SE437441B

SE437441B - METHOD OF DIRECTING A RADIATE ELECTRONS FROM AN ELECTRON CELL TO A PAINT AREA, AND APPARATUS FOR APPLICATION OF THE METHOD

Info

Publication number: SE437441B
Application number: SE7801728A
Authority: SE
Inventors: H C Pfeiffer; P M Ryan; E V Weber
Original assignee: Ibm
Priority date: 1977-02-23
Filing date: 1978-02-15
Publication date: 1985-02-25
Also published as: DE2805371A1; FR2382091B1; IT1158434B; CA1166766A; GB1587852A; SE7801728L; BR7801031A; JPS5424833B2; DE2805371C2; FR2382091A1; IT7820143A0; JPS53124078A; NL7802010A

Description

780 - 1728 2 alla är anordnade på välkänt sätt. Typiska elektronstrålerör med tillhörande komponenter beskrivs mer ingående i de amerikanska patenten 3}9h9.228 och 3.98Ä.6Tö. Typiska optiska system och komponenter för dylika rör beskrivs också i det amerikanska ' patentet 3.930.181 och i publikationen "New Imaging and Deflection Concept for Probe-Forming Microfabriction Systems", H C Pfeiffer, J Vac Sci Technol, november/december 1975, vol 12, nr 6, sid ll70 - ll73. ' Fördelarna med en kvadratisk elektronstråle framför den mera traditionella runda strålen har beskrivits i detalj i ovannåmnda Pfeiffer-artikel liksom även i ovannämnda patent 3.6hÄTO0 och 3.9Ä9.228. Såsom framgår av dessa.publikationer bestäms upplösningen och strömtåtheten i elektronoptiksystem av elektronoptikkonfigura- tionen och är i praktiken oberoende av storleken på målbilden. 780 - 1728 2 are all arranged in a well known manner. Typical electron beam tubes with associated components are described in more detail in U.S. Patents 3} 9h9,228 and 3.98Ä.6Tö. Typical optical systems and components for such tubes are also described in U.S. Patent 3,930,181 and in the publication "New Imaging and Deflection Concept for Probe-Forming Microfabrication Systems", HC Pfeiffer, J Vac Sci Technol, November / December 1975, vol 12 , No. 6, pp. ll70 - ll73. The advantages of a square electron beam over the more traditional round beam have been described in detail in the above-mentioned Pfeiffer article as well as in the above-mentioned patents 3.6HÄTO0 and 3.9Ä9.228. As can be seen from these publications, the resolution and current density in electron optics systems are determined by the electron optics configuration and are in practice independent of the size of the target image.

'Pfeiffer-artikeln indikerar, att en stråle med relativt enhetLig intensitet och tjugofem gånger arean för den vanliga Gauss-ljus- fläcken vid i huvudsak samma kantdosgradient kan åstadkommas genom projiceríng av en kvadratisk stråle på ett mål.The Pfeiffer article indicates that a beam of relatively uniform intensity and twenty-five times the area of the ordinary Gaussian light spot at substantially the same edge dose gradient can be obtained by projecting a square beam onto a target.

Detta resultat sammanfattas i samband med jämförelsen av den runda strålen och den kvadratiska strålen i fig. 2 på ritningarna.This result is summarized in connection with the comparison of the round beam and the square beam in Fig. 2 of the drawings.

Jämförelsen illustrerar fördelen med en kvadratisk stråle i för- hållande till en rund stråle-med identisk upplösning. I fig. 2 jämförs formen och_storleken på en Gauss~strålljusfläck'25 med en kvadratisk strålljusfläck 26, och i diagrammet under varje strål- ljusfläck har intensitetsfördelníngen eller intensiteten angivits i förhållande till ljusflåcksarean. Såsom anges i Pfeiffer* artikeln är vid ett konventionellt rundstrålesystem intensitetsför- delningshalvvärdesbredden (d) lika med rymdupplösningen. Upplösningen hos en rund stråle bestäms av överlagringen av samtliga n abberations- skivor di plus den förminskade_Gauss-källan, som generellt är lika med kvadratsumman av abberationerna för optimal strömtåthet: fâ dGauss _ (šë di abberationerz + dGauss2) l/2 För att åstadkomma en sann kopia av mönstret måste ljusflåckens halvvärdesbredd vara minst fem-gånger mindre än mönstrets minsta element. För den-kvadratiska ljusfläcken bestämmas upplösningen -av kantförloppet hos intensitetsfördelningen, som orsakas enbart av överlagringen av alla n abberationsskivor: ~f i Pfooaassnrï s . bundenhet i den resterande fotoresist, vso172s-2 33 dkvadrat 2). l/2, /.-_.\_ s abberationer |-' ll Källans Gauss-skiva bidrar ej till kantformen. Storleken på den kvadratíska ljusfläcken är oberoende av upplösningen och-kan väljas att passa mönstrets minsta segment. Detta hela mönstersegment exponeras genast, vilket accelerar exponeringshastigheten med en faktor.25 i förhållandet till ett jämförbart rundstrålesystem.The comparison illustrates the advantage of a square beam in relation to a round beam with identical resolution. In Fig. 2, the shape and size of a Gaussian spotlight spot 25 is compared with a square spotlight spot 26, and in the diagram below each spotlight spot, the intensity distribution or intensity is indicated in relation to the spotlight area. As stated in the Pfeiffer * article, in a conventional round beam system, the intensity distribution half-life width (d) is equal to the space resolution. The resolution of a round beam is determined by the superposition of all n aberration disks di plus the reduced_Gauss source, which is generally equal to the sum of the squares of the aberrations for optimal current density: f dGauss _ (šë di abberationsz + dGauss2) l / en To achieve true copy of the pattern, the half-width of the light spot must be at least five times smaller than the smallest element of the pattern. For the square spot of light, the resolution of the edge profile of the intensity distribution is determined, which is caused solely by the superposition of all n aberation discs: ~ f in Pfooaassnrï s. binding unit in the remaining photoresist, vso172s-2 33 dquadrate 2). l / 2, /.-_.\_ s aberrations | - 'll The source's Gaussian disc does not contribute to the edge shape. The size of the square light spot is independent of the resolution and can be chosen to fit the smallest segment of the pattern. This entire pattern segment is exposed immediately, which accelerates the exposure rate by a factor of 25 in relation to a comparable circular beam system.

Av fig._2 framgår, att vid användning av den kvadratiska strålen kan rätlinjearean 27 (d.v.s¿ en area, som definieras av räta linjer) fullständigt exponeras genom sex stegade exponeringar (1 t.0.m. 6) med kvadratstrålen 26, medan samma rätlinjearea 27' skulle kräva i storleksordningen etthundrafyrtío stegexponeringar med den runda Gauss-strålen 25. W Även om nuvarande system med kvadratisk stråle har utmärkt elektronstrålekapacitet vid framställning av integrerade kretsar, kan man förutse en framtida teknologi, där delar av mönster, som skall exponeras, kan ha dimensioner under två mikron, vilket gör att utnyttjandet av den formade elektronstrålen vid framställning av dylika mönster kan bli begränsat. Vid sådana tätt integrerade kretsar med öppningsbredd och/eller ledningsbredder, vars minsta dimensioner underskrider tvä mikron, kan den överstrålningseffekt, som uppträder vid dubbla eller ännu fler exponeringar, för vilka vissa mönsterareor kan bli föremål, när apparatur med formad öppning används, göra att de integrerade kretsarnas dimensionsto- leranser överskridas. Problemet med dubbelexponering behandlas mer ingående i samband med fig. 3 och Ä. I sin enklaste form visas det emellertid vid arean 27, som'har exponerats av den kvadratiska strålen i fig. 2. Vid utnyttjandet av en stråle, som ger en kvadratisk area 26, exponeras arean 27 i sex stegexponeringar. som skall exponeras, ej har dimensioner, n del 28 Eftersom den valda arean, som är heltalsmultipler av ljusfläcken 26, kommer e (snedstreckad) att bli dubbelexponerad. Denna dubbelexponering rar i den kända överstrålningseffekten, som gör att de resulte dubbelexponerade areorna exempelvis i fotoresisten framkallas i en snabbare takt än de normala, enkelexponerade areorna under framkallningen. Detta ger upphov till underskärning och kantoregel- som definierar den exponerade arean. Vid nuvarande integrerade kretsar, som har ledningsbredder och öppningar med minsta mönsterdimensioner om åtminstone två mikron ligger denna överstrålningseffekt inom dimensionstoleranserna Vid de tätare, mera avancerade integrerade PÖQRQÜMvYÉY-W och utgör intet problem. 7801728-2 u kretsar, som har sidodimensioner under två mikron, kan emellertid överstrålningseffekten skapa dimensionsoregelbundenheter i konflikt med sidotoleranserna.From Fig. 2 it can be seen that when using the square beam, the rectilinear area 27 (i.e. an area defined by straight lines) can be completely exposed by six stepped exposures (1 h.0.m. 6) with the square beam 26, while the same straight line area 27 'would require on the order of one hundred and forty ladder exposures with the round Gaussian beam 25. W Although current square beam systems have excellent electron beam capacity in the production of integrated circuits, one can predict a future technology in which parts of patterns to be exposed, may have dimensions below two microns, which means that the utilization of the shaped electron beam in the production of such patterns may be limited. In such tightly integrated circuits with aperture widths and / or lead widths, the minimum dimensions of which are less than two microns, the radiating effect which occurs at double or even more exposures, to which certain pattern areas may be subject, when shaped aperture apparatus is used, the dimensional tolerances of integrated circuits are exceeded. The problem of double exposure is dealt with in more detail in connection with Figs. 3 and Ä. In its simplest form, however, it is shown at the area 27 which has been exposed by the square beam in Fig. 2. In the use of a beam which gives a square area 26, area 27 is exposed in six ladder exposures. to be exposed does not have dimensions, n part 28 Since the selected area, which is integer multiples of the light spot 26, e (slash) will be double exposed. This double exposure results in the known flare-up effect, which means that the resulting double-exposed areas, for example in the photoresist, are developed at a faster rate than the normal, single-exposed areas during development. This gives rise to undercutting and cantor rule - which defines the exposed area. At current integrated circuits, which have lead widths and apertures with a minimum pattern dimension of at least two microns, this radiating effect is within the dimensional tolerances of the denser, more advanced integrated PÖQRQÜMvYÉY-W and is not a problem. However, 7801728-2 u circuits having side dimensions below two microns, the flare effect can create dimensional irregularities in conflict with the side tolerances.

