JP2005026241A - 電子ビーム生成装置、及び電子ビーム露光装置 - Google Patents
電子ビーム生成装置、及び電子ビーム露光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005026241A JP2005026241A JP2001115008A JP2001115008A JP2005026241A JP 2005026241 A JP2005026241 A JP 2005026241A JP 2001115008 A JP2001115008 A JP 2001115008A JP 2001115008 A JP2001115008 A JP 2001115008A JP 2005026241 A JP2005026241 A JP 2005026241A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grid
- cathode
- electron beam
- potential
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H01J37/02—Details
- H01J37/24—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the tube and not otherwise provided for
- H01J37/243—Beam current control or regulation circuits
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
【課題】電子ビームの電流量を精度よく制御し、また、カソード及びセルフバイアス抵抗等の劣化による電子ビームの電流量の変化を抑制する。
【解決手段】カソードに流れるエミッション電流を検出し、エミッション電流の変化に基づいてグリッドに印加する電圧を変化させる、電流検出部、電圧源及び制御部と、カソードの電位に対するグリッドの電位を、エミッション電流による電圧降下によって変化させるセルフバイアス抵抗とを備え、セルフバイアス抵抗と、電圧源及び制御部とを、エミッション電流の変化を抑制させるように制御することにより、エミッション電流を安定化させ、電子ビームの電流量の変化を抑制し、また、精度よく制御することが可能となる。
【選択図】 図４
【解決手段】カソードに流れるエミッション電流を検出し、エミッション電流の変化に基づいてグリッドに印加する電圧を変化させる、電流検出部、電圧源及び制御部と、カソードの電位に対するグリッドの電位を、エミッション電流による電圧降下によって変化させるセルフバイアス抵抗とを備え、セルフバイアス抵抗と、電圧源及び制御部とを、エミッション電流の変化を抑制させるように制御することにより、エミッション電流を安定化させ、電子ビームの電流量の変化を抑制し、また、精度よく制御することが可能となる。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビームを生成する電子ビーム生成装置及び電子ビームによりウェハを露光する電子ビーム露光装置に関する。特に、電子ビームの電流量を精度良く制御可能な電子ビーム生成装置及び電子ビーム露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年における、半導体素子の微細化等に伴い、電子ビーム露光装置における電子ビームの強度すなわち露光量を精度良く制御し、安定な描画を行うことが必要とされている。従来の電子ビーム露光装置における電子ビーム生成装置は、セルフバイアス抵抗を用いて電子ビームの電流量を制御していた。
【０００３】
図１は、従来の電子ビーム生成装置２００を説明する図である。電子ビーム生成装置２００は、熱電子を生成するカソード１０、熱電子を収束させ電子ビームを形成するグリッド２０、カソード１０を加熱し熱電子を生成させるフィラメント電流を生成するフィラメント電流源１２、カソード１０に電圧を印加し熱電子を放出させるカソード電源４０、カソード１０の電位に対するグリッド２０の電位を変化させるセルフバイアス抵抗２２、カソード４０と基準電位間の電圧を検出するカソード電圧検出部４４、及び検出した電圧に基づいてカソード電源がカソード１０に印加する電圧を制御するカソード制御部４２を備える。
【０００４】
フィラメント電流源１２は、カソード１０にフィラメント電流を供給し、カソードを加熱して、カソード１０に熱電子を発生させる。カソード電圧源４０は、カソード１０に加速電圧を印加し、発生した熱電子をカソード１０から放出させる。カソード電圧検出部４４は、カソード１０と基準電位間の電圧を検出し、カソード制御部４２は、カソード電圧検出部４４が検出した電圧に基づいて、カソード電圧源４０がカソード１０に印加する電圧を制御し、カソード１０と基準電位間の電圧を一定値に保つ。カソード１０には、発生した熱電子量に基づくエミッション電流が流れ、エミッション電流は、セルフバイアス抵抗２２に供給される。セルフバイアス抵抗２２は、供給されたエミッション電流に基づいて、カソード１０の電位に対するグリッド２０の電位を変化させる。グリッド２０には、カソード１０に対して負電圧が印加され、放出された熱電子を集束させ、電子ビームを形成する。また、グリッド２０は、印加された電圧に基づいて、熱電子がグリッド２０を通過する電子量を抑制する。つまり、グリッド２０に印加される電圧によって、形成される電子ビームの電流量が変化する。
