JPS58121625A - 電子ビ−ム露光装置 - Google Patents
電子ビ−ム露光装置Info
- Publication number
- JPS58121625A JPS58121625A JP56211201A JP21120181A JPS58121625A JP S58121625 A JPS58121625 A JP S58121625A JP 56211201 A JP56211201 A JP 56211201A JP 21120181 A JP21120181 A JP 21120181A JP S58121625 A JPS58121625 A JP S58121625A
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- JP
- Japan
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- electron beam
- rectangular
- focus
- size
- beam exposure
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/302—Controlling tubes by external information, e.g. programme control
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/3002—Details
- H01J37/3007—Electron or ion-optical systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/302—Controlling tubes by external information, e.g. programme control
- H01J37/3023—Programme control
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(1)発明の技術分野
本発明は電子ビーム露光装置に係り、特にビームの形状
と大きさとを可変するようにした可変矩形電子ビーム露
光装置に関する。
と大きさとを可変するようにした可変矩形電子ビーム露
光装置に関する。
(2)技術の背景
近時、従来のビームスポット型の電子ビーム露光装置に
比べて露光時間を大幅に短縮することのできる可変矩形
電子ビーム露光装置が提案されている。
比べて露光時間を大幅に短縮することのできる可変矩形
電子ビーム露光装置が提案されている。
上述の可変矩形又は可変面積型の電子ビーム露光装置に
よれば露光すべきパターンに応じてビームの断面積の大
きさ又は形状の大きさを変えることができるために試料
の所要露光時間を短縮できる反面で電子ビーム電流を大
きくとる必要があり、更に後述するようにレンズ系での
クロスオーバ点が複数存在するために電子ビーム中の電
子間で生ずる相互の斥力が無視できないほど大きくなり
、露光されるパターンの周辺部が不明確となり、エツジ
の解像度の低下、又はボケを発生する。
よれば露光すべきパターンに応じてビームの断面積の大
きさ又は形状の大きさを変えることができるために試料
の所要露光時間を短縮できる反面で電子ビーム電流を大
きくとる必要があり、更に後述するようにレンズ系での
クロスオーバ点が複数存在するために電子ビーム中の電
子間で生ずる相互の斥力が無視できないほど大きくなり
、露光されるパターンの周辺部が不明確となり、エツジ
の解像度の低下、又はボケを発生する。
このようなボケを減少させるためには電子ビーム電流を
小さくしたり、電子ビーム光学系の長さを短くする等の
提案がなされている。
小さくしたり、電子ビーム光学系の長さを短くする等の
提案がなされている。
しかし、これらの試みは必ずしも充分に問題を解決して
いない。
いない。
更に、可変矩形電子ビーム露光装置に於ては複数の正方
形又は矩形等のアパチャを有するマスクを集束及び偏向
レンズ系間に配して、該複数のマスクの重なり具合を上
記偏向レンズで変化させることで任意の形状及び大きさ
を有する電子ビーム断面を得ているため、電子ビーム断
面が異なると電子相互間作用も興なってピントの位置が
興なってくる。このため可変矩形電子ビームのビーム断
面サイズによってピントがずれる位置が相違してくるた
めにピントポケを生ずる。
形又は矩形等のアパチャを有するマスクを集束及び偏向
レンズ系間に配して、該複数のマスクの重なり具合を上
記偏向レンズで変化させることで任意の形状及び大きさ
を有する電子ビーム断面を得ているため、電子ビーム断
面が異なると電子相互間作用も興なってピントの位置が
興なってくる。このため可変矩形電子ビームのビーム断
面サイズによってピントがずれる位置が相違してくるた
めにピントポケを生ずる。