Vid avancerad integrerad kretsteknologi torde det dessutom vara synnerligen önskvärt om tiden som behövs för elektronstråle- exponering av valda mönster kunde reduceras, så att genomström- ningen vid framställning av integrerade kretsar ökar.In addition, with advanced integrated circuit technology, it would be highly desirable if the time required for electron beam exposure of selected patterns could be reduced, so that the throughput in the production of integrated circuits increases.

Huvudändamålet med föreliggande uppfinning är sålunda att 'åstadkomma en metod och en apparat för att exponera valda mönster för en elektronstråle, varvid områden som utsättas för flera exponeringar minimeras. _ Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en metod och en apparat för att låta valda mönster på substratareor exponeras för en elektronstråle, varvid-funktionens hastighet ökas samtidigt som de areor minimeras, vilka utsättas för flera exponeringar. _ Ännu ett ändamål är att åstadkomma elektronstråleapparatur, vid vilken storleken och formen på den strålljusfläck, som riktas mot målet, lätt kan varieras.The main object of the present invention is thus to provide a method and an apparatus for exposing selected patterns to an electron beam, thereby minimizing areas which are exposed to several exposures. Another object of the invention is to provide a method and apparatus for allowing selected patterns on substrate areas to be exposed to an electron beam, thereby increasing the speed of function while minimizing those areas which are exposed to multiple exposures. Yet another object is to provide electron beam apparatus in which the size and shape of the beam of spot light directed at the target can be easily varied.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en metod och en apparat för att variera storleken och formen på elektronstrålljusfläcken vid ett mål under bevarande av en konstant strömtäthet vid målet. l _ 7 Enligt föreliggande uppfinning_åstadkommes en-apparat, som ger en varierbart formad rätlinjig strålljusflåck, företrädesvis en rektangulär strålljusfläck, vid vilken de ortogonala sidodimen- sionerna kan varieras. Med en sådan varierbar ljusfläck kan problemet med flera exponeringar och den resulterande överstrålnings- effekten fullständigt elimineras. Eftersom dimensionen pä den rektangulära ljusfläck, för vilken det valda målmönstret exponeras, sålunda är varierbar, kan ljusfläckens dimensioner i varje expone- ringssteg varieras, så att maximindimensionerna uppnås inom gränserna för den del av rätlinjemönstret, som exponeras under 'nämnda steg, samtidigt som blott kant i kant-anliggning men ej överlappning råder vid den del av nämnda mönster, som exponerats i ett tidigare steg. ._Den elektronstråleformande delen enligt föreliggande uppfinning» är anordnad'i en elektronstråleapparat med en elektronkälla och en målarea eller ett plan, mot vilket elektronerna riktas. Den elektronstråleformande delen är placerad utmed vågen från källan till målarean och omfattar en första strålformare med en första ljusfläckformande öppning, en andra strålformare med en andra Gain-rr e 7801728-2 ljusfläckformande öppning och medel för att fokusera den första öppningens bild i planet för den andra ljusfläckformande öppningen i och för ästadkommande av en sammansatt ljusfläcksform, som definieras av bilden och den andra öppningen. Vidare finns organ för att fokusera den sammansatta ljusfläckens bild i målarean. Öpp- ningarna är företrädesvis rektangulära, varför den sammansatta ljus- fläckens form också blir rektangulär.Another object of the invention is to provide a method and apparatus for varying the size and shape of the electron beam light spot at a target while maintaining a constant current density at the target. According to the present invention, there is provided an apparatus which provides a variably shaped rectilinear beam spot of light, preferably a rectangular beam spot of light, at which the orthogonal side dimensions can be varied. With such a variable light spot, the problem of multiple exposures and the resulting glare effect can be completely eliminated. Thus, since the dimension of the rectangular light spot to which the selected target pattern is exposed is variable, the dimensions of the light spot in each exposure step can be varied so that the maximum dimensions are reached within the limits of the part of the rectilinear pattern exposed during said step. edge in edge abutment but no overlap prevails at the part of said pattern which has been exposed in a previous step. The electron beam forming part according to the present invention is arranged in an electron beam apparatus having an electron source and a painting area or a plane to which the electrons are directed. The electron beam forming portion is located along the wave from the source to the painting area and comprises a first beam shaper having a first light spot forming aperture, a second beam shaper having a second Gain-rr e 7801728-2 light spot forming aperture and means for focusing the image of the first aperture in the plane of the the second light spot forming aperture to provide a composite light spot shape defined by the image and the second aperture. Furthermore, there are means for focusing the image of the composite light spot in the painting area. The apertures are preferably rectangular, which is why the shape of the composite light spot also becomes rectangular.

I enlighet med en mera speciell aspekt på uppfinningen innehåller apparaten medel för att avlänka bilden från den första öppningen i sidled relativt den andra öppningen och därigenom möjliggöra variering av den sammansatta ljusfläckens form och dimensioner. Vidare finns organ för att trygga_att källans bild på intet sätt interferrerar med den sammansatta ljusfläckens form, som definieras av kombinationen av den andra öppningen och den första öppningens bild. Detta åstadkommes genom fokusering av källans bild i ett plan, som ligger utanför fokaldjupet hos den första öppningens bild.In accordance with a more particular aspect of the invention, the apparatus includes means for deflecting the image from the first aperture laterally relative to the second aperture and thereby enabling variation of the shape and dimensions of the composite light spot. Furthermore, there are means for ensuring that the image of the source does not in any way interfere with the shape of the composite light spot, which is defined by the combination of the second aperture and the image of the first aperture. This is accomplished by focusing the image of the source in a plane that is outside the focal depth of the image of the first aperture.

I enlighet med uppfinningen är vidare medlen för att avlänka den första öppningens bild.i sidled elektrostatiska medel, som är anord- nade utmed strälvägen mellan öppningarna l och 2.In accordance with the invention, the means for deflecting the image of the first opening are laterally electrostatic means, which are arranged along the radiating path between the openings 1 and 2.

Det finns också organ för att trygga att alla bilder från källan kvarstanna vid en fixerad plats utmed strålens identiska axiella väg under avlänkningen i sidled av den första öppningens bild i förhål- lande till den andra öppningen. För att elektronstråleapparaten skall fungera effektivt måste den formade strålvägen nedanför den andra öppningen hållas orienterad relativt förminskningslinssystemet och projektionslinssystemet, vilka ha till uppgift att fokusera bilden av den sammansatta ljusfläck, som alstras på målet av de kombinerade öppningarna. Om strålvägen icke förblir konstant orienterad på detta sätt, kan strålvägen förflyttas till positioner inom förminsknings- och projektionslinssystemen, vilka icke äro centrerade. Eftersom blott de centrala delarna av sådana linssystem har tillräcklig kvalitet för att åstadkomma optimal fokusering av strålen, kommer varje förflytt- ning av strälvägen bort från dylika optimala positioner att försämra den fokuserade ljusfläckens kantupplösning.There are also means for ensuring that all images from the source remain at a fixed location along the identical axial path of the beam during the lateral deflection of the image of the first aperture relative to the second aperture. For the electron beam apparatus to function effectively, the shaped beam path below the second aperture must be oriented relative to the reduction lens system and the projection lens system, which have the task of focusing the image of the composite light spot generated on the target by the combined apertures. If the beam path does not remain constantly oriented in this way, the beam path can be moved to positions within the reduction and projection lens systems which are not centered. Since only the central parts of such lens systems are of sufficient quality to achieve optimal focusing of the beam, any movement of the beam path away from such optimal positions will impair the edge resolution of the focused light spot.

Dessutom är dylik konstant orientering av strâlvägen viktig när elektronstråleapparaten utnyttjar en cirkelöppningsplatta längs strålvägen under den andra öppningen. En sådan platta är standard i viss elektronstråleapparatur, t. ex. den som beskrivs i det ameri- kanska parentes 3.6h14.7oo, där den har till uppgift att begränsa strålkanterna, så att enbart elektroner som passerar genom förminsk- ningslinsernas centrum användas och ljusfläcksdistorsion därigenom Äjäš fzfegøäíqxä '7801728-2 _ 6 7 minimeras. När en sådan rund öppning utnyttjas; kan den - om strål- vägen icke är konstant orienterad relativt öppningen - skära en K del av strålen, vilket reducerar den effektiva öppningsvinkeln och därmed strömtätheten. ' I och för bevarande av den konstanta strålvägen; när den första öppningens bild avlänkas i sidled, finns organ anordnade för att fokusera källans bild i ett plan mellan de formande öppningarna l och 2 och för att föra avböjningens virtuella centrum till koincidens med planet för den fokuserade ursprungliga bildkällan. _ K Ovannämnda och andra ändamål, egenskaper och fördelar med upp- finningen, som definieras i nedanstående patentkrav, framgår av följande mera detaljerade beskrivning av föredragna utföringsformer, som illustreras på bifogade ritningar. K .In addition, such constant orientation of the beam path is important when the electron beam apparatus utilizes a circular aperture plate along the beam path below the second aperture. Such a plate is standard in certain electron beam equipment, e.g. the one described in U.S. parentheses 3.6h14.7oo, in which it has the task of limiting the beam edges so that only electrons passing through the center of the reduction lenses are used and light spot distortion thereby thereby minimized Äjäš fzfegøäíqxä '7801728-2 _ 6 7. When such a round opening is used; it can - if the beam path is not constantly oriented relative to the aperture - cut a K part of the beam, which reduces the effective aperture angle and thus the current density. 'In and for the preservation of the constant beam path; when the image of the first aperture is deflected laterally, means are provided for focusing the image of the source in a plane between the forming apertures 1 and 2 and for bringing the virtual center of the deflection into coincidence with the plane of the focused original image source. The above and other objects, features and advantages of the invention, which are defined in the following claims, appear from the following more detailed description of preferred embodiments, which are illustrated in the accompanying drawings. K.

