JP2000173522A - 荷電ビーム描画装置 - Google Patents
荷電ビーム描画装置Info
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- JP2000173522A JP2000173522A JP10348166A JP34816698A JP2000173522A JP 2000173522 A JP2000173522 A JP 2000173522A JP 10348166 A JP10348166 A JP 10348166A JP 34816698 A JP34816698 A JP 34816698A JP 2000173522 A JP2000173522 A JP 2000173522A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】静電偏向器に静電レンズ用の高電圧を印加する
荷電ビーム描画装置の高精度な高速偏向系を実現するこ
とを目的とする。 【解決手段】複数の高速偏向用のアンプをその電源ごと
絶縁してそれぞれの基準電位を静電レンズ用の高圧電源
の出力に一致させ、高圧電源の基準電位は電子光学鏡筒
に一致させ、高速偏向アンプの出力電圧を静電偏向電極
に印加して、さらに対向する電極には極性が逆の偏向電
圧を印加して高精度な高速偏向系を具備した荷電描画装
置。
荷電ビーム描画装置の高精度な高速偏向系を実現するこ
とを目的とする。 【解決手段】複数の高速偏向用のアンプをその電源ごと
絶縁してそれぞれの基準電位を静電レンズ用の高圧電源
の出力に一致させ、高圧電源の基準電位は電子光学鏡筒
に一致させ、高速偏向アンプの出力電圧を静電偏向電極
に印加して、さらに対向する電極には極性が逆の偏向電
圧を印加して高精度な高速偏向系を具備した荷電描画装
置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微細な半導体集積
回路パターンを高速にかつ高精度に描画する荷電ビーム
露光装置に関する。
回路パターンを高速にかつ高精度に描画する荷電ビーム
露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程における電子線描画装置
はスループットは低いものの任意の微細パターンを精度
良く描画できる上にマスクコストを削減できるメリット
があることから少量・多品種の製品に広く使われるよう
になってきた。しかしながら、高加速電圧化の波に乗っ
て電子光学鏡筒が大型化しており、またこれを支えるチ
ャンバも振動を押さえるために厚い構造が必要になり装
置が重く・大型化する傾向にある。このためクリーンル
ームの設置スペースの確保や重量を支える構造が必要に
なりインフラ整備に莫大な投資が必要になる。
はスループットは低いものの任意の微細パターンを精度
良く描画できる上にマスクコストを削減できるメリット
があることから少量・多品種の製品に広く使われるよう
になってきた。しかしながら、高加速電圧化の波に乗っ
て電子光学鏡筒が大型化しており、またこれを支えるチ
ャンバも振動を押さえるために厚い構造が必要になり装
置が重く・大型化する傾向にある。このためクリーンル
ームの設置スペースの確保や重量を支える構造が必要に
なりインフラ整備に莫大な投資が必要になる。
【０００３】このような装置の大型化の問題を避けるた
めに、加速電圧を数ｋＶ程度にして全て静電レンズを採
用して電子光学鏡筒を小型化する流れがある。しかしな
がら静電レンズには、装置を小型化できるメリットがあ
るが、鏡筒を短くしないとベルシェ効果によってビーム
のぼけが大きくなってしまうという問題もある。このこ
とから静電偏向器に対物レンズ用の高電圧をバイアスさ
せて偏向器に電子レンズ効果を持たせて光学系を短くす
る方法が提案されている。
めに、加速電圧を数ｋＶ程度にして全て静電レンズを採
用して電子光学鏡筒を小型化する流れがある。しかしな
がら静電レンズには、装置を小型化できるメリットがあ
るが、鏡筒を短くしないとベルシェ効果によってビーム
のぼけが大きくなってしまうという問題もある。このこ
とから静電偏向器に対物レンズ用の高電圧をバイアスさ
せて偏向器に電子レンズ効果を持たせて光学系を短くす
る方法が提案されている。
【０００４】しかしながら、このような静電偏向器に高
速な偏向電圧と安定した高電圧を加算して印加する場
合、高電圧制御用のアンプを最終段にする回路構成にな
って偏向器を駆動するため高速偏向性が著しく劣化する
という問題があった。
速な偏向電圧と安定した高電圧を加算して印加する場
合、高電圧制御用のアンプを最終段にする回路構成にな
って偏向器を駆動するため高速偏向性が著しく劣化する
という問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】静電偏向器に静電レン
