩形若しくは正方
形状アパーチャが開けられた複数のアパーチャ板と、各
アパーチャ板の間に形状及び大きさ指定用偏向器が配置
され、上方アパーチャを通過したビームを該偏向器によ
り適宜偏向して下方アパーチャ上に照射し、該下方アパ
ーチャから所定の形状及び大きさの断面を有するビーム
を得、このビームを材料上に結像する構成の荷電粒子ビ
ーム描画装置にも応用可能である。図４はその光学図を
示したものである。図中２２は上方アパーチャ板、２３
は下方アパーチャ板、２４は成形レンズ、２５は成形用
偏向器で、投影レンズ１３は、光源像からのビームを材
料１２上に並行に照射すると同時に、下方アパーチャの
像を材料上に結ぶように働く。
形状アパーチャが開けられた複数のアパーチャ板と、各
アパーチャ板の間に形状及び大きさ指定用偏向器が配置
され、上方アパーチャを通過したビームを該偏向器によ
り適宜偏向して下方アパーチャ上に照射し、該下方アパ
ーチャから所定の形状及び大きさの断面を有するビーム
を得、このビームを材料上に結像する構成の荷電粒子ビ
ーム描画装置にも応用可能である。図４はその光学図を
示したものである。図中２２は上方アパーチャ板、２３
は下方アパーチャ板、２４は成形レンズ、２５は成形用
偏向器で、投影レンズ１３は、光源像からのビームを材
料１２上に並行に照射すると同時に、下方アパーチャの
像を材料上に結ぶように働く。
【図１】 本発明の一例として電子ビーム描画装置の概
略を示している。
略を示している。
【図２】 本発明の電子銃の一例を示している。
【図３】 本発明のアパーチャ板の一例を示している。
【図４】 本発明の他の実施例を示している。
１ 電子銃 ２ 基板 ３ 絶縁層 ４ 陽極 ５ 孔 ６ チップ ７ 電源 ８ 集束レンズ ９ アパーチャ板 １０ 制御装置 １１ 移動機構 １２ 被描画材料 １３ 投影レンズ １４ 電流調整用絞り板 １５ ビーム電流コントロール信号発生器 １６ 位置決め用偏向器 １７ ビーム位置信号発生器 １８ パターンデータメモリ １９，２０，２１ ＤＡ変換器 ２２ 下方アパーチャ板 ２３ 下方アパーチャ板 ２４ 成形レンズ ２５ 成形用偏向器
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の針状陰極を有する電界放出型電子
発生源から成る電子銃と、 前記電子銃から放出された電子ビームの断面形状を決定
するビーム断面形状設定用アパーチャ板と、 前記アパーチャ板のアパーチャの像を被描画材料上に結
ぶ投影レンズと、 前記電子銃と前記投影レンズの間に配置され、前記電子
銃の電子放出部の像を前記投影レンズの前焦点位置に結
ぶ集束レンズと、 前記被描画材料上におけるアパーチャ像の結像位置を決
める電子ビーム偏向器を備えた電子ビーム描画装置。 - 【請求項２】 複数の針状陰極を有する電界放出型電子
発生源から成る電子銃と、 電子光学軸上に配置された複数のアパーチャ板と、該ア
パーチャ板の間に配置された電子ビーム偏向器とから成
るビーム断面形状設定手段と、 前記被描画材料側に近いアパーチャ板のアパーチャの像
を材料上に結ぶ投影レンズと、 前記電子銃と前記投影レンズの間に配置され、前記電子
銃の電子放出部の像を前記投影レンズの前焦点位置に結
ぶ集束レンズと、 前記被描画材料上におけるアパーチャ像の結像位置を決
める電子ビーム偏向器を備えた電子ビーム描画装置。 - 【請求項３】 基板上に複数の針状陰極が配列されてお
り、該各陰極を夫々取り囲む孔が開けられた絶縁層と陽
極が前記基板上にこの順序で重なるように形成された複
数の電界放出型電子発生源から成る電子銃を備えた前記
請求項１又は２記載の電子ビーム描画装置。 - 【請求項４】 前記電子放出部の像が結ばれる位置にビ
ーム電流調整用の絞り板を配置した前記請求項１又は２
記載の電子ビーム描画装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23514696A JP3313586B2 (ja) | 1995-09-25 | 1996-09-05 | 電子ビーム描画装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24628195 | 1995-09-25 | ||
| JP7-246281 | 1995-09-25 | ||
| JP23514696A JP3313586B2 (ja) | 1995-09-25 | 1996-09-05 | 電子ビーム描画装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09153455A true JPH09153455A (ja) | 1997-06-10 |
| JP3313586B2 JP3313586B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=26531977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23514696A Expired - Fee Related JP3313586B2 (ja) | 1995-09-25 | 1996-09-05 | 電子ビーム描画装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3313586B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100403807B1 (ko) * | 1997-06-30 | 2004-01-14 | 삼성전자주식회사 | 절연체 패턴 채용 평판 필드 에미터 제조방법 |
-
1996
- 1996-09-05 JP JP23514696A patent/JP3313586B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100403807B1 (ko) * | 1997-06-30 | 2004-01-14 | 삼성전자주식회사 | 절연체 패턴 채용 평판 필드 에미터 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3313586B2 (ja) | 2002-08-12 |
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