JPS5921164B2 - 電子線露光装置 - Google Patents
電子線露光装置Info
- Publication number
- JPS5921164B2 JPS5921164B2 JP51058194A JP5819476A JPS5921164B2 JP S5921164 B2 JPS5921164 B2 JP S5921164B2 JP 51058194 A JP51058194 A JP 51058194A JP 5819476 A JP5819476 A JP 5819476A JP S5921164 B2 JPS5921164 B2 JP S5921164B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- lens
- electron
- sample
- wires
- 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.)
- Expired
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高速、高精度露光が可能な電子線露光装置に関
する。
する。
ここ数年、集積回路の集積度を飛躍的に向上させた大規
模集積化（ＬＳＩ）出現に伴い、それらの作製手段とし
て電子線露光装置が大いに脚光を浴び出した。
模集積化（ＬＳＩ）出現に伴い、それらの作製手段とし
て電子線露光装置が大いに脚光を浴び出した。
この様な電子線露光装置では、一般に電子線を細く集束
した状態で試料上に投射し、電子計算機からの指令に基
づいて、該電子線を試料上で走査し、所望の図形を描い
ている。
した状態で試料上に投射し、電子計算機からの指令に基
づいて、該電子線を試料上で走査し、所望の図形を描い
ている。
しかし該装置では、非常に微細な図形を高精度で描くこ
とが可能ではあるが、回路素子が増加する程塗り潰し走
査に多大な時間を要し、実用上問題を残している。これ
に対し、矩形の孔を有するスリット板を照射レンズの下
方に置き、矩形のビームを作り、これを試料上に投射し
、電子計算機からの指令に基づいて、該ビームを試料上
で走査し所望の図形を描く露光装置が提案されている。
しかし該装置では、矩形ビームの整数倍の図形ならどん
な形状の図形でも描け、前記露光装置のビームの数倍乃
至１０倍程度の大きさのビームを使うので同じ電流密度
なら露光時間が短かくてすむが、矩形ビームの整数倍で
ない図形を描こうとすればはみ出しを生じ鮮明な図形が
描けない。本発明はこの様な欠点を一掃する目的でなさ
れたもので、高速、高精度露光を提供するものである。
とが可能ではあるが、回路素子が増加する程塗り潰し走
査に多大な時間を要し、実用上問題を残している。これ
に対し、矩形の孔を有するスリット板を照射レンズの下
方に置き、矩形のビームを作り、これを試料上に投射し
、電子計算機からの指令に基づいて、該ビームを試料上
で走査し所望の図形を描く露光装置が提案されている。
しかし該装置では、矩形ビームの整数倍の図形ならどん
な形状の図形でも描け、前記露光装置のビームの数倍乃
至１０倍程度の大きさのビームを使うので同じ電流密度
なら露光時間が短かくてすむが、矩形ビームの整数倍で
ない図形を描こうとすればはみ出しを生じ鮮明な図形が
描けない。本発明はこの様な欠点を一掃する目的でなさ
れたもので、高速、高精度露光を提供するものである。
以下添付図面に従つて詳明する。第１図は本発明の一実
施例を示す電子線露光装置である。
施例を示す電子線露光装置である。
同図において１は陰極、制御電極及び陽極から成る電子
銃で、該電子銃から射出された電子線の軸２上には第１
レンズ３、第２レンズ４、第３レンズ６、第４レンズ□
がそれぞれある間隔を有して設置されている。この内、
第１レンズ３、第２レンズ４、第３レンズ６のそれぞれ
の間隔は電子銃１の電子源（すなわちクロスオーバーポ
イント）像０１が第４レンズの絞り８の面に拡大（例え
