JPS6074620A - 電子イメ−ジプロジエクタ - 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】 本発明は略々均一な電界の作用の下でカソードにより該
電界に直交して延在する所定の空間パターンに放出され
た電子をターゲラ１〜上に投影する装置であって、電子
放出カソードと、該カソードに平行に位置し動作中カソ
ードとの間に電界を発生させるアノードと、該電界に平
行に略々均一な磁界を発生して電子をターゲット上に集
束する手段を具え、電子の空間パターンをターゲット上
に略々１つの倍率で発生する電子イメージプロジェクタ
に関するものである。

等倍電子イメージプロジェクタは、例えばｒｓｏｌｉｄ
　５ｔａｔｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏ（ＩＶ　Ｊ　（ＭａＬ
１９７７）の第４３〜４７頁のＪ、ｐ、　３ｃｏｔｔの
論文“１　：　Ｉ　Ｅ　１ｅｃｔｒｏｎ　Ｉ　ｍａａｅ
　Ｐ　ｒｏｊｅｃｔｏｎ”により既知である。断るプロ
ジェクタはマスクパターンを半導体スライス上に高解像
度で投影して集積回路を製造するのに使用することがで
きる。略々１の倍率ではスライスの使用可能区域の全て
の部分を同時に露光することができる。代表的なプロジ
ェクタにおいては、マスクとスライスを小間隔で互に平
行に並べて置く。マスクは紫外線に透明な材料（例えば
石英）のディスクに所望のパターンの不透明材料（例え
ばクロム）の層と光電子放出材料（例えばＣ５Ｉ）の全
面層を被覆して構成し、このマスクをもって電子−光学
系のカソードを構成すると共にスライスをもってそのア
ノード（ターゲット）を構成する。このカソードとアノ
ード間に大きな電位差（代表的には２０Ｋ　Ｖ　’）を
印加すると共に均一な磁界（代表的にはＩＫＧ以上）を
カソードとアノードとの間の電界に平行に印加し、マス
ク上の光電子放出材料層を紫外線で照射する。不透明材
料パターンで紫外線から遮蔽されてない光電子放出層の
部分から電子が発生し、これら電子は電界により加速さ
れてアノードに射突する。これら電子は概して言えば電
界及び磁界に平行で互に平行な直線に沿って走行する。

もつと厳密に言うと、カソードの法線に対し角度をもっ
て放出した電子は磁力線を中心にらせん回転しながらカ
ソードからアノードへと走行し、その回転数は電子の飛
出し角度と無関係であるため、カソードとアノードの間
隔は回転数が略々整数（代表的には１回転）になるよう
に選択する。このようにするとカソード上の１点から法
線に対し種々の角度で飛出した電子はアノード上の略々
同一の点に集束されるため、カソードのパターンは１：
１の倍率でアノード上に再生される。アノードはカソー
ドに対し磁気集束の焦点に位置していると言える。個々
の電子は上述したようにらせんパスを走行するが、その
全体的な運動方向は電界及び磁界に平行な直線であるも
のと言える。

斯る電子イメージプロジェクタでは、ターゲットがアノ
ードであり、このためターゲットが電界（理想的には正
確に均一にすると共にマスク及びターゲラｉ−に垂直に
する必要がある）の乱れ及び従ってターゲット近傍の電
子軌道の乱れを発生し得るためにターゲラ１−が電子−
光学系の本質的な性能決定要素を構成する。このことは
、スライス上に種々のパターンを順次露光する必要があ
り、スライスをその都度適当な電子感応レンズ１〜で被
覆する必要がある集積回路の製造においてはスライスを
平面にするか或いは再現可能な非平面にしてスライス上
に同一の電界の乱れが再現されるようにすると共に、ス
ライスを各パターンの露光毎に同一位置に精密に位置さ
せてスライスをヂャツクで保持する場合にスライスの縁
の段部により発生する電界の歪が再現されるようにして
順次のパターンの最適なレジストレーションが得られる
ようにする必要があることを意味する。これらの要件を
満足させることは時間がかかると共に不便であり（特に
スライスを平面にしなければならない点について）、こ
れは電子イメージプロジェクタは元来大きな焦点深度（
代表的には１０１００７ｌを有し、スライス全面に亘っ
て適切な解像度を得るのにスライスを平面にする必要が
ないためである。

（尚、磁界を僅かに発散又は収れんさせて順次の露光間
においてスライスの正味の膨張又は収縮をマスクに対し
補正することができる）。

本発明は頭書に記載した種類の電子イメージプロジェク
タにおいて、アノードを電子の空間パターンと少くとも
同一の広さを有する電子透過領域のアレーを具えるグリ
ッドで構成し、このグリッドをカソードとターゲットと
の間に配置したことを特徴とする。この構成によれば電
子軌道がターゲットの形状及び／または配置に左右され
る依存性を低減することができる利点が得られる。動作
中、グリッドとターゲットとの間の電位差により生ずる
電界をカソードとグリッドとの間の電位差により生ずる
電界よりも著しく小さくすることができる。これがため
、グリッドとターゲットとの間の電子軌道は殆んどター
ゲットの影響を受けず、前記依存性は著しく減少する。