Fig. l är en schematisk illustration av den elektronstrålformande apparaten enligt föreliggande uppfinning.Fig. 1 is a schematic illustration of the electron beam forming apparatus according to the present invention.

Fig. 2 är en förenklad schematisk jämförelse, som visar arrange- I manget och antalet-exponeringar, som krävs för att exponera en given area med en rund stråle och en kvadratisk formad stråle i förhållande till den varierbart formade strålen enligt föreliggande uppfinning.Fig. 2 is a simplified schematic comparison showing the arrangement and number of exposures required to expose a given area with a round beam and a square shaped beam relative to the variably shaped beam of the present invention.

Figuren visar också stråldiagram gällande strömtätheten för den runda strålljusfläcken, den kvadratiskt formade strålljusfläcken och den varierbara strålljusfläcken.' Fig. 3 är en schematisk planillustration av en del av ett orto- gonalt rätlinjigt målmönster och visar exponeringsstegen, som krävs för fullständig exponering av denna del av mönstret med utnyttjande av tidigare känd teknik med kvadratisk stråle och fasta dimensioner.The figure also shows beam diagrams regarding the current density of the round beam spot, the square shaped beam spot and the variable beam spot. ' Fig. 3 is a schematic plan illustration of a portion of an orthogonal rectilinear target pattern showing the exposure steps required for full exposure of this portion of the pattern using prior art square beam and fixed dimensions.

Fig. Ä är samma schematiska planillustration av det ortogonala rätlinjiga målmönstret, vilket nu modifierats för att visa de elek- tronstråleexponeringssteg, som krävs vid exponering av samma del av mönstret med en stråle enligt uppfinningen, vars form är varierbar.Fig. Ä is the same schematic plan illustration of the orthogonal rectilinear target pattern, which has now been modified to show the electron beam exposure steps required when exposing the same part of the pattern with a beam according to the invention, the shape of which is variable.

Fig. 5 är en schematisk illustration av en tidigare känd apparat med kvadratisk elektronstråle och visar ett länkat strålsvep enligt den grundläggande avbildningsprincipen.Fig. 5 is a schematic illustration of a prior art square electron beam apparatus showing a linked beam sweep according to the basic imaging principle.

Fig. 6'är en schematisk illustration av apparaten enligt före- liggande uppfinning med varierart formad elektronstråle och visar ett ekvivalent länkat strålsvep för rörfunktion, där ingen avböjníng sker.Fig. 6 'is a schematic illustration of the apparatus according to the present invention with a differently shaped electron beam and shows an equivalent linked beam sweep for tube function, where no deflection takes place.

I Fig. Y är samma schematiska illustration som i fig. 6 och visar modifieringen av det länkade strålsvepet, när avböjning sker av den 'första öppningens bild i förhållande till den andra öppningen. '7801728-2 7 Pig. 8 är en schematisk illustration av avböjningsutrustning, som kan användas för att i sidled avlänka den första öppningens bild under strålljusfläcksformning.Fig. Y is the same schematic illustration as in Fig. 6 and shows the modification of the linked beam sweep when deflection of the image of the first aperture relative to the second aperture. '7801728-2 7 Pig. 8 is a schematic illustration of deflection equipment that can be used to laterally deflect the image of the first aperture during beamlight spot shaping.

Fig. 9_är samma illustration av apparaten i figl 8 och visar funktionsmodifikationer vid förflyttning av det virtuella avböjnings- centret till koincidens med planet för den fokuserade källbilden.Fig. 9 is the same illustration of the apparatus of Fig. 8 and shows function modifications when moving the virtual deflection center to coincidence with the plane of the focused source image.

Med hänvisning till fig. l beskrivs allmänt apparaten för att forma strålljusfläcken. En elektronkälla 10 riktar en stråle elekt- roner ll utmed en axel 12 i ett elektronstrålerör mot ett mål, som ej visas.-Strålen formas till en varierbar rektangulär ljusfläck genom att den först passerar genom den kvadratiska öppningen lÄ i formaren l3. Samlingslinsen 15 fokuserar samtidigt bilden lä' i planet för formarens l7 kvadratiska öppning 16 och fokuserar bilden från källan vid en position l8 i ett plan, som sammanfaller med centret i den avlänkning, som åstadkommas av avlänkaren 19, vilken flyttar den första öppníngens lh fokuserade bild lh' i sidled relativt öppningen 16. I utföringsformen enligt fig. l utgöres avlänkaren 19 av konven- tionella elektrostatiska avlänkningsplattor, varvid plattorna 20 och 20' har till uppgift att avlänka bilden lä i X-riktningen, medan plattorna 21, 21' avlänkar bilden lä' i Y-riktningen. För optimala resultat har bilden lh' samma dimensioner och form som öppningen l6.Referring to Fig. 1, the apparatus for forming the beam spot light is generally described. An electron source 10 directs a beam of electrons 11 along an axis 12 in an electron beam tube toward a target, not shown. The beam is formed into a variable rectangular spot of light by first passing through the square aperture 1a of the former 13. The collecting lens 15 simultaneously focuses the image 1a 'in the plane of the square aperture 16 of the former 17 and focuses the image from the source at a position 18 in a plane coinciding with the center of the deflection provided by the deflector 19, which moves the focused image 1h of the first aperture 1h. 1h 'laterally relative to the aperture 16. In the embodiment according to Fig. 1, the deflector 19 consists of conventional electrostatic deflection plates, the plates 20 and 20' having the task of deflecting the image lä in the X-direction, while the plates 21, 21 'deflect the image lä 'in the Y-direction. For optimal results, the image lh 'has the same dimensions and shape as the aperture l6.

Den slutliga strâlljusfläcksformen bestämmes av den bild 22 av bilden lÄ', som icke blockeras av formarens 17 platta och passerar genom öppningen 16 som den formade sammansatta bilden 23. Även om funktionen har visats med hänvisning till en avlänkning i X-riktningen, är det givetvis underförstått att med olika kombinationer av bildens lä' avlänkningar i X- och Y-riktningen kan en stor mängd rektangulära former åstadkommas för den sammansatta ljusflâcken 23.The final beam spot shape is determined by the image 22 of the image 1 'which is not blocked by the plate of the former 17 and passes through the aperture 16 as the formed composite image 23. Although the function has been shown with reference to a deflection in the X direction, it is of course implied that with different combinations of the deflections of the image in the X and Y directions, a large number of rectangular shapes can be obtained for the composite light spot 23.

Den utrustning för att forma en varierbar ljusfläck, som visas generellt i fig. l, kan användas i kombination med standardelektron- strålrör, t. ex. de som beskrivs i ovannämnda Pfeiffer-artikel eller i det amerikanska patentet 3.6ÄÄ.700. När användning sker i samband med dylika rör, kan den sammansatta ljusfläcken 23 passera genom för- minskningslinser och projektionslinser i och för projicering av bilden av ljusfläcken 23 på ett mål. Strålen kan också avlänkas på konven- tionellt sätt för avsökningsändamål med avseende på dylika mål.The equipment for forming a variable light spot, shown generally in Fig. 1, can be used in combination with standard electron beam tubes, e.g. those described in the aforementioned Pfeiffer article or in U.S. Patent 3,6ÄÄ,700. When used in connection with such tubes, the composite light spot 23 may pass through reduction lenses and projection lenses in order to project the image of the light spot 23 onto a target. The beam can also be deflected in a conventional manner for scanning purposes with respect to such targets.

Standardutrustning för förminskning, projicering och avlänkning, t. ex. den som beskrivs i patentet 3.6Äh.7OO och i ovannämnda Pfeiffer-artikel, kan användas för detta ändamål. 1 POQR as m, 7801728-2 'i ' e En viktig aspekt på apparaten i fíg. 1, som kommer att behandlas mera detaljerat längre fram med hänvisning till. fig. 6-9, år den optiska separationen av källlans 10 bild från öppningens lä bild.Standard equipment for reduction, projection and deflection, e.g. the one described in patent 3.6Äh.7OO and in the above-mentioned Pfeiffer article, can be used for this purpose. 1 POQR as m, 7801728-2 'i' e An important aspect of the apparatus in fig. 1, which will be discussed in more detail later with reference to. Figs. 6-9, is the optical separation of the image of the source 10 from the image of the aperture.

Bilden lä' från öppningen lﬁ fokuseras i öppningens 16 plan av sam- lingslinsen 15, samma lins fokuserar källans lO bild_i ett plan nära centrum i den avlänkning, som alstras av avlånkare l9. I samband med fig. 6-9 beskrivs längre_fram hur planet för källans 10 bild l8 bringas till koincidens med avlänkningscentrét. I vilket fall som helst, kan man genom sådan optisk separation av de fokuserade bilderna få illuminationen, d.v.s. strömtätheten hos strålljusfläcken vid målet,_som är beroende av källbildens läge, att förbli konstant. Denna konstanta ílluminatíon säkras av att källbilden icke avlänkas och förblir väsentligen orienterad i linje med elektronstrålröraxeln.The image 1 'from the aperture 1 is focused in the plane of the aperture 16 by the collection lens 15, the same lens focuses the image 10 of the source 10 in a plane near the center of the deflection generated by the deflector 19. In connection with Figs. 6-9, it is described below how the plane of the image 18 of the source 10 is brought to coincidence with the deflection center. In any case, by such optical separation of the focused images one can obtain the illumination, i.e. the current density of the beam spot at the target, which depends on the position of the source image, remains constant. This constant illumination is ensured by the fact that the source image is not deflected and remains substantially oriented in line with the electron beam tube axis.

