(57)【要約】【課題】電子線の照射ムラを抑制可能な電子線照射装置を提供する。【解決手段】電子線照射装置は、ステージと、本体部と、第１機構と、を含む。本体部は、ステージの上に設けられる。本体部は、基板と、複数の第１部材と、第１層と、を含む。複数の第１部材は、基板のステージと対向する第１面に設けられ、第１方向と交差する第２方向に離間して並ぶ。第１層は、ステージと複数の第１部材との間、及び、ステージと基板との間に設けられる。第１層は、光線を電子線に変換する。第１機構は、ステージ及び本体部の少なくともいずれかに設けられる。第１機構は、ステージ及び本体部の少なくともいずれかを、第２方向に相対的に移動させる。移動の距離は、第１部材の第２方向における中心と、第１部材と隣り合う別の第１部材の第２方向における中心と、の間隔以上である。【選択図】図１
2017053823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージと、
前記ステージの上に設けられた本体部であって、
基板と、
前記基板の前記ステージと対向する第１面に設けられ、前記ステージから前記基板に向かう第１方向と交差する第２方向に離間して並ぶ複数の第１部材と、
前記ステージと前記複数の第１部材との間、及び、前記ステージと前記基板との間に設けられた第１層であって、光線を電子線に変換する第１層と、
を含む本体部と、
前記ステージ及び前記本体部の少なくともいずれかに設けられた第１機構であって、前記ステージ及び前記本体部の少なくともいずれかを、前記第２方向に相対的に移動させる第１機構と、
を備え、
前記移動の距離は、前記第１部材の前記第２方向における中心と、前記第１部材と隣り合う別の前記第１部材の前記第２方向における中心と、の間隔以上である電子線照射装置。
【請求項２】
前記第１機構は、前記第１方向に沿う第１軸を中心として、前記移動を繰り返す請求項１記載の電子線照射装置。
【請求項３】
前記間隔は、２マイクロメートル以下である請求項１または２に記載の電子線照射装置。
【請求項４】
ステージと、
前記ステージの上に設けられた本体部であって、
基板と、
前記基板の前記ステージと対向する第１面に設けられ、前記ステージから前記基板に向かう第１方向と交差する第２方向に離間して並ぶ複数の第１部材と、
前記ステージと前記複数の第１部材との間、及び、前記ステージと前記基板との間に設けられた第１層であって、光線を電子線に変換する第１層と、
を含む本体部と、
前記ステージと前記本体部との間に設けられた第１機構であって、磁場または電場を発生させて、前記電子線の方向を変化させる第１機構と、
を備えた電子線照射装置。
【請求項５】
前記第１機構は、前記電子線が入射する第１電子レンズ部と、前記第１電子レンズ部と前記ステージとの間に設けられた第２電子レンズ部と、を含み、
前記電子線の焦点は、前記第１電子レンズ部と前記第２電子レンズ部との間に位置する請求項４記載の電子線照射装置。
【請求項６】
ステージと、
前記ステージの上に設けられた本体部であって、
基板と、
前記基板の前記ステージと対向する第１面に設けられ、前記ステージから前記基板に向かう第１方向と交差する第２方向に離間して並ぶ複数の第１部材と、
前記ステージと前記複数の第１部材との間、及び、前記ステージと前記基板との間に設けられた第１層であって、光線を電子線に変換する第１層と、
を含む本体部と、
前記ステージ及び前記本体部の少なくともいずれかに設けられた第１機構であって、前記ステージ及び前記本体部の少なくともいずれかを、前記第２方向に相対的に移動させる第１機構と、
を備えた電子線照射装置。
【請求項７】
前記本体部の前記第２方向に沿う長さは、前記ステージの前記第２方向に沿う長さよりも短い請求項６記載の電子線照射装置。
【請求項８】
前記本体部と前記ステージとの間に設けられた第２機構をさらに備え、
前記第２機構は、磁場または電場を発生させて、前記電子線の方向を変化させる請求項６または７に記載の電子線照射装置。
【請求項９】
ステージと、
前記ステージの上に設けられた本体部であって、
基板と、
前記基板の前記ステージと対向する第１面に設けられ、前記ステージから前記基板に向かう第１方向と交差する第２方向に離間して並ぶ複数の第１部材と、
