JPS6022496B2 - 粒子形光学装置を較正する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子光学的装置を鮫正する装置および方法に関
する。

更に詳しくいえば、本発明はデータ処理装置により発生
された信号の作用の下に、電子照射に感ずる樹脂マスク
上のプログラムされたパターンをトレースできる電子的
マスキング装置に関する。この種の装置は寸法の小さい
マスクの製作に特に有用である。この種のマスクは集積
回路技術に特に用いられる。一般的にいえば、適当に構
成された電子光学的装置により発生された電子ビームは
樹脂を点ごとに照射し、その樹脂を保持しているサンプ
ルホルダを、テレビジョンスクリーンのように、すなわ
ち、線ごとに、かつ各線を点ごとに、走査する。

各点の寸法は０．３ミクロンのオーダであり、１本の線
にはほぼ４００の固の点がある。各動作の初めにはビー
ムの走査装置の１つに加えられる与えられた偏向電圧が
、電子の衝突点の要求された座標に十分正確に一致する
かどうかを確認するという問題が生ずる。

従って、本発明の目的は前記のような装置に組合わされ
て、所要の点に電子を正確に衝突させることを可能にす
る装置を提供することである。

本発明の装置は、一方では後方散乱される電子を放出で
きるマーカと、前記電子を検出して電気信号を発生でき
るピックアップとが設けられ、前記マーカは、偏向電圧
が零の時に電子ビームが衝突する点に通常位置される。
２本の基準軸を形成する４つの垂直方向の各方向内で、
その方向における最高偏向電圧に対応する距離だけサン
プルホルダを変位させるための菱量と、および対応する
偏向装置に前記最高電圧を加えるための装置と「電子ビ
ームの衝突点を前記マーカに一致させるために調節を可
能にする補正電圧を発生するための装置とが設けられる
。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。第１図には電子ビーム２を放出できるカソード装置１
を有する電子的マスキング装置が示されている。

サンプルホルダ３は上にマスクを形成すべき基板４を保
持する。

基板４の上には十字形のマーカ４０が置かれる（第２図
）。

このマーカはたとえば金付着の形をとる。ｘ偏向装置５
とｙ偏向装置６はデータ処理装置７から制御電圧を受け
る。データ処理装置７は陰極線管のスクリーン８の偏向
装置に比例する偏向電圧を並列に供給する。偏向電圧が
加えられると電子ビームは点ごとに変位される。トラン
スデューサ９は電子ビームがマーカ４０の上を通った時
に散乱される電子を受けて信号を発生する。この信号は
陰極線管の制御グリツドに加えられる。サンプルホルダ
３の移動はモータ８，６により周知の技術によって制御
される。次にこの装置の動作を説明する。

まず、サンプルホルダを移動させるモータを制御するこ
とにより、基板４は偏向電圧が零の時にマーカが電子ビ
ームを受ける位置まで動かされる。

零偏向に対応する点を中心に持つ正方形５０（第３図）
を描くために、電子ビームはプログラムされた電圧に従
って偏向される。陰極線管のスクリーンにはマーカが明
瞭に現われる。そうすると電子ビームに対して基板４を
適当に位置させるために、または基板４に対して電子ビ
ームを適当に位置させるためには、十字形すなわちマー
カ４０の中心を正方形５０の中心に合わせるだけでよい
。次に鮫正の手順について説明する。

この手順には、偏向装置に加えられる与えられた電圧に
おいて、電子ビームの基板４の衝突点を与えられた距離
だけ動かすように、ビーム偏向装置を調節することを含
む。これを行うために、サンプルホルダをｘとｙの２方
向に所定量だけ順次動かし、正方形５０の中心が対応す
る数の点だけ動かされるような偏向電圧を用いて、電子
ビームが第３図に示すような正方形を描くように電子ビ
ームに同時にプログラム電圧を加える。

第４図は次のようなデータを採用することにより得られ
た４種類の結果の一例を示す。

モータを制御することによりホルダ３を６００ミクロン
だけ十×または一×，十ｙまたは−ｙ方向へ機械的に動
かし、これら４つの向きに走査される正方形５０の中ｒ
じから２００の固の点の変位に対応するように偏向装置
を調節することによって、前記２００の固の変位が６０
０ミクロンに対応するように偏向装置が構成される。

