JPS63269520A - Electron beam lithography equipment - Google Patents

Electron beam lithography equipment

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Publication number
JPS63269520A
JPS63269520A JP10302187A JP10302187A JPS63269520A JP S63269520 A JPS63269520 A JP S63269520A JP 10302187 A JP10302187 A JP 10302187A JP 10302187 A JP10302187 A JP 10302187A JP S63269520 A JPS63269520 A JP S63269520A
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JP
Japan
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electron
electron source
electron beam
source
beam lithography
Prior art date
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Application number
JP10302187A
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Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Miyawaki
守 宮脇
Isamu Shimoda
下田 勇
Akira Suzuki
彰 鈴木
Tetsuya Kaneko
哲也 金子
Takeo Tsukamoto
健夫 塚本
Toshihiko Takeda
俊彦 武田
Masahiko Okunuki
昌彦 奥貫
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase a drawing speed by a method wherein an object whose pattern is drawn by an electron beam radiated by an electron source of an electron source row where two or more electron sources are arranged unidimensionally at prescribed intervals is shifted relatively at a prescribed angle with reference to the electron beam row. CONSTITUTION:When a reverse voltage is impressed between a p<+>-Si substrate 10 and an n-type Si layer 9 installed on the substrate via an electrode 12 and electrodes 11, an electron whose energy is higher than in a state of thermal equilibrium is generated. If a voltage of an electrode 15 installed on the n-side layer 9 via an SiO2 layer 14 is set to be higher than a voltage to be impressed on the electrodes 11, the high-energy electron generated in an n-type region passes through a low work-function material installed at electron emission parts 16 and is emitted into a vacuum. Because individual elements 13 are isolated by grooves 13, it is possible to drive the individual elements by using the voltage impressed on the electrodes 11. Accordingly, an angle theta which is formed by a moving direction of a wafer 1 and a unidimensionally arranged direction of electron sources 2 is 1.43 deg. from an equation theta=Sin<-1>(d/kD), where a width of an electron emission region of the electron sources 2 is d, an interval between the individual electron sources is D and k>=1. This angle is set by controlling a pulse motor PM and by turning the electron sources at a prescribed angle on the basis of the measuring information of a rotary encoder.

Description

【発明の詳細な説明】 [a業上の利用分野] 本発明は、複数の電子源を有し高速描画を行なうことが
できる電子線描画装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electron beam lithography apparatus that has a plurality of electron sources and is capable of high-speed lithography.

[従来技術] 従来、電子ビーム描画装置においては単一の電子源によ
り描画されており、該電子源としては、タングステン、
 LaB、等の材料を用いた電界放射型もしくは熱電界
放出型が代表的である。
[Prior Art] Conventionally, in an electron beam lithography system, lithography is performed using a single electron source, and the electron source includes tungsten, tungsten,
A field emission type or a thermal field emission type using a material such as LaB is typical.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上述従来例によれば、単一の電子源で描
画するため描画速度が遅く、また、電子源のサイズが大
きくて複数個の電子源を配置するのが難しいという問題
がある。すなわち描画速度の向上が求められているにも
かかわらず、これを達成することが困難であるという問
題点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, according to the above-mentioned conventional example, the drawing speed is slow because drawing is performed using a single electron source, and the size of the electron source is large, so multiple electron sources are arranged. The problem is that it is difficult to That is, although there is a demand for an improvement in drawing speed, there is a problem in that it is difficult to achieve this.

本発明の目的は、この従来例の問題点に鑑み、描画速度
が速くかつ簡単で低コストな電子線描画装置を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the problems of the conventional method, an object of the present invention is to provide an electron beam lithography system that has a high lithography speed, is simple, and is low in cost.

[問題点を解決するための手段および作用]上記目的を
達成するため本発明の電子線描画装置は、複数の電子源
を所定間隔で一次元状に配置した少なくとも1つの電子
源列と、該電子源からの電子ビーム出力タイミングを制
御する手段と、該電子源が出力する電子ビームによって
パターンが描画される物体を上記電子源列に対して所定
角度を保って相対移動させる手段とを備え、該相対移動
の方向の画素分布は上記タイミング制御手段による電子
ビーム出力タイミングおよび上記移動手段による相対移
動速度によって決定し、該相対移動の方向に垂直な方向
の画素分布は上記電子源本体に配置された各電子源間の
間隔、該各電子源の電子放出部の大きさおよび上記所定
角度によって決めるようにしている。
[Means and operations for solving the problems] In order to achieve the above object, the electron beam lithography apparatus of the present invention includes at least one electron source array in which a plurality of electron sources are arranged one-dimensionally at predetermined intervals; comprising means for controlling the output timing of the electron beam from the electron source, and means for moving an object on which a pattern is drawn by the electron beam output from the electron source relative to the electron source array while maintaining a predetermined angle, The pixel distribution in the direction of the relative movement is determined by the electron beam output timing by the timing control means and the relative movement speed by the moving means, and the pixel distribution in the direction perpendicular to the direction of the relative movement is determined by the electron beam output timing by the timing control means and the relative movement speed by the movement means. This is determined by the distance between each electron source, the size of the electron emitting part of each electron source, and the above-mentioned predetermined angle.