Denna orientering ger också maximal kantupplösning hos strålljus- fläcken vid målet efter konventionella förminsknings- och projicerings~ steg._ i Även om den öppningsformande delen av föreliggande uppfinning beskrives med hänvisning till konventionell elektronstråleapparatur, som utnyttjar rasteravsökning-med strålen i förhållande till målet, torde det vara uppenbart, att uppfinningen lika väl kan tillämpas i samband med apparatur, som utnyttjar andra avsökningsmoder, t. ex. vektoravsökning. ' Med en sådan varierbart-formad strâle är det fullt möjligt att undvika flerfaldig exponering och åtföljande överstrålningsproblem Detta är lätt att förstå med hänvisning till fig. 2. Överlappnings~ regionen 28, som.härrör från användningen av den kvadratiskt formade strålen, undvikes när den varierbart formade strålen utnyttjas för att fylla i illustrationsarean 27", som är ekvivalent med arean 27.This orientation also provides maximum edge resolution of the beam light spot at the target after conventional reduction and projection steps. Although the aperture-forming portion of the present invention is described with reference to conventional electron beam apparatus utilizing raster scanning with the beam relative to the target, it will be obvious that the invention may just as well be applied in connection with apparatus which utilizes other scanning modes, e.g. vector scan. With such a variable-shaped beam it is quite possible to avoid multiple exposure and concomitant radiation problems. This is easy to understand with reference to Fig. 2. The overlap region 28, which results from the use of the square-shaped beam, is avoided when it the variably shaped beam is used to fill in the illustration area 27 ", which is equivalent to the area 27.

Exponeringen utföres i två steg: exponing med en första formad stråle _29, åtföljd av exponeing med en andra formad stråle 30, som har an- liggningskontakt med den för strålen 29 exponerade arean. Såsom framgår av åtföljande profil av strömtätheten finns ingen överlapp- ning, som skulle kunna leda till ökad exponering eller överstrålning, vilket betyder att den totala strömtätheten vid gränsytan 3l mellan de båda exponerade areorna icke överskrider strömtätheten eller ljus~w intensiteten hos strålljusfläcken, vilken förblir konstant oberoende av strålens form. Det torde framgå_av strålprofilerna i fig. 2, att upplösningen hos den varierbart formade strålen förblir i huvudsak konstant. Upplösningen beskrivs i ovannämnda artikel av Pfeiffer såsom halvvärdesbredden för intensitetsfördelningen (dl hos en rund (eller Gauss)-stråle med utvald intensitet; d.v.s strömtäthet. Pfeiffer- artikeln indikerar vidare att den kvadratformade strålen kommer att ha _ m. _ __ _ , _ _ ______ _ t. _*,. I3í}()gš šëlïïâåﬂëfïf 7801728-2 9 samma upplösning som den runda strålen under förutsättning att kant- förloppet hos den kvadratiska strålen är lika med halvvärdesbredden (d) för den runda strålen. Det har vidare visat sig vad beträffar strälen med varierbar form, att så länge som den minsta dimensionen hos det mönster som blir föremål för stegad exponering med hjälp av den varierbara strålen, är minst fem gånger upplösningen (d) hos den runda strålen med den valda intensiteten, gäller samma upplösning för mönstret som för ett som exponerats med hjälp av ett flertal runda strålar. Även om - med hänvisning exempelvis till fig. 2 - strålljus- fläcken 30 har en diameter om blott hd, är mönstrets totala dimension lhd. Det blir sålunda förmål för samma upplösning som mönstret 2T', vilket exponerades för den runda strålen.The exposure is performed in two steps: exposure with a first shaped beam _29, accompanied by exposure with a second shaped beam 30, which has contact contact with the area exposed to the beam 29. As can be seen from the accompanying profile of the current density, there is no overlap which could lead to increased exposure or flare, which means that the total current density at the interface 31 between the two exposed areas does not exceed the current density or light intensity of the beam spot. constant regardless of the shape of the beam. It should be apparent from the beam profiles in Fig. 2 that the resolution of the variably shaped beam remains substantially constant. The resolution is described in the above-mentioned article by Pfeiffer as the half-value width of the intensity distribution (dl of a round (or Gaussian) beam of selected intensity; ie current density. The Pfeiffer article further indicates that the square-shaped beam will have _ m. _ __ _, _ _ ______ _ t. _ * ,. I3í} () gš šëlïïâå ﬂ ëfïf 7801728-2 9 the same resolution as the round beam, provided that the edge curve of the square beam is equal to the half-width (d) of the round beam. in the case of the variable shape beam, that as long as the smallest dimension of the pattern subjected to stepped exposure by means of the variable beam is at least five times the resolution (d) of the round beam of the selected intensity, the same applies. Although, with reference to Fig. 2, for example, the beam light spot 30 has a diameter of only hd, the pattern is resolution of the pattern as for one exposed by a plurality of round beams. ets total dimension lhd. It is thus subject to the same resolution as the pattern 2T ', which was exposed to the round beam.

Fördelarna med strålen med varierbar form vad beträffar både elímineringen av den flerfaldiga exponeringen och ökade exponeríngs- hastigheter, d.v.s. ökad genomströmning, är lättare att förstå, om man betraktar fig. 3 och H. Sektion 32 i fig. 3Évisar ett ortogonalt rätlinjemönster, avsett av exponeras för ett elektronstrålerör.The advantages of the variable shape beam in terms of both the elimination of the multiple exposure and increased exposure rates, i.e. increased flow, is easier to understand, if one looks at Fig. 3 and H. Section 32 in Fig. 3E shows an orthogonal straight line pattern, intended to be exposed to an electron beam tube.

Mönstret skall formas i en fotoresist och skall exempelvis definiera metalliseringslinjer. Om mönsterelement 32 skulle exponeras för en kvadratisk stråle i enlighet med konventionell praxis, skulle denna kvadratiska sträle begränsas till en ljusfläck 33 med en bredd V, som ej är större än minimidimensionen för hela det mönster som exponeras.The pattern must be formed in a photoresist and must, for example, define metallization lines. If pattern element 32 were to be exposed to a square beam in accordance with conventional practice, this square beam would be limited to a light spot 33 with a width V which is not greater than the minimum dimension of the entire pattern exposed.

Med en sådan kvadratisk ljusfläck 33 skulle krävas tjugosju stegexpo- neringar för att delen 32 av mönstret fullkomligt skulle exponeras. På grund av de geometriska begränsningarna skulle de snedstreckade areorna 3ü bli dubbelexponerade, och åtminstone en region 35 skulle bli fyrdubbelt exponerad. Sådana flerfaldigt exponerade areor skulle utsättas för överstrålningseffekter. _ Om å andra sidan - med hänvisning till fig. Ä - den del av rät- linjemönstret h2, som är ekvivalent i form och dimensioner med mönsterdelen 32 i fig. 3, exponeras för en stråle med varierbar form, åstadkommen i enlighet med föreliggande uppfinning, är blott åtta exponcringssteg nödvändiga för att hela mönsterdelen skall exponeras.With such a square light spot 33, twenty-seven step exposures would be required for the portion 32 of the pattern to be fully exposed. Due to the geometric constraints, the oblique areas 3ü would be double exposed, and at least one region 35 would be quadrupled. Such multiple exposed areas would be exposed to radiating effects. If, on the other hand - with reference to Fig. Ä - the part of the straight line pattern h2 which is equivalent in shape and dimensions to the pattern part 32 in Fig. 3 is exposed to a beam of variable shape, produced in accordance with the present invention , only eight exposure steps are necessary for the entire pattern part to be exposed.

Fem olika_strälformer skulle bli aktuella. Den första strälformen skulle användas vid exponering av areorna M3, h3A. En andra form används för areorna U3B och N30, en ljusfläck av en tredje form skulle exponera arean hä, en ljusfläck av en fjärde form exponerar arean M5, och en femte form exponerar arean H6. Den totala exponeringen av mönsterdelen H2 åstadkommes utan någon överlappning, och var och en av de stegvis exponerade regionerna har anliggningskontakt med regionen närmast intill. Inget behov föreligger för någon exponerad region att ....._.._...__. ._... . 7801728-2 'l0. överlappa nästföljande region. Dessutom utföres den totala expone- ringen för samma mönsterdel med hjälp av apparaten enligt uppfinningen med varierbar stråle under fjärdedelen av de exponeringssteg, som I behövs med den fasta kvadratformade öppningen. Sålunda blir den totala tiden för exponering av substratmönster vid framställning av inte- grerade kretsar betydligt reducerad, vilket avsevärt ökar genomström- ningen. ' Den elektronstråleformande apparaten enligt föreliggande upp- finning framgår tydligare, speciellt vad avser tillämpningen av prin- cipen för optisk separation under strålformningsoperationen, om man studerar fig. 5, 6 och T. Fig. 5, som är en schematisk illustration av ett konventionellt elektronsträlerör enligt ovannämnda Pfeiffer- artikel, visar en elektronkälla 50, en samlingslins 51, en fyrkant- ljusfläckformande öppning 52, släckplattor 53, vilka arbeta på det sätt som beskrivs i det amerikanska patentet 3l6HÄ.700, och en förm- minskningsanordning med en första förminskningslins'ÉÄ och en andra förminskningslins 55. Apparaten innefattar vidare en platta 56 med rund öppning för att definiera de akiella delarna av strålen vilka har maxímiintensitet, på det sätt som beskrivs i det amerikanska patentet 3.6Äh.TO0, liksom även en standardprojektionslins 57 med ett centralt avlänkningsok 58 och dynamiska standardelement Ä9 för att korrigera fältkrökningen jämte axiell och till avlänkningen hörande astigmatism.Five different_beam shapes would be relevant. The first beam shape would be used when exposing the areas M3, h3A. A second shape is used for the areas U3B and N30, a light spot of a third shape would expose the area hä, a light spot of a fourth shape exposes the area M5, and a fifth shape exposes the area H6. The total exposure of the pattern part H2 is achieved without any overlap, and each of the gradually exposed regions has contact contact with the region closest to it. There is no need for any exposed region to ....._.._...__. ._.... 7801728-2 'l0. overlap the next region. In addition, the total exposure for the same pattern part is carried out by means of the apparatus according to the invention with variable beam during the quarter of the exposure steps required with the fixed square-shaped opening. Thus, the total time for exposure of substrate patterns in the production of integrated circuits is significantly reduced, which significantly increases the throughput. The electron beam forming apparatus according to the present invention will become more apparent, especially as regards the application of the principle of optical separation during the beamforming operation, if one studies Figs. 5, 6 and T. Fig. 5, which is a schematic illustration of a conventional electron beam tube according to the aforementioned Pfeiffer article, shows an electron source 50, a collection lens 51, a square light spot forming aperture 52, extinguishing plates 53, which operate in the manner described in U.S. Patent 3,16HÄ,700, and a reduction device having a first reduction lens. ÉÄ and a second reduction lens 55. The apparatus further comprises a plate 56 with a round aperture for defining the axial portions of the beam which have maximum intensity, as described in U.S. Patent 3.6 Åh.TO0, as well as a standard projection lens 57 having a central deflection yoke 58 and dynamic standard elements Ä9 to correct the field curvature as well as axial and to deflect no hearing astigmatism.