ズ用の高電圧を印加する荷電ビーム描画装置の高精度な
高速偏向系を実現することを目的とする。
ズ用の高電圧を印加する荷電ビーム描画装置の高精度な
高速偏向系を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、静電偏向器に一定の電圧を印加して荷電
ビームを収束させる静電レンズの機能を持たせた荷電ビ
−ム描画装置において、荷電ビーム偏向用の複数の高速
アンプを電源と共に絶縁させてその基準電位を静電レン
ズの高圧電源出力に一致させ高圧電源の基準電位を電子
光学鏡筒に一致させて高速アンプの出力を静電偏向器の
電極に印加して荷電ビームの偏向と収束の両方の機能を
持たせたことを特徴とする荷電ビ−ム描画装置を提供す
る。
に、本発明は、静電偏向器に一定の電圧を印加して荷電
ビームを収束させる静電レンズの機能を持たせた荷電ビ
−ム描画装置において、荷電ビーム偏向用の複数の高速
アンプを電源と共に絶縁させてその基準電位を静電レン
ズの高圧電源出力に一致させ高圧電源の基準電位を電子
光学鏡筒に一致させて高速アンプの出力を静電偏向器の
電極に印加して荷電ビームの偏向と収束の両方の機能を
持たせたことを特徴とする荷電ビ−ム描画装置を提供す
る。
【０００７】また本発明は、静電偏向器の対向した電極
には逆極性でかつ絶対値がほぼ同じの偏向電圧を加算す
ることを特徴とする荷電ビーム描画装置を提供する。ま
た本発明は、偏向データを算出するデジタル回路と静電
偏向用の高速アンプ間を光伝送手段で接続し、その光伝
送手段に静電レンズ電源から電気的に分離しかつ高電圧
に対する絶縁耐性を持たせたことを特徴とする荷電ビー
ム描画装置を提供する。
には逆極性でかつ絶対値がほぼ同じの偏向電圧を加算す
ることを特徴とする荷電ビーム描画装置を提供する。ま
た本発明は、偏向データを算出するデジタル回路と静電
偏向用の高速アンプ間を光伝送手段で接続し、その光伝
送手段に静電レンズ電源から電気的に分離しかつ高電圧
に対する絶縁耐性を持たせたことを特徴とする荷電ビー
ム描画装置を提供する。
【０００８】また本発明は、デジタル回路のデータをシ
リアルデータに変換し、そのデータを光伝送手段で転送
した後、受信した回路側でパラレルデータに戻す機能を
具備したことを特徴とする荷電ビーム描画装置を提供す
る。
リアルデータに変換し、そのデータを光伝送手段で転送
した後、受信した回路側でパラレルデータに戻す機能を
具備したことを特徴とする荷電ビーム描画装置を提供す
る。
【０００９】本発明によれば、複数の高速偏向アンプを
電気的に分離させそれぞれの基準電位を高電圧電源の出
力に一致させ対向する電極には符号が逆でほぼ同じ量の
電荷が移動するように極性が逆の電圧を印加して高速偏
向アンプを制御すると、静電レンズ用の高電圧の電圧変
動が抑制されてなおかつビームの高速偏向が可能にな
る。
電気的に分離させそれぞれの基準電位を高電圧電源の出
力に一致させ対向する電極には符号が逆でほぼ同じ量の
電荷が移動するように極性が逆の電圧を印加して高速偏
向アンプを制御すると、静電レンズ用の高電圧の電圧変
動が抑制されてなおかつビームの高速偏向が可能にな
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の電子ビ−ム描画
装置の模式図である。１は電子銃、２はオクタポール副
偏向器、３はオクタポール主偏向機能と対物静電レンズ
の機能を併せ持つレンズ、４はウエハ等の試料、５はス
テ−ジ、６はレーザ測長計用のミラー、７はステ−ジの
位置を測定するレ−ザ測長計、８は制御用の計算機、９
は圧縮された描画データを展開し描画制御用のデータを
発生するパターンジェネレータ、１０はビ−ムの位置を
制御する偏向制御回路、１１は副偏向アンプ、１２は主
偏向機能と対物静電レンズの機能を持つレンズ３用のア
ンプ、１３はレンズ電源コントローラである。
装置の模式図である。１は電子銃、２はオクタポール副
偏向器、３はオクタポール主偏向機能と対物静電レンズ
の機能を併せ持つレンズ、４はウエハ等の試料、５はス
テ−ジ、６はレーザ測長計用のミラー、７はステ−ジの
位置を測定するレ−ザ測長計、８は制御用の計算機、９
は圧縮された描画データを展開し描画制御用のデータを
発生するパターンジェネレータ、１０はビ−ムの位置を
制御する偏向制御回路、１１は副偏向アンプ、１２は主
偏向機能と対物静電レンズの機能を持つレンズ３用のア
ンプ、１３はレンズ電源コントローラである。
【００１１】電子ビ−ムは対物静電レンズ機能を有する
レンズ３で試料上に焦点を結び、主偏向機能を有するレ
ンズ３・副偏向器２の２段の偏向器でビームを試料上の
任意の点へ位置決めできる。主偏向機能を有するレンズ
３で試料上の任意の場所に副偏向領域を位置決めし、副
偏向領域内は副偏向器２に接続された高速の副偏向アン