したがって、該所定角度を、電子源の電子放出領域の大
きさおよび各電子源間の間隔を考慮して決めることによ
り、上記相対移動方向に垂直な方向にも画素をすきまな
く分布させることも可能であり、また、上記出力タイミ
ングを好適に制御することにより、相対移動方向はもち
ろんのことこれに垂直な方向にも連続的な直線を描くこ
とができる。
Therefore, by determining the predetermined angle in consideration of the size of the electron emission area of the electron source and the spacing between each electron source, it is also possible to distribute the pixels without gaps even in the direction perpendicular to the above-mentioned relative movement direction. By suitably controlling the output timing, a continuous straight line can be drawn not only in the direction of relative movement but also in the direction perpendicular thereto.

[実施例] 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

実施例1 第1図は本発明の第1の実施例に係る電子ビーム描画装
置を半導体素子のパターン描画に応用した場合のウェハ
と複数個の電子源との位置関係を示す平面図である。同
図において、1はウェハ、2は電子源(電子放出素子)
である。電子源2は複数個が一次元配列されており、電
子源列を形成している。
Embodiment 1 FIG. 1 is a plan view showing the positional relationship between a wafer and a plurality of electron sources when an electron beam lithography apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied to pattern lithography of semiconductor elements. In the figure, 1 is a wafer, 2 is an electron source (electron-emitting device)
It is. A plurality of electron sources 2 are arranged one-dimensionally to form an electron source row.

この構成において、ウェハ1上にパターン3を描画する
ためには、ウェハ1をX軸方向に等速で移動させる。こ
のとき、X軸方向すなわちウェハ1の8動方向に対して
電子源2の一次元配列方向のなす角がθであるように電
子源2を配置しである。この角度θは、電子源2の電子
放出領域幅をdとし各電子源間の間隔をDとすると、但
し、k=1 である。そして、このようにウェハ1を8勤させながら
所望のタイミングで各電子源2から電子を放出させるこ
とにより、同図に示すようなパターン(k=1のときの
パターンを示しである)を形成する。電子放出のタイミ
ングは、後述の実施例2および3において説明するのと
同様にして決めることができる。
In this configuration, in order to draw the pattern 3 on the wafer 1, the wafer 1 is moved at a constant speed in the X-axis direction. At this time, the electron sources 2 are arranged so that the angle made by the one-dimensional arrangement direction of the electron sources 2 with respect to the X-axis direction, that is, the eight movement directions of the wafer 1 is θ. This angle θ is k=1, where d is the width of the electron emission region of the electron source 2 and D is the interval between each electron source. Then, by emitting electrons from each electron source 2 at a desired timing while moving the wafer 1 eight times in this way, a pattern as shown in the figure (the pattern when k=1 is shown) is formed. do. The timing of electron emission can be determined in the same manner as described in Examples 2 and 3 below.

第2図は電子源2とウェハ1どの横からみた位置関係を
示す側面図である。同図において、1はウェハ、2は電
子源、4は電子放出領域、5は電子放出部から出た電子
、PMはパルスモータ、STはウェハステージ、SDは
ウェハステージドライバ、100はCPUである。
FIG. 2 is a side view showing the positional relationship between the electron source 2 and the wafer 1 when viewed from the side. In the figure, 1 is a wafer, 2 is an electron source, 4 is an electron emission area, 5 is an electron emitted from the electron emission part, PM is a pulse motor, ST is a wafer stage, SD is a wafer stage driver, and 100 is a CPU. .

同図に示す如く、電子源2は、ウェハ1に対して近接も
しくは密着して設けられているため、上述のようにして
形成されるパターン3の画素のサイズは電子放出領域4
とほぼ同じ大きさになる。
As shown in the figure, since the electron source 2 is provided close to or in close contact with the wafer 1, the size of the pixel of the pattern 3 formed as described above is
will be approximately the same size.

したがって、上記(1)式のように電子源2を配置しで
あるため、1つの電子源2によって描画された線とその
電子源のとなりの電子源2により描画された線とのすき
まは生じない。さらに、上記説明の如く電子源2とウェ
ハ1との間には、従来必要であった電子レンズ、偏向電
極等が不用で構成が簡単であるばかりでなく、上記電子
レンズや偏向電極部での電子ビームの損失がなくなり、
電子ビームの利用効率が従来に比べて数10倍向上して
いる。
Therefore, since the electron sources 2 are arranged as shown in equation (1) above, there is a gap between the line drawn by one electron source 2 and the line drawn by the electron source 2 next to that electron source. do not have. Furthermore, as explained above, between the electron source 2 and the wafer 1, there is no need for the electron lens, deflection electrode, etc. that were conventionally required, and the structure is not only simple, but also Eliminates electron beam loss,
The efficiency of using electron beams has improved several ten times compared to the conventional method.