ば約１０倍）結像するように選択されている。第２レン
ズ、第３レンズ間におけるクロスオーバーポイント像の
回折像のできる位置には第２図ａ、ｂ、ｃ（ｂ図、ｃ図
はそれぞれａ図をＡ方向、Ｂ方向から見た図）に示す様
な、正方形状の枠体１１の枠内に複数のタングステンワ
イヤー１２を互いに等間隔にしかも互いに絶縁して張り
めぐらした電子スリット１３を２つ、第２図ｅに示す如
く互いのタングステンワイヤーがＸ方向、Ｙ方向の如く
直交するように丁度重ねた電子線偏向体５が配置されて
いる。該電子スリツトＬ３は第２図ｃに示す様に例えば
１０００μ×１０００μの正方形状枠体１１に直径５μ
のタングステンワイヤー１２がそれぞれ５０μの間隔を
保つてしかもそれぞれ枠体との間に絶縁体１４を介して
設けられたものである。
銃で、該電子銃から射出された電子線の軸２上には第１
レンズ３、第２レンズ４、第３レンズ６、第４レンズ□
がそれぞれある間隔を有して設置されている。この内、
第１レンズ３、第２レンズ４、第３レンズ６のそれぞれ
の間隔は電子銃１の電子源（すなわちクロスオーバーポ
イント）像０１が第４レンズの絞り８の面に拡大（例え
ば約１０倍）結像するように選択されている。第２レン
ズ、第３レンズ間におけるクロスオーバーポイント像の
回折像のできる位置には第２図ａ、ｂ、ｃ（ｂ図、ｃ図
はそれぞれａ図をＡ方向、Ｂ方向から見た図）に示す様
な、正方形状の枠体１１の枠内に複数のタングステンワ
イヤー１２を互いに等間隔にしかも互いに絶縁して張り
めぐらした電子スリット１３を２つ、第２図ｅに示す如
く互いのタングステンワイヤーがＸ方向、Ｙ方向の如く
直交するように丁度重ねた電子線偏向体５が配置されて
いる。該電子スリツトＬ３は第２図ｃに示す様に例えば
１０００μ×１０００μの正方形状枠体１１に直径５μ
のタングステンワイヤー１２がそれぞれ５０μの間隔を
保つてしかもそれぞれ枠体との間に絶縁体１４を介して
設けられたものである。
又第２図ｄに示す様に電子スリツト１３におけるタング
ステンワイヤー１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，・・・・・・
はスイツチ系１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，・・・・・・を
介してデイジタル電子計算機１６の指令によりプラス又
はマイナス電源か又は大地かに接続される。すなわち例
えばタングステンワイヤー１２ａ，１２ｃ，１２ｅ，・
・・・・・はプラス電源１５ａか大地かに、又タングス
テンワイヤー１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ，・・・・・・は
マイナス電源１５ｂか大地かに接続される。例えばタン
グステンワイヤー１２ａについて説明すれば、スイツチ
系１７ａにおいてタングステンワイヤー１２ａの端子１
８ａに接続されたスイツチ１９ａはコンピユータ一の指
令により大地に接続された端子２０ａかプラス電源１５
ａに接続された端子２１ａに接続される。前記第３レン
ズ６と第４レンズの間隔は該電子線偏向体５上の電子線
像が試料１０上に縮小（例えば？）結像するように選択
されている。
ステンワイヤー１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，・・・・・・
はスイツチ系１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，・・・・・・を
介してデイジタル電子計算機１６の指令によりプラス又
はマイナス電源か又は大地かに接続される。すなわち例
えばタングステンワイヤー１２ａ，１２ｃ，１２ｅ，・
・・・・・はプラス電源１５ａか大地かに、又タングス
テンワイヤー１２ｂ，１２ｄ，１２ｆ，・・・・・・は
マイナス電源１５ｂか大地かに接続される。例えばタン
グステンワイヤー１２ａについて説明すれば、スイツチ
系１７ａにおいてタングステンワイヤー１２ａの端子１
