JPH0451438A - Electron beam exposure device and method - Google Patents
Electron beam exposure device and methodInfo
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- JPH0451438A JPH0451438A JP2158954A JP15895490A JPH0451438A JP H0451438 A JPH0451438 A JP H0451438A JP 2158954 A JP2158954 A JP 2158954A JP 15895490 A JP15895490 A JP 15895490A JP H0451438 A JPH0451438 A JP H0451438A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
LaB6等により形成したカソード電極を有する電子ビ
ーム露光装置及び露光方法に関し、高い肺度と均一な電
子照射分布となる電子ビームを形成することを目的とし
、
先端に平坦面を有する突起を設けた単結晶体と、前記突
起の周囲に設けられ、かつ、前記突起の先端面とほぼ同
一平面になる面を有する導電性の保護膜とを備えたカソ
ード電極を含め構成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding an electron beam exposure apparatus and exposure method having a cathode electrode formed of LaB6 or the like, the present invention aims to form an electron beam with high lung intensity and uniform electron irradiation distribution. A cathode electrode comprising a single crystal body provided with a protrusion having a flat surface at its tip, and a conductive protective film provided around the protrusion and having a surface substantially flush with the tip surface of the protrusion. Configure including.
C産業上の利用分野〕
本発明は、電子ビーム露光装置及び露光方法に関し、よ
り詳しくは、ランタンヘキザボライト等により形成した
カソード電極を備えた電子ビーム露光装置及び露光方法
に関する。C. Field of Industrial Application] The present invention relates to an electron beam exposure apparatus and an exposure method, and more particularly to an electron beam exposure apparatus and an exposure method equipped with a cathode electrode formed of lanthanum hexaborite or the like.
〔従来の技術]
電子ビーム露光装置においては、透過マスクに種々のパ
ターンを形成して露光時間を短縮さ・Uるものが種々提
案されている。[Prior Art] Various electron beam exposure apparatuses have been proposed in which various patterns are formed on a transmission mask to shorten the exposure time.
このような装置では、第7図に示すように、カソード電
極Kから出た電子をグリッドG、アノードA、収束レン
ズL1等に通した後、これを透過マスクMによってパタ
ーン化し、さらに、その電子をレンズL2、L3、アパ
ーチャAP等に通して基板W表面のフォ[レンズl−R
に照射し、ここに潜像パターンを形成するように構成さ
れている。In such a device, as shown in FIG. 7, electrons emitted from a cathode electrode K are passed through a grid G, an anode A, a converging lens L1, etc., and then patterned by a transmission mask M. through lenses L2, L3, aperture AP, etc.
It is configured to irradiate the area and form a latent image pattern thereon.
ところで、透過マスクMに設けた開孔パターンpが大き
い場合には、広い領域で均一な高い輝度の電子ビームを
照射する必要があるが、それが不均一になればなるほど
、コントラストが低下してフォトレンズl−Rに形成さ
れる潜像のパターン精度が低下することになる。By the way, when the aperture pattern p provided in the transmission mask M is large, it is necessary to irradiate a uniform high-intensity electron beam over a wide area, but the more uneven the electron beam becomes, the lower the contrast becomes. The pattern accuracy of the latent image formed on the photo lens l-R will be reduced.
一方、スルーブツトを向上させるためには、フオトレジ
スト
あり、例えば、矩形状パターンを3×3μm2とし、1
crlあたり1秒で露光するためには、約10M5h
ot/秒の露光速度が必要となり、10IC/cryの
感度を有するフォトレジストを用いる場合には、約10
0A/cm程度の電流密度が要求される。On the other hand, in order to improve the throughput, a photoresist is used, for example, a rectangular pattern of 3 x 3 μm2 and 1
Approximately 10M5h to expose for 1 second per crl
If an exposure rate of ot/sec is required and a photoresist with a sensitivity of 10 IC/cry is used, approximately 10
A current density of about 0 A/cm is required.
ここで、電子ビーム収束半角をα、輝度を8表すると、
電流密度Jは1、J−πα2βとなり、αを大きくし過
ぎると、ダイナミック補正が不可能な球面収差、色収差
、コマ収差が増えるため、αは7 mrad以上にでき
なくなる。Here, if α is the electron beam convergence half angle and 8 is the brightness, then
The current density J is 1, J-πα2β, and if α is made too large, spherical aberration, chromatic aberration, and coma aberration, which cannot be dynamically corrected, will increase, so α cannot be set to 7 mrad or more.