第3図は、第1図の複数個の電子源2ならびにその駆動
回路部を示す斜視図である。同図において、6は駆動回
路部本体、7.8はポンディングパッド部、9はn型S
i層(n−5L層)、10はp ”−SL基板、11は
pn接合部に逆電圧を印加するためn型Si層9の表面
に設けられたオーミック電極、12はp ”−5i基板
lOの裏面の全面に設けられたオーミック電極、13は
素子分離用の溝、14は5in2層、15は絶縁層であ
る5102層14の表面に設けられた電極である。16
は電子放出部で、5iCh層14及び電極層15をn−
31層9までエツチングで取り除いてあけた穴の中にC
s−0、Cs51等の低仕事関数材が設けられている。
FIG. 3 is a perspective view showing the plurality of electron sources 2 of FIG. 1 and their driving circuits. In the same figure, 6 is the drive circuit main body, 7.8 is a bonding pad part, and 9 is an n-type S
i layer (n-5L layer), 10 is a p''-SL substrate, 11 is an ohmic electrode provided on the surface of the n-type Si layer 9 to apply a reverse voltage to the pn junction, 12 is a p''-5i substrate An ohmic electrode is provided on the entire back surface of the IO, 13 is a trench for element isolation, 14 is a 5 inch 2 layer, and 15 is an electrode provided on the surface of the 5102 layer 14 which is an insulating layer. 16
is an electron emitting part, and the 5iCh layer 14 and the electrode layer 15 are n-
C in the hole made by etching up to layer 9 of 31.
A low work function material such as s-0 or Cs51 is provided.

次に、この電子放出素子(電子源)の動作を説明する。Next, the operation of this electron-emitting device (electron source) will be explained.

p ”−st基板10とその上に設けられたn型5iF
I9との間に電極!2と電極11を介して逆電圧が印加
されると、アバランシェ効果により熱平衡状態よりも高
いエネルギーをもった電子が生成される。そして、絶縁
層である5tO2層14を介してn型半導体(n−3t
層9)上に設けられている電極15の電圧を、電極11
に印加する電圧よりもプラスの値に設定すると、n型領
域で発生した上記高エネルギー電子は電子放出部16に
設けられた低仕事関数材を通り、真空中へ放出される。
p”-st substrate 10 and n-type 5iF provided thereon
Electrode between I9! When a reverse voltage is applied through the electrode 2 and the electrode 11, electrons with higher energy than in the thermal equilibrium state are generated due to the avalanche effect. Then, an n-type semiconductor (n-3t
The voltage of the electrode 15 provided on the layer 9) is changed to
When set to a value more positive than the voltage applied to the n-type region, the high-energy electrons generated in the n-type region pass through the low work function material provided in the electron emitting section 16 and are emitted into vacuum.

このとき、各素子は溝13により分離されているため、
電極11に印加する電圧により各素子を独立駆動させる
ことができる。そのため、引出し電極15は各素子共通
でよく、電子放出部16周辺に複雑な電極構造等を設け
る必要がないため、電子放出部16を0.25μmφで
加工したものとすることがで参る。
At this time, since each element is separated by the groove 13,
Each element can be driven independently by the voltage applied to the electrode 11. Therefore, the extraction electrode 15 may be common to each element, and there is no need to provide a complicated electrode structure around the electron emitting section 16, so the electron emitting section 16 can be processed to have a diameter of 0.25 μm.

しかし、駆動回路部6との接続用電極のサイズは数μm
では作製が難しいので、各電子源の間隔は10μmとし
た。各電極へ所定の電圧を印加する不図示の電源はCP
 U 100により作動制御される。
However, the size of the electrode for connection with the drive circuit section 6 is several μm.
Since this would be difficult to manufacture, the distance between each electron source was set to 10 μm. The power source (not shown) that applies a predetermined voltage to each electrode is the CP
The operation is controlled by U 100.

したがって、ウェハ1の移動方向と電子源2の一次元配
列方向とのなす角θは、上記(1)式から1.43°と
いうことになる。この角度はロータリエンコーダで測定
し、この測定情報に基づいてCPll 100が電子源
上、部に設けられているパルスモータPMを制御し電子
源を所定角度回転させることにより設定する。
Therefore, the angle θ between the moving direction of the wafer 1 and the one-dimensional arrangement direction of the electron sources 2 is 1.43° from the above equation (1). This angle is measured by a rotary encoder, and based on this measurement information, the CPll 100 controls a pulse motor PM provided on the electron source and sets it by rotating the electron source by a predetermined angle.

なお、CP U 100はステージドライバSDを介し
ウェハステージSTの8動制御も行なう。
Note that CPU 100 also performs eight-motion control of wafer stage ST via stage driver SD.

次に描画サイズを微少調整する方法を説明する。Next, a method for finely adjusting the drawing size will be explained.

第1図のY軸方向の成分すなわちウェハ1の送り方向に
垂直な方向の拡大・縮小は、X軸に対して電子源2の配
列方向がなす角度θを微調整することによって行なう。
The component in the Y-axis direction in FIG. 1, ie, the direction perpendicular to the feeding direction of the wafer 1, is enlarged or reduced by finely adjusting the angle θ formed by the arrangement direction of the electron sources 2 with respect to the X-axis.

ウェハ1の送り方向であるX軸方向成分については、好
ましくは上記角度θの微調整による誤差をも考慮して、
各電子′源2からの電子放出タイミングおよび/または
ウェハ1の送り速度を微調整することによって行なう。
Regarding the X-axis direction component, which is the feeding direction of the wafer 1, it is preferable to take into account the error due to the fine adjustment of the angle θ,
This is done by finely adjusting the timing of electron emission from each electron source 2 and/or the feeding speed of the wafer 1.