８ａに接続されたスイツチ１９ａはコンピユータ一の指
令により大地に接続された端子２０ａかプラス電源１５
ａに接続された端子２１ａに接続される。前記第３レン
ズ６と第４レンズの間隔は該電子線偏向体５上の電子線
像が試料１０上に縮小（例えば？）結像するように選択
されている。
第４レンズ７には前述した様に例えば電子線軸２を中心
に半径およそ２００μｍの孔を有する絞り８が設けられ
ており、該絞りの孔を通過した電子線は電子計算機の指
令に基づき走査用の偏向系９によつて試料上において所
望の図形を描くように走査される。本装置において、第
３図ａに示す様に電子銃１のクロスオーバーポイント像
０１は第１レンズ３、第２レンズ４及び第３レンズ６に
よつて第４レンズ７の絞り面８に拡大結像される。
に半径およそ２００μｍの孔を有する絞り８が設けられ
ており、該絞りの孔を通過した電子線は電子計算機の指
令に基づき走査用の偏向系９によつて試料上において所
望の図形を描くように走査される。本装置において、第
３図ａに示す様に電子銃１のクロスオーバーポイント像
０１は第１レンズ３、第２レンズ４及び第３レンズ６に
よつて第４レンズ７の絞り面８に拡大結像される。
この場合、第３図ｂに示す様に電子線偏向体５の各電子
線スリツトに設けられたタングステンワイヤーが電子計
算機１６の指令によりすべて接地されているとすれば電
子線はすべて、少しも偏向されることなく電子線偏向体
の正方形隙間を通過し第４レンズ７の絞り面上にクロス
オーバーポイント像０１の拡大像０２を結像する。例え
ばクロスオーバーポイント像０１の長径を４０μとすれ
ばちようど１０倍の０．４１１の拡大像０２が結像され
るのである。一方、第２図ｄに示す様に電子計算機１６
の指令によりタングステンワイヤー１２ｃがプラス電源
１５ａに、タングステンワイヤー１２ｄがマイナス電源
１５ｂに、他のタングステンワイヤー１２ａ，１２ｂ，
１２ｃ，１２ｆ，・・・・・・が大地に接続される場合
、第３図ｃに示す様にタングステンワイヤー１２ｂと１
２ｃ及び１２ｃと１２ｄの間を通過する電子線は電子線
軸に対しθラジアン以上プラス電極つまりワイヤ１２ｃ
側に偏向し、ワイヤー１２ｃと１２ｄ及び１２ｄと１２
ｅの間を通過する電子線は電子線軸に対しθラジアン以
上マイナス電極つまりワイヤ１２ｄから遠ざかる方へ偏
向する。この偏向度合を決定するものは電源１５ａ，１
５ｂの電圧値である。この偏向によつて電子線偏向体５
を通過した電子ビームが第４レンズ７の絞り８にぶつか
る、つまりクロスオーバーポイント像０１の像が第４レ
ンズ７の絞り８の孔に結像せずに絞り８又はそれ以外の
ところに結像するような電圧値について考察してみる。
それには第３図ａから例えば４０μのクロスオーバーポ
イント像０１を第４レンズ７の絞り上、電子線軸２から
０．４ｕ以上の所（安全を期して例えば０．５１！以上
）へ結像させればよい。
線スリツトに設けられたタングステンワイヤーが電子計
算機１６の指令によりすべて接地されているとすれば電
子線はすべて、少しも偏向されることなく電子線偏向体
の正方形隙間を通過し第４レンズ７の絞り面上にクロス
オーバーポイント像０１の拡大像０２を結像する。例え
ばクロスオーバーポイント像０１の長径を４０μとすれ
ばちようど１０倍の０．４１１の拡大像０２が結像され
るのである。一方、第２図ｄに示す様に電子計算機１６
の指令によりタングステンワイヤー１２ｃがプラス電源
１５ａに、タングステンワイヤー１２ｄがマイナス電源
１５ｂに、他のタングステンワイヤー１２ａ，１２ｂ，
１２ｃ，１２ｆ，・・・・・・が大地に接続される場合
、第３図ｃに示す様にタングステンワイヤー１２ｂと１
２ｃ及び１２ｃと１２ｄの間を通過する電子線は電子線
軸に対しθラジアン以上プラス電極つまりワイヤ１２ｃ
側に偏向し、ワイヤー１２ｃと１２ｄ及び１２ｄと１２
ｅの間を通過する電子線は電子線軸に対しθラジアン以
上マイナス電極つまりワイヤ１２ｄから遠ざかる方へ偏
向する。この偏向度合を決定するものは電源１５ａ，１