Denna projektionslins och oket utgör en standardkonfiguration, som beskrivs detaljerat i Pfeiffer-artikeln. Strukturen kan också har den utformning, som beskrivs i de amerikanska patenten 3-930.181 och 3.98h.687. _ Röret riktar en stråle mot ett mål 59, t._ex. en fotoresisttäckt halvledarskiva, varpå ett rätlinjigt mönster skall exponeras.This projection lens and yoke form a standard configuration, which is described in detail in the Pfeiffer article. The structure may also have the design described in U.S. Patents 3-930,181 and 3,98h,687. _ The tube directs a beam towards a target 59, e.g. a photoresist-covered semiconductor wafer, on which a rectilinear pattern is to be exposed.

Länkstrålsvepet enligt fig. 5.är detsamma som visas i ovannämnda Pfeiffer-artikel. Utformningen av röret i fig. 5 optimerar strål- strömtätheten, d.v-s. intensitetsfördelningen samtidigt med att ljusfläcken görs kvadratisk genom tillämpning av länkstrålavbild- ningsprincipen enligt A Koehler, Z Wiss Mikroskopíe, lgp Ä33 (1893), vilken princip ytterligare beskrivs H C Pfeiffer och K H Loeffler, i Proceeding of the Tth International Conference on Electron Micro- scopï, Grenoble (1970), sid 63.The link beam sweep according to Fig. 5 is the same as shown in the above-mentioned Pfeiffer article. The design of the tube in Fig. 5 optimizes the beam current density, i.e. s. the intensity distribution at the same time as the light spot is made square by applying the link beam imaging principle according to A Koehler, Z Wiss Microscopy, lgp Ä33 (1893), which principle is further described HC Pfeiffer and KH Loeffler, in Proceeding of the Tth International Conference on Electron Microscopy, Grenoble (1970), p. 63.

Såsom det illustrerade länkstrålsvepet visar avbildar samlingslinsen 51 källan 50 till ingångsöppningen i förminskningssektionens för- minskningslins Sh i och för åstadkommande av den effektivaste och likformigaste íllumineringen för strålen, d.v¿s. konstant strömtäthet.As the illustrated link beam sweep shows, the collection lens 51 depicts the source 50 of the input aperture in the reduction section reduction lens Sh in order to provide the most effective and uniform illumination of the beam, i.e. constant current density.

(Källstrålens'svep indikeras av de starkt separerade tvärlinjerna, PÛÛH' nanm? _ 1 7so172a-2 ll medan projiceringen av fyrkantöppningens 52 bild indikeras av de tätare tvärlinjerna). Projektionslinsen 57 alstrar elektronsträle- ljusfläcken 60 genom att projicera öppningens 52 bild, förminskad av förminskningslinserna Sh och 55, på målskivan 59.(The sweep of the source beam is indicated by the strongly separated transverse lines, PÛÛH 'nanm? _ 1 7so172a-2 ll while the projection of the image of the square aperture 52 is indicated by the denser transverse lines). The projection lens 57 generates the electron beam light spot 60 by projecting the image of the aperture 52, reduced by the reduction lenses Sh and 55, onto the target plate 59.

Vid den tidigare kända anordningen i fig. 5 är samlingslinsen 51 och projektionslinsen 57 de kritiska elementen för fyrkantöppnings- bilden respektive källstrålsvepet, medan förminskningslinserna Sh, 55 bíldar_länken mellan samlingslínsenršl och projektionslinsen ST.In the prior art device of Fig. 5, the collection lens 51 and the projection lens 57 are the critical elements for the square aperture image and the source beam sweep, respectively, while the reduction lenses Sh, 55 form the link between the collection lens lens and the projection lens ST.

Fyrkantöppningen 66, som avbildas för åstadkommande av strålljus- fläcken, är upptagen i en tunn metallplatta 52. Vid den visade an- ordningen förminskas fyrkantöppningens 61 bild i två steg via linserna bh, bb. Med en öppning 61 av storleksordningen fyrahundra mikron i kvadrat kommer förminskningssystemet att åstadkomma reducering till en slutlig strälljusfläck om ca. 2,5 mikron i kvadrat. Även om bilden av öppningen 61 sålunda förminskas, alstrar den första förminsknings- linsen SÅ samtidigt en förstorad bild av källan i planet för cirkel- öppningen 63, som är centrerad kring det vertikala elektronstrålrörets axel 62. Den andra förminskningslinsen 55 avbildar den runda öppningen 63 vid projektionslinsens centrum 6Å och definierar konvergenshalv- vinkeln. Sålunda ästadkommes likformig strålströmtäthet, eftersom den runda öppningen 63 låter enbart den centrala eller axiella delen av källstrålsvepet passera, vilket minimerar abberationerna. För en given storlek på en rund öppning bestämmer den andra förmínskningslinsen den slutliga strålkonvergensvinkeln och därmed den erforderliga intensi- teten; så t. ex. krävs ca. 3xl05A/cm?-steradian för att åstadkomma en målström om 3 mikroampere. Slut- eller projektionslinsen bildar av- länkningsoket 58 för erforderlig arbetsträcka, vilket gör att strålen kan avlänkas över det mälfält, som skall exponeras, vilket är av storleksordningen fem kvadratmíllimeter. Strålen avlänkas med hjälp av ett konventionellt avlänkningsok. Under skrivningen av mönster med hjälp av en stegande elektronstråle kan strälljusfläckens 60 inten- sitet moduleras genom elektrostatiska strålsläckplattor 53, vilka arbetar på väsentligen samma sätt som beskrivs i det amerikanska patentet 3.6Äh.TO0. _ Med hänvisning till fig. 6 kommer nu funktionen hos den strål- formande apparaten enligt föreliggande uppfinning att beskrivas.The square aperture 66, which is imaged to produce the beam light spot, is accommodated in a thin metal plate 52. In the device shown, the image of the square aperture 61 is reduced in two steps via the lenses bh, bb. With an aperture 61 of the order of four hundred microns square, the reduction system will provide reduction to a final beam spot of approx. 2.5 microns square. Thus, even if the image of the aperture 61 is reduced, the first reduction lens SO simultaneously produces an enlarged image of the source in the plane of the circular aperture 63, which is centered around the axis 62 of the vertical electron beam tube. The second reduction lens 55 images the round aperture 63 at the center of the projection lens 6Å and defines the convergence half-angle. Thus, uniform beam current density is achieved, since the round opening 63 allows only the central or axial part of the source beam sweep to pass, which minimizes the aberrations. For a given size of a round aperture, the second reduction lens determines the final beam convergence angle and thus the required intensity; so e.g. requires approx. 3x105A / cm? Steradian to achieve a target current of 3 microamperes. The end or projection lens forms the deflection yoke 58 for the required working distance, which allows the beam to be deflected over the target field to be exposed, which is of the order of five square millimeters. The beam is deflected by means of a conventional deflection yoke. During the writing of patterns by means of a rising electron beam, the intensity of the beam light spot 60 can be modulated by electrostatic beam extinguishing plates 53, which operate in substantially the same manner as described in U.S. Pat. Referring to Fig. 6, the operation of the beamforming apparatus of the present invention will now be described.

Härvid visas strälsvepet vid den länkade strålkonfiguration, genom vilken optimal optisk separation av källstrålen från den formande öppningens bild uppnås. Såsom illustreras är dylik separation synner- ligen önskvärd, i det att den tillåter en likformig strömtäthet oberoende av ljusfläckens form. Vid den vertikala rörkonfigurationen i 7801728-2 12 _fig. 6 har apparatens nedre del i huvudsak samma utformning och funktionsegenskaper som den apparat, som beskrivs i fig. 5. Första och andra förmínskningslinser Gh och 65 är ekvivalenta med förminsk- ningslinserna Sh och 55 i fig. 5. Plattan 66 med rund öppning är i huvudsak likadan som platta 56 i fig. 5. Projektionslinsen 67 utför samma funktion som linsen 5? i fig; 5, avlänkningsoket 68 utför en funktion, som är ekvivalent med avlänkningsoket Sßfi fig. 5, och elementen 98 för dynamisk korrigering utför samma funktion som ele- menten Ä9 i fig, 5. Målet 69 är en fotoresistskiva, på vilken ett rätlinjemönster skall utbildas. Även släckplattorna 63 i "röret" enligt fig; 6 utför den konventionella släckfunktion, som beskrivs med hänvisning till plattorna 53 i fig. 5.In this case, the beam sweep is shown in the linked beam configuration, through which optimal optical separation of the source beam from the image of the forming opening is achieved. As illustrated, such separation is particularly desirable in that it allows a uniform current density regardless of the shape of the light spot. In the vertical pipe configuration in 7801728-2 12 _fig. 6, the lower part of the apparatus has substantially the same design and functional characteristics as the apparatus described in Fig. 5. The first and second reduction lenses Gh and 65 are equivalent to the reduction lenses Sh and 55 in Fig. 5. The round aperture plate 66 is in substantially the same as plate 56 in Fig. 5. The projection lens 67 performs the same function as the lens 5? in fig; 5, the deflection yoke 68 performs a function equivalent to the deflection yoke Sßfi Fig. 5, and the dynamic correction elements 98 perform the same function as the elements Ä9 in Fig. 5. The target 69 is a photoresist disk on which a straight line pattern is to be formed. Also the extinguishing plates 63 in the "tube" according to fig; Fig. 6 performs the conventional extinguishing function described with reference to the plates 53 in Fig. 5.