プ１１でビームを偏向する。また、ステージ５はレ−ザ
測長計７で正確に移動量が測定可能である。
レンズ３で試料上に焦点を結び、主偏向機能を有するレ
ンズ３・副偏向器２の２段の偏向器でビームを試料上の
任意の点へ位置決めできる。主偏向機能を有するレンズ
３で試料上の任意の場所に副偏向領域を位置決めし、副
偏向領域内は副偏向器２に接続された高速の副偏向アン
プ１１でビームを偏向する。また、ステージ５はレ−ザ
測長計７で正確に移動量が測定可能である。
【００１２】本発明の荷電ビーム描画装置は、偏向機能
と対物静電レンズの機能を併せ持つレンズ３に特徴があ
る。図２は、従来の静電レンズの構造である。一般的に
５ｋV という低加速電圧の電子ビームを用いた場合、電
子同士の反発によるビームのぼけ、いわゆるクーロン効
果が大きくなり、解像度が劣化する。
と対物静電レンズの機能を併せ持つレンズ３に特徴があ
る。図２は、従来の静電レンズの構造である。一般的に
５ｋV という低加速電圧の電子ビームを用いた場合、電
子同士の反発によるビームのぼけ、いわゆるクーロン効
果が大きくなり、解像度が劣化する。
【００１３】クーロン効果を防ぐためには、電子同士の
反発時間を短くすればよく、コラムを短くし鏡筒を小型
化することによって実現できる。図２に示すような、従
来の静電レンズでは、上下の電極１４をアースに接地
し、中間の電極１５に電圧（VL）を印加させてレンズの
効果を待たせるものである。これは構造が単純であるこ
とから電極を小さく作成することが容易であり、この部
分の小型化が可能で、その結果鏡筒を短くできる。した
がって効果的にクーロン効果を防ぐことが可能であり解
像度が増す。
反発時間を短くすればよく、コラムを短くし鏡筒を小型
化することによって実現できる。図２に示すような、従
来の静電レンズでは、上下の電極１４をアースに接地
し、中間の電極１５に電圧（VL）を印加させてレンズの
効果を待たせるものである。これは構造が単純であるこ
とから電極を小さく作成することが容易であり、この部
分の小型化が可能で、その結果鏡筒を短くできる。した
がって効果的にクーロン効果を防ぐことが可能であり解
像度が増す。
【００１４】図３は、本発明に示す静電レンズの機能と
偏向機能を併せ持つレンズである。接地された上下電極
１４の間に分割された（ここでは８分割）中間電極１６
が配置されている。
偏向機能を併せ持つレンズである。接地された上下電極
１４の間に分割された（ここでは８分割）中間電極１６
が配置されている。
【００１５】このレンズでは、ビームを偏向するための
偏向器の役割をかねることが可能となり、偏向器を一つ
省けることから、さらに電子光学鏡筒全体の長さを短く
することが可能になる。したがってより効果的にクーロ
ン効果を防ぐことができさらに解像度が増す。
偏向器の役割をかねることが可能となり、偏向器を一つ
省けることから、さらに電子光学鏡筒全体の長さを短く
することが可能になる。したがってより効果的にクーロ
ン効果を防ぐことができさらに解像度が増す。
【００１６】ここでは中間電極１６をオクタポール（８
極）偏向器として用いており、その場合には、各電極に
V １、V ２、V ３、V ４、V ５、V ６、V ７、V ８なる
電圧を引加する。これに静電レンズの役を兼ねるには、
それぞれの電極にVLを印加させればよい。つまり、それ
ぞれの電極には、VL＋V １、 VL ＋V ２、 VL ＋V ３、
VL ＋V ４、 VL ＋V ５、 VL ＋V ６、 VL ＋V ７、 V
L ＋V ８なる電圧を印加させることによって、静電レン
ズ＋静電偏向器として機能させることが可能となる。
極）偏向器として用いており、その場合には、各電極に
V １、V ２、V ３、V ４、V ５、V ６、V ７、V ８なる
電圧を引加する。これに静電レンズの役を兼ねるには、
それぞれの電極にVLを印加させればよい。つまり、それ
ぞれの電極には、VL＋V １、 VL ＋V ２、 VL ＋V ３、
VL ＋V ４、 VL ＋V ５、 VL ＋V ６、 VL ＋V ７、 V
L ＋V ８なる電圧を印加させることによって、静電レン
ズ＋静電偏向器として機能させることが可能となる。
【００１７】次に、加速電圧５ｋＶの電子線描画装置の
動作について述べる。電子を−５ｋＶで加速した場合、
対物静電レンズとしての機能のレンズ３にはおよそ−
４．８ｋＶの電圧がオクタポール電極１６に一律に印加
され電子ビームを収束させる。
動作について述べる。電子を−５ｋＶで加速した場合、
対物静電レンズとしての機能のレンズ３にはおよそ−
４．８ｋＶの電圧がオクタポール電極１６に一律に印加
され電子ビームを収束させる。
【００１８】偏向器の機能を有するレンズ３は、１．５
ｍｍ□の偏向フィールドを確保するためにオクタポール
偏向器１６には一律に印加された高電圧に対して±１０