前記ステージと前記複数の第１部材との間、及び、前記ステージと前記基板との間に設けられた第１層であって、光線を電子線に変換する第１層と、
を含む本体部と、
前記ステージと前記本体部との間に設けられた第１機構であって、前記電子線を偏向させ、前記電子線の照射位置を前記第２方向に移動させる第１機構と、
を備え、
前記移動の距離は、前記第１部材の前記第２方向における中心と、前記第１部材と隣り合う別の前記第１部材の前記第２方向における中心と、の間隔以上である電子線照射装置。
【請求項１０】
前記第１機構は、前記第１方向に沿う第１軸を中心として、前記移動を繰り返す請求項９記載の電子線照射装置。
【請求項１１】
前記第１機構と前記本体部との間に設けられた第２機構をさらに備え、
前記第２機構は、磁場または電場を発生させて、前記電子線の方向を変化させる請求項９または１０に記載の電子線照射装置。
【請求項１２】
前記間隔は、２マイクロメートル以下である請求項９〜１１のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項１３】
前記光線の波長は、１００ナノメートル以上、４００ナノメートル以下である請求項１〜１２のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項１４】
前記複数の第１部材は、表面プラズモン共鳴を発生させるパターンに従って設けられている請求項１〜１３のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項１５】
前記基板は、上面を含み、
前記光線は、前記上面から入射する請求項１〜１４のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項１６】
前記第１部材は、金、銀、チタン、アルミニウム及びクロムよりなる群から選択された少なくとも１つを含む請求項１〜１５のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【請求項１７】
前記第１層は、金及びルテニウムの少なくとも１つを含む請求項１〜１６のいずれか１つに記載の電子線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電子線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体材料の改質を目的として、電子線(ＥＢ：Electron Beam)を照射する技術がある。半導体以外にも、例えば、インキの硬化、フィルムの改質、殺菌などの用途にも電子線照射が用いられる。光電変換を利用した電子線照射装置がある。このような電子線照射装置においては、表面プラズモン共鳴が利用される。これにより、光電変換の効率を上げることができるが、電子線を均一に照射することが難しく、照射ムラが発生する場合がある。電子線の照射ムラを抑制可能な電子線照射装置が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３９７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、電子線の照射ムラを抑制可能な電子線照射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、ステージと、本体部と、第１機構と、を含む。前記本体部は、前記ステージの上に離間して設けられる。前記本体部は、基板と、複数の第１部材と、第１層と、を含む。前記複数の第１部材は、前記基板の前記ステージと対向する第１面に設けられる。前記複数の第１部材は、前記ステージから前記基板に向かう第１方向と交差する第２方向に離間して並ぶ。前記第１層は、前記ステージと前記複数の第１部材、及び、前記ステージと前記基板との間に設けられる。前記第１層は、光線を電子線に変換する。前記第１機構は、前記ステージ及び前記本体部の少なくともいずれかに設けられる。前記第１機構は、前記ステージ及び前記本体部の少なくともいずれかを前記第２方向に相対的に移動させる。