【０００５】
形成される電子ビームの電流量が、放電等により変化した場合、カソード１０が放出する熱電子量が急激に変化し、エミッション電流の電流値が急激に変化する。セルフバイアス抵抗２２は、エミッション電流の電流値の変化に基づいて、カソード１０の電位に対するグリッド２０の電位を、エミッション電流の電流値の変化を抑制するように変化させる。例えば、エミッション電流が急激に増大した場合、グリッド２０に印加される負電圧を増大させ、カソード１０から放出される熱電子の電子量を抑制する。以上説明したように、従来の電子ビーム生成装置２００においては、エミッション電流の電流値の変化に基づいて、セルフバイアス抵抗２２により、グリッド２０に印加する負電圧を変化させ、電子ビームの電流量の変化を抑制していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の電子ビーム生成装置では、電子ビームの電流量の調整を、セルフバイアス抵抗２２により行っていたため、電流量の精度は、セルフバイアス抵抗２２の性能によるところが大きかった。そのため、セルフバイアス抵抗２２の抵抗値の経時変化による長期的安定性の確保や、セルフバイアス抵抗２２の発熱による、特性変化等による電流値の調整精度を確保することが困難であった。
【０００７】
そこで本発明は、上記の課題を解決することの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。この目的は、特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、電子ビームを生成する電子ビーム生成装置であって、熱電子を発生させるカソードと、カソードに負電圧を印加し、カソードから熱電子を放出させるカソード電圧源と、カソードから放出された熱電子を集束させ、電子ビームを形成するグリッドと、グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第１グリッド電圧源と、カソードに流れる、カソードが放出した熱電子の量に基づいたエミッション電流を検出する電流検出部と、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源がグリッドに印加する電圧を制御する第１グリッド制御部とを備えることを特徴とする電子ビーム生成装置を提供する。
【０００９】
本発明の第１の形態において、エミッション電流の変化に基づいて、カソードの電位に対するグリッドの電位を変化させ、エミッション電流の変化を抑制するセルフバイアス抵抗を更に備えてよい。また、第１グリッド制御部は、エミッション電流の変化を抑制するように、第１グリッド電圧源を制御してよい。また、グリッドは、カソードの電位より更に負の電位を有する抑制グリッドと、カソードの電位より正の電位を有する引出グリッドとを有し、セルフバイアス抵抗は、エミッション電流の変化に基づいて、カソードの電位に対する抑制グリッドの電位を変化させ、第１グリッド電圧源は、引出グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与え、第１グリッド制御部は、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源が引出グリッドに印加する電圧を制御してよい。
【００１０】
また、抑制グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第２グリッド電圧源を更に備え、第１グリッド制御部は、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第２グリッド電圧源が抑制グリッドに印加する電圧を更に制御してよい。また、抑制グリッドに、カソードの電位に対する抑制グリッドの電位を与える電圧を印加する第２グリッド電圧源と、カソードに対する抑制グリッドの電圧値を検出する電圧検出部と、電圧検出部が検出した電圧値に基づいて、第２グリッド電圧源が抑制グリッドに印加する電圧を制御する第２グリッド制御部とを更に備えてよい。また、第２グリッド制御部は、カソードの電位に対する抑制グリッドの電位を略一定の値に保つように、第２グリッド電圧源を制御してよい。
【００１１】
また、グリッドは、カソードの電位より更に負の電位を有する抑制グリッドと、カソードの電位より正の電位を有する引出グリッドとを有し、セルフバイアス抵抗は、エミッション電流の変化に基づいて、カソードの電位に対する、引出グリッドの電位を変化させ、第１グリッド電圧源は、引出グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与え、第１グリッド制御部は、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源が引出グリッドに印加する電圧を制御し、抑制グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第２グリッド電圧源を更に備え、第１グリッド制御部は、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第２グリッド電圧源が抑制グリッドに印加する電圧を更に制御してよい。
【００１２】