０Ｖの偏向電圧を加算してビーム位置を偏向制御する。
ｍｍ□の偏向フィールドを確保するためにオクタポール
偏向器１６には一律に印加された高電圧に対して±１０
０Ｖの偏向電圧を加算してビーム位置を偏向制御する。
【００１９】ここで偏向器の一極毎に偏向電圧に静電レ
ンズ用の高電圧をバイアスする構成にしたアンプを接続
した場合、それぞれの高電圧レンズ電源の電圧変動が各
偏向器１６に入り込んでビームの偏向量を変えてしまう
ためビーム位置の偏向精度が劣化してしまう。レンズ電
源の安定性が５ｐｐｍとすれば24mVの電圧変動が起こ
り、約１８０ｎｍの位置変動が発生して描画精度を劣化
させてしまうことになる。また、高電圧用のアンプを最
終段にして高速アンプの出力をアナログ加算した場合、
周波数帯域が最終段のアンプで決定されることから高速
性が劣化する恐れがある。
ンズ用の高電圧をバイアスする構成にしたアンプを接続
した場合、それぞれの高電圧レンズ電源の電圧変動が各
偏向器１６に入り込んでビームの偏向量を変えてしまう
ためビーム位置の偏向精度が劣化してしまう。レンズ電
源の安定性が５ｐｐｍとすれば24mVの電圧変動が起こ
り、約１８０ｎｍの位置変動が発生して描画精度を劣化
させてしまうことになる。また、高電圧用のアンプを最
終段にして高速アンプの出力をアナログ加算した場合、
周波数帯域が最終段のアンプで決定されることから高速
性が劣化する恐れがある。
【００２０】このため、電源を含めて絶縁した８台の高
速アンプ全ての基準電位（アース）を一台の高圧電源の
出力に一致させ、高圧電源の基準電位を電子光学鏡筒に
一致させて８台の高速偏向アンプの出力をオクタポール
偏向器１６のそれぞれの極に接続する構成にすれば上記
問題は回避される。
速アンプ全ての基準電位（アース）を一台の高圧電源の
出力に一致させ、高圧電源の基準電位を電子光学鏡筒に
一致させて８台の高速偏向アンプの出力をオクタポール
偏向器１６のそれぞれの極に接続する構成にすれば上記
問題は回避される。
【００２１】図４に、この時の、各偏向アンプにレンズ
電源用の高電圧をバイアスした回路構成図を示す。高速
偏向アンプ１と２を電源ごと切り離してアースを浮かせ
る。電源は絶縁トランスを介してアンプへ供給される。
元々アンプ回路のアースだった点に高圧電源の出力を接
続し、高圧電源側のアースをＥＢ装置のアースに接続す
る。こうすることによってＥＢ装置の偏向器には-4.8kV
±100Vの電圧が印加される。このような構成にした場
合、僅かにレンズ電源電圧が変動しても同時に全ての電
極に印加される電圧が変化するため、アンバランスな電
圧が印加されないことから、ビームの位置変動が数ｎｍ
程度に抑えられ、焦点ずれによる僅かなビームのぼけが
発生するのみとなる。
電源用の高電圧をバイアスした回路構成図を示す。高速
偏向アンプ１と２を電源ごと切り離してアースを浮かせ
る。電源は絶縁トランスを介してアンプへ供給される。
元々アンプ回路のアースだった点に高圧電源の出力を接
続し、高圧電源側のアースをＥＢ装置のアースに接続す
る。こうすることによってＥＢ装置の偏向器には-4.8kV
±100Vの電圧が印加される。このような構成にした場
合、僅かにレンズ電源電圧が変動しても同時に全ての電
極に印加される電圧が変化するため、アンバランスな電
圧が印加されないことから、ビームの位置変動が数ｎｍ
程度に抑えられ、焦点ずれによる僅かなビームのぼけが
発生するのみとなる。
【００２２】次に図５を用いて、高速偏向アンプを駆動
した時の高圧電源への干渉について述べる。偏向器とケ
ーブルをコンデンサと見立てて偏向アンプから供給され
る電荷の移動量をオクタポール偏向器１６の一極の電極
に対して見積ると、偏向アンプ１２から供給される電流
がコンデンサＣdef と見立てた偏向電極にチャージされ
てある設定された電圧に到達するまでの過渡状態におい
て、高圧電源のコンデンサＣHVへ電荷の供給が起こり高
圧側の電源電圧が変動してしまう。
した時の高圧電源への干渉について述べる。偏向器とケ
ーブルをコンデンサと見立てて偏向アンプから供給され
る電荷の移動量をオクタポール偏向器１６の一極の電極
に対して見積ると、偏向アンプ１２から供給される電流
がコンデンサＣdef と見立てた偏向電極にチャージされ
てある設定された電圧に到達するまでの過渡状態におい
て、高圧電源のコンデンサＣHVへ電荷の供給が起こり高
圧側の電源電圧が変動してしまう。
【００２３】コンデンサＣdef の容量を１００ｐＦ、電
圧をフルレンジで２００Ｖ振った場合を想定すると高圧
電源電圧の変動を５ｐｐｍに抑さえるためには約１μＦ
の高耐圧コンデンサが必要になり高圧電源が大型化して
しまう。
圧をフルレンジで２００Ｖ振った場合を想定すると高圧
電源電圧の変動を５ｐｐｍに抑さえるためには約１μＦ
の高耐圧コンデンサが必要になり高圧電源が大型化して