動作中グリッドとターゲットとの間の電位差は零にする
のが好適であり、この場合には前記依存性は略々完全に
除去されると共に、後に詳述するようにグリッドとター
ゲットとの間の領域内に他の装置を電子軌道に殆んど影
響を与えることなく容易に使用することができる。

グリッドのカソード対向面は略々集束磁界の焦点に位置
させるのが好適である。この場合、ターゲットも磁気集
束焦点に位置させると、カソードからターゲットへ投射
される電子へのグリッドの静電レンズ作用により導入さ
れる信号歪みが磁界により最適に補償される。この際グ
リッドと第１磁気集束焦点位置、即ちカソードに最も近
い焦点に選択することによりプロジェクタを比較的コン
パクトにすることができる。このように動作中グリッド
とターゲットとの間の電位差がカソードとグリッドとの
間の電位差より著しく小さい装置、即ち動作中グリッド
とターゲットとの間に電位差が殆んどない装置において
は、グリッドとターゲラｉ・との間の間隔をカソードと
グリッドとの間の間隔の約２倍にするのが好適である。

この場合、ターゲットは略々第２磁気集束焦点に４０．
　Ｉｆｆすることになり、これはグリッドとターゲット
との間の電子の速度（略々一定）はカソードとターゲッ
トとの間の電子の平均速度の２倍であるためである。

グリッドが電子透過領域と電子非透過領域を交互に含む
アレーを具える本発明プロジェクタの一例では、グリッ
ドを電子の運動方向に対し横方向に動かして電子露光に
よりターゲラ１〜上に発生するパターンが前記グリッド
のアレーを再生しないようにする手段を設ける。

慣例の電子イメージプロジェクタにおいてはターゲット
の電子照射の結果としてターゲットから後方散乱された
電子が電界によりターゲットに向は逆方向に加速されて
ターゲットにその電子が最初に射突した位置とは異なる
位置に射突し、これによりターゲット上の電子空間パタ
ーンの再生品質が劣化する欠点がある。グリッドが電子
非透過領域により交互に分離された電子透過領域の略々
規則正しいアレーを具える本発明の一例では、電子透過
領域の電子運動方向の長さを電子運動方向と交差する方
向のその幅の約３倍以上にすることができる。電子はタ
ーゲットからその法線に対し種々の角度で後方散乱され
、従って一般にかなり大きな横方向速度成分を有する。

この結果、これら電子は磁力線を中心に大きな半径のら
ぜんを描く（この半径はカソードから低エネルギーで放
出される結像電子が描くらせんの半径より一般に著しく
大きい）。従って、本発明の上記の例ではターゲット側
からグリッドの電子透過領域に大剣する後方散乱電子が
グリッドを通過して、電子をグリッド及びターゲットに
向は逆方向に加速する領域内に入る確率はかなり小さく
、その代りに電子はグリッドの電子非透過領域の表面部
と衝突してこれにより吸収される。斯るグリッドは例え
ば厚いシリコンウェファ、フォ］・エツチング可能ガラ
ス又はチャンネルプレートで形成することができる。

本発明を具現する電子イメージプロジェクタには電子照
射中ターゲラ［・からの後方散乱電子を検出する手段を
設けてターゲットのマーカ区域の位置を検出するように
することができる。この検出器は一般には、グリッドと
ターゲットとの間の投影電子が占める領域外に配置し、
グリッドとターゲットが略々同電位である場合には略々
無電界領域内に配置してこれが電界及び電子軌道を乱さ
ないようにとする。後方散乱電子の検出により集積回路
用半導体スライスを具えるターゲット上のアライメント
マーカを著しく簡単なものとすることができる。シリコ
ンスライスの場合、例えばスライス上の酸化チタンマー
カ（これはその形成に数工程を必要とすると共にその検
出に電子照射の下でそれから発生ずるｘｉを検出する必
要がある）を用いる代りに、マーカをＳｔ　０２で簡単
に形成することができ、このマーカはその形成に一工程
を必要とするのみである。また（表面の結晶配向が通常
の（１ｏｏ）であるシリコンスライスの場合にはこのマ
ーカはスライス表面にＶ字形溝をエツチングすることに
より形成することができ、何れの場合にもこれらマーカ
は集積回路の製造に必要とされるプロセスと適合する。

以下、図面につき本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図において、本発明電子イメージプロジェクタはカ
ソードＣ，グリッドＧ及びターゲットＴを具え、これら
は排気室（図示せず）内に互に平行に装着されている。

