JPS5935501B2 - 電子線装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子線を用いて試料の観察、電子感光材料の
感光を行なう電子線装置の改良に関する。

電子線装置は電子線を用いて試料の観察、電子感光材料
の感光を行なう装置であるが、常に試料に電子線を照射
する必要はなく、時には電子線をしや断することがある
。その方法は電子線通路の近傍に設置した電極と通路に
設置した絞りを用いて行なわれる。電子線を試料に対し
てしや断する時は、上記電Ｊ 極に電圧を加え、電子線
の向きを変えて電子線が電極の下にある絞りを通過でき
ないようにする。

第、図ａは、このよ５な電子線装置の一つである電子線
描画装置の構造の一例を示したものである。図において
、１はフィラメント、２はウエネｊ ルト、３はアノー
ド、５は電子線径を縮小するためのレンズ系、６は電子
線をしや断するための電極、１は電子線をしや断するた
めの絞り、８は電子線を照射する試料である。４は電子
線の概略の経路を示す。

この構造での電子線のしや断方法を第１図ｂを用いて説
明する。（図では、その説明のため絞り７と電極６の部
分２と外の構造を省略する。）しや断電極６に電圧を加
えない時には、電子線４（図では電子線の広がりを省略
し、中心線のみを表示）は絞り７を通過することができ
る。電極６に適当な電圧を加えると電子線は４′のよう
に偏向され、絞り７を通過することが出来ず、従つて第
１図ａの８で示した試料への照射は行なわれない。この
方法での欠点は、電子線４ｒく絞り７を、あるいは絞り
７によつて後方散乱された電子線が通路の内壁９を照射
し、長時間にわたつて装置を使用しているとこれらが汚
れてくる点である。

これらの汚れは、通常導電性がなく、従つて装置の使用
中に帯電しやすく、帯電された電荷により正規の電子線
４の位置が変動してしまい、特に電子線装置の中でも１
μｍ以下の精度を目標とするような電子線描画装置にと
つて大きな問題となつてくる。本発明は、上記の点に着
目してなされたものであり、上記のような帯電による電
子線の位置変動を防止する如く構成した電子線装置を提
供することを目的とする。

以下、本発明を実施例を参照して詳述する。

第２図は、本発明の一実施例における絞り部分の構造を
説明する断面図である。図に示すように、絞り１１によ
り絞り１０でしや断され反射された電子線は、絞り１０
と１１との間のごくわずかの間にとじ込められ、電子線
通路の内壁９のごく一部分のみを照射することにより、
電子線により汚れる範囲をせばめることができる。

即ち、電子線４は電極６の電圧が０Ｖのときは、絞り１
０を通過し１２の方向へ向かい試料８を照射する。

電極６に電圧を加えると、電子線の向きはまげられて４
′の方向となる。この電子線１は絞り１０によつてしや
断される。絞り１０によつて後方散乱された電子線４〃
は、絞り１１によつてしや断され、絞り１０と１１の間
に閉じ込められてしまう。このため電子線通路の内壁９
が電子線によつて汚れることを防ぐことができ、長期に
わたつて電子線装置を使用しても帯電による正規の電子
線１２の位置変動を生ずることはない。絞りの構造を検
討する際には絞りにあたつて反射する電子ビームの方向
が重要である。

散乱した電子ビームの主なものはボールを壁に当てた場
合と同様に入射方向と垂直軸（電子光学軸）対称な方向
に反射する。特に電子線描画装置のような電子線装置で
は非常な高精度を要求されるので、このような主方向か
らずれた一部の電子ビームの散乱をも遮へいする必要が
ある。第２図に示した円錐形の構造を有するもの＆ζそ
の円錐形状の斜面に電子線４′をあてて遮へいすること
により、効果的に電子線通路の内壁９に向けて電子線を
散乱させることが可能である。これによりしや断される
電子線１は絞り１０と１１の間に完全にとじ込められる
。

なお、絞り１０と１１の間の電子線通路の内壁９及び絞
り１０の電子線１によつて照射される個所は汚れてくる
がこれらは本来の電子線４に対してかくれているため帯
電による影響はほとんどない第３図はこのような絞りの
構造の大きさに関して第２図の例を参照して説明する図
である。

しや断電極６から絞り１１までの距離をＬｂ、しや断電
極６から絞り１０までの距離をＬ１、しや断電極６から
絞り１０の電子線が反射する面までの距離をＬａとし、
絞り１０，１１の半径をそれぞれＲ１およびＲとする。
また、パラメータＡを次のように定義する。