本実施例で用いた電子放出素子は、米国特許42598
78号に開示されているように、Siを用いてpn接合
を作りこれに逆電圧を印加してアバランシェ効果により
熱平衡状態よりも高エネルギーの電子を生成して真空中
に電子ビーム放出を実現するものであるが、これに限定
されることなく、微細化あるいは集積化が可能な電子源
であれば他のものを用いても良い。
The electron-emitting device used in this example was disclosed in U.S. Patent No. 42598.
As disclosed in No. 78, a pn junction is made using Si and a reverse voltage is applied to it to generate electrons with higher energy than in a thermal equilibrium state due to the avalanche effect, thereby realizing electron beam emission into a vacuum. However, the present invention is not limited to this, and other electron sources may be used as long as they can be miniaturized or integrated.

このような素子としては、例えば、特公昭54−302
74号公報に開示されているようにGaP半導体基板上
にAlXGa+−、P  (0≦X≦1)からなるpn
接合領域を設けそのpn接合領域に順方向電圧を印加し
n領域からp領域に注入された電子をp領域の表面に設
けられた低仕事関数材から外部に取り出すもの、広いバ
ンドギャップを有するN型半導体と狭いバンドギャップ
を有するp型、n型半導体を用いてNpn接合を形成し
N型半導体から電子をp型半導体に注入して逆電圧が印
加されたpn領域で上記電子を加速し真空中に電子を放
出させるもの、あるいは広いバンドギャップを有するN
型半導体と狭いバンドギャップを有するp型半導体とを
接合しN領域からp領域に注入された電子をp領域の表
面に設けられた低仕事関数材から外部に取り出すもの等
が使用できる。
As such an element, for example, Japanese Patent Publication No. 54-302
As disclosed in Japanese Patent No. 74, pn consisting of AlXGa+-, P (0≦X≦1) is formed on a GaP semiconductor substrate.
A method in which a junction region is provided, a forward voltage is applied to the pn junction region, and electrons injected from the n region to the p region are taken out from a low work function material provided on the surface of the p region, and N has a wide band gap. An Npn junction is formed using a p-type semiconductor and a p-type semiconductor and an n-type semiconductor having a narrow band gap, and electrons are injected from the n-type semiconductor into the p-type semiconductor, and the electrons are accelerated in the pn region to which a reverse voltage is applied to create a vacuum. N that emits electrons or has a wide bandgap
A type semiconductor and a p-type semiconductor having a narrow band gap may be bonded to each other, and electrons injected from the N region to the p region can be taken out from a low work function material provided on the surface of the p region.

また、本実施例では静電レンズを用いない構成としたが
、末男式によれば、各電子放出部間の距離は離すことが
可能なため、静電レンズや偏向電極を設ける構成も可能
であるという利点がある。
In addition, although the configuration in this example does not use an electrostatic lens, according to the youngest son's method, it is possible to increase the distance between each electron emitting part, so a configuration in which an electrostatic lens or deflection electrode is provided is also possible. It has the advantage of being

実施例2 次に、本発明の第2の実施例に係る電子線描画装置を第
4図と第5図を用いて説明する。
Embodiment 2 Next, an electron beam lithography apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

第1の実施例では、第3図に示す如く、電子放出部16
は円形をしている。したがって、−次元に配列した電子
源列を第1図に示す如くウェハの移動方向Xに対して角
度θだけ傾けて設け、各電子源2により書き込まれるド
ツトがお互い重ならないように描画すると、ウェハ1上
のX軸に平行な線とY軸に平行な線のパターンは第4図
(a)のようになり、直線のパターンが描けないという
問題点がある。本第2実施例では、この問題点を解決し
、第4図(b)に示す如き直線パターンを描くことが可
能である。
In the first embodiment, as shown in FIG.
is circular. Therefore, if an array of electron sources arranged in the − dimension is provided at an angle θ with respect to the moving direction of the wafer as shown in FIG. The pattern of lines parallel to the X axis and lines parallel to the Y axis on 1 is as shown in FIG. 4(a), and there is a problem that a straight line pattern cannot be drawn. In the second embodiment, this problem is solved and it is possible to draw a straight line pattern as shown in FIG. 4(b).

これを実現する一次元配列した電子源を第5図に示す。FIG. 5 shows a one-dimensional array of electron sources that realizes this.

同図において、20は複数個設けられた電子源の本体で
ある。EBI、EB2.EB3゜EB4.EB5.EB
6は各電子源の電子放出部で、同図に示す如く正方形の
形になっている。
In the figure, 20 is the main body of a plurality of electron sources. EBI, EB2. EB3゜EB4. EB5. EB
Reference numeral 6 denotes an electron emission part of each electron source, which has a square shape as shown in the figure.

同図のXY座標軸は第1図のウェハ1の座標軸を示すも
ので、本実施例の場合もウェハの移動方向(X方向)に
対して、電子源2の一次元の配列方向は角度θだけ傾い
ている。角度θの値は、前記(1)式で同様に与えられ
る。ただし、第5図かられかるように各電子放出部の正
方形の一辺は、ウェハの移動方向(X軸)に平行になっ
ている。
The XY coordinate axes in this figure indicate the coordinate axes of the wafer 1 in FIG. It's leaning. The value of the angle θ is similarly given by the above equation (1). However, as can be seen from FIG. 5, one side of each square of the electron emitting section is parallel to the wafer moving direction (X-axis).

その他各部の構成および動作は実施例1の場合と同様で
ある。
The configuration and operation of other parts are the same as in the first embodiment.