また、グリッドは、カソードの電位より更に負の電位を有する抑制グリッドと、カソードの電位より正の電位を有する引出グリッドとを有し、セルフバイアス抵抗は、エミッション電流の変化に基づいて、カソードの電位に対する、引出グリッドの電位を変化させ、第１グリッド電圧源は、引出グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与え、第１グリッド制御部は、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源が引出グリッドに印加する電圧を制御し、抑制グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第２グリッド電圧源と、カソードに対する抑制グリッドの電圧値を検出する電圧検出部と、電圧検出部が検出した電圧値に基づいて、第２グリッド電圧源が抑制グリッドに印加する電圧を制御する第２グリッド制御部とを更に備えてよい。
【００１３】
また、第２グリッド制御部は、カソードの電位に対するグリッドの電位を略一定の値に保つように、第２グリッド電圧源を制御してよい。また、タイミング信号を発生し、タイミング信号を第１グリッド制御部に与える第１タイミング発生器を更に備え、第１グリッド制御部は、第１タイミング発生器が発生したタイミング信号に基づくタイミングで、第１グリッド電圧源が引出グリッドに印加する電圧を制御してよい。また、タイミング信号を発生し、タイミング信号を第２グリッド制御部に与える第２タイミング発生器を更に備え、第２グリッド制御部は、タイミング発生器が発生したタイミング信号に基づくタイミングで、第２グリッド電圧源が引出グリッドに印加する電圧を制御してよい。
【００１４】
本発明の第２の形態においては、電子ビームによりウェハを露光する電子ビーム露光装置であって、電子ビームを生成する電子ビーム生成装置と、電子ビームをウェハの所望の位置に偏向させる偏向器と、ウェハを載置するステージとを備え、電子ビーム生成装置は、熱電子を発生させるカソードと、カソードに負電圧を印加し、カソードから熱電子を放出させるカソード電圧源と、カソードから放出された熱電子を集束させ、電子ビームを形成するグリッドと、グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第１グリッド電圧源と、カソードに流れる、カソードが放出した熱電子の量に基づいたエミッション電流を検出する電流検出部と、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源がグリッドに印加する電圧を制御する第１グリッド制御部とを有することを特徴とする電子ビーム露光装置を提供する。
【００１５】
本発明の第３の形態においては、電子ビームによりウェハを露光する電子ビーム露光装置であって、電子ビームを生成する複数の電子ビーム生成装置と、電子ビームをウェハの所望の位置に偏向させる偏向器と、ウェハを載置するステージとを備え、複数の電子ビーム生成装置のそれぞれは、熱電子を発生させるカソードと、カソードから放出された熱電子を集束させ、電子ビームを形成するグリッドと、グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第１グリッド電圧源と、カソードに流れる、カソードが放出した熱電子の量に基づいたエミッション電流を検出する電流検出部と、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源がグリッドに印加する電圧を制御する第１グリッド制御部を有し、複数のカソードに負電圧を印加し、複数のカソードから熱電子を放出させるカソード電圧源を更に備えることを特徴とする電子ビーム露光装置を提供する。複数の電子ビーム生成装置のそれぞれは、それぞれのカソードに更に電圧を印加する複数のカソード微小電圧源を更に有してよい。
【００１６】
尚、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又、発明となりうる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置３００の構成を示す。電子ビーム露光装置３００は、電子ビームによりウェハ３９２に所定の露光処理を施す露光部３５０と、露光部３５０に含まれる各構成の動作を制御する制御系１４０を備える。
【００１９】
露光部３５０は、チャンバ３５２内部において複数の電子ビームを発生し、電子ビームの断面形状を所望に成形する電子ビーム成形手段３６０と、複数の電子ビームをウェハ３９２に照射するか否かを、それぞれの電子ビームに対して独立に切替える照射切替手段３７０と、ウェハ３９２に転写されるパターンの像の向き及びサイズを調整するウェハ用投影系３８０を含む電子光学系を備える。また、露光部３５０は、パターンを露光すべきウェハ３９２を載置するウェハステージ３９６と、ウェハステージ３９６を駆動するウェハステージ駆動部とを含むステージ系を備える。
【００２０】
電子ビーム成形手段３６０は、複数の電子ビームを発生させる複数の電子ビーム生成装置１００と、電子ビームを通過させることにより、照射された電子ビームの断面形状を成形する複数の開口部を有する第１成形部材３６２および第２成形部材３７２と、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束し、複数の電子ビームの焦点を調整する第１多軸電子レンズ３６４と、第１成形部材３６２を通過した複数の電子ビームを独立に偏向する第１成形偏向部３６６および第２成形偏向部３６８とを有する。
【００２１】