前記移動の距離は、前記第１部材の前記第２方向における中心と、前記第１部材と隣り合う別の前記第１部材の前記第２方向における中心と、の間隔以上である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係る電子線照射装置を例示する模式図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、参考例に係る電子線照射装置を例示する模式図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第２の実施形態に係る電子線照射装置を例示する模式図である。
【図４】第３の実施形態に係る電子線照射装置を例示する模式図である。
【図５】第４の実施形態に係る電子線照射装置を例示する模式図である。
【図６】第４の実施形態に係る電子線照射装置を例示する模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る電子線照射装置を例示する模式図である。
実施形態に係る電子線照射装置１１０は、ステージ１０と、本体部３０と、第１機構４０と、直流電源５０と、を含む。
【０００９】
ステージ１０は、照射対象物２０を載置可能である。照射対象物２０には、例えば、半導体ウェーハなどが用いられる。
【００１０】
本体部３０は、ステージ１０の上に離間して設けられている。本体部３０は、基板３３と、複数の第１部材３１と、第１層３２と、を含む。基板３３は、例えば、光透過性を有する。基板３３の材料には、例えば、石英などが用いられる。基板３３は、上面３３ａと、下面３３ｂと、を含む。上面３３ａには、例えば、波長が１００ナノメートル（ｎｍ）以上４００ｎｍ以下の光線Ｌが入射する。光線Ｌには、比較的高い振動数を持つＵＶ(Ultra Violet)光が用いられる。光線Ｌの光源としては、水銀ランプや、キセノンランプ、クリプトンランプ、レーザ光源などが用いられる。光源としては、例えば、ＬＥＤ(Light Emitting Diode)方式、フラッシュランプ方式などの各種光源を用いることができる。
【００１１】
実施形態においては、光線Ｌが基板３３の上面３３ａに対して垂直に入射する例を表しているが、光線Ｌの入射方向は垂直に限定されない。光線Ｌは上面３３ａに対して斜めに入射してもよい。以下に説明する各実施形態において同様である。
【００１２】
複数の第１部材３１は、ステージ１０と基板３３との間に設けられる。複数の第１部材３１は、基板３３のステージ１０と対向する第１面（例えば、下面３３ｂ）に設けられる。複数の第１部材３１は、ステージ１０から基板３３に向かう第１方向と交差する第２方向に離間して並ぶ。第１層３２は、ステージ１０と複数の第１部材３１との間、及び、ステージ１０と基板３３との間に設けられている。
【００１３】
ここで、ステージ１０から基板３３に向かう方向をＺ方向とする。Ｚ方向と交差する１つの方向であって基板３３の上面３３ａ及び下面３３ｂに沿う方向をＸ方向とする。Ｚ方向及びＸ方向と交差する１つの方向であって基板３３の上面３３ａ及び下面３３ｂに沿う方向をＹ方向とする。第１方向は、例えば、Ｚ方向である。第２方向は、例えば、Ｘ方向である。第３方向は、例えば、Ｙ方向である。
【００１４】
第１部材３１と第１層３２とが重なる領域を第１領域ｒ１とする。隣り合う２つの第１部材３１の間の領域を第２領域ｒ２とする。第１領域ｒ１は、凸部となる。第２領域ｒ２は、凹部となる。第２領域ｒ２の幅Ｗは、例えば、０．２（マイクロメートル）μｍ以上、１．５μｍ以下である。
【００１５】
複数の第１部材３１及び第１層３２は、基板３３の下面３３ｂの側に設けられる。複数の第１部材３１は、Ｘ方向において周期的に離間して並ぶ。この例においては、複数の第１部材３１は、Ｙ方向に延びている。複数の第１部材３１は、例えば、ライン状である。複数の第１部材３１は、周期的にパターニングされ、表面プラズモン共鳴を発生させる。第１部材３１の材料には、例えば、金、銀、チタン、アルミニウム及びクロムよりなる群から選択された少なくとも１つが用いられる。この例においては、第１部材３１の材料には、クロムが用いられる。
【００１６】