Vid utförandet av strälformningsfunktionen enligt föreliggande uppfinning, som tidigare generellt beskrivits med hänvisning till fig. l, riktar källan 70 en stråle elektroner längs det vertikala elektron- sträl"rör"-arrangemangets axel 7l. Med utgångspunkt från-de i fig. 5 tillämpade avbildningsprineiperna, som beskrivs i ovannämnda Pfeiffer- artikel, indikeras källavbildningssvepet av de glesare tvärlinjerna, medan svepet vid den första öppningens bild och vid den sammansatta bild, som åstadkommes av den första och den andra öppningen, illu~ streras av de tätare tvärlinjerna. Strålen formas till en varierbar, rektangulär ljusfläck genom att först passera via en kvadratisk öppning 72 i plattan T3. Samlingslínsen Th, som lämpligen kan vara en magnetisk lins av inom elektronstråletekniken välkänd konstruktion, utför två funktioner. Den fokuserar en bild av öppningen T2 i planet för den kvadratiska öppningen 75.i plattan 76. Dessutom fokuserar samlingslinsen Yü bilden 77 av källan TO vid en punkt utmed axeln och i centrum för bildavlänkningsmedlen, som utgörs av de elektrostatiska plattorna 78 och T8'. Detta plattpar har förmåga_att avlänka den fokuserade bilden 79 från den första kvadratiska öppningen 72 i för- .hällande till den andra kvadratiska öppningen fﬁ under strålform- ningsoperationen. Givetvis finns ett andra plattpar, som ej visas i fig. 6 men i fig. l, vilket har till uppgift att avlänka strålen i sidled i den andra ortogonala riktningen under formningsoperationen.In performing the beamforming function of the present invention, previously generally described with reference to Fig. 1, the source 70 directs a beam of electrons along the axis of the vertical electron beam "tube" arrangement 71. Starting from the imaging principles applied in Fig. 5, described in the above-mentioned Pfeiffer article, the source imaging sweep is indicated by the sparser transverse lines, while the sweep at the image of the first aperture and at the composite image produced by the first and second apertures. illustrated by the denser transverse lines. The beam is formed into a variable, rectangular spot of light by first passing through a square opening 72 in the plate T3. The collection lens Th, which may suitably be a magnetic lens of construction well known in electron beam technology, performs two functions. It focuses an image of the aperture T2 in the plane of the square aperture 75. in the plate 76. In addition, the collecting lens Yü focuses the image 77 of the source TO at a point along the axis and in the center of the image deflection means constituted by the electrostatic plates 78 and T8 '. This pair of plates is capable of deflecting the focused image 79 from the first square aperture 72 in relation to the second square aperture f ﬁ during the beamforming operation. Of course, there is a second pair of plates, which is not shown in Fig. 6 but in Fig. 1, which has the task of deflecting the beam laterally in the second orthogonal direction during the forming operation.

Avlänkningen av den första öppningens bild 79 i förhållande till den andra öppningen 75 visas i fig. 7. För optimal funktion hos elektron- sträle"röret" enligt föreliggande uppfinning måste den fokuserade bilden TT från källan TO föreligga vid det virtuella avlänknings- 'centret för avlänkningsmedlen, som utgörs av de elektrostatiska plattorna 78 och 78' liksom även för motsvarande plattpar för av- 78017284 13 p , länkning i den andra ortogonala riktningen. Linsens TÅ fokallängd bestäms i första hand för fokusering av öppningsbilden T9'i öppningens T5 plan. Därför behöver den åtföljande fokuseringen av källbilden TT icke nödvändigtvis inträffa vid avlänkningscentret. Även-om det kan vara möjligt att flytta avlänkningsplattorna Tö och TB' utmed röraxeln för att placera källbilden TT vid avlänkningscentret, anses detta icke vara särskilt praktiskt. Med hänvisning till fig. 8 och 9 kommer längre fram ett lämpligt hjälpmedel att beskrivas för att förflytta ett elektrostatiskt avlänkningssystems avlänkningscentrum till koincidens med planet för den fokuserade bilden TT av källan utan fysikalisk förflyttning av plattorna T8 och T8'. I Betydelsen av att ha källbilden TT vid avlänkningscentret blir uppenbar, när man betraktar verkan av samlingslinsen 80, som kan vara en godtycklig magnetisk standardsamlingslins, inom vilken den andra öppningsplattan T6 är placerad. Samlingslinsen 80 har till uppgift att avbilda källbilden TT till den första förminskningslinsens GH in- gängsöppning på väsentligen samma sätt som samlingslinsen 51 i fig. 5 avbildade själva källan, 50, till ingångsöppningen till den första förminskningslinsen Sh. När en spänningsskillnad ästadkommes mellan de elektrostatiska plattorna T8 och T8' i och för avlänkning av bilden T9 av den första öppningen i förhållande till den andra öppningen enligt vad som visas i fig. T (fig. T är en schematisk illustration av länk- strälsvepet vid röret i fig. 6), avlänkas icke bildkällan TT utan förblir stationär därför att den befinner sig vid avlänkningscentret.The deflection of the image 79 of the first aperture relative to the second aperture 75 is shown in Fig. 7. For optimal operation of the electron beam "tube" of the present invention, the focused image TT from the source TO must be present at the virtual deflection center for the deflection means, which consist of the electrostatic plates 78 and 78 'as well as for corresponding pairs of plates for deflection, linking in the other orthogonal direction. The focal length of the lens 'focal length is determined primarily for focusing the aperture image T9' in the plane of the aperture T5. Therefore, the accompanying focusing of the source image TT does not necessarily occur at the deflection center. Although it may be possible to move the deflection plates Tö and TB 'along the tube axis to place the source image TT at the deflection center, this is not considered to be very practical. Referring to Figs. 8 and 9, a suitable means for moving the deflection center of an electrostatic deflection system to coincidence with the plane of the focused image TT of the source without physically moving the plates T8 and T8 'will be described later. The importance of having the source image TT at the deflection center becomes apparent when considering the effect of the collection lens 80, which may be any standard magnetic collection lens within which the second aperture plate T6 is located. The purpose of the collection lens 80 is to image the source image TT to the input aperture of the first reduction lens GH in substantially the same manner as the collection lens 51 in Fig. 5 depicted the source itself, 50, to the input aperture of the first reduction lens Sh. When a voltage difference is achieved between the electrostatic plates T8 and T8 'for deflecting the image T9 of the first aperture relative to the second aperture as shown in Fig. T (Fig. T is a schematic illustration of the link beam sweep at the tube in Fig. 6), the image source TT is not deflected but remains stationary because it is located at the deflection center.

Oberoende av öppningsbildens T9 avlänkning i_X- eller Y-riktningen förblir följaktligen den fokuserade källbilden TT stationär, och bilden av källbilden TT, som projiceras av samlingslinsen 80 till ingänsöppningen till den första förminskningslinsen öh, förblir konstant i“läge vid rörets Tl axel. _ Förminskningsarrangemanget och projiceringsarrangemanget i den vertikala rörkonfigurationen enligt fig. 6 verkar pä den sammansatta bilden, som bestäms av den i sidled avlänkade bilden T9 och öppningen 75, på i huvudsak samma sätt som förminsknings- och projiceringssys- temet i fig. 5 verkade på bilden av den kvadratiska öppningen 61. I de vertikala rörkonfigurationerna enligt fig. 6 och T förminskas sålunda den sammansatta bilden i två steg med hjälp av förminskningslinserna 6% och 65. (I fig. 6 är den sammansatta bilden identisk med den andra öppningen 75.) Även om den sammansatta bilden sålunda förminskas, skapar den första förminskningslinsen GÅ samtidigt en förstorad bild av källan i cirkelöppningens 81 plan. Denna bild av källan är givetvis beroende av källans TT läge. Eftersom källbílden 77 förblir stationär POQR Qïfzäšlﬂ 7801728-2 o lh oberoende av avlânkningen vid formningen av den sammansatta öppnings- bilden, förblir den fokuserade bilden 82 av källan centrerad kring röraxeln vid öppningen 81. Sålunda åstadkommes_väsentligen likformig strömtäthet av cirkelöppningen öl, vilket låter enbart den centrala eller axiella delen av Gauss-källan avsökas, så att i slutlinsen alstrade abberationer minimeras. ' Den andra förminskningslinsen 65 och projektionslinsen 67 arbeta på samma sätt som linserna 55 och 57 i fig. 5 i detta sammanhang.Consequently, regardless of the deflection of the aperture image T9 in the X or Y direction, the focused source image TT remains stationary, and the image of the source image TT projected by the collection lens 80 to the input aperture of the first reduction lens uh remains constant in position at the axis T1 axis. The reduction arrangement and the projection arrangement in the vertical tube configuration according to Fig. 6 act on the composite image, which is determined by the laterally deflected image T9 and the opening 75, in substantially the same way as the reduction and projection system in Fig. 5 acted on the image. of the square aperture 61. In the vertical tube configurations of Figs. 6 and T, the composite image is thus reduced in two steps by means of the reduction lenses 6% and 65. (In Fig. 6, the composite image is identical to the second aperture 75.) Thus, even if the composite image is reduced, the first reduction lens GO simultaneously creates an enlarged image of the source in the plane of the circular aperture 81. This image of the source is of course dependent on the TT position of the source. Since the source image 77 remains stationary POQR Qïfzäšl ﬂ 7801728-2 o lh independent of the deflection in forming the composite aperture image, the focused image 82 of the source remains centered around the tube axis at the aperture 81. Thus, substantially uniform flow is provided. the central or axial part of the Gaussian source is scanned, so that aberrations generated in the end lens are minimized. The second reduction lens 65 and the projection lens 67 operate in the same manner as the lenses 55 and 57 of Fig. 5 in this context.