これらの問題を解決するために本出願人はビームサイズ
の変化に同期して電流等を検出してピントを微小変化さ
せてピントボケを低減できる電子ビーム装置を提案した
。
の変化に同期して電流等を検出してピントを微小変化さ
せてピントボケを低減できる電子ビーム装置を提案した
。
(3)従来技術と問題点
第1図は従来の可変矩形電子ビーム露光方法を説明する
ための図であり、例えば矩形状のアパチャ1を有する第
1のマスク2と同じく矩形状のアパチャ3を有する第2
のマスク4を電子ビーム7通路上に並べ該第1及び第2
のマスク2,4の重なり具合を該第1及び第2のマスク
間に配した偏向コイル5によって第1のマスクを通った
電子ビームを偏向させて変化させることにより任意の電
子ビーム断面6を有する電子ビームを得るようにしてい
る。
ための図であり、例えば矩形状のアパチャ1を有する第
1のマスク2と同じく矩形状のアパチャ3を有する第2
のマスク4を電子ビーム7通路上に並べ該第1及び第2
のマスク2,4の重なり具合を該第1及び第2のマスク
間に配した偏向コイル5によって第1のマスクを通った
電子ビームを偏向させて変化させることにより任意の電
子ビーム断面6を有する電子ビームを得るようにしてい
る。
本出願人が先に提案したピントポケを低減するようにし
た電子ビーム露光装置の光学系は上記した可変矩形電子
ビーム露光方法を用いるものでその構成を第2図につい
て説明する。なお第1図と同一部分には同一符号を付し
て重複説明を省略する。
た電子ビーム露光装置の光学系は上記した可変矩形電子
ビーム露光方法を用いるものでその構成を第2図につい
て説明する。なお第1図と同一部分には同一符号を付し
て重複説明を省略する。
第2図に於て、電子銃8から照射された電子ビーム7は
第1のマスク2のアパチャ1を通過して、矩形状となさ
れ、第1の集束レンズ9.電子ビームサイズ用偏向コイ
ル51第2のマスク4のアパチャ3.第2の集束レンズ
10.電子ビーム位置決め用のメイン及びサブ偏向コイ
ル11.投影レンズ12を介してウェハ13上に矩形ビ
ーム6を照射してレジスト等を露光する。
第1のマスク2のアパチャ1を通過して、矩形状となさ
れ、第1の集束レンズ9.電子ビームサイズ用偏向コイ
ル51第2のマスク4のアパチャ3.第2の集束レンズ
10.電子ビーム位置決め用のメイン及びサブ偏向コイ
ル11.投影レンズ12を介してウェハ13上に矩形ビ
ーム6を照射してレジスト等を露光する。
上記したビーム放射光学系は中央処理装置CPU14に
よりコントロールされる。即ち、該中央処理装置14か
らの命令によってデータメモリ15に記憶された矩形電
子ビームのサイズに関する情報X+、Y+はレジスタ1
6.17とデジタル−アナログ変換回路18.19と図
示せざる増幅回路を通してビームサイズ偏向コイル5に
加えられる。更にフォーカスメモリ20に加えられたサ
イズに関する情報X+、Y+はデジタル−アナログ変換
回路21でアナログ変換されて投影レンズ近傍に設けた
収束コイル22に加えられる。
よりコントロールされる。即ち、該中央処理装置14か
らの命令によってデータメモリ15に記憶された矩形電
子ビームのサイズに関する情報X+、Y+はレジスタ1
6.17とデジタル−アナログ変換回路18.19と図
示せざる増幅回路を通してビームサイズ偏向コイル5に
加えられる。更にフォーカスメモリ20に加えられたサ
イズに関する情報X+、Y+はデジタル−アナログ変換
回路21でアナログ変換されて投影レンズ近傍に設けた
収束コイル22に加えられる。
データメモリ15からの矩形電子ビームの位置にかんす
る情報X2.Y2はレジスタ23.24、デジタル−ア
ナログ変換回路25,26、図示せざる増幅回路を通し
て位置決め偏向コイル11に加えられる。
る情報X2.Y2はレジスタ23.24、デジタル−ア
ナログ変換回路25,26、図示せざる増幅回路を通し
て位置決め偏向コイル11に加えられる。
上記の構成によると、可変矩形電子ビームの面積の大き
さ、上記実施例での矩形サイズはデータメモリ15より
のサイズ情報X+、Y+により決定されるので、それら
の情報X+、Y+によってフォーカスメモリ20を介し
て収束コイル22をコントロールすることにより矩形サ
イズに同期して電子ビームの収束点、即ちピントを制御
することができる。例えば、矩形ビーム断面6のサイズ
が大きなものは、大きな電子流を用いるのでピントが所
望のものより拡がってしまうから、より大きな電流をフ
ォーカスメモリ20から出力することで収束コイル22
の収束作用を強め、矩形ビーム断面6のサイズが小さい
時は収束コイル22の収束作用を弱めるように制御すれ
ば矩形ビームはサイズに関係なく同一点に収束するため
にピントボケが低減できる。しかしながら第2図に示す
可変矩形電子ビーム露光装置によるときは上記収束コイ
ル軸とビーム軸が完全に一致しないことによってビーム