照射切替手段３７０は、複数の電子ビームを独立に集束し、複数の電子ビームの焦点を調整する第２多軸電子レンズ３７４と、複数の電子ビームをそれぞれ独立に偏向させることにより、それぞれの電子ビームをウェハ３９２に照射するか否かを、それぞれの電子ビームに対して独立に切替えるブランキング電極アレイ３７６と、電子ビームを通過させる複数の開口部を含み、ブランキング電極アレイ３７６で偏向された電子ビームを遮蔽する電子ビーム遮蔽部材１３６とを有する。他の例においてブランキング電極アレイ３７６は、ブランキング・アパーチャ・アレイ・デバイスであってもよい。
【００２２】
ウェハ用投影系３８０は、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束し、電子ビームの照射径を縮小する第３多軸電子レンズ３７８と、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束し、複数の電子ビームの焦点を調整する第４多軸電子レンズ３８４と、複数の電子ビームをウェハ３９２の所望の位置に、それぞれの電子ビームに対して独立に偏向する偏向部３８６と、ウェハ３９２に対する対物レンズとして機能し、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束する第５多軸電子レンズ３８８とを有する。
【００２３】
制御系３４０は、統括制御部３３０及び個別制御部３２０を備える。個別制御部３２０は、電子ビーム制御部３３２と、多軸電子レンズ制御部３３４と、成形偏向制御部３３６と、ブランキング電極アレイ制御部３３８と、偏向制御部３４０と、ウェハステージ制御部３４２とを有する。統括制御部３３０は、例えばワークステーションであって、個別制御部３２０に含まれる各制御部を統括制御する。
【００２４】
電子ビーム制御部３３２は、電子ビーム生成装置１００を制御する。電子ビーム生成装置１００は、熱電子を発生させるカソードと、前記カソードに負電圧を印加し、カソードから熱電子を放出させるカソード電圧源と、カソードから放出された熱電子を集束させ、電子ビームを形成するグリッドと、グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第１グリッド電圧源と、カソードに流れる、カソードが放出した熱電子の量に基づいたエミッション電流を検出する電流検出部と、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源がグリッドに印加する電圧を制御する第１グリッド制御部とを有する。電子ビーム制御部３３２は、生成すべき電子ビームの強度に基づいて、第１グリッド制御部を制御し、グリッドに印加される電圧を制御する。また、電子ビーム制御部３３２は、生成すべき電子ビームの強度に基づいて、カソード電圧源を制御し、カソードに印加される電圧を制御してよい。グリッド及びカソードに印加される電圧を制御することにより電子ビームの電流量を調整することが可能となる。また、電子ビーム制御部３３２は、電流検出部が検出したエミッション電流の変化に基づいて、電子ビームの電流量を略一定値に保つように、第１グリッド制御部及びカソード電圧源を制御してよい。
【００２５】
多軸電子レンズ制御部３３４は、第１多軸電子レンズ３６４、第２多軸電子レンズ３７４、第３多軸電子レンズ３７８、第４多軸電子レンズ３８４および第５多軸電子レンズ３８８に供給する電流を制御する。成形偏向制御部３３６は、第１成形偏向部３６６および第２成形偏向器３６８を制御する。ブランキング電極アレイ制御部３３８は、ブランキング電極アレイ３７６に含まれる偏向電極に印加する電圧を制御する。偏向制御部３４４は、偏向部３８６に含まれる複数の偏向器が有する偏向電極に印加する電圧を制御する。ウェハステージ制御部３４２は、ウェハステージ駆動部３９８を制御し、ウェハステージ３９６を所定の位置に移動させる。
【００２６】
本実施形態に係る電子ビーム露光装置３００の動作について説明する。まず、複数の電子ビーム生成装置１００が、複数の電子ビームを生成する。第１成形部材３６２は、複数の電子ビーム生成装置１００により発生し、第１成形部材３６２に照射された複数の電子ビームを、第１成形部材３６２に設けられた複数の開口部を通過させることにより成形する。他の例においては、電子ビーム生成装置１００において発生した電子ビームを複数の電子ビームに分割する手段を更に有することにより、複数の電子ビームを生成してもよい。
【００２７】
第１多軸電子レンズ３６４は、矩形に成形された複数の電子ビームを独立に集束し、第２成形部材３７２に対する電子ビームの焦点を、電子ビーム毎に独立に調整する。第１成形偏向部３６６は、第１成形部材３６２において矩形形状に成形された複数の電子ビームを、第２成形部材における所望の位置に照射するように、それぞれ独立に偏向する。
【００２８】
第２成形偏向部３６８は、第１成形偏向部３６６で偏向された複数の電子ビームを、第２成形部材３７２に対して略垂直な方向にそれぞれ偏向し、第２成形部材３７２に照射する。そして矩形形状を有する複数の開口部を含む第２成形部材３７２は、第２成形部材３７２に照射された矩形の断面形状を有する複数の電子ビームを、ウェハ３９２に照射すべき所望の断面形状を有する電子ビームにさらに成形する。
【００２９】
第２多軸電子レンズ３７４は、複数の電子ビームを独立に集束して、ブランキング電極アレイ３７６に対する電子ビームの焦点を、それぞれ独立に調整する。そして、第２多軸電子レンズ３７４により焦点がそれぞれ調整された複数の電子ビームは、ブランキング電極アレイ３７６に含まれる複数のアパーチャを通過する。
【００３０】