ここで、αを8 mradとし、電流密度Jを1.00
A / CI程度とする場合には、βを5X1015A
/cJsteradian以」二、例えばI X 10
”A/cfflsteradian程度にする必要が
ある。Here, α is 8 mrad, and the current density J is 1.00
If A/CI is to be achieved, β should be 5X1015A.
/cJsteradian 2, for example I X 10
“It needs to be about A/cfflsteradian.
このような条件を得るための装置として、カッド電極に
ランタンへキザボライト(1,aB6)を使用したもの
が提案されている。As a device for obtaining such conditions, a device using lanthanum hexaborite (1, aB6) for the quad electrodes has been proposed.
なお、多結晶のLaB6は、安定性がなく、品質管理が
難しいために、単結晶のものが使用される。Note that polycrystalline LaB6 is unstable and quality control is difficult, so single crystalline LaB6 is used.
ところで、第8図に示すように、単結晶の1、aBbよ
りなるカソード電極に、の先端を尖らせる場合には、そ
の先端の電荷密度が非常に高くなって、電子を広い面積
で均一に照射することは殆ど不可能になる。By the way, as shown in Figure 8, when a cathode electrode made of single crystal 1,aBb is made to have a sharp tip, the charge density at the tip becomes extremely high and electrons are distributed uniformly over a wide area. It becomes almost impossible to irradiate.
また、第9図に示すように、カソード電極に2の先端が
120°〜60°程度の開き角で、先端に丸みがあり、
その曲率半径が100μm程度のものは、エネルギー分
布の均一性が比較的良いが、このタイプのものは、使用
時間の経過とともに、その先端部分が蒸発してその曲率
が変化していくため、露光の安定性が乏しくなる。この
場合、低温で使用すれば曲率の変化を抑制できるが、輝
度が上がらないといった不都合がある。In addition, as shown in Fig. 9, the tip of the cathode electrode 2 has an opening angle of about 120° to 60°, and the tip is rounded.
Those with a radius of curvature of about 100 μm have relatively good uniformity of energy distribution, but with this type, the tip evaporates and the curvature changes over time, so exposure becomes less stable. In this case, if used at low temperatures, changes in curvature can be suppressed, but there is a disadvantage that brightness cannot be increased.
さらに、第10図に示すように、先端が平らな円柱状、
角柱状のカソードに3は、比較的強度差が均一で、しか
も、曲率を考慮する必要がないが、これを高温、高輝度
で使用すると、柱の側面から1、aB6が茶発して先端
の平坦な面積が縮小し、電子分布が変化するといった問
題がある。Furthermore, as shown in Fig. 10, a cylindrical shape with a flat tip,
3 has a prismatic cathode with a relatively uniform strength difference, and there is no need to take curvature into account. However, when this is used at high temperatures and high brightness, 1 and aB6 emanate from the side of the column and the tip Problems include a reduction in flat area and a change in electron distribution.
これに対し、第11図に示すように、円柱状、角柱状の
LaRbの周囲をグラファイトCで覆い、その中心に開
口部Hを設け、グラファイトCによってLaB6の周囲
から電荷を放出させず、側面からの蒸発を阻止したカソ
ード電極に4がある。In contrast, as shown in FIG. 11, the periphery of the cylindrical or prismatic LaRb is covered with graphite C, and an opening H is provided in the center of the cylindrical or prismatic LaRb. 4 on the cathode electrode that prevented evaporation from.
しかし、グラフアイl−Cの厚さにより開口部11の近
傍に段差が生じるため、エツジでの電界が不均一になり
、カソード電極に4の前方に形成される電界Eに乱れが
生じ、これによっても均一な電子分布を得ることができ
ない。また、開口部I(は、グラファイトCを酸素プラ
ズマによってエツチングして形成するようにしているた
め、酸素プラズマによってLaB6の表面が酸化して電
子発生効率が低下することになる。さらに、酸化したL
aB6を除去する場合には、その表面を機械的に研磨す
ることが行われているが、グラファイトCに覆われてい
るために研磨が不可能になるといった問題がある。However, due to the thickness of graph eye 1C, a step is created near the opening 11, so the electric field at the edge becomes non-uniform, and the electric field E formed in front of the cathode electrode 4 is disturbed. However, it is not possible to obtain a uniform electron distribution. In addition, since the opening I (is formed by etching the graphite C with oxygen plasma, the surface of LaB6 is oxidized by the oxygen plasma, reducing the electron generation efficiency. Furthermore, the oxidized L
When removing aB6, its surface is mechanically polished, but there is a problem that polishing is impossible because it is covered with graphite C.