しかしここではさらに、ウェハ上に第5図に示す如き画
素21〜25からなるパターンPを描画する方法を説明
する。
However, here, a method for drawing a pattern P consisting of pixels 21 to 25 as shown in FIG. 5 on a wafer will be further explained.

まず、ウェハをある一定速度VでX軸の負方向に移動さ
せる。そして、電子放出部EBIの真下に画素21の部
分が到着する時刻をtl、電子放出部EBIの真下に画
素22の部分が到着する時刻をt2、電子放出部EBI
の真下に画素23の部分が到着する時刻をt3、電子放
出部EB2の真下に画素24の部分が到着する時刻をt
4、電子放出部EB3の真下に画素25の部分が到着す
る時刻をt、とすれば、時刻1..12,1.の時に電
子放出部EBIから電子を放出させ、次に時刻t4の時
に電子放出部EB2から電子を放出させ、さらに時刻t
sの時に電子放出部EB3から電子を放出させることに
より、上記パターンPを描画することができる。
First, the wafer is moved at a certain constant speed V in the negative direction of the X axis. Then, the time when the pixel 21 part arrives directly below the electron emission part EBI is tl, the time when the pixel 22 part arrives directly below the electron emission part EBI is t2, and the electron emission part EBI
t3 is the time when the pixel 23 part arrives directly below the electron emission part EB2, and t is the time when the pixel 24 part arrives directly below the electron emission part EB2.
4. If t is the time when the pixel 25 arrives directly below the electron emission part EB3, then time 1. .. 12,1. Electrons are emitted from the electron emission part EBI at time t4, electrons are emitted from the electron emission part EB2 at time t4, and then electrons are emitted from the electron emission part EB2 at time t4.
The pattern P can be drawn by emitting electrons from the electron emitting portion EB3 at the time s.

この場合、各電子放出部は正方形でしかもウェハの移動
方向に正方形の一辺が平行になっているため、X軸およ
びY軸に対して直線のパターンを描画することができる
In this case, since each electron emitting section is square and one side of the square is parallel to the direction of movement of the wafer, a straight pattern can be drawn with respect to the X and Y axes.

夫産■旦 次に、本発明の第3の実施例について、第5図を用いて
説明する。上述第2実施例においては、時刻t1〜t、
にそれぞれの電子源から電子を放出する場合を例として
示したが、ここでは、同様の構成により、上記タイミン
グの間隔のもっとも短いものをクロックパルスとしてそ
のクロツクパルスを用いて各電子源の放出時刻をカウン
トする方式を示す。
Next, a third embodiment of the present invention will be described using FIG. 5. In the second embodiment described above, the times t1 to t,
The case where electrons are emitted from each electron source was shown as an example, but here, with a similar configuration, the shortest timing interval is used as a clock pulse, and the clock pulse is used to determine the emission time of each electron source. Indicates the counting method.

今、クエへの送り速度をVとし、各電子放出部EBI〜
EB6のサイズなd1各電子放出部間の間隔をDとする
と、もつとも短いタイミングE mlnは 但し、k≧1 となり、一般のタイミングt1は 但し、m、n=o、1,2,3.  ・・・・・・D’
=D−dk である。
Now, let the feed speed to the query be V, and each electron emission part EBI ~
If the distance between each electron emitting part is D1, the shortest timing E mln is k≧1, and the general timing t1 is m, n=o, 1, 2, 3, .・・・・・・D'
=D-dk.

また、(2)式のtlrlをクロックパルスとして一般
のタイミング1.をカウントするためにはより、各電子
放出部間の間隔りを D=d  u  +  1/k)2 但し、Lは整数 に設定すれば、(4)式は必ず整数となり、最短のタイ
ミングtmlnをクロックパルスとして一般のタイミン
グtlをカウントすることができる。
Also, general timing 1. using tlrl in equation (2) as a clock pulse. In order to count the distance between each electron emitting part, D = d u + 1/k)2 However, if L is set to an integer, equation (4) will always be an integer, and the shortest timing tmln The general timing tl can be counted using as a clock pulse.

すなわち、各電子放出部間の間隔がこのような間隔とな
るような電子源構造を採用することにより電子源の駆動
を簡単にすることができる。
In other words, by employing an electron source structure in which the distance between each electron emitting part is such a distance, the driving of the electron source can be simplified.

夫庭班1 次に本発明の第4の実施例に係る電子線描画装置につい
て、第6図を用いて説明する。同図の装置は、−次元に
配列した電子源を少なくとも2つ以上平行に並べたもの
である。同図において、31は電子源を一次元配列した
第3図あるいは第5図と同様の電子源列(電子源ユニッ
))、32はこれと同様のもう1つの電子源ユニットで
ある。
Obiwa Group 1 Next, an electron beam lithography apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be explained using FIG. 6. The device shown in the figure has at least two electron sources arranged in the negative dimension and arranged in parallel. In the figure, 31 is an electron source array (electron source unit) similar to that in FIG. 3 or 5 in which electron sources are arranged one-dimensionally, and 32 is another electron source unit similar to this.