ブランキング電極アレイ制御部３３８は、ブランキング電極アレイ３７６における各アパーチャの近傍に設けられた偏向電極に電圧を印加するか否かを制御する。ブランキング電極アレイ３７６は、偏向電極に印加される電圧に基づいて、電子ビームをウェハ３９２に照射させるか否かを切替える。
【００３１】
ブランキング電極アレイに３７６により偏向されない電子ビームは、第３多軸電子レンズ３７８を通過する。そして第３多軸電子レンズ３７８は、第３多軸電子レンズ３７８を通過する電子ビームの電子ビーム径を縮小する。縮小された電子ビームは、電子ビーム遮蔽部材３８２に含まれる開口部を通過する。また、電子ビーム遮蔽部材３８２は、ブランキング電極アレイ３７６により偏向された電子ビームを遮蔽する。電子ビーム遮蔽部材３８２を通過した電子ビームは、第４多軸電子レンズ３８４に入射される。そして第４多軸電子レンズ３８４は、入射された電子ビームをそれぞれ独立に集束し、偏向部３８６に対する電子ビームの焦点をそれぞれ調整する。第４多軸電子レンズ３８４により焦点が調整された電子ビームは、偏向部３８６に入射される。
【００３２】
偏向部３８６に含まれる複数の偏向器は、偏向制御部３４０からの指示に基づき、偏向部３８６に入射されたそれぞれの電子ビームを、ウェハ３９２に対して照射すべき位置にそれぞれ独立に偏向する。第５多軸電子レンズ３８８は、第５多軸電子レンズ３８８を通過するそれぞれの電子ビームのウェハ３９２に対する焦点を調整する。そしてウェハ３９２に照射すべき断面形状を有するそれぞれの電子ビームは、ウェハ３９２に対して照射すべき所望の位置に照射される。
【００３３】
露光処理中、ウェハステージ駆動部３９８は、ウェハステージ制御部３４２からの指示に基づき、一定方向にウェハステージを移動させるのが好ましい。そして、ウェハ３９２の移動に合わせて、電子ビームの断面形状をウェハ３９２に照射すべき形状に成形し、ウェハ３９２に照射すべき電子ビームを通過させるアパーチャを定め、さらに偏向部３８６によりそれぞれの電子ビームをウェハ３９２に対して照射すべき位置に偏向させることにより、ウェハ３９２に所望の回路パターンを露光することができる。
【００３４】
図３は、複数の電子ビーム生成装置１００の電源系の構成の一例を示す。電子ビーム露光装置３００は、複数の電子ビーム生成装置１００を備える。複数の電子ビーム生成装置１００は、それぞれカソード１０、グリッド２０、フィラメント電流源１２、電流検出部１６、第１グリッド制御部１８、第１グリッド電圧源２４、カソード微小電圧源４８、及びカソード電圧源４０を有する。カソード電圧源４０は、複数のカソード１０に電圧を印加する。つまり、１つのカソード電圧源４０を、複数の電子ビーム生成装置１００が共有する。
【００３５】
電子ビーム制御部３３２は、カソード電圧源４０が複数のカソード１０に印加する電圧を制御する。カソード１０には、カソード電圧源４０とカソード微小電圧源４８とが印加する電圧の和である加速電圧が印加される。カソード微小電圧源４８は、カソード電圧源４０が生成することのできる電圧の分解能より小さい分解能で電圧を生成し、カソード１０に印加する。また、カソード微小電圧源４８は、複数のカソード１０の抵抗値等の個体差に基づいてカソード１０に印加する電圧を変動させるのが好ましい。電子ビーム制御部３３２は、カソード微小電圧源４８がカソード１０に印加する電圧をそれぞれ制御してよい。
【００３６】
第１グリッド電圧源２４は、グリッド２０に、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える。グリッド２０には、カソード電圧源４０が印加する電圧と、第１グリッド電圧源２４が印加する電圧との和が印加される。例えば、カソード電圧源４０は、５０ｋＶの負電圧を発生し、第１グリッド電圧源２４は、２ｋＶの負電圧を発生した場合、カソード１０には略５０ｋＶの負電圧が印加され、グリッド２０には略５２ｋＶの負電圧が印加される。
【００３７】
カソード１０は、供給されるフィラメント電流により加熱され、熱電子を発生させる。発生した熱電子は、カソード１０に印加される負電圧によりカソード１０から放出される。例えば、第１成形部材３６２やステージ３９６等を接地させてアノードとし、カソード１０と当該アノードとの間に電位差を生じさせることにより、熱電子をウェハ方向に放出させるのが望ましい。カソード１０には、放出した熱電子量に基づいたエミッション電流が流れる。カソード１０から放出された熱電子は、カソード１０より更に負電圧を印加されたグリッド２０により集束される。また、カソード１０に印加される負電圧の電圧値に基づいて、カソード１０から放出される熱電子の量、即ち電子ビームの電流量が変化する。
【００３８】
電流検出部１６は、カソード１０に流れるエミッション電流を検出する。第１グリッド制御部１８は、電流検出部１６が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧を制御し、電子ビームの電流量を制御する。電子ビーム制御部３３２は、生成されるべき電子ビームの電流量に基づいて、第１グリッド制御部１８を制御する。例えば、電子ビーム制御部３３２は、予め定められた電流量を保つように、第１グリッド制御部１８が制御する第１グリッド電圧源２４における電圧値を制御する。
【００３９】