軸がずれる問題を生ずる。
さ、上記実施例での矩形サイズはデータメモリ15より
のサイズ情報X+、Y+により決定されるので、それら
の情報X+、Y+によってフォーカスメモリ20を介し
て収束コイル22をコントロールすることにより矩形サ
イズに同期して電子ビームの収束点、即ちピントを制御
することができる。例えば、矩形ビーム断面6のサイズ
が大きなものは、大きな電子流を用いるのでピントが所
望のものより拡がってしまうから、より大きな電流をフ
ォーカスメモリ20から出力することで収束コイル22
の収束作用を強め、矩形ビーム断面6のサイズが小さい
時は収束コイル22の収束作用を弱めるように制御すれ
ば矩形ビームはサイズに関係なく同一点に収束するため
にピントボケが低減できる。しかしながら第2図に示す
可変矩形電子ビーム露光装置によるときは上記収束コイ
ル軸とビーム軸が完全に一致しないことによってビーム
軸がずれる問題を生ずる。
(4)発明の目的
本発明は上記従来の欠点に鑑み、電子ビームが変化して
ビーム断面サイズが可変され、収束コイルに流す電流を
制御してピント合せを行うとき(以下、リフオーカスと
記す。)にビーム軸の位置ずれを測定して補正を行うこ
とを目的とするものである。
ビーム断面サイズが可変され、収束コイルに流す電流を
制御してピント合せを行うとき(以下、リフオーカスと
記す。)にビーム軸の位置ずれを測定して補正を行うこ
とを目的とするものである。
(5)発明の構成
上述の本発明の目的を達成するための構成としては、ビ
ームサイズの変化に同期してピントを微小変化させる可
変矩形電子ビーム露光装置に於て、て、ビーム位置ずれ
量を測定してメインデフレクタ等の偏向器にビーム位置
ずれ量の変化分を加えて位置ずれを補正するようにした
ものである。
ームサイズの変化に同期してピントを微小変化させる可
変矩形電子ビーム露光装置に於て、て、ビーム位置ずれ
量を測定してメインデフレクタ等の偏向器にビーム位置
ずれ量の変化分を加えて位置ずれを補正するようにした
ものである。
(6)発明の実施例
以下、本発明の1実施例を第3図乃至第5図によって詳
記する。
記する。
第3図は本発明を明確にするため第2図に説明したりフ
ォーカス方法を詳記した系統図を示すものであり、実際
にはデータメモリ15によって与えられた電子ビームの
サイズ情報X+、Y+(ここでは矩形状ビームのX軸及
びY軸方向寸法)該レジスタ16.17に格納され、該
格納値は第1の乗算器27でその面積S=X+・Y2が
算出され、第2の乗算器28に与えられる。該第2の乗
算器28には電子ビームの断面積が変化した時に生ずる
ピントずれを補う係数αを記憶したメモリ29よりの出
力が与えられているので、第1の乗算器27よりの電子
ビームの断面積Sに対応した出力が掛は合されてリフオ
ーカスすべき量f=S・αの値に対応した信号が増幅器
等を介して収束用の偏向コイル22に与えられてピント
ポケ補正が行われている。
ォーカス方法を詳記した系統図を示すものであり、実際
にはデータメモリ15によって与えられた電子ビームの
サイズ情報X+、Y+(ここでは矩形状ビームのX軸及
びY軸方向寸法)該レジスタ16.17に格納され、該
格納値は第1の乗算器27でその面積S=X+・Y2が
算出され、第2の乗算器28に与えられる。該第2の乗
算器28には電子ビームの断面積が変化した時に生ずる
ピントずれを補う係数αを記憶したメモリ29よりの出
力が与えられているので、第1の乗算器27よりの電子
ビームの断面積Sに対応した出力が掛は合されてリフオ
ーカスすべき量f=S・αの値に対応した信号が増幅器
等を介して収束用の偏向コイル22に与えられてピント
ポケ補正が行われている。
本発明に於ては上述のフォーカス量子の値を利用して補
正量を決定するようにしたものである。
正量を決定するようにしたものである。
これについて、第4図を参照して説明すると、リフオー
カスされる前はS+=X+ −Y+の断面積を有する矩
形電子ビーム6aは原点0位置を基準にして照射されて
したものが電子ビームの面積を拡大してS 2−X 2
・Y2としてリフオーカスすると矩形電子ビーム6bは
X軸及びY軸方向にXO及びYoだけ移動する。そこで
、本発明では矩形電子ビーム6bの原点0′を一点鎖線
で示す矩形電子ビーム6Cの位置まで戻す必要がある。
カスされる前はS+=X+ −Y+の断面積を有する矩
形電子ビーム6aは原点0位置を基準にして照射されて
したものが電子ビームの面積を拡大してS 2−X 2
・Y2としてリフオーカスすると矩形電子ビーム6bは
X軸及びY軸方向にXO及びYoだけ移動する。そこで
、本発明では矩形電子ビーム6bの原点0′を一点鎖線
で示す矩形電子ビーム6Cの位置まで戻す必要がある。
この戻し量ΔXQ、 Δyoは次の式で表すことがで
きる。
きる。
ΔxoNδX−f=δメ・α・S・・・(1)Δyo−