複数の第１部材３１は、表面プラズモン共鳴が発生するパターンに従って設けられている。表面プラズモン共鳴とは、例えば、金属表面に光が入射したときに金属表面の自由電子の粗密波（表面プラズモン波）が、入射光により生成されたエバネッセント波に共鳴して励起される現象である。表面プラズモン共鳴は、金属の種類、形状、サイズ、及び周囲の物質等に応じた特定の波長領域で生じる。表面プラズモン共鳴によって、金属の表面及びその近傍において電場が増強される。パターンを設けることで、パターンを設けない場合と比べ、約１０倍程度の電流密度が得られる。
【００１７】
第１層３２は、複数の第１部材３１と、複数の第１部材３１が設けられていない基板３３の一部と、を覆う。第１層３２は、光線Ｌを電子線Ｂに変換する光電変換機能を有する。第１層３２には、光電効果により電子線Ｂを放出する導電性の材料が用いられる。第１層３２には、例えば、金及びルテニウムの少なくとも１つが用いられる。第１層３２には、金属の他、例えば、金属酸化物、ＧａＡｓ−ＧａＡｓＰなどの超格子半導体などを用いてもよい。この例においては、第１層３２には、金が用いられる。第１層３２の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上、３０ｎｍ以下である。
【００１８】
第１層３２から出射された電子線Ｂは、ステージ１０の上に載置された照射対象物２０に照射される。第１層３２と照射対象物２０との間には、直流電源５０により、電子線Ｂの加速用に直流電圧を印加しておく。このときの電圧は、必要な加速に応じて変化させればよく、例えば、１００Ｖ以上、数１０ｋＶ以下、で設定することができる。
【００１９】
実施形態に係る電子線照射装置１１０は、第１機構４０を含む。第１機構４０は、ステージ１０及び本体部３０の少なくともいずれかに設けられる。第１機構４０は、ステージ１０及び本体部３０の少なくともいずれかを、Ｘ方向に相対的に移動させる。移動の距離は、間隔Ｔ以上である。間隔Ｔとは、第１部材３１のＸ方向における中心ｃ１と、第１部材３１と隣り合う別の第１部材３１のＸ方向における中心ｃ２と、の間の距離である。間隔Ｔは、複数の第１部材３１が配置される周期に対応する。間隔Ｔは、例えば、２マイクロメートル（μｍ）以下である。第１機構４０は、第１軸ａｘ１を中心として、この移動を繰り返す。すなわち、第１機構４０は、ステージ１０及び本体部３０の少なくともいずれかを、間隔Ｔ以上の幅で相対的に揺動させる。第１軸ａｘ１は、ステージ１０及び本体部３０を通り、Ｚ方向に沿う１つの仮想的な軸である。
【００２０】
第１機構４０は、照射対象物２０の上面２０ｕにおける電子線Ｂの照射量を実質的に均一化する機構である。第１機構４０は、例えば、ステージ１０に設けられる。第１機構４０は、第１軸ａｘ１を中心として、ステージ１０を本体部３０に対して間隔Ｔ以上の幅で揺動させる。第１機構４０は、ステージ１０を微小に揺動させる。第１機構４０は、例えば、ピエゾ素子を用いたアクチュエータを含む。第１機構４０としては、照射時間や揺動量などにより各種の方式を採用可能である。
【００２１】
ステージ１０の揺動量は、複数の第１部材３１の間隔Ｔ以上であればよい。例えば、間隔Ｔが２μｍであれば、第１軸ａｘ１を中心として、ステージ１０を本体部３０に対して２μｍ以上の幅で揺動させる。揺動方向は、＋Ｘ方向、及び、−Ｘ方向である。間隔Ｔ以上の揺動により、照射対象物２０の上面２０ｕにおける電子線Ｂの照射量は実質的に均一化される。
【００２２】
第１機構４０は、本体部３０に設けられていてもよい。この場合、第１機構４０は、第１軸ａｘ１を中心として、本体部３０をステージ１０に対して間隔Ｔ以上の幅で揺動させる。第１機構４０は、本体部３０を微小に揺動させる。
【００２３】
このように、実施形態によれば、第１機構４０により、照射対象物２０の上面２０ｕに対して電子線Ｂを均一に照射することができる。これにより、電子線Ｂの照射ムラを抑制することができる。さらに、周期的にパターニングされた複数の第１部材３１を設けることで、表面プラズモン共鳴を発生させることができる。このため、電流密度を高め、光電変換の効率を上げることができる。
【００２４】