カソードＣはプロジェクタの長手軸線（水平一点鎖線で
示しである）を中心に回転可能なホルダ（図示せず）内
に装着され、紫外線に不透明なマスク材料のパターン層
Ｍと光電子放出材料の薄い連続全面層Ｐが設けられた紫
外線に透明の石英ディスクＱを具えている。線図的に示
したグリッドＧは導電性で且つ非磁性であり、後に詳述
するように電子透過性領域と電子非透過性領域を交互に
含む規則正しいアレーから成る。このグリッドは、プロ
ジェクタに例えば第２図につぎ後述するように支持され
動作中移動手段ＭＭによりカソードＣ及びターゲットＴ
に平行に動かされるリングＲに装着する。ターゲットＴ
は半導体材料のスライスＳを具える。本例ではこのスラ
イスを機械的チャックで保持し、スライスの周縁部を矢
印で示すばね圧により背板Ｂで環部材Ｆに押圧せしめる
。スライスＳのグリッドＧ及びカソードＣに対向する表
面には電子感応レジスト月利の層ＦＲが被覆しである。

紫外線ランプＬにより好ましくは真空室の外部からその
透明窓部を通してカソードＣをグリッドＧとは反対側か
ら照明する。

動作中、直流の高電圧Ｖ（代表的には２０Ｋ　Ｖ　）を
カソードＣとグリッドＧとの間に印加して、マスク材料
Ｍにより遮蔽されずにランプ］−からの紫外線に照射さ
れる光電子放出材料層Ｐの部分から放出される電子をグ
リッドに向は加速せしめる。

この印加電圧はマスクの動作区域全域に亘って、カソー
ドとグリッドとの間に、長手軸線に平行に延在する略々
均一な電界Ｅを発生する。更に、略々均一な磁界Ｈ（既
知のように空心ソレノイドにより発生させることができ
る）を同様に長手軸線に平行に、少くともカソードＣと
ターゲット下との間の全域に延在させる。これがため、
電子は電界及び磁界に平行で且つ互いに平行な直線に沿
ってカソードＣからターゲットＴへと走行する。電界及
び磁界の大きさ及びカソードの光電子放出材料層Ｐとグ
リッドＧとの間の長手方向間隔はグリッドＧのカソード
対向表面がカソードに対し第１集束磁界焦点に略々位置
するように選択する。このようにするとマスク材料Ｍの
空間パターンの電子イメージがグリッドＧの入射面に集
束されて形成される。（引算では、磁気集束焦点を入射
面を僅かに越えた位置に位置させて入射面がカソードに
極く僅か近接するようにするのが理想的であることが確
かめられた）。

グリッドＧのアパーチャ（開口）を通過し得る電子はグ
リッドＧとターゲラｌ−Ｔとの間の略々電界のない領域
（グリッドとターゲットとの間には殆んど電位差を存在
させないのが好適であるため）内に入射する。これら電
子は磁界ト１の影響の下で互に平行な直線に沿って、電
圧Ｖにより加速された速度で半導体スライスＳ上の電子
感応レジスト層ＥＲに射突するまで走行し続ける。スラ
イスＳはカソードＣに対し第２磁気集束焦点に位置させ
る。個々の電子は、カソードＣからその垂直方向と異な
る方向に放出されると、磁界のために実際には磁力線を
中心にらせん軌道を描きながら走行する。電子が磁界の
作用の下で１回転のらせんを描いて進む長手方向距離は
それらの速度に比例するため、及びグリッドＧとターゲ
ラ１〜王との間の電子の速度はカソードＣとグリッドＧ
との間の電子の平均速度の約２倍であるため、グリッド
Ｇとターゲットとの間隔はカソードＣとグリッドＧとの
間隔の約２倍にする。

ここで、グリッドはこれを通過する電子を偏向させる電
子レンズとして作用し得る点に注意されたい。この作用
は何の手段も講じなければターゲット上に投影される電
子イメージに歪みを生じ得る。もっと精密に言うど、こ
の電子レンズ作用は電子に横方向速度成分を付与し、そ
のらせん軌道の半径を変化させる。しかし、グリッドと
ターゲットを上述したようにそれぞれ第１及び第２の磁
気集束焦点に位置させると、電子はグリッドからターゲ
ットへと走行する間に完全に１回転のらせんを描くため
、正味の効果は電子が零偏向を受けたことになり、従っ
て電子イメージがターゲットＴ上に殆んど歪みなしで投
影される。

第１図に破線で示すように、グリッドＧとターゲットＴ
との間に、加速電圧より著しく小さくその５％以下（代
表的にはその数％以下）の小電圧δＶを印加して電子イ
メージをターゲット上に正確に集束させるようにするこ
とができる。