ところで、LaB6よりなるカソード電極に1〜に4は
、その前方に配置したグリッドGとアノード八とによっ
て3極型の荷電粒子発生源を構成しており、カソード電
極に、〜に4から出る電子の総量をグリッドGによって
一定値以下に制御する構造となっている。By the way, the cathode electrodes 1 to 4 made of LaB6 constitute a three-electrode charged particle generation source with the grid G placed in front of them and the anode 8, and the electrons emitted from 4 to the cathode electrodes are The structure is such that the total amount of is controlled to be below a certain value by the grid G.
このような制御方法によれば、グリッドGに電圧をかけ
て電界を発生させて静電レンズを形成し、カソード電極
の先端付近のみから出た電子をクロスオーバとして一旦
収束させるが、静電レンズの球面収差係数が非常に大き
く、一般に1/3以下に輝度が低下する。また、周囲か
ら出る電子をグリッドGの不均一電界で抑えているため
に、均一な電子を射出することが困難となるといった問
題がある。According to such a control method, a voltage is applied to the grid G to generate an electric field to form an electrostatic lens, and the electrons emitted only from the vicinity of the tip of the cathode electrode are temporarily focused as a crossover, but the electrostatic lens The spherical aberration coefficient is very large, and the brightness generally decreases to 1/3 or less. Furthermore, since electrons emitted from the surroundings are suppressed by the non-uniform electric field of the grid G, there is a problem in that it is difficult to emit uniform electrons.
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって
、高い輝度と均一な電子照射分布となる電子ビームを形
成できる電子ビーム露光装置を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide an electron beam exposure apparatus that can form an electron beam with high brightness and uniform electron irradiation distribution.
上記した課題は、第1図に例示するように、先端に平坦
面を有する突起3を設けた単結晶体2と、前記突起3の
周囲に設けられ、かつ、前記突起3の先端面とほぼ同一
平面になる面を有する導電性の保護膜5とを備えたカソ
ード電極lを有する電子ビーム露光装置、
または、第2図に例示するように、電子放出部3を突出
させ、該電子放出部3周囲の四部に保護膜5を設けると
ともに、該保護膜5と前記電子放出部3先端面とをほぼ
同一平面にして形成したカソード電極1から電子を放出
させ、そのままアノード電極7のスリットを通過させて
、該電子を透過マスク16、フォトレジストRに向けて
照射することを特徴とする電子ビーム露光方法によって
達成する。As illustrated in FIG. 1, the above-mentioned problem is solved by a single crystal body 2 provided with a protrusion 3 having a flat surface at the tip, and a single crystal body 2 provided around the protrusion 3 and approximately parallel to the tip surface of the protrusion 3. An electron beam exposure apparatus having a cathode electrode 1 and a conductive protective film 5 having surfaces that are coplanar; or, as illustrated in FIG. 3. A protective film 5 is provided on the four parts around the periphery, and electrons are emitted from the cathode electrode 1 formed by making the protective film 5 and the tip surface of the electron emitting part 3 substantially on the same plane, and pass through the slit of the anode electrode 7 as they are. This is achieved by an electron beam exposure method characterized by irradiating the transmission mask 16 and the photoresist R with the electrons.
本発明によれば、カソード電極1のうぢ電子放出部3を
突出させて形成し、その周囲に保護膜5を形成するとと
もに、保護膜5と電子放出部3の先端面とをほぼ同一平
面となるようにした。According to the present invention, the electron emitting portion 3 of the cathode electrode 1 is formed to protrude, and the protective film 5 is formed around it, and the protective film 5 and the tip surface of the electron emitting portion 3 are formed on substantially the same plane. I made it so that
このため、第3図に示すように、電子が放出する面とそ
の周囲の面の前方には等電位面が形成されるために、電
界は乱れずに電子放出面に垂直方向に形成され、広い領
域で電子散乱のないほぼ均一な電子ビームが形成される
。Therefore, as shown in FIG. 3, an equipotential surface is formed in front of the surface from which electrons are emitted and the surfaces surrounding it, so the electric field is formed perpendicularly to the electron emitting surface without being disturbed. A substantially uniform electron beam without electron scattering is formed over a wide area.
従って、カソード電極1とアノード電極の間に電子収束
用のグリッドを特に設ける必要がなく、グリッドによる
輝度の低下がなくなり、高い輝度と均一な電子がアノー
ドから放出される。Therefore, there is no need to particularly provide a grid for electron focusing between the cathode electrode 1 and the anode electrode, and there is no reduction in brightness due to the grid, and high brightness and uniform electrons are emitted from the anode.
