JPS6138607B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えば電子ビーム露光装置の様な荷電
粒子線を用いた記録あるいは加工装置に於いて材
料面に於ける粒子線の位置変動を少なくすること
に関するものである。

一般に電子ビーム露光装置は電子計算機に依つ
て電子シヤツターを制御し、電子ビームをON―
OFFさせると共に走査器を制御して電子ビーム
を二次元的に移動させ種々複雑な模様を材料面上
に形成するものである。従つて電子ビームの位置
が電子計算機の制御以外の要因で移動すると露光
図形精度が悪化し、性能の劣化、歩留りの低下を
引きおこす。

ところが従来の電子ビーム露光装置においては
ある期間電子ビームを“OFF”状態にしておい
て再び電子ビームを材料上に照射すると、照射開
始後しばらくの間（数ｍ sec〜数分）電子線照射
位置が安定せずに移動するというドリフト現象が
発生する。例えば、材料を移動して露光範囲を変
更する際等には、機械的な移動で時間がかかるた
め、材料上への電子ビームの照射を数秒以上中止
する必要がある。ところが、その時に電子シヤツ
ターを用いて電子ビームをOFFにしたのでは、
ONにした時にドリフト現象が発生してしまう。

ここで、このドリフト現象について図面を用い
て説明する。第１図は従来装置の略図と電子ビー
ムの経路を示したものであり、電子銃１から発生
した電子ビームは偏向器とビーム受けとから構成
される電子シヤツター２に依つて“ON”
“OFF”される。

従つてビーム“OFF”時は電子シヤツター２
から材料３に至る集束レンズ４、走査器５、対物
レンズ６を含む経路には電子は存在しない。次に
電子シヤツター２を解除し電子ビームを“ON”
状態にすると電子シヤツター２から材料面３まで
の経路のアパーチヤ、壁面等にも電子ビームが照
射される。一方これらの経路には非導電性物質が
付着していたり、有機物質等の汚れ（コンタミ）
が存在する。これらに電子が付着し帯電すると、
電界が乱されるため材料面上で電子ビームの位置
が変動し、この変動は上記非導電性物質あるいは
コンタミ等に電子が付着し終わり定常状態に達す
るまでの期間続く。また前記経路に電子ビームが
照射されると部品の温度が上昇し、温度が定常状
態になるまで部品の位置変動が生じ、これも電子
ビーム位置変動の原因となつている。この様に原
因が判明してもその原因を完全に取り除くことは
極めて困難であり、従来有効な対策はとられてい
なかつた。

ところで本発明者達はこのドリフト現象を繰返
し観察した結果電子ビームは材料面上で電子ビー
ムON直後から数ｍ sec〜数分に亘つて0.3μｍ〜
１μｍ程度移動してしまうことを確認した。更に
又上記ドリフト現象による電子ビーム位置変動量
は電子ビームがOFFになつている期間の長さに
依存し、OFFの期間が数秒以下では位置変動が
極めて少ないが、それ以上になるとドリフト現象
が顕著に現われ変動量が増大することも確認し
た。

本発明は上述した諸点に鑑みてなされたもので
あり、上記ドリフト現象の発生を防止して精度良
く露光を行うことのできる電子ビーム露光装置を
提供することを目的とするものである。

以下本発明の実施例を図面に基づいて詳説す
る。尚図面において第１図に示された従来例と同
一の構成要素には同一番号を付し説明は省略す
る。

第２図は電子銃１、電子シヤツター２、集束レ
ンズ４、走査器５、対物レンズ６から成る電子光
学系に続いて対物レンズ６と材料３の間に本発明
の特徴である機械的に移動されるシヤツター板７
を設置した実施例である。該シヤツター板７は例
えばソレノイド等の駆動手段８によつて駆動され
る駆動軸９に固着されており、該シヤツター板７
は駆動手段８に制御信号が加えられた時に駆動軸
９と共に電子ビームの通路上に移動しビームを遮
断する。１０は制御用電子計算機であり該電子計
算機は予め定められたプログラムに従つて電子シ
ヤツター２にON―OFF信号を、走査器５に電子
ビームを描くべき図形に従つて走査するための走
査信号を、そして駆動手段８に制御信号を夫々送
る。

上述の様な構成において、例えば材料３を移動
して露光範囲を変更する際等には材料上への電子
ビーム照射を数秒以上中止する必要があり、その
時に電子シヤツター２を用いて電子ビームを
OFFにしたのでは、ONにした時にドリフト現象
が発生してしまうことは先に述べた。

そこで、本実施例では、電子ビームを数秒以上
OFFにする場合、計算機１０は電子シヤツター
２を作動させず、駆動手段の方に制御信号を送り
シヤツタ板７を電子ビーム通路上に位置させる。
従つて電子銃１からシヤツター板７までの電子光
学系には常に電子ビームが照射されており、この
間の電界、温度が定常状態となつている。そして
計算機１０は例えば露光開始１秒前に電子シヤツ
ター２を作動させ、電子光学系を通つてシヤツタ
ー板７まで到達していたビームをCOFFにし、そ
れからシヤツター板７をビーム通路上より取り除
き、次に電子シヤツター２を開放してビームを
ONにして露光を開始する。この時の電子シヤツ
ター２とシヤツター板７の動作のタイミングを第
４図に示す。

このようにすれば、実質的に電子光学系に電子
ビームが照射されていない期間は１秒以下となる
ため電子ビーム露光開始直後数msec〜数分に亘
つて生ずる電子ビーム位置ドリフトをなくすこと
ができる。

本発明は更に変形が可能であり、例えば第３図
に示す如く機械的なシヤツタ板７の代りに電子シ
ヤツタ１１を用いるようにしてもよい。あるいは
走査器５を対物レンズと材料の間に設置する場合
は走査器を電子シヤツターに兼用することも可能
である。又本発明は電子ビームに限らずイオンビ
ーム等すべての荷電粒子線に適用できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置を示す略図、第２図及び第３
図は夫々本発明の一実施例を示す略図、第４図は
電子シヤツターとシヤツター板の動作のタイミン
グを示す図である １：電子銃、２，１１：電子シヤツター、３：
露光材料、５：走査器、７：機械的シヤツタ、１
０：電子計算機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 荷電粒子線発生源と、該発生源から発生した
   荷電粒子線を材料上に集束するための集束レンズ
   と、荷電粒子線を材料上で走査するための走査器
   と、長期間荷電粒子線を遮断するため最終段集束
   レンズと前記材料の間に配置される第１のシヤツ
   タ手段と、短期間荷電粒子線を遮断するため該第
   １のシヤツタ手段と前記荷電粒子線発生源との間
   に配置される第２のシヤツタ手段とを備え、第１
   のシヤツタ手段を開く際、その直前に第２のシヤ
   ツタ手段を閉じ、第１のシヤツタ手段が開いた後
   に第２のシヤツタ手段を開くように２つのシヤツ
   タ手段の開閉を制御する制御手段を設けたことを
   特徴とする荷電粒子線装置。 ２ 前記第１のシヤツタ手段は機械的に荷電粒子
   線通路に移動されるシヤツタ板である特許請求の
   範囲第１項記載の荷電粒子線装置。 ３ 前記第１のシヤツタ手段は偏向手段とビーム
   受けより成る電子シヤツタである特許請求の範囲
   第１項記載の荷電粒子線装置。