斯くして、本発明プロジェクタのアノードは完全に又は
略々完全にグリッドＧにより形成されることになる。

ターゲットの電子露光中、グリッドＧを移動手段ＭＭに
よりそれ自身の面内にて動かしてグリッドのアパーチャ
アレーがターゲット上に再生されないようにすると共に
カソードＣの電子イメージの全ての部分がグリッドを通
過して半導体スライスＳ上のレジスト層ＥＲが同程度（
例えば単位面積当りの電荷ωで測って）同程度に露光さ
れるようにする。

集積回路の製造プロセスにおいては、半導体スライスを
複数の写真平版工程の各工程において各別のパターンに
露光させる必要がある。これらパターンの位置合わせの
ために、各露光毎にスライスを投影パターンに対し正確
に位置させる必要がある。この位置合わせは製造プロセ
ス中スライス°　上に保持されるマーノｊと、各マスク
上の対応するマーカを用いて行なうことができる。慣例
のイメージプロジェクタにおいては、スライス上のマー
カは酸化チタンで形成することができ、これを電子照射
時にマスク上に対応するマーカから放射されるＸ線によ
り検出することができる。しかし、これは次のような欠
点を有する。

（ａ　）検出されるＸ線は、それらの発生効率が低く且
つＸ線は半導体スライスのカソードとは反対側において
、スライス及びこれを保持するチャックにより著しい減
衰を受けた後に検出しなければならないために、極めて
弱い（慣例のプロジェクタではＸ線検出器をカソードと
ターゲットとの間のイメージ投影区域外で使用してもそ
れらの間の電界を著しく歪ませるためにＸ線検出器はス
ライスのカソード側で使用することばできない）。

（ｂ）スライス上に酸化チタンを設ける処理は集積回路
を形成するのに必要とされるスライスの処理と適合させ
ることが容易でなく、数個の追加の製造工程を必要とす
る。

これに対し、動作中グリッドとターゲラｉ−との間の電
位差により生ずる電界がグリッドとカソードとの間の電
位差により生ずる電界より著しく弱く、略々零である本
発明のプロジェクタにおいては、ターゲット上のマーカ
の位置をグリッドとターゲットとの間のイメージ投影区
域外に位置する電子検出器ＥＤ（第１図）により後方散
乱電子を検出することにより確認することができる。（
マーカはマーカの後方散乱係数とスライスの隣接区域の
後方散乱係数との差及び／又はスライスの表面形状の変
化によるマーカの縁における後方散乱の変化の結果とし
て検出することができる）。ここで、慣例の等倍電子イ
メージプロジェクタにおいては、（ｉ＞電子照射により
ターゲットから後方散乱された電子はターゲットに向【
プ逆方向に加速されるため、及び（１１）電子検出器を
存在させることにより電界が乱され、電子軌道が乱され
て電子の投影パターンが歪むために電子検出器を使用す
ることができない点に注意されたい。

電子検出器ＥＤの出力は投影イメージとスライスとの位
置合わせを既知のように磁気偏向を用いて制御するのに
使用することができる。マーカは半導体処理と適合する
材料、例えばシリコンスライスの場合には３ｉ　０２で
形成することができ（この場合追加の製造工程を必要と
しない）、またマーカはスライスの表面に形成した表面
形状変化部をもって構成することもできる。更に、後方
散乱電子は慣例のプロジェクタにお（プるＸ線よりもは
るかに検出し易い。これはこれら電子の発生効率がＸ線
の発生効率より５倍も大きいためである。このことは、
マーカを一層小さくすることができ、従ってスライスの
使用可能面積を増大することができ、且つ又、マスクと
スライスの位置合わせを行なうのに必要とされる露光の
電子レジスト層ＥＲの全露光に占める割合（この位置合
わせは露光の初期部分中に自動的に行なわれる）を一層
小さくすることができ、従って全露光における正味の解
像度を改善することができる。

グリッドとターゲットとの間に電位差が存在してその間
に電界が存在する場合には電子検出器はグリッド及びタ
ーゲットの電位の中間の適当な電位にしてこれが結像電
子の軌道に殆んど影響を与えないようにすることができ
る。しかし、グリッド、ターゲット及び電子検出器は同
電位にし、電子検出器の位置を自由にすると共にこれに
より電子の軌道が影響されないようにするのが好適であ
る。

グリッドの各アパーチャの最大適正横方向寸法はターゲ
ット上に投影されるイメージの所望の解像度により決ま
る。アパーチャの横方向寸法が大きくなるほど、カソー
ドとグリッドとの間の領域における電界がグリッドの入
０１面から、無電界又は微小電界とすべぎターゲット側
の領域内に一層゛′膨出″シ、その結果アパーチャを経
て投影されるカソードの空間パターン部分が若干の局部
的歪みを受けるようになる。他方、各アパーチャの横方
向寸法を極めて小さくすることは望ましくない。