この結果、透過マスク16に設けられた大きな面積の開
孔パターンを通過した電子ビームは、第4図(b)に示
すように輝度の高い均一な電子分布となり、フォトレジ
ストRに照射する電子ビームのコントラストを高くして
微細なパターンを形成することができるようになる。As a result, the electron beam that has passed through the large-area aperture pattern provided in the transmission mask 16 has a uniform electron distribution with high brightness, as shown in FIG. 4(b), and the electron beam irradiates the photoresist R. It becomes possible to form fine patterns by increasing the contrast.
また、カソード電極1の電子放出面は、保護膜5と同一
平面となるため、電子放出部3を構成するLaB6等が
酸化しても、その酸化物は研磨によって簡単に除去する
ことができ、しかも、研磨の際に保護膜5も削れるため
に、カソード電極1の先端の平坦性は常に保たれること
になり、電界の乱れは生じない。Furthermore, since the electron emitting surface of the cathode electrode 1 is flush with the protective film 5, even if LaB6 or the like constituting the electron emitting portion 3 is oxidized, the oxide can be easily removed by polishing. Moreover, since the protective film 5 is also removed during polishing, the flatness of the tip of the cathode electrode 1 is always maintained, and no disturbance of the electric field occurs.
[実施例]
そこで、以下に本発明の詳細を図面に基づいて説明する
。[Example] The details of the present invention will be explained below based on the drawings.
第1図は、本発明の一実施例装置の要部を示す斜視断面
図であって、図中符号1ば、後述する荷電粒子発生源1
0を構成するカソード電極で、LaB6よりなる円柱状
の単結晶体2を有し、この単結晶体2の一端の中心には
、端部が平坦な円柱状の電子放出部3が突出形成されて
おり、また、その周囲の領域は、電子放出部3を挿通す
る開口部4を設けた導電性保護膜5により覆われている
。FIG. 1 is a perspective sectional view showing the main parts of an apparatus according to an embodiment of the present invention, in which reference numeral 1 denotes a charged particle generation source 1, which will be described later.
The cathode electrode constituting 0 has a cylindrical single crystal body 2 made of LaB6, and a cylindrical electron emitting part 3 with a flat end is formed protruding from the center of one end of this single crystal body 2. Further, the surrounding area is covered with a conductive protective film 5 provided with an opening 4 through which the electron emitting section 3 is inserted.
この保護膜5は、電子放出温度下で単結晶体2と化学反
応を起こさす、その中に拡散しない材料、例えばグラフ
ァイトやダイヤモンドライクカーボン、炭素により形成
され、その膜厚は、電子放出部3の端面とほぼ同一平面
を形成するような厚さに形成されている。This protective film 5 is formed of a material that causes a chemical reaction with the single crystal body 2 at the electron emission temperature and does not diffuse into it, such as graphite, diamond-like carbon, or carbon. The thickness is such that it forms almost the same plane as the end face of the.
6は、カソード電極■の側面を覆う導電膜で、保護膜5
と同じ材料、または、保護膜5及び単結晶体2と反応せ
ず、しかも、その中に拡散しない材料によって形成され
ている。6 is a conductive film that covers the side surface of the cathode electrode ■, and a protective film 5
, or a material that does not react with the protective film 5 and the single crystal 2 and does not diffuse into them.
第2図は、電子ビーム露光装置の概略図であって、この
電子ビーム露光装置は、」1記したカッド電極1と、そ
の前方に取付けられるアノード電極7とを備えた荷電粒
子発生源電極10を有している。FIG. 2 is a schematic diagram of an electron beam exposure apparatus, and this electron beam exposure apparatus consists of a charged particle generation source electrode 10 equipped with a quad electrode 1 shown in "1" and an anode electrode 7 attached in front of the quad electrode 1. have.