５ｂの電圧値である。この偏向によつて電子線偏向体５
を通過した電子ビームが第４レンズ７の絞り８にぶつか
る、つまりクロスオーバーポイント像０１の像が第４レ
ンズ７の絞り８の孔に結像せずに絞り８又はそれ以外の
ところに結像するような電圧値について考察してみる。
それには第３図ａから例えば４０μのクロスオーバーポ
イント像０１を第４レンズ７の絞り上、電子線軸２から
０．４ｕ以上の所（安全を期して例えば０．５１！以上
）へ結像させればよい。
同図において、電子線偏向体５のクロスオーバーポイン
ト像からの距離を１０Ｃ！ｎとすれば拡大率を１０とし
てθ一立旦旦二一０．０００５ラジアンが求まる１０ｃ
１ｎ− ０次にこれだけの偏
向を生じさせる電圧値を第４図から求める。第４図は第
３図ｃに示したのと同様、タングステンワイヤー１２ｃ
がプラス、１２ｄがマイナス電源、他のワイヤーが大地
に接続された場合の電界分布を表わしたものである。
ト像からの距離を１０Ｃ！ｎとすれば拡大率を１０とし
てθ一立旦旦二一０．０００５ラジアンが求まる１０ｃ
１ｎ− ０次にこれだけの偏
向を生じさせる電圧値を第４図から求める。第４図は第
３図ｃに示したのと同様、タングステンワイヤー１２ｃ
がプラス、１２ｄがマイナス電源、他のワイヤーが大地
に接続された場合の電界分布を表わしたものである。
図において、θは電子線の電子線軸に対する最小の偏向
値、ｄは大地電位にあるタングステンワイヤー１２ｂと
ボルトの正電位にあるタングステンワイヤー１２ｃの距
離、同心円状の曲線は等電位線というべきもので、同円
周上は同じ電位である。又、同図の一番下に示したグラ
フはこの場合の電界分布曲線を表わしており、その内、
実線が実際の・破線がその等価の電界分布曲線である。
なお、Ｅは電圧対距離ｄで求められる電界の強さで、Ｐ
は等価電界分布曲線における、最大電界の幅で前記距離
ｄに近似している。さて、同図におけるθ，Ｐ，ｄ，及
び加速電圧。の間には電子線の静ＰＶｌ電界における偏
向の原理からθキー・−・−とい〒２ｄう式が成り立つ
のでキθ×著ＸｄＸＶＯが０東められる。
値、ｄは大地電位にあるタングステンワイヤー１２ｂと
ボルトの正電位にあるタングステンワイヤー１２ｃの距
離、同心円状の曲線は等電位線というべきもので、同円
周上は同じ電位である。又、同図の一番下に示したグラ
フはこの場合の電界分布曲線を表わしており、その内、
実線が実際の・破線がその等価の電界分布曲線である。
なお、Ｅは電圧対距離ｄで求められる電界の強さで、Ｐ
は等価電界分布曲線における、最大電界の幅で前記距離
ｄに近似している。さて、同図におけるθ，Ｐ，ｄ，及
び加速電圧。の間には電子線の静ＰＶｌ電界における偏
向の原理からθキー・−・−とい〒２ｄう式が成り立つ
のでキθ×著ＸｄＸＶＯが０東められる。
上式において、θ″．０．０００５ラジアン、Ｐ＋ｄキ
５０μ＝０．００５ｃｍ，Ｖ０を例えば２０Ｋポルトと
仮定して代入するとＶ＝２０ボルトとなる。すなわち、
タングステンワイヤーに僅か２０ボルト程度の電圧を印
加すればそのタングステンワイヤーの両脇の電子線、つ
まりその電子線によるクロスオーバーポイント像が第４
レンズ７の絞り３の孔以外の所へ結像される。
５０μ＝０．００５ｃｍ，Ｖ０を例えば２０Ｋポルトと
仮定して代入するとＶ＝２０ボルトとなる。すなわち、
タングステンワイヤーに僅か２０ボルト程度の電圧を印
加すればそのタングステンワイヤーの両脇の電子線、つ
まりその電子線によるクロスオーバーポイント像が第４
レンズ７の絞り３の孔以外の所へ結像される。
この様にして第４レンズ７の絞り８の孔を通過した電子
ビームは第３レンズ６と第４レンズによつて試料１０上
に縮小結像されると同時に電子計算機の指令に基づく偏
向装置９の偏向を受け、試料上を走査し試料上の所望の
位置の図形を描く。この場合、試料上の電子ビームの形
状の選択は前記電子線偏向体５のどのワイヤーに電位を
かけるかで行なわれる。すなわち、第５図ａに示す様に