その理由は、斯るグリッドはその作製が困難であるのに
加えて、グリッドが適度な機械的強度を有するＪ：うに
するためにおそらく各アパーチャの横方向寸法とアパー
チャのピッチの比を比較的小さくする必要があるためで
あり、その結果グリッドは比較的低い光学的透過率を有
し、従って低い電子透過率を有するものどなる。更に、
各アパーチャの横方向寸法を小さくすればするほど、ら
せん運動電子がアパーチャを通過する際にアパーチャの
壁に衝突する確率が大きくなり、その結果グリッドの正
味の電子透過率がその光学的透過率より著しく低くなり
、アパーチャの横方向寸法を小さくすればするほど両者
の差は大きくなる。低い電子透過率は投影効率を低下し
、同一の光電子放出電流密度に対して長い露光時間を必
要どし、グリッドで消費される電力が増大し、従ってそ
の温度が上昇し、グリッドを平面に維持することが困難
になる問題を生ずる。第１図に線図的に示す装置ではリ
ングＲはグリッドＧの熱膨張係数と少くとも同じ大きさ
の熱膨張係数を有するものとしてグリッドをグリッドの
温度−り昇時に緊張状態に保持し得るようにするのが好
適である。

計算では、約０．１μｍの所望解像度に対しては約１０
０〜２００μｍの横方向寸法を有するアパーチャが好適
であることが確かめられた。グリッドの隣接アパーチャ
間の材料の幅を各アパーチャの横方向寸法に等しくして
グリッドの正味の電子透過率と機械的強度との適切な妥
協点を得るのが好適である。しかし、グリッドはカソー
ドとの間の大きな電位差のためにカソード方向にがなり
強く吸引されるという仙のファクタも考慮する必要があ
る。グリッドはプロジェクタにその周辺部のみで支持す
るため、この吸引力はグリッドをたりませようとする。

グリッドはマスクの空間パターンの無歪再生のためには
平面に保つのが理想的であるが、若干のたわみは、この
たわみが同一の半導体スライスへの順次の露光中略々同
一に維持される場合（順次のマスクが同一の歪みで結像
され、それらの像が略々正しく重なり合う場合）には許
容することができる。しかし、同一スライスへの順次の
露光間においてグリッドを変化させる必要がある場合に
は、この条件を満足させることは、たわみの程度を一露
光時と次の露番時にお【プるたわみの変化が１〜２ミク
ロン以下となるよう制限してない限り不可能である。こ
れがため、薄いグリッド構造の場合には大きな軸方向厚
さく例えば１ミリメートル）を有する粗い目の補強グリ
ッドを付加するのが好適である。

以下に、グリッドを実現し得る種々の方法を例示する。

（１）グリッドはリングＲに緊張保持し１ｃ薄い鋼板で
形成することができ、アパーチャのアレーは例えば標準
の写真平版と化学的エツチング又は火花食刻とにより形
成することができる。

（２）グリッドはリングに同様に緊張保持した適当なプ
ラスチック材料、例えばＫ　ａｐｔｏｎ　（商品名）で
形成することができ、アパーチャは例えばレーザで形成
することができ、断る後に導電材料の薄層を例えば真空
蒸着によりカソードに対向するシート表面上に設ける。

（３）グリッドとその外側支持リングをシリコンウェフ
ァで一体に形成することができる。

例えば； （ａ　）第１の方法では、ウェファの一方の表面をグリ
ッドの所望のパターンに従ってホウ素を多量にドープし
て数ミクロンの深さまで拡散させると共に外側リングの
ためにウェファの周縁部をマスクし、次いでドープ及び
マスクされてないシリコン部分を化学的に優先的にエツ
チング除去して所望のグリッド−リング一体構造を残存
させる。このウェファは最初は通常の厚さく数百ミクロ
ン）を有するが、最終的に得られるグリッドは数ミクロ
ンの厚さになる。この方法は比較的低い軸方向寸法対横
方向寸法比（例えば約１＝１）を有するアパーチャを形
成するのに最も好適である。

（ｂ）第２の方法では（１１０）の表面配向を有するシ
リコンウェファを写真平版で形成したアパーチャアレー
パターンに従って（１１１）面（これら面は（１１０）
面に垂直であって互に約７０°の角度を成す）に沿って
異方性エツチングする。＜　１１０＞方向のエツチング
速度は＜　１１１＞方向のエツチング速度の数百倍であ
るため、アンダーカッ１〜は微小となる。（異方性エツ
チングは例えばｒｌＥＥＥ　Ｔｒａ−ｎＳａＣｔｉＯｎ
８　０ｎ　Ｅ　１ｅｏｔｒＯｎ　Ｄ　ｅｖｉｃｅｓＪＶ
Ｏｌ、ＥＤ−２５，Ｎｏ　、１０（１９７８年１０月、
第１１８５〜１１９３頁）のに、Ｆ、Ｂｅａｎの論文”
　、Ａ　ｎ１ｓｔｒｏｐｉｃ　ｅｔｃｈｉｎｇ　ｏｆ　
Ｓ　ｉ　ｌ　１ｃｏｎ”から既知である）。ウェファの
厚さは数百ミクロンから２ｍｍの範囲内とすることがで
きる。