δy −f=δy ・α・S ・・・(2)ここでδイ
、δyは原点O′を原点O位置に振り戻すための比例係
数であり、第3図に示した第2の乗算!128の出力を
利用することができる。
δy −f=δy ・α・S ・・・(2)ここでδイ
、δyは原点O′を原点O位置に振り戻すための比例係
数であり、第3図に示した第2の乗算!128の出力を
利用することができる。
第5図に示すものは第1の乗算器27の出力を利用した
ものでα分をδX及び61分に加えて補償した場合であ
る。
ものでα分をδX及び61分に加えて補償した場合であ
る。
以下、本発明の系統図を第5図について説明する。なお
、第3図と同一部分には同一符号を付して重複説明は省
略する。
、第3図と同一部分には同一符号を付して重複説明は省
略する。
第5図の乗算1127よりの矩形ビーム断面のサイズに
対応する面積Sの信号は第3及び第4の乗算器30,3
1に与えられる。該第3及び第4の乗算器にはメモリ回
路32.33に記憶された第■及び第2式に示した原点
0′を0に振り戻す量のデータが与えられているために
X軸及びY軸に於てδに・S、δy −8の乗算がなさ
れ、演算回路34.35に乗算130.31の出力が入
力される。演算回路34.35には補正回路38よりの
出力が与えられて、加算又は減算等の演算がなされる。
対応する面積Sの信号は第3及び第4の乗算器30,3
1に与えられる。該第3及び第4の乗算器にはメモリ回
路32.33に記憶された第■及び第2式に示した原点
0′を0に振り戻す量のデータが与えられているために
X軸及びY軸に於てδに・S、δy −8の乗算がなさ
れ、演算回路34.35に乗算130.31の出力が入
力される。演算回路34.35には補正回路38よりの
出力が与えられて、加算又は減算等の演算がなされる。
補正回路38にはX軸及びY軸のメモリ回路36.37
より電子ビーム6を走査する基準位置の値が与えられて
利得gz + gy sローテーシ替ンrx +
ry sオフセットOg 、 Oy九台形歪hx、
h、 、等の量が補正され、該補正回路38の出力に
は次の式で示す出力が取り出される。
より電子ビーム6を走査する基準位置の値が与えられて
利得gz + gy sローテーシ替ンrx +
ry sオフセットOg 、 Oy九台形歪hx、
h、 、等の量が補正され、該補正回路38の出力に
は次の式で示す出力が取り出される。
Xo ’−Xo+Xo ・gg +Yo ・rx+h
) ・ Xo−Yo+o、+ H+ 13)Y
O′==YO+YO・gy+XO・rl+h −Xo−
YO+0/ ・・・(4)ン 補正回路38よりのXo’、Yo’信号は演算回路34
.35によってδx−8,δy−sと加算或いは減算さ
れて増幅回路39.40を通してメインの偏向器又はサ
ブの偏向器11等に与えてリフオーカスによって生じた
電子ビーム6の位置ずれを振り戻して光学系の中心軸0
−0に合せるようにすると共に試料13中を所定方向走
査して露光を行うようになされる。
) ・ Xo−Yo+o、+ H+ 13)Y
O′==YO+YO・gy+XO・rl+h −Xo−
YO+0/ ・・・(4)ン 補正回路38よりのXo’、Yo’信号は演算回路34
.35によってδx−8,δy−sと加算或いは減算さ
れて増幅回路39.40を通してメインの偏向器又はサ
ブの偏向器11等に与えてリフオーカスによって生じた
電子ビーム6の位置ずれを振り戻して光学系の中心軸0
−0に合せるようにすると共に試料13中を所定方向走
査して露光を行うようになされる。
上記、実施例ではメインの偏向器又はサブの偏向器に補
正信号を加えた場合を説明したが光学系に振り戻し補正
用の偏向器を設けて、該偏向器に補正信号を加えてもよ
いことは勿論である。又偏向器の配置位置は場所によっ
て電子ビームの移動量が興なるため最終レンズ系の1つ
前のレンズ系近傍に配することができる。
正信号を加えた場合を説明したが光学系に振り戻し補正
用の偏向器を設けて、該偏向器に補正信号を加えてもよ
いことは勿論である。又偏向器の配置位置は場所によっ
て電子ビームの移動量が興なるため最終レンズ系の1つ
前のレンズ系近傍に配することができる。
更に上記実施例では電子ビームの振り戻し量を電気的に
測定した値をメモリ回路に記憶した量で補正したが振り
戻すべき量を検出して、この検出値に応じて補正を行っ
たり、光学系の管壁外に配した磁石又は電磁コイル等で
位置ずれを補正することもできる。
測定した値をメモリ回路に記憶した量で補正したが振り
戻すべき量を検出して、この検出値に応じて補正を行っ
たり、光学系の管壁外に配した磁石又は電磁コイル等で
位置ずれを補正することもできる。
(7)発明の効果
本発明の叙述の如く構成させたのでリフオーカス時に生
ずる電子ビームの位置ずれを自動的に補正することがで
きる特徴を有するものである。
ずる電子ビームの位置ずれを自動的に補正することがで