直交するＸ方向、Ｙ方向の電子スリツトにおいて、例え
ばＸ方向電子スリツトのワイヤーＸ１たけにプラス電位
を印加すれば、ワイヤーＸ１の両脇を通過する電子線以
外の電子線はすべて第４レンズ７のスリツト８の孔を通
過し、試料上に結像されるので、Ａの如き形状のビーム
が得られる。以下第５図ｂの如きＸｌ，Ｘ２にそれぞれ
プラス、マイナス電位を印加すればＢの如き形状のビー
ムが得られ、第５図ｃの様にＸ方向電子スリツトのワイ
ヤーＸ４，Ｘ５及びＹ方向電子スリツトのワイヤーＹ５
，ｙ６にそれぞれプラス、マイナス、マイナス、プラス
の電位が印加されると、Ｃｌ，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の如き
市松模様のビームが得られる。又、ワイヤーＸ，，ｘ，
だけ大地電位にしておけばＤの如き最小形状のビームが
得られる、もちろんのことながらすべてのワイヤーを大
地電位にすれば最大形状のビームが得られる。本発明に
おいて、試料上の電子ビームの形状は電子線偏向体のワ
イヤーに電位をかけるか否かの電気的処理によつて選択
されしかも一ロー本のワイヤーの容量は１ｐＦ以下なの
で電気的処理のスピードは１Ｃｒ９ｓｅｃ台できわめて
高速に電子ビームの形状の選択がなされる。
ビームは第３レンズ６と第４レンズによつて試料１０上
に縮小結像されると同時に電子計算機の指令に基づく偏
向装置９の偏向を受け、試料上を走査し試料上の所望の
位置の図形を描く。この場合、試料上の電子ビームの形
状の選択は前記電子線偏向体５のどのワイヤーに電位を
かけるかで行なわれる。すなわち、第５図ａに示す様に
直交するＸ方向、Ｙ方向の電子スリツトにおいて、例え
ばＸ方向電子スリツトのワイヤーＸ１たけにプラス電位
を印加すれば、ワイヤーＸ１の両脇を通過する電子線以
外の電子線はすべて第４レンズ７のスリツト８の孔を通
過し、試料上に結像されるので、Ａの如き形状のビーム
が得られる。以下第５図ｂの如きＸｌ，Ｘ２にそれぞれ
プラス、マイナス電位を印加すればＢの如き形状のビー
ムが得られ、第５図ｃの様にＸ方向電子スリツトのワイ
ヤーＸ４，Ｘ５及びＹ方向電子スリツトのワイヤーＹ５
，ｙ６にそれぞれプラス、マイナス、マイナス、プラス
の電位が印加されると、Ｃｌ，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４の如き
市松模様のビームが得られる。又、ワイヤーＸ，，ｘ，
だけ大地電位にしておけばＤの如き最小形状のビームが
得られる、もちろんのことながらすべてのワイヤーを大
地電位にすれば最大形状のビームが得られる。本発明に
おいて、試料上の電子ビームの形状は電子線偏向体のワ
イヤーに電位をかけるか否かの電気的処理によつて選択
されしかも一ロー本のワイヤーの容量は１ｐＦ以下なの
で電気的処理のスピードは１Ｃｒ９ｓｅｃ台できわめて
高速に電子ビームの形状の選択がなされる。
しかもこの電気的処理はデイジタル的に行なわれるので
きわめて信頼性および精度の高いものである。又、試料
上のビーム形状は市松模様等多様な形状が選択し得る。
きわめて信頼性および精度の高いものである。又、試料
上のビーム形状は市松模様等多様な形状が選択し得る。
更にこの様な選択を可能にする駆動電圧は２０ボルト程
度の小さいものでよい。従つて本発明は高精度、高速な
露光が可能となる。
度の小さいものでよい。従つて本発明は高精度、高速な
露光が可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す電子線露光装置、第２
図Ａ，ｂ，ｃは電子スリツトの具体例、第２図ｅは電子
線偏向体、第２図ｄはタングステンワイヤー、スイツチ
群、電源及び電子計算機の電気的接続図、第３図、第４
図及び第５図は本発明の動作を説明するための図である
。 １・・・・・・電子銃、３・・・・・・第１レンズ、４
・・・・・・第２レンズ、５・・・・・・電子線偏向体
、６・・・・・・第３レンズ、７・・・・・・第４レン