この装置が適正に調節されるならば、正方形５０の中心
は十字形４０の中心に常に一致する。第４図は調節が正
しいない時に得られる結果を示す。

第４図ａに示す変位はｘ軸の一方向に沿って行なわれた
ものである。

この変位の振幅は次の場合のように６００ミクロンであ
る。電子ビームはＸ軸に沿って同じ向きに２００の蘭の
点だけ移動するとの指令を受けている。同様に、第４図
ｂにおいてはｘ軸に沿って十の方向に６００ミクロンの
変位が行われており、電子ビームには同様に十の方向に
２００の固の点だけ変位する指令を与えられている。こ
れらの図から正方形の中心はもはや十字形マ−力の中心
上にないことがわかるであろう。電子ビームのＸ方向偏
向軸はもはやサンプルホルダＸ軸には一致しない、最初
の補正はＸ軸に沿う走査方向を回転させ、２本の軸に沿
って走査を行わせることである。次の補正は走査の振幅
により正方形の中心を再び合わせることを可能にするこ
とである。次に第４図ｃ，ｄにそれぞれ示すように、十
ｙと−ｙの向きに上記と同じ操作が行われる。

４つの偏向装置に加えられる電圧を連続的に調節するこ
とにより、絶対的な中心位置合わせと走査振幅の鮫正が
行われる。

実際には、長い持続性を有する陰極線管のスクリーンは
第４図ａ〜ｄの図形を同時に表示する。

これらの全体の図を用いることにより、全ての走査電圧
を同時に調節して所望の設定を行うことが可能となる。
この調節は第５図に示す装置により更に改良できる。こ
の改良ではしジスタ１０２を制御するコンピュータ７を
使用する。レジスタ１０２はデジタルーアナログ変換器
１０３を介して陰極線管の偏向装置１１０に対し、レジ
スタに保持されている数に対応する偏向電圧を与える（
偏向装置１０９はコイルで示してある）。この偏向電圧
はスイッチ１０７と演算増幅器１０６を介して偏向装置
１１川こ加えられる。スイッチ１０７は２つの入力側と
４つの出力側を有する。第１の入力側はデジタルーアナ
ログ変換器１０３に接続され、この入力側に対応する２
つの出力側は低抗１０８，１０９の−方の端子にそれぞ
れ接続される。これらの抵抗の一方の抵抗値は他方の抵
抗の抵抗値よりもかるかに高く、両者ともに増幅器１０
６へ負帰還を与えるように接続される。一方の抵抗の抵
抗値はたとえばＲであり、他方の抵抗値はたとえば１皿
である。従って、スイッチ１０７による抵抗１０８また
は１０９の接続により、一方が他方よりも１ぴ音である
ような２種類の利得値を増幅器１０６に与えることがで
きる。レジスタ１０２の出力側は論理素子１０４に接続
される。

この論理素子１０４は３種類のレベル一１，０，十１を
有し、その出力側はデジタル−アナログ変換器１０５に
接続される。このデジタルーアナログ変換器１０５は加
えられるレベル−１，０，十１に応じて３種の電圧−Ｖ
，０，十Ｖをそれぞれ発生する。スイッチ１０７の第２
の入力側は増幅器１０６の制御入力側に接続され、この
第２の入力側に対応する２つの出力側のうちの一方は接
地され、他方はデジタルーアナログ変換器１０５の出力
側に接続される。

スイッチ１７は手動で２つの位置に動かすことができる
。位置１では低抵抗値の抵抗１０９が増幅器１０６の負
帰還路に接続され、増幅器１０６の制御入力側は接地さ
れる。第２の位直ロでは増幅器１０６の制御入力側はデ
ジタルーァナログ変換器１０５の出力側に接続され、高
抵抗値の抵抗１０８が前記負帰還回路に挿入される。次
にこの回路の動作を説明する。

■ スイッチ１０７が位置１にある場合：演算増幅器１
０６の制御入力側は接地され、抵抗１０９はこの増幅器
の負帰還回路内に挿入される。

この時には増幅器１０６の利得は低い。この低い利得の
増幅器１０６の出力を陰極線管の偏向装置９に加えるこ
とにより、そのスクリーン上には第４図に示す図形が描
かれる。‘Ｂ｝ スイッチ１０７が位置ｍこある場合：
増幅器１０６の利得は高くなる。

従って偏向装置９に加えられる偏向電圧は非常に高く、
スクリーンに描かれるべき映像はスクリーンの外にはみ
出すことがある。レジスタ１０２により与えられる数に
感ずる論理素子１０４はその３つの状態−１，０，十２
のうちの１つの状態を採用する。デジタルーアナログ変
換器１０５にはこれらの状態に応答して次にような出力
を発生する。