描画に際しては上述実施例と同様にウェハはX軸方向に
送られる。そしてこのとき、電子源列31の電子放出部
EBII、 EB12. EB13. EB14゜EB
15と同じ間隔で直列に電子源列32′ として電子放
出部E B22’ 、 E B23’ 、 E B24
’ 。
At the time of drawing, the wafer is fed in the X-axis direction as in the above embodiment. At this time, the electron emission parts EBII, EB12 . EB13. EB14゜EB
Electron emitting parts EB22', EB23', EB24 are arranged in series as an electron source array 32' at the same intervals as 15.
'.

EB25’ が仮に設けられたとした時に描画できるパ
ターン35.36.37.38が描けるように電子源列
31と32が予め配置される。
Electron source arrays 31 and 32 are arranged in advance so that patterns 35, 36, 37, and 38 that can be drawn if EB 25' is provided are drawn.

ここでは、電子源列31の電子放出部EB15と、電子
源列32の電子放出部EB21がそれぞれ描く線が第6
図のパターン34に示す如く重なるように設定する。そ
して、電子源列31と電子源列32とのつぎあて面40
はそれぞれの一次元配列した電子放出部に平行になって
いるので、上記の如くセットするためには、第6図の矢
印33に示す如く相対的に電子源列32をつきあて面4
0に平行にづらせば良い。
Here, the lines drawn by the electron emitting portion EB15 of the electron source row 31 and the electron emitting portion EB21 of the electron source row 32 are the sixth line.
They are set so that they overlap as shown in pattern 34 in the figure. Then, a splicing surface 40 between the electron source array 31 and the electron source array 32
are parallel to each one-dimensionally arranged electron emitting section, so in order to set it as described above, the electron source array 32 must be relatively aligned with the abutting surface 4 as shown by the arrow 33 in FIG.
All you have to do is make it parallel to 0.

このように電子源列31と32とを配置しておけば、電
子源列31を一次元的に延長した電子源列32′ と同
じラインを電子源列32が描画できることになる。つま
り電子源列32の電子放出部EB22〜EB25はそれ
ぞれ電子源列32′ の電子放出部EB22’〜EB2
5’ に対応する。そして、上記説明の如<EB15と
EB21とは同じラインを描画するように配置しである
ため、電子源列31により書き込まれるラインと電子源
列32により書き込まれるラインとは正確につながる。
By arranging the electron source arrays 31 and 32 in this manner, the electron source array 32 can draw the same line as the electron source array 32', which is a one-dimensional extension of the electron source array 31. In other words, the electron emitting parts EB22 to EB25 of the electron source row 32 are the electron emitting parts EB22' to EB2 of the electron source row 32', respectively.
Corresponds to 5'. As described above, since EB15 and EB21 are arranged so as to draw the same line, the line written by the electron source array 31 and the line written by the electron source array 32 are accurately connected.

本実施例のような形で電子源を配置すると、1つのユニ
ット(ここでは電子源列31や電子源列32のこと)の
中に含まれる電子源の個数が少ないためこのユニットの
歩留りが向上するばかりでなく、1つの電子放出部が仮
に故障しても全部の電子源を取り替える必要がなく、そ
の故障したユニットのみを入れ替えれば良いという利点
がある。
When the electron sources are arranged as in this embodiment, the yield of this unit is improved because the number of electron sources included in one unit (here, electron source row 31 and electron source row 32) is small. In addition, there is an advantage that even if one electron emitting unit breaks down, there is no need to replace all the electron sources, and only the faulty unit needs to be replaced.

1直1j 本発明の第5の実施例に係る電子線描画装置を第7図を
用いて説明する。本実施例はクエへの送り方向に対する
電子源列の傾き角θをロータリエンコーダによらず他の
方法によりモニタするようにした電子線描画装置に関す
る。すなわち実施例1では、上記角度θはロータリエン
コーダにより測定したが、ここでは、第7図に示す如く
、電子源2を一次元配列した電子源ユニットにコリメー
タレンズを内蔵した半導体レーザ51とラインセンサ5
2とを設けて上記レーザユニット51から出力されたレ
ーザ光54をウェハ1の方向を示す基準面に平行に立て
られたミラー53により反射させてラインセンサ52に
入射するようにし、そして、ラインセンサ52により信
号を受けたCPUがその反射光がラインセンサ52に入
射する位置から上記角度θを測定するようにしている。
1st shift 1j An electron beam lithography apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment relates to an electron beam lithography apparatus in which the inclination angle θ of an electron source array with respect to the feeding direction to the electron beam is monitored not by a rotary encoder but by another method. That is, in Example 1, the angle θ was measured by a rotary encoder, but here, as shown in FIG. 5
2 is provided so that the laser beam 54 outputted from the laser unit 51 is reflected by a mirror 53 erected parallel to a reference plane indicating the direction of the wafer 1 and incident on the line sensor 52. The CPU receives the signal from the line sensor 52 and measures the angle θ from the position where the reflected light enters the line sensor 52.

このとき、ウェハ1の方向を示す基準面としは、たとえ
ばウェハのオリエンテーションフラット等が利用できる
。また、電子源は、上述実施例1〜4のいずれのものを
用いてもよい。
At this time, as a reference plane indicating the direction of the wafer 1, for example, a wafer orientation flat can be used. Moreover, any one of the above-mentioned Examples 1 to 4 may be used as the electron source.