きる特徴を有するものである。
11図は従来の可変矩形電子ビーム露光装置の原理を説
明するための光学系路図、第2図は従来の可変矩形電子
ビーム露光装置の光学系と駆動系を示す系統図、第3図
は第2図のりフォーカス方法を説明するための系統図、
第4図は本発明の詳細な説明するための電子ビーム断面
を示す平面図、第5図は本発明の可変矩形電子ビーム露
光装置の補正回路部分の系統図である。 1.4・・・第1.第2のマスク、11・・・メイン又
はサブ偏向器、15・・・データメモリ、16.17・
・・レジスタ、27.2B、30゜31・・・第1〜第
4の乗算器、32.33゜36.37・・・メモリ、3
4.35・・・演算回路。
明するための光学系路図、第2図は従来の可変矩形電子
ビーム露光装置の光学系と駆動系を示す系統図、第3図
は第2図のりフォーカス方法を説明するための系統図、
第4図は本発明の詳細な説明するための電子ビーム断面
を示す平面図、第5図は本発明の可変矩形電子ビーム露
光装置の補正回路部分の系統図である。 1.4・・・第1.第2のマスク、11・・・メイン又
はサブ偏向器、15・・・データメモリ、16.17・
・・レジスタ、27.2B、30゜31・・・第1〜第
4の乗算器、32.33゜36.37・・・メモリ、3
4.35・・・演算回路。
Claims (1)
- ビームサイズの変化に同期してピントを微小変化させる
可変矩形電子ビーム露光装置に於て、ビーム位置ずれ量
を測定して偏向器にビーム位置ずれ量の変化分を加えて
位置ずれを補正することを特徴とする電子ビーム露光装
置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56211201A JPS58121625A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 電子ビ−ム露光装置 |
DE8282306994T DE3279856D1 (en) | 1981-12-28 | 1982-12-30 | Scanning electron beam exposure system |
EP82306994A EP0083246B1 (en) | 1981-12-28 | 1982-12-30 | Scanning electron beam exposure system |
US07/339,887 US4968893A (en) | 1981-12-28 | 1989-04-18 | Scanning electron beam exposure system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56211201A JPS58121625A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 電子ビ−ム露光装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58121625A true JPS58121625A (ja) | 1983-07-20 |
JPH047088B2 JPH047088B2 (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=16602033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56211201A Granted JPS58121625A (ja) | 1981-12-28 | 1981-12-28 | 電子ビ−ム露光装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4968893A (ja) |
EP (1) | EP0083246B1 (ja) |
JP (1) | JPS58121625A (ja) |
DE (1) | DE3279856D1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5961134A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-07 | Toshiba Corp | 荷電ビ−ム露光装置 |
JP2011071248A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Advantest Corp | 電子ビーム露光装置 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2651298B2 (ja) * | 1991-10-29 | 1997-09-10 | 富士通株式会社 | ビーム焦点調整器及び電子ビーム装置 |
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