‘ａ｝ レジスタ１０２に保持されている数がある値−
Ｋより下の時には電圧−Ｖを発生する。この場合には増
幅された電圧は映像をスクリーンの外側にはみ出させる
。この電圧は増幅器１０６により供給される電圧から差
し引かれ、映像をスクリーンの中に収めさせる。

‘ｂ’レジスタ１０２に保持されている数が十Ｋと−Ｋ
の間にある時は電圧０を発生する。

（ｃ’レジスタ１０２に保持されている数が十Ｋよりも
大きい時には電圧＋Ｖが発生される。

この電圧＋Ｖは増幅器１０６の入力側に加えられる電圧
から引かれる。そうすると表示されるべき映像は陰極線
管のスクリーン内に収まる。このようにして、増幅され
た４種類の映像は第６図に示すように得られる。なお本
発明の主な実施の態様を以下に列挙する。

１ 特許請求の範囲第２項に記載の装置において、ビー
ムは電子ビームであり、前記偏向装置は前記ビームをプ
ログラムに従って線ごとに走査させてなる装置。

２ 特許請求の範囲第２項に記載の装置において、オッ
シロスコープのスクリーンの残像時間は長いものである
装置。

３ 特許請求の範囲第２項に記載の装置において、前記
陰極線管の偏向装置に組合わされて、演算増幅器と、３
レベル論理回路と、この回路に接続されるアナログーデ
ジタル変換器とを更に有し、前記スクリーン上の映像を
拡大するとともに、その映像をスクリーンの表示限度内
に収めてなる装置。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は本発明の装置を装備されたマスキング装直
をそれぞれ示し、第３，４，６図は説明図、第５図は本
発明の装置の別の実施例を示すブロック図である。 １・・・・・・電子銃、２・・・・・・亀子ビーム、３
…・・・サンプルホルダ、４…基板、５，１１０……偏
向装置、７・・・・・・データ処理装置、８…・・・ス
クリーン、９……トランスデユーサ、４０……マー力、
１０２……レジスタ、１０３……アナログーデジタル変
換器、１０４・・・・・・論理素子、１０５・・・・・
・デジタルーアナログ変換器。 Ｅ直．イ Ｅ厄．３ Ｅ国．６ Ｅ直．２ Ｅ直．４ Ｅ国‐５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電子ビーム発生器、互いに直角な２つの方向に沿つ
   て前記電子ビームを電気的に偏向する装置、この偏向装
   置を制御するための電気制御信号を発生するデータ処理
   装置、サンプルホルダ、互いに直角な２つの方向に沿つ
   て前記サンプルホルダを機械的に変位させる装置を有す
   る電気光学的装置の較正方法において、 前記電子ビー
   ムの衝突により電子を散乱させ得る材料を有したサンプ
   ルの表面上にマークを形成し且つ前記サンプルを前記サ
   ンプルホルダ上に配し、前記電子がセンサにより検出さ
   れて電気信号に変えられ、陰極線管表示ユニツトの制御
   電極に与えられることによりスクリーン上に像として表
   示する第１の段階と、 前記電子ビームがその休止位置
   にあるとき前記サンプルホルダを前記機械的に変位させ
   る装置の制御の下に前記マークを有する前記サンプル上
   に電子ビームの衝突を位置合わせし、この衝突の位置お
   よび前記陰極線管のスクリーン上のマーク位置を表示す
   る第２の段階とをそなえ、さらに各方向および極性につ
   き下記の繰返される段階を有する電気光学的装置の較正
   方法。 ａ プログラムされた順序にしたがい、相互に直角な両
   方向における各方向に沿い＋および−の両極性に亘つて
   前記サンプルホルダを機械的に変位し、このようにして
   得られた４つの変位が同一振幅である段階。 ｂ 前記サンプル上への電子の衝突の変位が予め定めら
   れた同一振幅を得るように予め定められた電気制御信号
   を前記偏向装置に与えることにより前記プログラムされ
   た順序にしたがい同一方向に沿つて前記電子ビームを電
   気的に偏向する段階。 ｃ 上記のように変位したマークおよび前記蔭極線管の
   スクリーン上の偏向された電子ビームの実際の衝突位置
   を表示し且つ前記スクリーン上の前記位置を比較する段
   階。 ｄ 前記マーク、および前記スクリーン上の偏向された
   電子ビームの前記衝突の両位置を位置合わせするため前
   記データ処理装置によつて発生された前記電気制御信号
   を調整する段階。