しまう。
【００２４】この問題を解決するために、図６に示すよ
うに、偏向器の対向する電極に反対極性の偏向電圧を加
算して印加すれば電荷の移動が起こり、高圧電源のコン
デンサに電荷の移動が起こらない。これは理想的な場合
ではあり現実的には、対向する偏向アンプの立ち上がり
時間の差や偏向非点補正から生じる僅かな電圧差による
電荷分を高圧電源側のコンデンサから供給すればよく
０．１μＦくらいのコンデンサを高圧電源側に持たせれ
ば高圧電源の電圧変動は小さく抑えられる。
うに、偏向器の対向する電極に反対極性の偏向電圧を加
算して印加すれば電荷の移動が起こり、高圧電源のコン
デンサに電荷の移動が起こらない。これは理想的な場合
ではあり現実的には、対向する偏向アンプの立ち上がり
時間の差や偏向非点補正から生じる僅かな電圧差による
電荷分を高圧電源側のコンデンサから供給すればよく
０．１μＦくらいのコンデンサを高圧電源側に持たせれ
ば高圧電源の電圧変動は小さく抑えられる。
【００２５】次にデジタル系とアナログ系の電気的な分
離について述べる。電子線描画装置において描画データ
を算出するデジタル回路と偏向アンプを電気的に分離し
て偏向アンプの基準電位を電子光学鏡筒の基準電位に設
定する方法「特公告平２−５２９２」は従来から実施さ
れており、その絶縁にはフォトカプラかあるいは光ファ
イバーケーブルが使われてきた。
離について述べる。電子線描画装置において描画データ
を算出するデジタル回路と偏向アンプを電気的に分離し
て偏向アンプの基準電位を電子光学鏡筒の基準電位に設
定する方法「特公告平２−５２９２」は従来から実施さ
れており、その絶縁にはフォトカプラかあるいは光ファ
イバーケーブルが使われてきた。
【００２６】本実施例においては、フォトカプラには数
ｋＶの絶縁耐性がないことから光ファイバケーブルを用
いている。この光ファイバケーブルでデジタル信号を転
送すると共に絶縁耐圧を持たせるために図７で示すよう
に光ファイバーケーブルの表面は絶縁耐性の高い樹脂を
使い、沿面放電を回避するために高電圧がバイアスされ
ている高速偏向アンプ部の光コネクタと光ケーブルを外
部に出すためのシャーシ開口部までの距離を25mm以上離
している。この距離は扱う電圧の高さに応じて決定さ
れ、本実施例においては１ｋＶの耐圧を持たせるために
は5mm 以上の絶縁距離を必要とした。また、高速偏向ア
ンプ回路をシャーシに固定する支柱についても同様な策
を施す必要がある。絶縁油やガスで充填する場合はこれ
より短い距離で設計することが可能である。
ｋＶの絶縁耐性がないことから光ファイバケーブルを用
いている。この光ファイバケーブルでデジタル信号を転
送すると共に絶縁耐圧を持たせるために図７で示すよう
に光ファイバーケーブルの表面は絶縁耐性の高い樹脂を
使い、沿面放電を回避するために高電圧がバイアスされ
ている高速偏向アンプ部の光コネクタと光ケーブルを外
部に出すためのシャーシ開口部までの距離を25mm以上離
している。この距離は扱う電圧の高さに応じて決定さ
れ、本実施例においては１ｋＶの耐圧を持たせるために
は5mm 以上の絶縁距離を必要とした。また、高速偏向ア
ンプ回路をシャーシに固定する支柱についても同様な策
を施す必要がある。絶縁油やガスで充填する場合はこれ
より短い距離で設計することが可能である。
【００２７】デジタル回路から高速偏向アンプを接続す
る光ファイバーケーブルは１ビットに付きケーブル一本
の構成でも可能であるが、ケーブル数が多くなるためパ
ラレルデータをシリアルデータに変えて高速転送し再度
パラレルデータに戻すチップセットを用いた例を図８に
示した。１７は光ファイバーケーブル、１８はパラレル
データをシリアルデータに変換するチップ、１９はシリ
アルデータをパラレルデータに変換するチップ、２０は
FIFO(Fast in fast out)メモリ、２１はＤ／Ａコンバー
タである。最近では１Ｇｂｐｓのチップセットが市販さ
れており２０ビットのデータがたかだか２０ｎｓで転送
可能である。エラー率はおよそ１０-14であり、１ビッ
トをエラー検出用に設けてエラーが検出された場合は再
転送する構成にすれば信頼性の高い装置にできる。この
場合、双方向の光伝送が可能なチップセットを用いる
か、もう一系統の光伝送経路を準備して伝送経路を送信
側と受信側に分ける方法を採用してもよくどちらでも同
じ性能を得ることができる。高速アンプ側ではFIFOメモ
リをバッファとして持ち、順番に転送された描画データ
FIFOメモリに順次書き込んでおき、ビーム偏向時のタイ
ミングでFIFOメモリから読み出して８台分の描画データ
を同時にＤ／Ａコンバータに書き込む。FIFOメモリには
fullの状態が分かる光伝送系を設けておき描画データを
発生させるデジタル回路側に転送可能／不可の制御をさ
せる。また、１９で受信したデータは、２０のバッファ