これがため、この方法は比較的大きな軸方向寸法対横方
向寸法比（例えば３：１）を有するアパーチャを形成す
るのに特に好適である。

（４）グリッドは両端面間に電圧を印加して電子増倍す
るのに通常使用されているようなガラスチャンネルプレ
ートで構成することができる。本発明では両端面間に電
圧を印加する必要はなく、チャンネルプレートのカソー
ド側の面上の電極をプロジェクタのアノード電極として
使用する。例えば１００μｍの横方向寸法のアパーチャ
に対しては、チャンネルプレー１〜を作製する原材料の
７１〜リツクスを、例えば１２μｍの横寸法を有するチ
ャンネルを形成するときに通常必要とされるように延伸
させる必要はない。

（５）グリッドはフォトエツチング可能なガラス、例え
ばコーニング社から市販されているＦ　ｏｔｏｆｏｒｍ
　（商品名）ガラスの有孔シートで形成することができ
る。アパーチャは写真平版及びエツチングにより形成し
、カソードに対向する面上に金属電極を堆積する。この
方法は比較的大きな横方向寸法（例えば２００μｌｌ１
）を有するアパーチャを形成するのに最も好適である。

上述した（４）及び（５）の方法並びに３（ｂ）の方法
は比較的大きな軸方向寸法対横方向寸法比を有するアパ
ーチャが必要とされる場合に特に好適である。チャンネ
ルプレート及びフ第１〜エツチング可能ガラスから成る
有孔シートの何れの場合にもそのガラスは十分な導電率
を有するものとしてその上に吸収される（結像及び後方
散乱）電子により殆んど充電されないようにする。

グリッドが大きな厚さを有する場合には、アパーチャを
その厚さ全体に亘って一定の断面積にする必要はない。

一般に、各アパーチャはプロジェクタの長手軸線に平行
な軸線を有する略々直柱状の通孔とし、その横断面積を
カソードに最も近い端（即ち結像電子の入射＠）おける
アパーチャの横断面積としてカソードからアパーチャに
入射する結像電子がアパーチャを通過し得るようにする
だ【プでよく、電子のらせんパスの直径と、入射端にお
けるアパーチャの縁からこのらせんパスの軸線までの間
隔とを、そのらせんパスが上述の通孔を通り抜けないよ
うに定めることができる。これがため、アパーチャが円
形断面であってエツチングで形成される場合には、各ア
パーチャを入（）Ｉ　６ｍを構成する側が小径の切頭円
錐とすることができる。他方、グリッドをチャンネルプ
レート（チャンネルは直円柱）で構成する場合には、チ
ャンネルの軸線をプロジェクタの長手軸線にかなり精密
に平行にするのが望ましい（例えば１°以内）。

前述したように、グリッドを電子照射中それ自身の面内
で移動させて電子イメージの全“（の部分がターゲット
上に均一に露光されるようにする。

グリッドをカソードに精密に平行に、それから一定の距
離に維持して移動し得るようにするためにグリッドを第
２図に示す構成によって平行運動自在に装着することが
できる。リングＲを長手方向に延在するばね部材＄　１
により中間リングＩＲに接続し、この中間リングをばね
部材Ｓ　１から半径方向に離間して配置された長手方向
に延在するばねＳ２によりハウジングに接続する。一方
向の直線運動のみが必要どされる場合には、これらばね
部材はリングＲの直径方向に対向する部分に位置させた
平坦細条どすることができ、もっと複雑な運動が必要と
される場合にはこれらばね部材はリングの周縁に沿って
所望の如く位置させたワイヤとすることができる。

露光中グリッドを動かす手段ＭＭはリングＲの周縁の小
部分に治って延在する少くとも１個の導体で構成し、こ
の導体に例えば交流電流を流して磁界との相互作用の結
果としてリングに変化する半径方向並進力を発生させる
ことができる。直交する２方向の並進運動に対してはリ
ングの周縁に沿って９０’間隔で配置した２個の導体を
用いることができる。また、この移動手段は１個以上の
圧電１〜ランスジユーナで構成することもできる。これ
らの電子−機械移動手段はこれと関連する電界がカソー
ドとアノードどの間の所望の電界Ｅの均一性を妨害する
恐れがある。これがため、グリッドの移動は真空室の外
部からベローズにより、或は室内の１個以上のブルドン
管により空気力学的に行なうのが好適である。