Likaså arbetar avlänkningsoket 68 för avlänkning av den sammansatta strålljusfläcken 83 över målfältet på det sätt som tidigare beskrivits med hänvisning till oket 58 i fig. 5. Eftersom vidare bilden av källan, som projiceras på ingångsöppningen till förminskningslinsen öh, kommer att centreras kring axeln oberoende av avlänkningen, blir blott de centrala delarna av linserna i förminskningsarrangemanget och i projektionslinsen i första hand utnyttjade. Sålunda undviks försäm- ring av strålljusfläckskantupplösningen, som skulle bli resultatet, om den bildkälla, som projicerades på förminsknings- och projektions- linserna, avvek från centrum. Det torde observeras, att sistnämnda 'effekt år betydelsefull i system, vilka ej använder en rund strål- formningsöppning motsvarande öppningen 81.Similarly, the deflection yoke 68 for deflecting the composite beam spot spot 83 operates over the target field in the manner previously described with reference to the yoke 58 in Fig. 5. Furthermore, since the image of the source projected on the input aperture of the reduction lens uh will be centered around the axis independently deflection, only the central parts of the lenses in the reduction arrangement and in the projection lens are primarily used. Thus, deterioration of the beam spot spot resolution is avoided, which would be the result if the image source projected on the reduction and projection lenses deviated from the center. It should be noted that the latter effect is significant in systems which do not use a round beamforming opening corresponding to the opening 81.

I detta sammanhang torde observeras, att det vid elektronstråle~ rörkonfigurationer är möjligt att eliminera fysikaliska öppningar såsom den runda öppningen 81, vilken begränsar stråldiametern under rörkonfigurationens förminsknings- och projiceringssteg, genom an- vändning av bilder i rätt skala av själva källan. Metoden med bild i rätt skala har emellertid sina brister i det att en olikformig ström- täthetsfördelning vid källan föreligger, vilken leder till högre abberationer för samma totala strålström eller intensitet. _Med hänvisning till fig. 8 och 9 åstadkommas i enlighet med föreliggande uppfinning apparatur hörande till avlänkningsmedel för att förflytta avlânkningscentret till koincidens med det plan, vari bildkällan fokuseras. Apparaturen beskrivs med hänvisning till ett par elektrostatiska avlänkningsplattor 88 och 88'. Det torde emellertid vara underförstått, att samma reglering kan utföras med ett par elektrostatiska avlänkningsplattor, vilka förflyttar öppningen i sidled i den andra riktningen. Förskjutningen av avlänkningscentret till koincidens med det plan, vari bilden av källan fokuseras, utföres vanligen_innan apparaturen egentligen börjar arbeta. Förflyttningen kan lämpligen utföras under den kaliberingsperiod, som beskrivs i det amerikanska patentet'3}6Äh.TO0 för ett vertikalt elektronstrålerör- Ger-små* ' ' J 7801728-2 15 arrangemang. Så snart avlänkningscentret reglerats till att samman- falla med den fokuserade källbilden, torde ytterligare modifikation vanligen vara onödig under elektronstrålerörets funktion oberoende av antalet sidoavlänkningar, som utförs för att ändra strålfläckformen under normalfunktion, eller dessas karaktär. _ Med hänvisning i första hand till fig. 8 åstadkommes spännings- skillnaden mellan plattorna 88 och 88' av den konventionella mot- taktskrets, med vars hjälp avlänkning uppnås genom påläggning av en signal på förstärkaren 8Ä, vars utsignal matas till plattan 88' och till förstärkaren 85. Signalens nivå och förtecken (positiv eller negativ) bestämmer avlänkningens omfattning. Utsignalen_från förstär- karen 85 matas i sin tur till plattan 88 för att åstadkomma en mot- taktskrets, i vilken plattans 88 spänningsnivå blir negativ, när plattan 88' är positiv och omvänt. Denna del av arrangemanget pre- senterar ett konventionellt utförande för att framkalla spännings- skillnaden mellan ett par elektrostatiska plattor. Vidare innehåller den aktuella konfigurationen ett par hjälpplattor 89 och 89'. Plat- torna 89 och 89' är var och en ansluten till utgångarna från förstär- karna 8h och 85 via de varierbara motstånden 90 och 90'. Antag att det begynnelsetillstånd råder, som visas i fig. 8, när en spänningsskill- nad etableras mellan primärplattorna 88 och 88'. Eftersom kontakterna 91 och 91' mellan plattorna 89 och 89' och de balanserade motstånden 90 och 90' är centrerade relativt dessa motstånd, kommer plattorna 89 och 89' att ligga på identiskt samma spänningsnivå (halvvägs mellan plattornas 88 och 88' spänningsnivåer), och avlänkningen av vägen för den första öppningsbilden, som schematiskt visas av linjen 92, av- länkas såsom visas. Såsom vidare strålsvepet 93 för källbilden indi- kerar, blir källbilaen fokuserad vid punkt 91+. Det virtuella centret för apparatens avlänkning 95 bestämmas av skärningspunkten för för- långningen 96 av strålvägen i avlänkat tillstånd och axeln 97, som var originalvägen för strålen 92 före avlänkning.In this context, it should be noted that in electron beam tube configurations it is possible to eliminate physical apertures such as the round aperture 81, which limits the beam diameter during the reduction and projection steps of the tube configuration, by using proper scale images of the source itself. However, the method with image in the right scale has its shortcomings in that there is a non-uniform current density distribution at the source, which leads to higher aberrations for the same total beam current or intensity. Referring to Figures 8 and 9, in accordance with the present invention, apparatus belonging to deflection means is provided for moving the deflection center to coincidence with the plane in which the image source is focused. The apparatus is described with reference to a pair of electrostatic deflection plates 88 and 88 '. It should be understood, however, that the same adjustment can be performed with a pair of electrostatic deflection plates, which move the opening laterally in the other direction. The displacement of the deflection center to coincidence with the plane in which the image of the source is focused is usually performed before the apparatus actually begins to operate. The transfer may conveniently be carried out during the calibration period described in U.S. Pat. No. 3,660,600 for a vertical electron beam tube arrangement. Once the deflection center has been adjusted to coincide with the focused source image, further modification should usually be unnecessary during the operation of the electron beam tube regardless of the number of side deflections performed to change the beam spot shape during normal operation, or their nature. Referring primarily to Fig. 8, the voltage difference between the plates 88 and 88 'is provided by the conventional receiving circuit, by means of which deflection is achieved by applying a signal to the amplifier 8A, the output of which is supplied to the plate 88' and to the amplifier 85. The level and sign of the signal (positive or negative) determines the extent of the deflection. The output signal from the amplifier 85 is in turn supplied to the plate 88 to provide a receiving circuit in which the voltage level of the plate 88 becomes negative when the plate 88 'is positive and vice versa. This part of the arrangement presents a conventional design for inducing the voltage difference between a pair of electrostatic plates. Furthermore, the current configuration contains a pair of auxiliary plates 89 and 89 '. The plates 89 and 89 'are each connected to the outputs of the amplifiers 8h and 85 via the variable resistors 90 and 90'. Assume that the initial state, as shown in Fig. 8, prevails when a voltage difference is established between the primary plates 88 and 88 '. Since the contacts 91 and 91 'between the plates 89 and 89' and the balanced resistors 90 and 90 'are centered relative to these resistors, the plates 89 and 89' will be at the same voltage level (halfway between the voltage levels of the plates 88 and 88 '), and the deflection of the path of the first aperture image, schematically shown by line 92, is deflected as shown. As the beam sweep 93 for the source image further indicates, the source car is focused at point 91+. The virtual center of the deflection 95 of the apparatus is determined by the point of intersection of the extension 96 of the beam path in the deflected state and the axis 97, which was the original path of the beam 92 before deflection.