実施形態の電子線照射装置１１０を用いることで、例えば、半導体材料等に効率的に電子線Ｂを照射することが可能となる。例えば、レジスト形成後に電子線Ｂを照射した場合、レジストが改質され、その後のエッチングプロセスにおける耐性を向上させることができる。
【００２５】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、参考例に係る電子線照射装置を例示する模式図である。
図２（ａ）と図２（ｂ）とはそれぞれ別の参考例である。
【００２６】
図２（ａ）に表すように、電子線照射装置１９８は、光学ガイド１９８ａと、光入射窓１９８ｂと、フォトカソード１９８ｃと、真空容器１９８ｄと、ビーム取り出し窓１９８ｅと、を含む。真空容器１９８ｄには、フォトカソード１９８ｃと、ビーム取り出し窓１９８ｅと、が設けられている。ビーム取り出し窓１９８ｅと対向する位置に、照射対象１９８ｆが設けられている。
【００２７】
光源から出射された光線Ｌ（ＵＶ光）は、光学ガイド１９８ａを介して光入射窓１９８ｂから真空容器１９８ｄ内に入射する。真空容器１９８ｄ内に入射した光線Ｌは、フォトカソード１９８ｃに照射される。フォトカソード１９８ｃは、光線Ｌを光電変換して電子線Ｂを放出する。電子線Ｂは、ビーム取り出し窓１９８ｅを介して照射対象１９８ｆに照射される。
【００２８】
電子線照射装置１９８においては、光電変換を利用した方式が採用されているが、光電変換の効率が十分ではないため、高い電流密度を得ることが困難であった。
【００２９】
これに対して、図２（ｂ）に表すように、表面プラズモン共鳴を利用する電子線照射装置１９９がある。電子線照射装置１９９においては、表面プラズモン共鳴を利用し、光電変換の効率を向上させ、高い電流密度を得ることができる。
【００３０】
表面プラズモン共鳴を利用する場合、光電変換面に周期的なパターンを設けなくてはならない。パターンによって電子線の進行方向が限定されてしまい、電子線を照射対象に均一に照射することが困難となる。このため、電子線の照射ムラが発生する場合がある。
【００３１】
これに対して、実施形態に係る電子線照射装置１１０は、第１機構４０を含む。第１機構４０は、ステージ１０及び本体部３０の少なくともいずれかに設けられる。第１機構４０は、第１軸ａｘ１を中心として、ステージ１０及び本体部３０の少なくともいずれかを、間隔Ｔ以上の幅で揺動させる。これにより、電子線Ｂを照射対象物２０に均一に照射することができる。これにより、電子線Ｂの照射ムラを抑制することができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第２の実施形態に係る電子線照射装置を例示する模式図である。
図３（ａ）は、電子線照射装置を例示する模式図である。
図３（ｂ）は、図３（ａ）の電子線照射装置における電子線の状態を模式的に示す図である。
【００３３】
図３（ａ）に表すように、実施形態に係る電子線照射装置１１１は、ステージ１０と、本体部３０と、第１機構４１と、直流電源５０と、を含む。
【００３４】
ステージ１０は、照射対象物２０を載置可能である。照射対象物２０には、例えば、半導体ウェーハなどが用いられる。
【００３５】
本体部３０は、基板３１と、複数の第１部材３１と、第１層３２と、を含む。複数の第１部材３１及び第１層３２は、基板３３の下面３３ｂの側に設けられる。複数の第１部材３１は、Ｘ方向において周期的に離間して並ぶ。この例においては、複数の第１部材３１は、Ｙ方向に延びている。複数の第１部材３１は、例えば、ライン状である。複数の第１部材３１は、周期的にパターニングされ、表面プラズモン共鳴を発生させる。第１部材３１の材料には、例えば、金、銀、チタン、アルミニウム及びクロムよりなる群から選択された少なくとも１つが用いられる。この例においては、第１部材３１の材料には、クロムが用いられる。
【００３６】
第１層３２は、複数の第１部材３１と、複数の第１部材３１が設けられていない基板３３の一部と、を覆う。第１層３２は、光線Ｌを電子線Ｂに変換する光電変換機能を有する。第１層３２には、光電効果により電子線Ｂを放出する導電性の材料が用いられる。第１層３２には、例えば、金及びルテニウムの少なくとも１つが用いられる。第１層３２には、金属の他、例えば、金属酸化物、ＧａＡｓ−ＧａＡｓＰなどの超格子半導体などを用いてもよい。この例においては、第１層３２には、金が用いられる。