この方法によれば、ウェハ送りの状態で電子源列がどの
方向を向いているかをリアルタイムでモニタできるとい
う利点がある。したがって、実施例1で示したような描
画サイズの変更をリアルタイムで行なう必要がある場合
にも、この方法は好適である。
This method has the advantage that it is possible to monitor in real time which direction the electron source array is facing while the wafer is being fed. Therefore, this method is suitable also when it is necessary to change the drawing size in real time as shown in the first embodiment.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば以下の効果を得る
ことができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

(1)複数個の電子源でパターンを描画できるため描画
速度が速い。
(1) Patterns can be drawn using multiple electron sources, so drawing speed is fast.

(2)電子源列の角度と電子放出タイミングおよび/ま
たは物体8勤速度を調整するだけで描画パターンの倍率
を変更することができる。
(2) The magnification of the drawn pattern can be changed simply by adjusting the angle of the electron source array, the electron emission timing, and/or the object speed.

(3)複数個の電子源を分離して配置できるため熱源が
分散し、したがって、安定な描画ができ、必要とあらば
電子レンズ等も配置可能。
(3) Since multiple electron sources can be placed separately, the heat source is dispersed, so stable drawing is possible, and if necessary, an electron lens etc. can also be placed.

(4)電子源と描画される物体との間には、電子レンズ
、偏向電極等が不要で構成が簡単であるばかりでなく、
上記電極等での電子ビームの損失が少なくなり、電子ビ
ームの利用効率が高い。
(4) There is no need for an electron lens, deflection electrode, etc. between the electron source and the object to be drawn, which not only simplifies the configuration, but also
Loss of the electron beam at the electrodes and the like is reduced, and electron beam utilization efficiency is high.

(5)各電子源の形を正方形にしかつ物体の移動方向に
正方形の一辺が平行になるようにした場合には、X軸お
よびY軸に対しても直線のパターンが描画できる。
(5) If the shape of each electron source is square and one side of the square is parallel to the moving direction of the object, a straight line pattern can also be drawn with respect to the X and Y axes.

(6)電子放出部のサイズと各電子放出部間の間隔を本
発明の如く設定することにより、電子源の駆動制御を簡
単に行なうことができる。
(6) By setting the size of the electron emitting portions and the spacing between each electron emitting portion as in the present invention, the drive control of the electron source can be easily performed.

(7)複数個の電子源をいくつかのユニットに分割して
設けることにより、1つの電子放出部が故障もしくは不
良になっ、た場合であっても全部の電子源を取り替える
必要がなく故障したユニットのみを入れ替えれば良い。
(7) By dividing multiple electron sources into several units, even if one electron emitting part breaks down or becomes defective, there is no need to replace all the electron sources. All you have to do is replace the unit.