また、荷電粒子発生rA10の前方には、カソード電極
1の電子放出部3から照射された電子ビームを所定の矩
形状に成形するシリコンスリソl−11と、これにより
成形された電子ビームを収束する第一の電子レンズ12
と、電子ビーム位置を修正偏向するスリットデフレクク
13と、相対向して設けられた第2、第3の電子レンズ
14.15と、この第2、第3の電子レンズ14.15
の間に水平方向に移動可能に装着された透過マスク16
と、透過マスク16の上下方向に配置されて各々の位置
情報に応じて第2、第3電子レンズの間のビームを偏向
し、透過マスク中の複数の透過パターンpを選択する第
1〜第4の偏向器17〜20と、ブランキング信号に応
じて電子ビームを遮断し、若しくは通過させるブランキ
ング21と、第4の電子レンズ22と、アパーチャ23
と、第5の電子レンズ24と、第6の電子レンズ25と
、基板W上に照射される電子ビー1、の位置決めをする
メインデフコイル2G、ザブデフレクタ27とを有し、
これらは、図示しない制御■回路によって制御され、基
板載置台28に載置した基板W表面のレジスI−Rに電
子ビームを照射するように構成されている。Further, in front of the charged particle generator rA10, there is a silicon slit 1-11 that shapes the electron beam irradiated from the electron emission part 3 of the cathode electrode 1 into a predetermined rectangular shape, and a silicon slit 1-11 that converges the shaped electron beam. One electronic lens 12
, a slit deflector 13 for correcting and deflecting the electron beam position, second and third electron lenses 14.15 provided opposite to each other, and the second and third electron lenses 14.15.
A transmission mask 16 is mounted so as to be movable in the horizontal direction between the
and first to third electron lenses arranged in the vertical direction of the transmission mask 16 to deflect the beam between the second and third electron lenses according to the respective position information and select a plurality of transmission patterns p in the transmission mask. 4 deflectors 17 to 20, a blanking 21 that blocks or passes the electron beam according to a blanking signal, a fourth electron lens 22, and an aperture 23.
It has a fifth electron lens 24, a sixth electron lens 25, a main differential coil 2G for positioning the electron beam 1 irradiated onto the substrate W, and a sub-deflector 27,
These are controlled by a control circuit (not shown) and are configured to irradiate the resist IR on the surface of the substrate W placed on the substrate mounting table 28 with an electron beam.
次に、上記した実施例の作用について説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.
先ず、荷電粒子発生源10のカソード電極1に例えば−
30kV程度の負の電圧を印加する一方、アノード電極
7にプラスの電極を印加してカソード電極1先端の電子
放出部3の端面から電子を放出さゼ、アノード電極7の
スリットを通した後、電子ビームをシリコンスリット1
1の矩形状のスリットに透過させ、ついで、第1の電子
レンズ12によってこれを収束させ、デフレクタ13に
よって軌道を偏向修正する。First, for example, -
While applying a negative voltage of about 30 kV, a positive electrode is applied to the anode electrode 7 to emit electrons from the end face of the electron emitting part 3 at the tip of the cathode electrode 1. After passing through the slit of the anode electrode 7, electron beam to silicon slit 1
The beam is transmitted through one rectangular slit, then converged by the first electron lens 12, and its trajectory corrected by the deflector 13.
そして、第2の電子レンズ14を通った電子ビ1、を透
過マスク1Gの開花パターンpに通過させて成形し、そ
の後に、第3の電子レンズ15、ブラッキング21等を
介して所望の位置及びタイミング、焦点を合わせること
により、透過マスク16によって成形された形状の電子
ビームをレジストRに照射することになる。Then, the electron beam 1 that has passed through the second electron lens 14 is passed through the flowering pattern p of the transmission mask 1G to be shaped, and then moved to a desired position via the third electron lens 15, blacking 21, etc. By adjusting the timing and focus, the resist R is irradiated with an electron beam shaped by the transmission mask 16.
この場合、荷電粒子発生源10においては、第3図に示
すように、単結晶体2の電子放出部3とその周囲の保護
膜2の端面に平行な等電位面が形成されるために、カソ
ード電極1の前方に形成される電界は電子放出部3の端
面に対して垂直方向に形成されるため、第4図(a)に
示すような、広い領域で散乱のないほぼ均一な電子分布
と高い輝度の電子ビームが得られる。In this case, in the charged particle generation source 10, as shown in FIG. 3, an equipotential surface is formed that is parallel to the electron emitting portion 3 of the single crystal body 2 and the end surface of the protective film 2 around it. Since the electric field formed in front of the cathode electrode 1 is formed perpendicularly to the end surface of the electron emission part 3, the electron distribution is almost uniform over a wide area without scattering, as shown in FIG. 4(a). A high brightness electron beam can be obtained.
このため、カソード電極1とアノード電極7の間に電子
収束用のグリッドを特に設ける必要がなくなり、グリッ
ドによる輝度の低下がなく、高い輝度と均一な電子放出
が得られる。Therefore, there is no need to particularly provide a grid for electron convergence between the cathode electrode 1 and the anode electrode 7, and there is no reduction in brightness due to the grid, and high brightness and uniform electron emission can be obtained.