【００３７】
実施形態に係る電子線照射装置１１１は、第１機構４１を含む。第１機構４１は、本体部３０とステージ１０との間に設けられる。第１機構４１は、磁場または電場を発生させて、電子線Ｂの方向を変化（屈折）させる。これにより、電子線Ｂの焦点を、照射対象物２０の上面２０ｕ以外の位置で結ばせる。第１機構４１は、例えば、電子レンズを含む。電子レンズには、磁界を利用する磁界レンズと、電界を利用する電界レンズ（静電レンズともいう）と、がある。第１機構４１には、磁界レンズ及び電界レンズのいずれも適用できる。
【００３８】
第１層３２から出射された電子線Ｂの方向は、第１機構４１により変化する。第１機構４１の設計及び配置を調整することで、複数の第１領域ｒ１及び複数の第２領域ｒ２に基づく電子線Ｂの像を無限遠に結ばせることが可能となる。このような配置は、ケーラー照明法と呼ばれる手法に基づいている。ケーラー照明法とは、面を均一に照明する手法の１つである。ケーラー照明法を電子線照射に応用することで、照射対象物２０の上面２０ｕにおける照射量を実質的に均一にすることができる。
【００３９】
図３（ｂ）に表すように、第１機構４１は、第１電子レンズ部４１ａと、第２電子レンズ部４１ｂと、を含む。第２電子レンズ部４１ｂは、第１電子レンズ部４１ａとステージ１０との間に設けられる。電子線Ｂの焦点Ｆは、第１電子レンズ部４１ａと第２電子レンズ部４１ｂとの間に位置する。第１電子レンズ部４１ａは、例えば、電子線Ｂを収束させるコンデンサレンズとして機能する。第２電子レンズ部４１ｂは、例えば、対物レンズとして機能する。つまり、第１電子レンズ部４１ａで第２電子レンズ部４１ｂの前方焦点面に電子線Ｂの像を結ばせる。言い換えると、第１電子レンズ部４１ａから出射された電子線Ｂは、第２電子レンズ部４１ｂの焦点Ｆを通って第２電子レンズ部４１ｂを通る。これにより、第２電子レンズ部４１ｂから出射される電子線Ｂを平行にすることができる。
【００４０】
磁界レンズの場合、第１電子レンズ部４１ａ及び第２電子レンズ部４１ｂのそれぞれは、コイルを含む。第１電子レンズ部４１ａ及び第２電子レンズ部４１ｂのそれぞれは、コイルに電流を流すことにより磁場を発生させる。電界レンズの場合、第１電子レンズ部４１ａ及び第２電子レンズ部４１ｂのそれぞれは、電極を含む。第１電子レンズ部４１ａ及び第２電子レンズ４１ｂのそれぞれは、電極に電圧を印加することにより電場を発生させる。
【００４１】
このように、実施形態によれば、第２電子レンズ部４１ｂから平行な電子線Ｂが出射される。このため、電子線Ｂは照射対象物２０の上面２０ｕに均一に照射される。これにより、電子線Ｂの照射ムラを抑制することができる。さらに、周期的にパターニングされた複数の第１部材３１を設けることで、表面プラズモン共鳴を発生させることができる。これにより、電流密度を高め、光電変換の効率を上げることができる。
【００４２】
（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態に係る電子線照射装置を例示する模式図である。
実施形態に係る電子線照射装置１１２は、ステージ１０と、本体部３０と、第１機構４２と、第２機構４３と、直流電源５０と、を含む。
【００４３】
ステージ１０は、照射対象物２０を載置可能である。照射対象物２０には、例えば、半導体ウェーハなどが用いられる。
【００４４】
本体部３０は、基板３３と、複数の第１部材３１と、第１層３２と、を含む。複数の第１部材３１及び第１層３２は、基板３３の下面３３ｂの側に設けられる。複数の第１部材３１は、Ｘ方向において周期的に離間して並ぶ。この例においては、複数の第１部材３１は、Ｙ方向に延びている。複数の第１部材３１は、例えば、ライン状である。複数の第１部材３１は、周期的にパターニングされ、表面プラズモン共鳴を発生させる。第１部材３１の材料には、例えば、金、銀、チタン、アルミニウム及びクロムよりなる群から選択された少なくとも１つが用いられる。この例においては、第１部材３１の材料には、クロムが用いられる。