図４は、電子ビーム生成装置１００の動作の一例を示すブロック図である。図４において図３と同一の符号を付したものは、図３に関連して説明したものと同一又は同様の機能及び構成を有してよい。フィラメント電流源１２は、カソード１０にフィラメント電流を供給し、カソード１０を加熱してカソード１０に熱電子を発生させる。カソード電圧源４０は、カソード１０に加速電圧を印加し、発生した熱電子をカソード１０から放出させる。カソード１０には、放出した熱電子量に基づいたエミッション電流が流れる。電流検出部１６は、エミッション電流を検出し、エミッション電流値を第１グリッド制御部１８に与える。第１グリッド制御部１８は、与えられたエミッション電流値に基づいて、第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧値を制御する。エミッション電流は、セルフバイアス抵抗２２に供給され、セルフバイアス抵抗２２は、カソード１０に印加された電圧を、供給されたエミッション電流に基づいて電圧降下させ、グリッドに印加する。セルフバイアス抵抗２２により生じた電圧降下と、第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧とに基づいて、カソード１０の電位に対するグリッド２０の電位が定まる。
【００４０】
カソード１０から放出された熱電子は、カソード１０と基準電位との電位差に基づいてウェハ３９２に向かって放出されるが、カソード１０と基準電位との間に設けられたグリッド２０にカソード１０より更に負の電圧が印加されているため、熱電子の放出が抑制される。つまり、カソード１０とグリッド２０との電位差に基づいて、カソード１０から放出される熱電子量が変化し、カソード１０に流れるエミッション電流が変化する。本発明では、エミッション電流を検出し、検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド制御部１８は、第１グリッド電圧源がグリッド２０印加する電圧を制御し、セルフバイアス抵抗２２は、エミッション電流に基づいた電圧降下を生じ、エミッション電流の変化を抑制するように、グリッド２０に印加される電圧を変化させる。つまり、エミッション電流の変化を検出し、エミッション電流の変化を抑制するようにグリッド２０に印加する電圧を変化させることで、電子ビームの電流量を所望の値に調整することが可能となる。
【００４１】
電流検出部１６、第１グリッド制御部１８、及び第１グリッド電圧源２４は、例えばカソード１０等の劣化による電子ビームの長期的な変動を抑制し、セルフバイアス抵抗２２は、例えば放電等による電子ビームの短期的な変動を抑制する場合に特に有効である。本発明による電子ビーム生成装置１００によれば、セルフバイアス抵抗２２の劣化や、発熱等による抵抗値の変化がある場合であっても、電流検出部１６、第１グリッド制御部１８、及び第１グリッド電圧源２４によって、電子ビームの電流量を安定にすることが可能となる。
【００４２】
図５は、本発明に係る電子ビーム生成装置１００の構成の一例を示す図である。図５において、図３及び図４と同一の符号を付したものは、図３及び図４に関連して説明して説明したものと、同一又は同様の機能及び構成を有してよい。電子ビーム生成装置１００は、熱電子を発生させるカソード１０と、カソード１０にフィラメント電流を供給し、カソード１０を加熱し熱電子を発生させるフィラメント電流源１２と、カソード１０に負電圧を印加し、カソード１０から前記熱電子を放出させるカソード電圧源４０と、カソード１０と基準電位間の電圧を検出するカソード電圧検出部４４と、カソード電圧検出部４４が検出した電圧に基づいて、カソード電圧源４０がカソード１０に印加する電圧を制御するカソード制御部４２と、カソード１０から放出された熱電子を集束させ、電子ビームを形成するグリッド２０と、グリッド２０に、カソード１０の電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第１グリッド電圧源２４と、カソード１０に流れる、カソード１０が放出した熱電子の量に基づいたエミッション電流を検出する電流検出部１６と、電流検出部１６が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧を制御する第１グリッド制御部１８と、エミッション電流の変化に基づいて、カソード１０の電位に対するグリッド２０の電位を変化させ、エミッション電流の変化を抑制するセルフバイアス抵抗２２とを備える。本例において、第１グリッド電圧源２４は、グリッド２０に、カソード１０の電位より更に負の電位を与える。
【００４３】
本例において、電子ビーム５０の電流量を一定の値に保つように、電子ビーム制御部３３２が電子ビーム生成装置１００を制御する場合、カソード制御部４２は、カソード電圧検出部４４が検出する電圧値を一定値に保つように、カソード電圧源４０がカソード１０に印加する電圧を制御し、第１グリッド制御部１８は、電流検出部１６が検出するエミッション電流の電流値の変化を抑制するように第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧を制御する。例えば電子ビームの電流量が増大し、エミッション電流が増大した場合、セルフバイアス抵抗２２における電圧降下が増大し、グリッド２０の、カソード１０に対する電位が負の方向に増大する。第１グリッド制御部１８は、エミッション電流の変化を検出し、第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧を更に負の方向に増大させ、グリッド２０の、カソード１０に対する電位が負の方向に増大させる。カソード１０に対するグリッド２０の電位が更に負の方向に増大されることにより、カソード１０から放出される熱電子量が抑制され、電子ビームの電流量が抑制され、エミッション電流の変化が抑制される。セルフバイアス抵抗２２と、第１グリッド制御部１８及び第１グリッド電圧源２４とは、エミッション電流の変化に基づいて、カソード１０の電位に対するグリッド２０の電位を変化させ、エミッション電流の変化を抑制するフィードバックを行う。当該フィードバックは、エミッション電流が安定するまで行われる。