しかも、電子放出部3の周囲は導電性の保護膜5で覆わ
れているために、蒸発による面積の減少がなく、電子は
安定に放出される。Moreover, since the periphery of the electron emitting section 3 is covered with the conductive protective film 5, the area does not decrease due to evaporation, and electrons are stably emitted.
したがって、透過マヌク16に設けられた例えば3×3
μm2程度の面積の開孔バクーンpを通過した電子ビー
ムは、第4図(b)に示すようにほぼ均一な電子分布と
なり、コントラストを高くしてレジストRを露光するこ
とが可能になる。Therefore, for example, a 3×3
The electron beam passing through the aperture p having an area of about .mu.m2 has a substantially uniform electron distribution as shown in FIG. 4(b), making it possible to expose the resist R with high contrast.
次に、上記したカソード電極1の形成方法を簡単に説明
する。Next, a method for forming the above cathode electrode 1 will be briefly explained.
第5図は、カソード電極1の形成方法の第1の例を示す
断面図であり、まず、同図<a> に示すように、La
B6よりなる柱状の単結晶体2の一端面の中央に、直径
1100IIの円状のレジストマスク20を形成した後
、単結晶体2をスパッタ法により30μmの深さに達す
るまでエツチングし、ついで、レジストマスク20を除
去する(第5図(b))。これにより、単結晶体2の一
端に突起が形成され、これを電子放出部3とする。FIG. 5 is a sectional view showing a first example of the method for forming the cathode electrode 1. First, as shown in <a> of the same figure, La
After forming a circular resist mask 20 with a diameter of 1100 II at the center of one end surface of a columnar single crystal body 2 made of B6, the single crystal body 2 was etched by sputtering until a depth of 30 μm was reached, and then, The resist mask 20 is removed (FIG. 5(b)). As a result, a protrusion is formed at one end of the single crystal body 2, and this is used as an electron emitting part 3.
次に、単結晶体2の一端の全体にスパッタリングによっ
て炭素膜21を50μm程度積層しく第5図(C))、
この後に、炭素膜21を研磨して電子放出部3の先端を
露出した後、さらに10μm程度研磨して純粋なi、a
Baを露出させる。これにより、先端面積が約7800
11m2の電子放出部が形成され、その周囲は炭素より
なる保護膜5により覆われることになる(第5図(d)
)。Next, a carbon film 21 of about 50 μm is deposited on the entire end of the single crystal body 2 by sputtering (FIG. 5(C)).
After this, the carbon film 21 is polished to expose the tip of the electron emitting part 3, and then further polished by about 10 μm to form pure i, a
Expose Ba. As a result, the tip area is approximately 7800
An electron emitting region of 11 m2 is formed, and its surroundings are covered with a protective film 5 made of carbon (Fig. 5(d)).
).
なお、この単結晶体2は、特に図示しないが、予めグラ
ファイト等の導電体に貫通させ、周囲に導電膜6を形成
しておく。Although not particularly shown, this single crystal body 2 is penetrated by a conductor such as graphite in advance, and a conductive film 6 is formed around it.
第6図は、カソード電極の形成方法の第2の例を示す断
面図であって、同図(a)に示すように、LaBaの単
結晶体2の−・端面を機械的に加工してその中心に直径
10071m、高さ100μmの電子放出部3を突出形
成する。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a second example of the method for forming a cathode electrode, in which, as shown in FIG. An electron emitting portion 3 having a diameter of 10071 m and a height of 100 μm is formed protruding from the center thereof.
また、厚さ100μmのグラファイト板を加工してこれ
を保護膜5となし、その中心に直径110μmの開口部
4を形成する。Further, a graphite plate having a thickness of 100 μm is processed and used as a protective film 5, and an opening 4 having a diameter of 110 μm is formed in the center thereof.
この状態で、単結晶体2の電子放出部3と保護膜5の開
孔部4を合わせ、これらを打機系接着剤により張り合わ
せ、この後に、電子放出部3と保護膜5を研磨して平坦
化する(第6図(b))。In this state, the electron emitting part 3 of the single crystal body 2 and the opening part 4 of the protective film 5 are aligned and pasted together using a machine adhesive, and then the electron emitting part 3 and the protective film 5 are polished. Flatten it (Fig. 6(b)).
このように、LaB6よりなる単結晶体を有するカソー
ド電極は、例えば−3Q k Vの電圧を印加し、また
、1600 ’Cに加熱し、電流密度を10A/cTM
として電子放出部3の端面から電子を放出させるが、単
結晶体の電子放出面積が10100X10011程度と
なると、エミッション電流が1mAとなる。In this way, a cathode electrode having a single crystal body made of LaB6 is prepared by applying a voltage of, for example, -3Q kV, heating it to 1600'C, and increasing the current density to 10A/cTM.