【００４５】
第１層３２は、複数の第１部材３１と、複数の第１部材３１が設けられていない基板３３の一部と、を覆う。第１層３２は、光線Ｌを電子線Ｂに変換する光電変換機能を有する。第１層３２には、光電効果により電子線Ｂを放出する導電性の材料が用いられる。第１層３２には、例えば、金及びルテニウムの少なくとも１つが用いられる。第１層３２には、金属の他、例えば、金属酸化物、ＧａＡｓ−ＧａＡｓＰなどの超格子半導体などを用いてもよい。この例においては、第１層３２には、金が用いられる。
【００４６】
実施形態に係る電子線照射装置１１２は、第１機構４２を含む。第１機構４２は、ステージ１０及び本体部３０の少なくともいずれかに設けられる。本体部３０のＸ方向に沿う長さＬＬ１は、ステージ１０のＸ方向に沿う長さＬＬ２よりも短いことが望ましい。第１機構４２は、ステージ１０及び本体部３０の少なくともいずれかを、Ｘ方向に相対的に移動させる。第１機構４２は、ステージ１０または本体部３０を等速移動させる。移動方向は、＋Ｘ方向、または、−Ｘ方向である。第１機構４２は、例えば、一般的なアクチュエータを含む。
【００４７】
第１機構４２は、例えば、ステージ１０に設けられる。第１機構４２は、ステージ１０を本体部３０に対して移動させる。第１機構４２は、本体部３０に設けられていてもよい。この場合、第１機構４２は、本体部３０をステージ１０に対して移動させる。
【００４８】
このように、実施形態によれば、本体部３０及びステージ１０の少なくともいずれかを、Ｘ方向に相対的に移動させる。このため、電子線Ｂを照射対象物２０に均一に照射することができる。これにより、電子線Ｂの照射ムラを抑制することができる。さらに、周期的にパターニングされた複数の第１部材３１を設けることで、表面プラズモン共鳴を発生させることができる。これにより、電流密度を高め、光電変換の効率を上げることができる。
【００４９】
電子線照射装置１１２は、第２機構４３をさらに含むことができる。第２機構４３は、本体部３０とステージ１０との間に設けられる。第２機構４３は、磁場または電場を発生させて、電子線Ｂの方向を変化（屈折）させる。これにより、電子線Ｂの焦点を、照射対象物２０の上面２０ｕ以外の位置で結ばせる。第２機構４３は、例えば、電子レンズを含む。
【００５０】
このように、第１機構４２に加え、さらに、第２機構４３を設けることで、照射対象物２０に対する電子線Ｂの照射量の均一性をさらに高めることができる。これにより、電子線Ｂの照射ムラをさらに効果的に抑制することができる。
【００５１】
（第４の実施形態）
図５は、第４の実施形態に係る電子線照射装置を例示する模式図である。
図６は、第４の実施形態に係る電子線照射装置を例示する模式的斜視図である。
実施形態に係る電子線照射装置１１３は、ステージ１０と、本体部３０と、第１機構４４と、第２機構４５と、直流電源５０と、を含む。
【００５２】
ステージ１０は、照射対象物２０を載置可能である。照射対象物２０には、例えば、半導体ウェーハなどが用いられる。
【００５３】
本体部３０は、基板３３と、複数の第１部材３１と、第１層３２と、を含む。複数の第１部材３１及び第１層３２は、基板３３の下面３３ｂの側に設けられる。複数の第１部材３１は、Ｘ方向において周期的に離間して並ぶ。この例においては、複数の第１部材３１は、Ｙ方向に延びている。複数の第１部材３１は、例えば、ライン状である。複数の第１部材３１は、周期的にパターニングされ、表面プラズモン共鳴を発生させる。第１部材３１の材料には、例えば、金、銀、チタン、アルミニウム及びクロムよりなる群から選択された少なくとも１つが用いられる。この例においては、第１部材３１の材料には、クロムが用いられる。
【００５４】
第１層３２は、複数の第１部材３１と、複数の第１部材３１が設けられていない基板３３の一部と、を覆う。第１層３２は、光線Ｌを電子線Ｂに変換する光電変換機能を有する。第１層３２には、光電効果により電子線Ｂを放出する導電性の材料が用いられる。第１層３２には、例えば、金及びルテニウムの少なくとも１つが用いられる。第１層３２には、金属の他、例えば、金属酸化物、ＧａＡｓ−ＧａＡｓＰなどの超格子半導体などを用いてもよい。この例においては、第１層３２には、金が用いられる。