Eftersom det är önskvärt att avlänkningscentret skall förflyttas till att sammanfalla med den fokuserade strålen vid 9Ä, kommer appa- raten att justeras såsom indikeras i fig. 9 för etablering av dylik *koincidens. Eftersom centret för avlänkningen 95, som alstras genom spänningsfall mellan primärplattorna 88 och 88', är den ovan fokuse- rndv bilden Oh av källan, förflyttas centret för avlänkning 95 nedåt genom påläggning av en potentialskillnad mellan hjälpplattorna 89 och 89' i samma riktning som potentialskillnaden mellan primärplattorna 88 och 88', vilket innebär, att om primärplattan 88' har en positiv spänning relativt plattan 88, görs plattan 89' positiv relativt de i som asfalt? 7801728-2 16 plattan 89. Detta åstadkommes genom förflyttning av det varierbara motståndets kontakt 91' såsom indikeras i figa 9, så att delen av det varierbara motståndet 90' mellan plattorna 89' och 88' reduceras i och för förflyttning av plattans 89' spänningsnivå i riktning mot plattans 88'. På samma sätt flyttas motståndets kontakt 91 till den visade positionen i och för reducering av delen av det varierbara motståndet 90 mellan plattan 89 och platta 88, varigenom.spänningsnivån på plattan 89 närmar sig den för plattan 88. Härigenom ändras vägen 92 för öppningsbilden såsom visas, varigenom förlängningen 96 korsar axeln 97 På visat sätt_i och för etablering av ett virtuellt centrum för avlänkning 95 i koincidens med fokuskällbilden 9ü. K Om i motsatta fallet man önskar förflytta centret för avlänkning 95 uppåt, flyttas det varierbara motståndets kontakt 91' för ökning av resistansen mellan hjälpplattan 89' och primärplattan 88' för att därigenom minska resistansen mellan hjälpplattan 89' och primärplattan 88. Samtidigt kan det varierbara motståndets kontakt 9l flyttas för ökning av resistansen mellan hjälpplattan 89 och primärplattan 88 för att därigenom reducera resistansen mellan hjälpplattan 89 och primär- plattan 88'. Såsom ett resultat härav alstras ett spänningsfall mellan hjälpplattorna 89 och 89', vilket har motsatt förtecken relativt spänningsfallet mellan primärplattorna. Detta har en motverkande effekt till avlänkningsverkan hos primärplattorna, varigenom avlänk- ningscentret flyttas uppåt. _ ' _: I Vid gynsamma funktionsförhållanden gäller för avlänkningsappa- raten i fig. 8 och 9, att spänningsfallet som kan påläggas mellan hjälpplattorna 89 och 89', kan vara av storleksordningen 10% av 'spänníngsfallet över primärplattorna. Detta betyder, att när spän- ningssvinget mellan primärplattorna är av storleksordningen ca] 20V skulle spänningssvinget mellan hjälpplattorna bli ca. 2V. Även om beskrivningen av fig. 8 och 9 avser förflyttning av avlänkningscentret med avseende på medlen för avlänkning av öppnings- bilden i en sidoriktning, kan liknande avlänkningscentrumreglerande apparatur användas tillsammans med de elektrostatiska avlänknings- Kplattor, vilka avlänka strålen i den andra sidoriktningen.Since it is desirable that the deflection center be moved to coincide with the focused beam at 9A, the apparatus will be adjusted as indicated in Fig. 9 to establish such a * coincidence. Since the center of the deflection 95, which is generated by voltage drops between the primary plates 88 and 88 ', is the above-focused image Oh of the source, the deflection center 95 is moved downward by applying a potential difference between the auxiliary plates 89 and 89' in the same direction as the potential difference. between the primary plates 88 and 88 ', which means that if the primary plate 88' has a positive voltage relative to the plate 88, the plate 89 'is made positive relative to those in asphalt? Plate 89. This is accomplished by moving the variable resistor contact 91 'as indicated in Fig. 9 so that the portion of the variable resistor 90' between the plates 89 'and 88' is reduced to move the voltage level of the plate 89 '. in the direction of the plate 88 '. Similarly, the contact 91 of the resistor is moved to the position shown to reduce the portion of the variable resistor 90 between the plate 89 and the plate 88, whereby the voltage level on the plate 89 approaches that of the plate 88. This changes the path 92 of the aperture image as shown. , whereby the extension 96 crosses the axis 97 In the manner shown_i and for establishing a virtual center for deflection 95 in coincidence with the focus source image 9ü. In the opposite case, if it is desired to move the deflection center 95 upwards, the variable resistor contact 91 'is moved to increase the resistance between the auxiliary plate 89' and the primary plate 88 ', thereby reducing the resistance between the auxiliary plate 89' and the primary plate 88. At the same time, the variable the contact 91 of the resistor is moved to increase the resistance between the auxiliary plate 89 and the primary plate 88, thereby reducing the resistance between the auxiliary plate 89 and the primary plate 88 '. As a result, a voltage drop is generated between the auxiliary plates 89 and 89 ', which has the opposite sign relative to the voltage drop between the primary plates. This has a counteracting effect on the deflection effect of the primary plates, whereby the deflection center is moved upwards. In favorable operating conditions for the deflection apparatus of Figs. 8 and 9, the voltage drop which can be applied between the auxiliary plates 89 and 89 'may be of the order of 10% of the voltage drop across the primary plates. This means that when the voltage swing between the primary plates is of the order of approx. 20V, the voltage swing between the auxiliary plates would be approx. 2V. Although the description of Figs. 8 and 9 relates to the displacement of the deflection center with respect to the means for deflecting the aperture image in one side direction, similar deflection center control apparatus may be used with the electrostatic deflection plates which deflect the beam in the other side direction.

Rent praktiskt utföres förflyttningen av avlänkningscentret till _ koincidens med den fokuserade bilden av källan under elektronstråleka- librering genom i första hand mätning av strömtätheten hos den forma- de strålljusfläcken vid målet med användning av godtycklig standard- mätteknik under förhållanden, där ingen sidoavlänkning av den första öppningens bild sker i förhållande till den andra strålformande öpp- ningen. Därefter - om avlänkningscentret är koincident med bildkällan ~ KšfïﬂﬁçšïﬁgššﬁfïIn practical terms, the deflection center is moved to coincidence with the focused image of the source during electron beam calibration by primarily measuring the current density of the formed beam spot at the target using any standard measurement technique under conditions where no lateral deflection of the first the image of the aperture is in relation to the second beam-forming aperture. Then - if the diversion center is coincident with the image source ~ Kšfï ﬂﬁ çšï ﬁ gšš ﬁ fï

Claims

The current density remains constant regardless of the lateral deflection of the image of the first aperture in the X and Y directions. Accordingly, after the initial determination of the current density, the image of the first aperture is deflected in the X and / or Y direction and the auxiliary plates are "tuned" by moving the contacts 91 and 91 'of the variable resistor, until a constant current density is reached at the initial level. . This indicates that the deflection center of the deflection means is in coincidence with the source image. As soon as this coincidence has been reached by the initial "tuning", the current shall then remain constant. No further changes should be necessary during the operation of the electron beam tube arrangement, as the beam shape changes from step to step. The apparatus of the present invention thus provides rapid change in beam aperture size and shape during electron beam tube operation for efficient exposure of straight line regions on a target without multiple exposure or exposure overlap and with increased throughput. Although electrostatic deflection apparatus has been described for the preferred embodiment as a means of deflecting the image from the first aperture and for moving the deflection center, it should be apparent that other deflection apparatus such as magnetic ones may be used for the same purpose. A method of directing a beam of electrons from an electron source to a painter comprising shaping the beam by directing it through a first light spot forming aperture, focusing the image of the first aperture in the plane of a second light spot forming aperture to thereby form a composite light spot shape, defined by said image and said second aperture, and focusing the image of the composite light spot in said painting area, characterized by deflecting the image of the first aperture laterally relative to the second aperture to thereby vary the shape and dimensions of the composite light spot.

Method according to claim 1, characterized by focusing the image of the source in a plane which coincides with the virtual deflection center. poor. QUÅLTY 18 7801728-2 3. A method according to claim 1, characterized in that the image of the first aperture is electrostatically deflected in a side direction by applying a primary voltage across the path of the electron beam in a position before the second the opening. . . A method according to claims 1 and 2, characterized in that the image of the source and the displacement of the virtual center for the electrostatic deflection and said source image plane towards coincidence are transferred. Method according to claim Ä, k «ä n n_e characterized in that said virtual deflection center and said source image plane are moved towards coincidence by applying an auxiliary voltage across the road to effect deflection in the same direction as the primary voltage. 6. A method according to claim 5, characterized in that the auxiliary voltage is applied in the opposite direction relative to the primary voltage to thereby move the resulting deflection center in a direction along the beam path. I T. Method according to claim 5, k ä n n e t e c k n a d thereof; that the auxiliary voltage is applied in the same direction as that of the primary voltage, in order thereby to move the resulting deflection center in the opposite direction along the beam path. 8. A method according to claims 1-7, characterized in that an auxiliary voltage is applied across the road to provide a deflection in the same direction as the primary voltage, thereby maintaining a constant current density of the beam at said target. A method according to any one of claims 1-8 for directing a beam of electrons from an electron source towards a target, characterized by shaping an electron beam into a first rectilinear shape, focusing the beam at a first position on a target for to expose a first straight line area, moving the beam to a second. position in relation to the target, reshaping the electron beam into a second straight line shape and focusing the reshaped beam at said second position for exposing a second straight line area.§ i; A method according to claims 1-9, characterized by shaping and focusing an electron beam to expose a first rectilinear light spot in a first position on a target; where a rectilinear pattern of selected shape and die dimension is to be exposed, said light spot being formed so as to have at least one rectilinear dimension edge to edge with and not larger than the smallest rectilinear dimension of the part of the pattern at said first position, moving the beam to a second position relative to the pattern and shaping and focusing the beam to expose a second rectilinear light spot of other dimensions, said second light spot being shaped so as to have at least one rectilinear dimension edge to edge with and not greater than the> smallest rectilinear dimension of the part of said pattern at said second position. i ll. A method according to claim 1, characterized in that said second beam position is adjacent to the first position, the second light spot abutting edge to edge against the first exposed light spot. Apparatus for applying the method according to claims 1 to 11, comprising a first beam-forming part (13) with a first light-spot-forming opening (1A), a second beam-forming part (17) with a second light-spot-forming opening (16), means (15 ) for focusing the image of the first aperture in the plane of said second light spot forming aperture to produce a composite light spot shape, as defined by the image and the second aperture, and means for focusing the image of the composite light spot spot in said painting area, characterized by means (78, 78 'in Fig. 7) for deflecting the image of the first aperture laterally relative to the second aperture to thereby vary the shape and dimensions of the composite light spot. _ - i _ I l3. Apparatus according to claim 12, characterized in that said first and second openings have the same rectangular shape. PG ”7801728-2 20 lh. Apparatus according to panel 12, characterized in that the focused image of said opening has the same dimensions as the second opening. Apparatus according to claim 12, characterized by means for focusing the image of the second source in a plane outside the focal depth of the image of the first aperture. l6. Apparatus according to claim 12, characterized by means for focusing the image of the source in a plane which coincides with the virtual deflection center. (Fig. 8). lT. Apparatus according to claim 12, characterized in that said means for deflecting the image of the first aperture are electrostatic deflection means (TB, T8 '), arranged along the path between the first aperture and the second aperture. _ _ 'Sat. Apparatus according to claim 1, characterized in that the electrostatic deflecting means (T8, _ 78 ') contain at least a pair of primary plates, separated from and facing each other in a first lateral direction across the beam path, and means for applying a tension between the plates. _ KK __ _ _ K 19. Apparatus according to claim 1, wherein the image of the source is focused in a plane near the deflection means, there being means for moving the virtual center of the electrostatic deflection. and said source image plane against coincidence. (Fig. 8). Apparatus according to claim 19, characterized in that the means for moving the deflection center contain a pair of auxiliary plates (eg 89, 89 '), separated from each other and facing each other across the beam path to effect deflection in the same direction as the primary plates at a position close to but separate from these primary plates, and means (90, 90 ') for applying a variable voltage between the auxiliary plates in order to provide a resulting virtual deflection center in cohesion with said source image plane. Apparatus according to claim 18, characterized in that the means for electrostatic deflection comprise a second pair of primary plates, separated from and facing each other in the second lateral direction across the path of the beam, and means for applying a voltage between said second pair of plates. Apparatus according to claim 18, characterized by means (Th) for focusing the image of the source in a plane along the beam path between said primary plate pairs. The apparatus of claim 18; k n e n e t e c k - n a d of means for moving the virtual center of the electrostatic deflection and said source image plane towards coincidence. (Fig. 8). PQQRAQWW i