Electrons are emitted from the end face of the electron emitting portion 3, but when the electron emitting area of the single crystal is approximately 10100×10011, the emission current becomes 1 mA.
このため、30に■×1mAのエネルギーを受けて第2
図に示すシリコンスリット11が溶解し易くなるが、本
実施例では、電子放出部の端面積を10000μm2以
下としているために、シリコンスリット11が溶解し難
くなり、安定な露光を行うことができる。Therefore, the second
Although the silicon slit 11 shown in the figure is easily dissolved, in this embodiment, since the end area of the electron emitting portion is set to 10000 μm 2 or less, the silicon slit 11 is difficult to dissolve, and stable exposure can be performed.
また、カソード電極1の電子放出部3の端面ば、保護膜
5と同一平面を形成しているため、1、aB6が酸化し
ても、その酸化′物は研磨によって簡単に除去すること
ができ、しかも、研磨の際に保護膜5も併せて削るため
に、カソード電極1の先端の平坦性は常に保たれるこ七
になり、電界の乱れは生じない。Furthermore, since the end surface of the electron emitting portion 3 of the cathode electrode 1 is on the same plane as the protective film 5, even if 1, aB6 is oxidized, the oxide can be easily removed by polishing. Moreover, since the protective film 5 is also removed during polishing, the flatness of the tip of the cathode electrode 1 is always maintained, and no disturbance of the electric field occurs.
G
なお、上記した実施例では、カソード電極1及び電子放
出部3をともに円柱状に形成したが、角柱その他の形状
にすることも可能である。G In the above-described embodiment, both the cathode electrode 1 and the electron emitting section 3 are formed in a cylindrical shape, but they may also be formed in a prismatic or other shape.
また、上記した実施例では、カソード電極1とアノード
電極7との間にグリッドを設けない場合について説明し
たが、これおらの間にグリッドを設りである程度輝度を
高くしたり、電子分布を均一にすることができる。Furthermore, in the above embodiment, the case where no grid is provided between the cathode electrode 1 and the anode electrode 7 has been described, but by providing a grid between them, the brightness can be increased to a certain degree and the electron distribution can be made uniform. It can be done.
[発明の効果]
以上述べたように本発明によれば、カソード電極のうち
電子放出面を突出させて形成し、その周囲に保護膜を形
成するとともに、保護膜と電子放出面とをほぼ同一平面
となるようにしたので、電子が放出する面とその周囲の
面の前方に等電位面が形成されるため、電界は乱れずに
電子放出面に垂直方向に形成されるため、広い領域で電
子散乱のないほぼ均一な電子分布と、高い輝度の電子ビ
ムを形成することができ、コントラストの高い大きな像
をフォトレジストに形成することが可能になる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the electron emitting surface of the cathode electrode is formed to protrude, a protective film is formed around the electron emitting surface, and the protective film and the electron emitting surface are substantially the same. Since it is made flat, an equipotential surface is formed in front of the surface where electrons are emitted and the surrounding surfaces, so the electric field is formed perpendicularly to the electron emitting surface without being disturbed, so it can be applied over a wide area. It is possible to form a nearly uniform electron distribution without electron scattering and a high brightness electron beam, making it possible to form a large image with high contrast on the photoresist.
また、カソード電極の電子放出面は、保護膜と同一平面
となるため、電子放出部を構成する1、++ If +
+等が酸化しても、その酸化物は研磨によって筒中に除
去することができ、しかも、研磨の際に保護膜も削れる
ために、カソード電極の先端を常に平坦性に保つことが
できる。Moreover, since the electron emitting surface of the cathode electrode is on the same plane as the protective film, 1, ++ If + forming the electron emitting part
Even if + etc. are oxidized, the oxide can be removed into the cylinder by polishing, and since the protective film is also removed during polishing, the tip of the cathode electrode can always be kept flat.