【００５５】
実施形態に係る電子線照射装置１１３は、第１機構４４を含む。第１機構４４は、本体部３０とステージ１０との間に設けられる。第１機構４４は、電子線Ｂを偏向させ、照射対象物２０の上面２０ｕにおける電子線Ｂの照射位置をＸ方向に移動させる。移動の距離は、間隔Ｔ以上である。第１機構４０は、第１軸ａｘ１を中心として、この移動を繰り返す。つまり、第１機構４４は、電子線Ｂを偏向させ、照射対象物２０の上面２０ｕにおける電子線Ｂの照射位置を、間隔Ｔ以上の幅で揺動させる。揺動方向は、＋Ｘ方向、及び、−Ｘ方向である。第１機構４４は、例えば、偏向器を含む。
【００５６】
このように、実施形態によれば、第１〜第３の実施形態と同様に、電子線Ｂを照射対象物２０に均一に照射することができる。これにより、電子線Ｂの照射ムラを抑制することができる。さらに、周期的にパターニングされた複数の第１部材３１を設けることで、表面プラズモン共鳴を発生させることができる。これにより、電流密度を高め、光電変換の効率を上げることができる。
【００５７】
電子線照射装置１１３は、第２機構４５をさらに含むことができる。第２機構４５は、第１機構４４と本体部３０との間に設けられる。第２機構４５は、磁場または電場を発生させて、電子線Ｂの方向を変化（屈折）させる。これにより、電子線Ｂの焦点を、照射対象物２０の上面２０ｕ以外の位置で結ばせる。第２機構４５は、例えば、電子レンズを含む。
【００５８】
このように、第１機構４４に加え、さらに、第２機構４５を設けることで、照射対象物２０に対する電子線Ｂの照射量の均一性をさらに高めることができる。これにより、電子線Ｂの照射ムラをさらに効果的に抑制することができる。
【００５９】
なお、第１〜第４の実施形態においては、光線Ｌが基板３３の上面３３ａから入射する例について示した。光線Ｌを、第１層３２の側から斜めに入射させるようにしてもよい。この場合、基板３３は、光透過性でなくてもよい。
【００６０】
実施形態によれば、電子線の照射ムラを抑制可能な電子線照射装置が提供できる。
【００６１】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、ステージ、本体部及び第１機構などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
【００６２】
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【００６３】
その他、本発明の実施の形態として上述した電子線照射装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての電子線照射装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【００６４】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【００６５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６６】
１０…ステージ、  ２０…照射対象物、  ２０ｕ…上面、  ３０…本体部、  ３１…第１部材、  ３２…第１層、  ３３…基板、  ３３ａ…上面、  ３３ｂ…下面、  ４０、４１、４２、４４…第１機構、  ４１ａ、４１ｂ…第１、第２電子レンズ部、  ４３、４５…第２機構、  ５０…直流電源、  １１０〜１１３、１９８、１９９…電子線照射装置、  １９８ａ…光学ガイド、  １９８ｂ…光入射窓、  １９８ｃ…フォトカソード、  １９８ｄ…真空容器、  １９８ｅ…ビーム取り出し窓、  １９８ｆ…照射対象、  Ｂ…電子線、  Ｆ…焦点、  Ｌ…光線、  ＬＬ１、ＬＬ２…長さ、  Ｔ…間隔、  Ｗ…幅、  ａｘ１…第１軸、  ｃ１、ｃ２…中心、  ｒ１、ｒ２…第１、第２領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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