均一な露光を得るには、グリッドをアパーチャアレーの
構成に従って選択した態様に動かすことができる。例え
ば直交軸に平行な行及び列に配列された方形アパーチャ
の規則正しいアレーの場合には、グリッドを一定の直線
運動させればよく、その運動量はアパーチャのピッチＰ
の整数倍とし、その運動方向はその縦及び横方向成分の
比がＷ／Ｐの整数倍となるようにすればＪ：い（ここで
Ｗは各アパーチャの横方向寸法、Ｐはアパーチャの縦軸
及び横軸方向のビッヂ）。第３図は断るアパーチャアレ
ーの一部分の拡大図であり（このアレーではＷ／Ｐ−１
４）　、この図に２つの好適な運動方向が矢印で示しで
ある。他の構成のアパーチャアレー、例えばアパーチャ
の一方の軸方向のピッチが他方の直交軸方向のピッチと
相違する場合、順次のアパーチャ行が互いちがいになっ
ている場合、又はアパーチャが方形でない場合には、他
のグリッド運動が好ｆである。例えば、上述の３（ｂ）
の方法で得られるグリッドのように各アパーチＶが平行
四辺形のアパーチャアレーの場合には、好適な運動方向
は平行四辺形の一辺に直角の方向である。

電子イメージプロジェクタにおいては、ターゲット上に
入射する結像電子の一部が後方散乱される。結像電子は
ターゲラ１〜に略々垂直に入射するが、後方散乱電子は
広い角度範囲に亘って分散される。慣例のプロジェクタ
においては、斯る後方散乱電子はカソードとターゲット
との間の電界により加速されてターゲットに戻され、再
びターゲラ１−に一般に最初の入射点どは異なる位置に
入射する。この不所望なターゲットの照射は所望のイメ
ージの解像度を劣化する“バックグラウンド″又は゛′
ノイズ″を発生する。本発明のプロジェクタにおいては
、ターゲットからの後方散乱電子は一般にグリッドのタ
ーゲット側まで到達し得ない。

グリッドのアパーチャが比較的低い軸方向寸法対横方向
寸法比（１：１以下）を有する場合には、ターゲット側
でグリッドのアパーチャに入射する後方散乱電子のうち
かなりの部分がアパーチャをカソード側へと通過し、こ
れら電子が次いでカソードとグリッドとの間の電界に入
り、ここでグリッドに向は逆方向に加速され、一部がグ
リッドを通過してターゲットに到達し得る。従って、慣
例のプロジェクタに比べて著しく程度は低いが゛′バッ
クグラウンド″が生じ得る。しかし、大きな軸方向寸法
対横方向寸法比（約３：１以上）の場合には、ターゲッ
ト側でグリッドのアパーチャに入り、アパーチャをまっ
すぐカソード側へど通過し得る後方散乱電子の割合は著
しく減少する。例えば、計算では、ターゲット側からグ
リッドのアパーチャに入射してカソード側に通過する後
方散乱電子の割合は１：１の軸方向寸法対横方向寸法比
の場合は約５０％であるが、３：１の寸法比の場合は約
１２％に減少し、５：１の寸法比の場合は約５％に減少
することが確かめられた。この結果、後方散乱電子によ
るパバックグラウンド″は著しく減少する。少くとも３
：１の軸方向寸法対横方向寸法比を有する好適なグリッ
ドはシリコンウェファを異方性エツチングすることによ
り、或はフォトエツチング可能ガラスにより横方向寸法
２００μｍのアパーチャを有するものを形成することが
できる。また、特に極めて長いアパーチャが望ましい場
合にはグリッドをチャンネルプレートで形成することが
できる。

第４図は各７パーチヤＡＰの軸方向寸法対横方向寸法比
が３より僅かに大きいグリッドの一部分を示す横断面図
である。本例でもアパーチャは第３図に示すように規則
正しいアレーに配列しである。