【００４４】
第１グリッド電圧源２４が発生する電圧は、カソード電圧源が発生する電圧より小さい電圧であることが好ましい。また、本実施例において、電流検出部１６は、カソード１０とセルフバイアス抵抗２２との間に流れる電流を検出しているが、他の例においては、セルフバイアス抵抗２２と第１グリッド電圧源２４との間に流れる電流を検出してよい。また、第１グリッド制御部１８は、電流検出部１６が検出した電流の周波数等に基づいて、第１グリッド電圧源を制御してよい。
【００４５】
図６は、本発明に係る電子ビーム生成装置１００の構成の他の例を示す。図６において、図３から図５において説明したものと同一の符号を付したものは、図３から図５に関連して説明したものと同一又は同様の機能及び構成を有してよい。本例において、カソード１０、フィラメント電流源１２、カソード電圧源４０、カソード制御部４２、及びカソード電圧検出部４４は、それぞれ図５において説明したものと同一の機能を有する。
【００４６】
グリッド２０は、カソード１０の電位より更に負の電位を有する抑制グリッド２６と、カソード１０の電位より正の電位を有する引出グリッド２８とを有する。また、セルフバイアス抵抗２２は、エミッション電流の変化に基づいて、カソードの電位に対する抑制グリッド２６の電位を変化させ、第１グリッド電圧源２４は、引出グリッド２８に、カソード１０の電位に対して更に電圧を印加した電位を与え、第１グリッド制御部１８は、電流検出部１６が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源２４が引出グリッド２８に印加する電圧を制御する。抑制グリッド２６は、図５において説明したグリッド２０と同一又は同様の機能を有する。抑制グリッド２６は、カソード１０とセルフバイアス抵抗２２を介して接続され、エミッション電流の変化に応じて、カソード１０に対する電位が変化する。
【００４７】
引出グリッド２８は、カソード１０の電位に対して正の電位が与えられ、カソード１０から放出された熱電子をウェハ方向に引き出す。引出グリッド２８は、第１グリッド電圧源２４を介してカソード１０に接続される。電流検出部１６は、カソード１０に流れるエミッション電流を検出し、第１グリッド制御部１８にエミッション電流の情報を与える。電流検出部１６は、例えばエミッション電流の電流値、周波数、位相等の情報を第１グリッド制御部１８に与えてよく、第１グリッド制御部１８は、エミッション電流の電流値、周波数、位相等の情報に基づいて、第１グリッド電圧源が引出グリッド２８に印加する電圧を制御してよい。
【００４８】
本例においては、電流検出部１６は、セルフバイアス抵抗２２とカソード電圧源４０との間に流れる電流を検出したが、他の例においては、カソード１０とセルフバイアス抵抗２２との間に流れる電流を検出してよい。本例における電子ビーム生成装置１００によれば、グリッド２０が抑制グリッド２６と引出グリッド２８とを有する場合であっても、電子ビーム５０の電流量を精度よく制御することが可能となる。
【００４９】
図７は、本発明に係る電子ビーム生成装置１００の構成の更に他の例を示す図である。図７において、図３から図６において説明したものと同一の符号を付したものは、図３から図６に関連して説明したものと同一又は同様の機能及び構成を有してよい。本例において、カソード１０、フィラメント電流源１２、カソード電圧源４０、カソード制御部４２、カソード電圧検出部４４、引出グリッド２８、第１グリッド電圧源２４、第１グリッド制御部１８、電流検出部１６、及びセルフバイアス抵抗は、図６において説明したものと同一の機能を有する。
【００５０】
本例における電子ビーム生成装置１００は、抑制グリッド２６に、カソード１０の電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第２グリッド電圧源３４と、カソード１０に対する抑制グリッド２６の電圧値を検出する電圧検出部３０と、電圧検出部３０が検出した電圧値に基づいて、第２グリッド電圧源３４が抑制グリッド２６に印加する電圧を制御する第２グリッド制御部３２とを更に備える。
【００５１】
抑制グリッド２６は、カソード１０と、セルフバイアス抵抗２２と第２グリッド電圧源３４とを介して接続される。電圧検出部３０は、抑制グリッド２６とカソード１０との電位差を検出し、第２グリッド制御部３２に検出した電位差の情報を与える。第２グリッド制御部３２は、与えられた電位差の情報に基づいて、第２グリッド電圧源が抑制グリッド２６に印加する電圧を制御する。セルフバイアス抵抗２２及び第２グリッド電圧源３４は、抑制グリッド２６に、カソード１０の電位に対して更に負の電位を与える。電子ビーム５０の電流量を略一定の値に保つ場合、セルフバイアス抵抗２２は、エミッション電流の変化に基づいて、カソード１０の電位に対する抑制グリッド２６の電位を変化させ、第２グリッド電圧源３４は、カソード１０と抑制グリッド２６との電位差の変化に基づいて、カソード１０の電位に対する抑制グリッド２６の電位を変化させる。
【００５２】