を通さずにそのまま高速偏向アンプ用のＤ／Ａコンバー
タに出力してもよい。
る光ファイバーケーブルは１ビットに付きケーブル一本
の構成でも可能であるが、ケーブル数が多くなるためパ
ラレルデータをシリアルデータに変えて高速転送し再度
パラレルデータに戻すチップセットを用いた例を図８に
示した。１７は光ファイバーケーブル、１８はパラレル
データをシリアルデータに変換するチップ、１９はシリ
アルデータをパラレルデータに変換するチップ、２０は
FIFO(Fast in fast out)メモリ、２１はＤ／Ａコンバー
タである。最近では１Ｇｂｐｓのチップセットが市販さ
れており２０ビットのデータがたかだか２０ｎｓで転送
可能である。エラー率はおよそ１０-14であり、１ビッ
トをエラー検出用に設けてエラーが検出された場合は再
転送する構成にすれば信頼性の高い装置にできる。この
場合、双方向の光伝送が可能なチップセットを用いる
か、もう一系統の光伝送経路を準備して伝送経路を送信
側と受信側に分ける方法を採用してもよくどちらでも同
じ性能を得ることができる。高速アンプ側ではFIFOメモ
リをバッファとして持ち、順番に転送された描画データ
FIFOメモリに順次書き込んでおき、ビーム偏向時のタイ
ミングでFIFOメモリから読み出して８台分の描画データ
を同時にＤ／Ａコンバータに書き込む。FIFOメモリには
fullの状態が分かる光伝送系を設けておき描画データを
発生させるデジタル回路側に転送可能／不可の制御をさ
せる。また、１９で受信したデータは、２０のバッファ
を通さずにそのまま高速偏向アンプ用のＤ／Ａコンバー
タに出力してもよい。
【００２８】図１に示した実施例の主・副２段偏向の電
子線描画描画装置の場合、動作速度が遅い主偏向器に対
物静電レンズの機能と偏向器の機能を持たせた。描画デ
ータを発生させるデジタル回路から２０ビットのパラレ
ルデータをシリアルデータに変換して光ファイバーケー
ブルで高速転送しオクタポール分のデータをケーブル４
本で２回に分けて転送して主偏向アンプ側でパラレルデ
ータに戻し８極分のFIFOメモリにそれぞれのデータを書
き込んでいく。この時間はたかだか４０ｎｓ程度であ
り、主偏向セトリング時間（５μｓ）に対して十分に短
い。副偏向で高速にビーム偏向して描画している間に次
の主偏向データを次々に光ファイバーで伝送してFIFOメ
モリに準備させておけば伝送時間がスループットに影響
することはない。エラー検出や偏向アンプの状態、メン
テナンス用のデータ転送に４本の光ファイバーケーブル
を用意し８極分の偏向アンプ回路のデータを２回に分け
てデジタル回路側に伝送できる構成にした。
子線描画描画装置の場合、動作速度が遅い主偏向器に対
物静電レンズの機能と偏向器の機能を持たせた。描画デ
ータを発生させるデジタル回路から２０ビットのパラレ
ルデータをシリアルデータに変換して光ファイバーケー
ブルで高速転送しオクタポール分のデータをケーブル４
本で２回に分けて転送して主偏向アンプ側でパラレルデ
ータに戻し８極分のFIFOメモリにそれぞれのデータを書
き込んでいく。この時間はたかだか４０ｎｓ程度であ
り、主偏向セトリング時間（５μｓ）に対して十分に短
い。副偏向で高速にビーム偏向して描画している間に次
の主偏向データを次々に光ファイバーで伝送してFIFOメ
モリに準備させておけば伝送時間がスループットに影響
することはない。エラー検出や偏向アンプの状態、メン
テナンス用のデータ転送に４本の光ファイバーケーブル
を用意し８極分の偏向アンプ回路のデータを２回に分け
てデジタル回路側に伝送できる構成にした。
【００２９】対物静電レンズ用の高圧電源回路はコント
ローラ側の回路とフォトカプラでアイソレートして高圧
電源の基準電位は鏡筒に一致させている。また、副偏向
アンプは高速性が要求されることから１ビット毎にフォ
トカプラでアイソレートしてデジタル側と電気的に分離
し、基準電位を鏡筒と一致させている。
ローラ側の回路とフォトカプラでアイソレートして高圧
電源の基準電位は鏡筒に一致させている。また、副偏向
アンプは高速性が要求されることから１ビット毎にフォ
トカプラでアイソレートしてデジタル側と電気的に分離
し、基準電位を鏡筒と一致させている。
【００３０】本発明は、描画装置のみならず、走査型電
子顕微鏡や寸法ＳＥＭ、収束イオンビーム装置等、静電
偏向器に静電レンズ用の高電圧をバイアスしつつビーム
を偏向制御する製品にすべてに適応可能である。
子顕微鏡や寸法ＳＥＭ、収束イオンビーム装置等、静電
偏向器に静電レンズ用の高電圧をバイアスしつつビーム
を偏向制御する製品にすべてに適応可能である。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、複数の高速偏向アンプ
を電気的に分離させそれぞれの基準電位を高電圧電源の