Ａ＝Ｒ１／Ｌ１ここで、Ａはブランキングされた電子線
の電子光学軸に対する正接を意味している。

このとき絞り１１の半径Ｒの最小値はブブンキングされ
た電子線を遮へいしない程度まで小さくできるので、Ｒ
＞Ａ−Ｌｂの条件が決定される。

一方、絞り１１の半径Ｒは、絞り１０で反射した電子線
を絞り１１により遮へい出来る範囲まで大きくできる。

従つて、絞り１１にあたる際の電子線の光学軸からの距
離は、ブランキングされてから絞り１１に当たるまでの
電子線の光学軸に投影される走行長が、しや断電極６か
ら絞り１０までの距離Ｌａと絞り１０から絞り１１まで
の距離（Ｌａ−Ｌｂ）の和（２Ｌａ−Ｌｂ）であるから
、正接とかかる走行長を乗じた。Ａ・（２Ｌａ−Ｌｂ）
となる。よつて、絞り１１の半径Ｒ＆ζ絞り１０が上記
の値まで許される。

則ち、Ｒ＜Ａ・（２Ｌａ−Ｌｂ） である。

従つて、許される絞り１１の半径Ｒの範囲は、となる。

すなわち、上記条件を満足するように絞り１１の半径Ｒ
を決めることにより、帯電による電子線の位置変動を防
止することができる。一例としてＬ１＝１００ｍＪ！Ｔ
．Ｌａ＝１１０７２Ｌｂ＝９８藺、Ｒ１＝０．２５ｕと
すると、Ｒの範囲は０．２４５７７！１Ｗ＜Ｒ＜０．３
０５藺となる。第４図は、本発明の効果の一例を示した
グラフである。横軸はしや断していた電子線を絞り１０
を通して試料１１に照射し始めてからの経温時間を示し
、縦軸はその間の電子線位置の変動量を示したものであ
る。実線ａは従来の構造、点線ｂは第２図に示した本発
明の構造での結果である。

これからもわかるように従来は、１０分以上にわたつて
約０．８μｍ近く位置変動があつたものが、本発明によ
る絞りを用いることにより変動量０．２μｍ以下整定時
間を約２分とすることが出来た。なお、本発明は上述し
た実施例における絞りの構造、配設箇所および具体的数
値等に限定されるものではなく、設定条件等により適宜
選択適用可能なものである。

また、絞り１０と１１を一体化構造にして取り扱いを容
易にしても、本発明による効果は変らない。さらにまた
、本発明の適用は、電子線描画装置に限定されるもので
はなく、電子線をしや断する必要のある電子線応用の諸
装置に広く適用可能なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂは従来の電子線装置の一例を説明する
図、第２図は本発明の一実施例を説明する図、第３図は
本発明における絞り構造の大きさについて説明する図、
および第４図は本発明による効果の一例を示す図である
。 １・・・・・・フィラメント、２・・・・・・ウエネル
ト、３・・・・・・アノード、４，４′，４〃，１２・
・・・・・電子線、５・・・・・・レンズ系、６・・・
・・化や断電極、７，１０，１１・・・・・・絞り、８
・・・・・・試料、９・・・・・・電子線通路の内壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 陰極から放出される電子線を、該電子線の通路の近
   傍に設置した電極と絞り部材を用いてしや断し得る手段
   を具備し、該電子線を用いて試料の観察や電子感光材料
   の感光等を行なう如く構成した電子線装置において、前
   記絞り部材を前記電子線の通過し得る開孔部をその頂部
   とする円錐部分を具備した構造となし、かつ前記電子線
   通路の近傍にあつて前記絞り部材の前方に別の部材を相
   対して設置して、前記しや断手段によつてしや断される
   電子線を前記絞り部材と前記別の部材との間にとじ込め
   得る如く構成したことを特徴とする電子線装置。 ２ 前記絞り部材および前記別の部材が、共に前記試料
   に照射する電子線を通過せしめ得る開孔部を具備した形
   状からなり、かつ前記別の部材の開孔部の径Ｒと前記絞
   り部材の開孔部の径Ｒ＿１とを次の関係式（Ｌ＿ｂ）／
   （Ｌ＿１）＜Ｒ／（Ｒ＿１）＜（２Ｌ＿ａ−Ｌ＿ｂ）／
   （Ｌ＿１）（上式中、Ｌ＿ａは前記電極から前記絞り部
   材の電子線が反射する面までの距離、Ｌ＿１は前記電極
   から前記絞り部材までの距離、およびＬ＿ｂは前記電極
   から前記別の部材までの距離を示す。 ）を満足するごとく構成したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の電子線装置。