ズ、８・・・・・・第４レンズの絞り、９・・・・・・
偏向装置、１０・・・・・・試料、１３・・・・・・電
子スリツト、１５ａ，１５ｂ・・・・・・プラス、マイ
ナス電源、１６・・・・・・デイジタル電子計算機、１
７ａ，１７ｂ・・・・・・スイツチ系。
図Ａ，ｂ，ｃは電子スリツトの具体例、第２図ｅは電子
線偏向体、第２図ｄはタングステンワイヤー、スイツチ
群、電源及び電子計算機の電気的接続図、第３図、第４
図及び第５図は本発明の動作を説明するための図である
。 １・・・・・・電子銃、３・・・・・・第１レンズ、４
・・・・・・第２レンズ、５・・・・・・電子線偏向体
、６・・・・・・第３レンズ、７・・・・・・第４レン
ズ、８・・・・・・第４レンズの絞り、９・・・・・・
偏向装置、１０・・・・・・試料、１３・・・・・・電
子スリツト、１５ａ，１５ｂ・・・・・・プラス、マイ
ナス電源、１６・・・・・・デイジタル電子計算機、１
７ａ，１７ｂ・・・・・・スイツチ系。
Claims (1)
- １ 電子銃のクロスオーバー像を投影レンズの絞り面付
近に拡大結像させるレンズ系、前記投影レンズと電子銃
との間にあつて、互いに絶縁してそれぞれ一定の間隔を
保つて任意の数張りめぐされ且つ導線からなる電子スリ
ット、該電子スリットの各導線に零（大地電位）か正又
は負の電圧を選択的に印加する手段及び該電子スリット
を通過し且つ前記投影レンズの絞りを通過した電子線を
試料上で任意に走査させる為の偏向系より構成されるこ
とを特徴とする電子線露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51058194A JPS5921164B2 (ja) | 1976-05-20 | 1976-05-20 | 電子線露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51058194A JPS5921164B2 (ja) | 1976-05-20 | 1976-05-20 | 電子線露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52141180A JPS52141180A (en) | 1977-11-25 |
| JPS5921164B2 true JPS5921164B2 (ja) | 1984-05-18 |
Family
ID=13077204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51058194A Expired JPS5921164B2 (ja) | 1976-05-20 | 1976-05-20 | 電子線露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5921164B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1100237A (en) * | 1977-03-23 | 1981-04-28 | Roger F.W. Pease | Multiple electron beam exposure system |
| JPS5429744Y2 (ja) * | 1977-08-17 | 1979-09-20 | ||
| JPS5844717A (ja) * | 1981-09-11 | 1983-03-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 荷電ビ−ム露光装置 |
-
1976
- 1976-05-20 JP JP51058194A patent/JPS5921164B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS52141180A (en) | 1977-11-25 |
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