出力に一致させ対向する電極には符号が逆でほぼ同じ量
の電荷が移動するように極性が逆の電圧を加算して高速
偏向アンプを制御すると、静電レンズ用の高電圧の電圧
変動が抑制されてなおかつビームの高速偏向が可能にな
る。
を電気的に分離させそれぞれの基準電位を高電圧電源の
出力に一致させ対向する電極には符号が逆でほぼ同じ量
の電荷が移動するように極性が逆の電圧を加算して高速
偏向アンプを制御すると、静電レンズ用の高電圧の電圧
変動が抑制されてなおかつビームの高速偏向が可能にな
る。
【図１】 本発明の実施例に使用した電子ビ−ム描画装
置を示す概略図。
置を示す概略図。
【図２】 従来の対物静電レンズの斜視図。
【図３】 本発明の対物静電レンズの機能と偏向器の機
能を併せ持つレンズの斜視図。
能を併せ持つレンズの斜視図。
【図４】 複数の高速偏向アンプに静電レンズ用の高電
圧をバイアスした回路構成を示す図。
圧をバイアスした回路構成を示す図。
【図５】 ビーム偏向時に高速偏向アンプと高電圧電源
との干渉を示す図。
との干渉を示す図。
【図６】 対向した電極へ逆極性の電圧を加算して印加
した時の電荷の移動を示す図。
した時の電荷の移動を示す図。
【図７】 描画回路と高速偏向アンプを高電圧から絶縁
した回路構成を示す図。
した回路構成を示す図。
【図８】 光伝送系に高速シリアルデータ転送を用いた
回路構成を示す図。
回路構成を示す図。
１…電子銃 ２…オクタポール副偏向器 ３…静電レンズの機能と偏向機能を有するレンズ ４…試料 ５…ステージ ６…レーザ測長計用のミラー ７…ステージの位置を測定するレーザ測長計 ８…制御用計算機 ９…パターンジェネレータ １０…偏向制御回路 １１…副偏向アンプ １２…主偏向と対物レンズ用のアンプ １３…レンズ電源コントローラ １４…上下電極 １５…中間電極 １７…光ファイバーケーブル １８…パラレルデータをシリアルデータに変換するチッ
プ １９…シリアルデータをパラレルデータに変換するチッ
プ ２０…FIFO(Fast in fast out)メモリ ２１…Ｄ／Ａコンバータ
プ １９…シリアルデータをパラレルデータに変換するチッ
プ ２０…FIFO(Fast in fast out)メモリ ２１…Ｄ／Ａコンバータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 進 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 安藤 厚司 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Ｆターム(参考） 2H097 AA03 BB03 CA16 LA10 5C033 CC02 CC06 GG01 GG02 5C034 BB02 BB04 5F056 AA02 AA12 AA16 CB12 EA06
Claims (4)
- 【請求項１】静電偏向器に一定の電圧を印加して荷電ビ
ームを収束させる静電レンズの機能を持たせた荷電ビ−
ム描画装置において、荷電ビーム偏向用の複数の高速ア
ンプを電源と共に絶縁させてその基準電位を静電レンズ
の高圧電源出力に一致させ高圧電源の基準電位を電子光
学鏡筒に一致させて高速アンプの出力を静電偏向器の電
極に印加して荷電ビームの偏向と収束の両方の機能を持
たせたことを特徴とする荷電ビ−ム描画装置。 - 【請求項２】静電偏向器の対向した電極には逆極性でか
つ絶対値がほぼ同じの偏向電圧を加算することを特徴と
する請求項１記載の荷電ビーム描画装置。 - 【請求項３】偏向データを算出するデジタル回路と静電
偏向用の高速アンプ間を光伝送手段で接続し、その光伝
送手段に静電レンズ電源から電気的に分離しかつ高電圧
に対する絶縁耐性を持たせたことを特徴とする請求項１
或いは請求項２記載の荷電ビーム描画装置。 - 【請求項４】デジタル回路のデータをシリアルデータに
変換し、そのデータを光伝送手段で転送した後、受信し
た回路側でパラレルデータに戻す機能を具備したことを
特徴とする請求項１、請求項２或いは請求項３記載の荷
電ビーム描画装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10348166A JP2000173522A (ja) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | 荷電ビーム描画装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10348166A JP2000173522A (ja) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | 荷電ビーム描画装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000173522A true JP2000173522A (ja) | 2000-06-23 |