(8)レーザ光とラインセンサを用いれば、電子源に対
する物体の送り方向をリアルタイムでモニタできる。
(8) By using a laser beam and a line sensor, the direction in which the object is sent relative to the electron source can be monitored in real time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は、本発明の第1の実施例に係る電子
線描画装置の複数個の電子源とクエへとの位置関係を示
すそれぞれ平面図および側面図、第3図は、第1図の装
置に用いられる複数個の電子源ならびにその駆動回路の
構成を示す斜視図、 第4図は、第3図および第5図の電子源によってウェハ
上に書かれたパターン形状の一例を示す模式図、 第5図は、本発明の第2の実施例に係る電子線描画装置
の一次元に配列された電子源およびその電子放出部間状
ならびに本発明の第3の実施例に係る電子線描画装置に
よる描画方法を示す模式第6図は、本発明の第4の実施
例に係る電子線描画装置において一次元に配列した電子
源列を複数個並列に配列する方法を示す説明図、そして
第7図は、本発明の第5の実施例に係る電子線描画装置
において電子源列のウェハに対する傾きをモニタする方
法を示す平面図である。 1:ウェハ、2:電子源、3:描画パターン、4:電子
放出領域、5:電子、 6:駆動回路部本体、 7.8:ボンディングパッド部、 9:n−5t層、10 : P ”−5i基板、11、
12: t−ミツ’yN極、13:溝、14 : 5i
n2.1B、EBI〜EB25:電子放出部、51:コ
リメートレンズ内蔵半導体レーザ、52ニラインセンサ
、53:ミラー、 100  :CPU、PM:パルスモータ、ST:ウェ
ハステージ、SD:ウェハステージドライバ。 特許出願人   キャノン株式会社 代理人 弁理士   伊 東 辰 雄 代理人 弁理士   伊 東 哲 也 L8  第  11 第2図 (b) 第4図 第5図 32’ 第6図 第7図
1 and 2 are a plan view and a side view, respectively, showing the positional relationship between a plurality of electron sources and a probe of an electron beam lithography apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. A perspective view showing the configuration of a plurality of electron sources and their driving circuits used in the apparatus shown in FIG. 1. FIG. 4 is an example of a pattern shape written on a wafer by the electron sources shown in FIGS. 3 and 5. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the one-dimensionally arranged electron sources and their electron emitting parts in an electron beam lithography apparatus according to a second embodiment of the present invention, and a diagram showing the arrangement of electron sources and their electron emitting parts according to a third embodiment of the present invention. FIG. 6 schematically shows a drawing method using the electron beam drawing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 7 and 7 are plan views showing a method of monitoring the inclination of an electron source array with respect to a wafer in an electron beam lithography apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. 1: Wafer, 2: Electron source, 3: Drawing pattern, 4: Electron emission region, 5: Electrons, 6: Drive circuit main body, 7.8: Bonding pad section, 9: N-5T layer, 10: P'' -5i board, 11,
12: t-mitsu'y N pole, 13: Groove, 14: 5i
n2.1B, EBI to EB25: Electron emission unit, 51: Semiconductor laser with built-in collimating lens, 52 Niline sensor, 53: Mirror, 100: CPU, PM: Pulse motor, ST: Wafer stage, SD: Wafer stage driver. Patent Applicant Canon Co., Ltd. Agent Patent Attorney Tatsuo Ito Agent Patent Attorney Tetsuya Ito L8 No. 11 Fig. 2 (b) Fig. 4 Fig. 5 32' Fig. 6 Fig. 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、複数の電子源を所定の間隔で一次元状に配置した少
なくとも1つの電子源列と、該電子源からの電子ビーム
出力タイミングを制御するタイミング制御手段と、該電
子源が出力する電子ビームによってパターンが描画され
る物体を上記電子源列に対して所定角度を保って相対移
動させる移動手段とを具備することを特徴とする電子線
描画装置。 2、前記電子源の電子放出部のサイズをd、前記所定間
隔をD、そして前記一次元状の配置方向と前記相対移動
の方向とのなす角をθとすれば、θ=sin^−^1(
d/kD)但し、k≧1 である特許請求の範囲第1項記載の電子線描画装置。 3、前記電子放出部の形状が正方形であり、かつ前記相
対移動の方向が該正方形の一辺にほぼ平行である特許請
求の範囲第1項記載の電子線描画装置。 4、前記電子源の電子放出部のサイズをd、前記所定間
隔をDとすれば、 D=d√{l^2+(1/k)^2} 但し、lは整数、k≧1 である特許請求の範囲第1項記載の電子線描画装置。 5、前記タイミングを制御するためのクロックパルスを
t、前記相対移動の速度をvとすれば、t=d/(kv
) 但し、k≧1 である特許請求の範囲第4項記載の電子線描画装置。 6、前記電子源列を複数有し、これらが平行に配置して
いる特許請求の範囲第1項記載の電子線描画装置。 7、前記電子源列の少なくとも1つの電子源の描く線と
、他の電子源列の少なくとも1つの電子源の描く線ある
いはその延長とが重なるように前記複数の電子源列を配
置した特許請求の範囲第6項記載の電子線描画装置。 8、前記電子ビーム源本体が発光部および受光用ライン
センサを有し、該発光部が発する光を前記物体の方向を
示す基準面に平行な面で反射させ該反射光を上記受光用
ラインセンサで検出することにより前記所定角度の変化
をモニタする特許請求の範囲第1項記載の電子線描画装
置。
[Claims] 1. At least one electron source array in which a plurality of electron sources are arranged one-dimensionally at predetermined intervals; timing control means for controlling the timing of outputting an electron beam from the electron source; An electron beam lithography apparatus comprising a moving means for moving an object on which a pattern is drawn by an electron beam outputted from a source relative to the electron source array while maintaining a predetermined angle. 2. If the size of the electron emitting part of the electron source is d, the predetermined interval is D, and the angle between the one-dimensional arrangement direction and the relative movement direction is θ, then θ=sin^-^ 1(
d/kD) provided that k≧1. 3. The electron beam lithography apparatus according to claim 1, wherein the electron emitting section has a square shape, and the direction of the relative movement is substantially parallel to one side of the square. 4. If the size of the electron emission part of the electron source is d, and the predetermined interval is D, then D=d√{l^2+(1/k)^2}, where l is an integer and k≧1. An electron beam lithography apparatus according to claim 1. 5. If the clock pulse for controlling the timing is t, and the speed of the relative movement is v, then t=d/(kv
) However, the electron beam lithography apparatus according to claim 4, wherein k≧1. 6. The electron beam lithography apparatus according to claim 1, having a plurality of said electron source rows, which are arranged in parallel. 7. A patent claim in which the plurality of electron source arrays are arranged such that a line drawn by at least one electron source in the electron source array overlaps a line drawn by at least one electron source in another electron source array or an extension thereof. The electron beam lithography apparatus according to item 6. 8. The electron beam source main body has a light emitting part and a light receiving line sensor, and the light emitted by the light emitting part is reflected on a surface parallel to a reference plane indicating the direction of the object, and the reflected light is transmitted to the light receiving line sensor. The electron beam lithography apparatus according to claim 1, wherein the change in the predetermined angle is monitored by detecting the change in the predetermined angle.
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EP88303781A EP0289278B1 (en) 1987-04-28 1988-04-27 A multi-electron-beam pattern drawing apparatus
DE3851083T DE3851083T2 (en) 1987-04-28 1988-04-27 Multi-electron beam pattern recorder.
US07/469,730 US4974736A (en) 1987-04-28 1990-01-24 Multi-electron-beam pattern drawing apparatus

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5698827A (en) * 1979-01-04 1981-08-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Electron beam exposure device
JPS57187849A (en) * 1981-05-15 1982-11-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Electron gun

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5698827A (en) * 1979-01-04 1981-08-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Electron beam exposure device
JPS57187849A (en) * 1981-05-15 1982-11-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Electron gun

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