グリッドとターゲラ１〜との間の電界が無視し得る程小
さい本発明による電子イメージプロジェクタは、同一の
ターゲラ１へ上に種々のパターンを順次投影する必要の
あるプロセス（例えば集積回路の製造プロセス）に対し
特に有利であり、ターゲットをカソードに極めて精密に
平行にする必要がなく、またターゲットを極めて精密に
平面にする必要がなく、最適解像度を得るのにパターン
が投影されるスライス部分の全面を焦点深度（代表的に
は１００μｍ）内に位置させるだけで良い。従って、半
導体スライスのようなターゲットを例えば慣例のプロジ
ェクタで望ましいとされるような静電チャックよりも簡
単なボルダで保持することができると共に、スライス上
への順次のパターンの投影間においてターゲラ１〜の形
状がその垂直方向（厚さ方向）において変化しても前記
スライス部分を焦点深度内に維持り゛ればパターンの再
生は殆んど影響されない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子イメージプロジェクタの一例
を示す線図、 第２図は第１図のプロジェクタのグリッドを支持する構
成を示す線図、 第３図はアパーチャアレーの一例の一部を示す線図、 第４図は比較的大きな軸方向寸法対横方向寸法比を有す
るアパーチャアレーの一部を示す線図である。 Ｃ・・・カソード　Ｇ・・・グリッド Ｔ・・・ターゲット　Ｑ・・・石英ディスクＭ・・・マ
スクパターン層 Ｐ・・・光電子放出材別層 Ｒ・・・グリッド支持リング ＭＭ・・・グリッド移動手段 Ｓ・・・半導体スライス　Ｂ・・・背板ＥＲ・・・電子
感応レジスト材料層 Ｆ・・・環部材　Ｌ・・・紫外線ランプＳｌ、８２・・
・ばね　ＴＲ・・・中間リングＡＰ・・・アパーチャ　
Ｗ・・・幅（横寸法）Ｐ・・・ピッチ。 特許出願人　エヌ・ベー・フィリップスフルーイランペ
ンファブリケン −９７− ＦＩＧ、　２ ＦＩＧ、　／。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、略々均一な電界の作用の下でカソードにより該電界
   に直交して延在する所定の空間パターンに放出された電
   子をターゲット上に投影する装置であって、電子放出カ
   ソードと、該カソードに平行に位置し動作中カソードと
   の間に電界を発生させるアノードと、該電界に平行に略
   々均一な磁界を発生して電子をターゲット−Ｌに集束す
   る手段を具え、電子の空間パターンをターゲット上に略
   々１の倍率で再生する電子イメージプロジェクタに、４
   ３いて、前記アノードは前記電子の空間パターンと少く
   とも同一の広さを有する電子透過領域のアレーを具える
   グリッドで構成し、該グリッドを前記カソードと前記タ
   ーゲットとの間に配置しであることを特徴とする電子イ
   メージプロジェクタ。 ２、特許請求の範囲１記載の電子イメージプロジェクタ
   において、動作中前記グリッドとターゲットとの間の電
   位差により発生する電界が前記カソードとグリッドとの
   間の電位差により発生する電界より著しく小さいことを
   特徴とする電子イメージプロジェクタ。 ３、特許請求の範囲１記載の電子イメージプロジェクタ
   において、動作中前記グリッドとターゲットとの間に電
   位差が殆んど存在しないことを特徴とする電子イメージ
   プロジェクタ。 ４、特許請求の範囲１，２．又は３記載の電子イメージ
   プロジェクタにおいて、前記グリッドのカソード対向面
   が前記集束磁界の焦点に略々位置することを特徴とする
   電子イメージプロジェクタ。 ５、特許請求の範囲４記載の電子イメージプロジェクタ
   において、前記グリッドのカソード対向面がカソードに
   最も近い前記集束磁界の焦点に略々位置するとを特徴と
   する電子イメージプロジェクタ。 ６、特許請求の範囲５記載の電子イメージブロジェツタ
   において、前記グリッドとターゲットとの間隔が前記カ
   ソードとグリッドとの間隔の約２倍であることを特徴と
   する電子イメージプロジェクタ。 ７、特許請求の範囲１〜６の何れかに記載の電子イメー
   ジプロジェクタにおいて、前記グリッドは電子透過領域
   と電子非透過領域を交互に含むアレーを具え、且つ該グ
   リッドを電子の運動方向に交差する方向に動かして前記
   電子の空間パターンの露光によりターゲット上に発生す
   るパターンに前記グリッドのアレーが殆んど再生されな
   いようにする手段を具えることを特徴とする電子イメー
   ジプロジェクタ。 ８、特許請求の範囲１〜７の何れかに記載の電子イメー
   ジプロジェクタにおいて、前記グリッドは電子非透過領
   域で分離された電子透過領域の略々規則正しいアレーを
   具え、且つその電子透過領域の電子運動方向の長さが電
   子運動方向に交差する方向のその幅の約３倍以上である
   ことを特徴とする電子イメージプロジェクタ。 ９、特許請求の範囲８記載の電子イメージプロジェクタ
   において、前記グリッドはチャンネルプレートで構成さ
   れていることを特徴とする電子イメージプロジェクタ。 １０、特許請求の範囲１〜８の何れかに記載の電子イメ
   ージプロジェクタにおいて前記グリッドは異方性エツチ
   ングしたシリコンウェファで構成されていることを特徴
   とする電子イメージプロジェクタ。 １１、特許請求の範囲１〜８の何れかに記載の電子イメ
   ージプロジェクタにおいて、前記グリッドはフォトエツ
   チング可能なガラスで形成されていることを特徴とづ°
   る電子イメージプロジェクタ。 １２、特許請求の範囲１〜１１の何れかに記載の電子イ
   メージプロジェクタにおいて、電子照射中ターゲットか
   ら後方散乱される電子を検出してターゲットのマーカ領
   域を検出する装置を具え、該検出装置は前記グリッドと
   ターゲットとの間であって投影電子が占める領域の外側
   に配置しであることを特徴とする電子イメージプロジェ
   クタ。