Family
ID=18395200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10348166A Pending JP2000173522A (ja) | 1998-12-08 | 1998-12-08 | 荷電ビーム描画装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000173522A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006104139A1 (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-05 | Advantest Corporation | マルチコラム型電子ビーム露光装置 |
| JP2007273838A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Toshiba Corp | 荷電ビーム描画装置 |
| JP2010118361A (ja) * | 2005-09-06 | 2010-05-27 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | 放出パターンの放出領域を選択するための装置及び方法 |
| JP2011040680A (ja) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Nuflare Technology Inc | 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 |
| JP2011071308A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Advantest Corp | 電子ビーム露光装置 |
| JP2012238902A (ja) * | 2002-10-25 | 2012-12-06 | Mapper Lithography Ip Bv | リソグラフィシステム |
| JP2013502684A (ja) * | 2009-08-17 | 2013-01-24 | インディアン インスティテュート オブ サイエンス | 集束電界放出のためのカーボンナノチューブ配列 |
-
1998
- 1998-12-08 JP JP10348166A patent/JP2000173522A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012238902A (ja) * | 2002-10-25 | 2012-12-06 | Mapper Lithography Ip Bv | リソグラフィシステム |
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| EP1865538A1 (en) * | 2005-03-29 | 2007-12-12 | Advantest Corporation | Multi-column electron beam exposure device |
| JPWO2006104139A1 (ja) * | 2005-03-29 | 2008-09-11 | 株式会社アドバンテスト | マルチコラム型電子ビーム露光装置 |
| EP1865538A4 (en) * | 2005-03-29 | 2012-03-07 | Advantest Corp | MULTI-COLUMN ELECTRON BEAM EXPOSURE DEVICE |
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| JP4621621B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-01-26 | 株式会社東芝 | 荷電ビーム描画装置 |
| JP2013502684A (ja) * | 2009-08-17 | 2013-01-24 | インディアン インスティテュート オブ サイエンス | 集束電界放出のためのカーボンナノチューブ配列 |
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| JP2011071308A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Advantest Corp | 電子ビーム露光装置 |
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