第1図は、本発明の一実施例装置のカソード電極を示す
斜視断面図、
第2図は、本発明の一実施例装置を示す概要構成図、
第3図は、本発明の一実施例装置の動作説明図、第4図
は、本発明の一実施例装置の透過マスクの前後における
電子分布図、
第5図は、本発明に通用するカソード電極の形成方法の
第1例を示す断面図、
第6図は、本発明に適用するカソード電極の形成方法の
第2例を示す断面図、
第7図は、従来装置ηの一例を示す概要構成図、第8図
は、従来装置の荷電粒子発生源の第1例を示す断面図と
、その電子分布図、
第9図は、従来装置の荷電粒子発生源の第2例を示す断
面図と、その電子分布図、
第1O図は、従来装置の荷電粒子発生源の第3例を示す
断面図と、その電子分布図、
第11図は、従来装置の荷電粒子発生源の第4例を示す
断面図と、その電子分布図である。
(符号の説明)
■・・・カソード電極、
2・・・単結晶体、
3・・・電子放出部、
4・・・開口部、
5・・・保護膜、
6・・・導電膜、
7・・・アノード電極、
11・・・シリコンスリソ1−1
16・・・透過マスク、
W・・・基板、
R・・・レジスト。
1つ
断綜覇宴FIG. 1 is a perspective sectional view showing a cathode electrode of a device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram showing a device according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the device. FIG. 4 is an electron distribution diagram before and after the transmission mask of the device according to one embodiment of the present invention. FIG. 6 is a sectional view showing a second example of the method of forming a cathode electrode applied to the present invention, FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an example of the conventional device η, and FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of the conventional device η. FIG. 9 is a cross-sectional view showing a first example of a charged particle generation source and its electron distribution diagram; FIG. 9 is a cross-sectional view showing a second example of a charged particle generation source of a conventional device and its electron distribution diagram; FIG. , a cross-sectional view showing a third example of a charged particle generation source of a conventional device and its electron distribution diagram, and FIG. 11 is a cross-sectional view showing a fourth example of a charged particle generation source of a conventional device and its electron distribution diagram. be. (Explanation of symbols) ■... Cathode electrode, 2... Single crystal, 3... Electron emission part, 4... Opening part, 5... Protective film, 6... Conductive film, 7 ...Anode electrode, 11...Silicon slit 1-1 16...Transmission mask, W...Substrate, R...Resist. One severance party
Claims (2)
体と(2)、 前記突起(3)の周囲に設けられ、かつ、前記突起(3
)の先端面とほぼ同一平面になる面を有する導電性の保
護膜(5)とを備えたカソード電極(1)を有する電子
ビーム露光装置。(1) A single crystal body provided with a protrusion (3) having a flat surface at the tip; (2) a single crystal body provided around the protrusion (3);
) An electron beam exposure apparatus having a cathode electrode (1) and a conductive protective film (5) having a surface substantially coplanar with the tip surface of the electrode.
)周囲の凹部に保護膜(5)を設けるとともに、該保護
膜(5)と前記電子放出部(3)先端面とをほぼ同一平
面にして形成したカソード電極(1)から電子を放出さ
せ、そのままアノード電極(7)のスリットを通過させ
て、該電子を透過マスク(16)、フォトレジスト(R
)に向けて照射することを特徴とする電子ビーム露光方
法。(2) Protrude the electron emitting part (3) and
) A protective film (5) is provided in the surrounding concave portion, and electrons are emitted from the cathode electrode (1) formed with the protective film (5) and the tip surface of the electron emitting portion (3) substantially on the same plane; The electrons are passed through the slit of the anode electrode (7) as it is, and the electrons are transferred to the transmission mask (16) and the photoresist (R).
) is an electron beam exposure method characterized by irradiating toward the target.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2158954A JPH0451438A (en) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | Electron beam exposure device and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2158954A JPH0451438A (en) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | Electron beam exposure device and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0451438A true JPH0451438A (en) | 1992-02-19 |
Family
ID=15682976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2158954A Pending JPH0451438A (en) | 1990-06-18 | 1990-06-18 | Electron beam exposure device and method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0451438A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000048224A1 (en) * | 1999-02-09 | 2000-08-17 | Nikon Corporation | Electron gun and electron beam exposure device |
| EP1564774A1 (en) | 2004-02-10 | 2005-08-17 | NuFlare Technology, Inc. | High brightness thermionic cathode |
| JP2013541167A (en) * | 2010-10-25 | 2013-11-07 | フラウンホーファー−ゲゼルシャフト ツル フェルデルング デル アンゲヴァンテン フォルシュング エー ファウ | Apparatus for forming an electron beam |
| CN103578898A (en) * | 2013-10-31 | 2014-02-12 | 桂林电子科技大学 | Electronic gun special for electron beam bombardment furnace |
-
1990
- 1990-06-18 JP JP2158954A patent/JPH0451438A/en active Pending
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| US6707240B1 (en) | 1999-02-09 | 2004-03-16 | Nikon Corporation | Electron gun and electron beam exposure device |
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