セルフバイアス抵抗２２は、例えばエミッション電流の急峻な変化に対応して抑制グリッド２６のカソード１０に対する電位を変化させる。また、第２グリッド制御部３２は、例えばカソード１０の電位に対する抑制グリッド２６の電位を略一定値に保つように、第２グリッド電圧源３４を制御する。セルフバイアス抵抗２２は、電圧検出部３０及び第２グリッド制御部３２が追従できないような、カソード１０の電位に対する抑制グリッド２６の電位の急峻な変化を抑制する場合に特に有効である。また、電圧検出部３０、第２グリッド制御部３２、及び第２グリッド電圧源３４は、セルフバイアス抵抗２２の劣化や、カソード１０の劣化等による、エミッション電流の変化を抑制する場合に特に有効である。
【００５３】
また、カソード１０の電位に対する抑制グリッド２６の電位を略一定値に保つことにより、第１グリッド電圧源２４が引出グリッド２８に印加する電圧の変動幅を小さくすることが可能となる。すなわち、第１グリッド電圧源２４の規模を小さくすることが可能となり、電子ビーム生成装置１００の電源系を小さくすることが可能となる。
【００５４】
本例において、電子ビーム生成装置１００は、第２グリッド制御部３２が、電圧検出部３０が検出したカソード１０と抑制グリッド２６間の電圧に基づいて第２グリッド電圧源を制御したが、他の例においては、第１グリッド制御部３２が、電流検出部１６が検出したエミッション電流に基づいて、第２グリッド電圧源３４を制御してよい。つまり、図６に関連して説明した電子ビーム生成装置１００は、抑制グリッド２６にカソード１０の電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第２グリッド電圧源３４を更に備え、第１グリッド制御部１８は、電流検出部１６が検出したエミッション電流に基づいて、第２グリッド電圧源３４が抑制グリッド２６に印加する電圧を更に制御してよい。
【００５５】
図７に関連して説明した電子ビーム生成装置１００において、電流検出部１６は、第２グリッド電圧源３４とカソード電圧源４０との間に接続されているが、他の例においては、電流検出部１６は、セルフバイアス抵抗２２と第２グリッド電圧源３４との間に配置されてよく、また、カソード１０とセルフバイアス抵抗２２との間に配置されてもよい。また、第２グリッド電圧源３４が発生する電圧は、カソード電圧源４０が発生する電圧より、小さい電圧であることが好ましい。
【００５６】
本例における電子ビーム生成装置１００によれば、グリッド２０が抑制グリッド２６と引出グリッド２８とを有する場合であっても、電子ビーム５０の電流量を精度よく制御することが可能となる。また、抑制グリッド２６と引出グリッド２８のそれぞれに対応する可変電圧源を設けているため、カソード１０や、セルフバイアス抵抗２２が劣化した場合等であっても、抑制グリッド２６及び引出グリッド２８に印加する電圧を最適な値に制御することが可能となり、そのため、精度よく電子ビーム５０の電流量を制御することが可能となる。
【００５７】
図８は、本発明に係る電子ビーム生成装置１００の構成の更に他の例を示す図である。図８において、図３から図７において説明したものと、同一の符号を付したものは、図３から図７に関連して説明したものと、同一又は同様の機能及び構成を有してよい。本例における電子ビーム生成装置１００は、図３において説明した電子ビーム生成装置１００において、グリッド２０は、カソード１０の電位より更に負の電位を有する抑制グリッド２６と、カソード１０の電位より正の電位を有する引出グリッド２８とを有し、セルフバイアス抵抗２２は、エミッション電流の変化に基づいて、カソード１０の電位に対する、引出グリッド２８の電位を変化させ、第１グリッド電圧源２４は、引出グリッド２８に、カソード１０の電位に対して更に電圧を印加した電位を与え、第１グリッド制御部１８は、電流検出部１６が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源２４が引出グリッド２８に印加する電圧を制御し、抑制グリッド２６に、カソード１０の電位に対する抑制グリッド２６の電位を与える電圧を印加する第２グリッド電圧源３４と、カソード１０に対する抑制グリッド２６の電圧値を検出する電圧検出部３０と、電圧検出部３０が検出した電圧値に基づいて、第２グリッド電圧源３４が抑制グリッド２６に印加する電圧を制御する第２グリッド制御部３２とを更に備える。第１タイミング制御部３６及び第１グリッド制御部以外の構成要素については、図７と同一の機能を有する。
【００５８】
第１タイミング制御部３６は、タイミング信号を発生し、タイミング信号を第１グリッド制御部１８に与える。第１グリッド制御部１８は、第１タイミング発生器３６が発生したタイミング信号に基づくタイミングで、第１グリッド電圧源２４が引出グリッド２８に印加する電圧を制御する。第１グリッド制御部１８が、タイミング信号に基づくタイミングで第１グリッド電圧源２４を制御することにより、エミッション電流が発振することを防ぐことが可能となる。即ち、第１グリッド電圧源２４が印加する電圧を連続的に変化させた場合に、エミッション電流の変化の態様と、第１グリッド制御部１８が第１グリッド電圧源２４を制御する周波数特性と、セルフバイアス抵抗２２の特性とが、エミッション電流が発振するような条件であっても、第１グリッド制御部１８の制御タイミングを与えることにより、エミッション電流の発振を防ぐことが可能である。
【００５９】
第１グリッド制御部１８は、与えられたタイミング信号に基づいて、電流検出部１６から、エミッション電流の情報を受け取り、受け取った情報に基づいて、第１グリッド電圧源２４を制御してよい。また、第１タイミング制御部３６は、タイミング信号を第２グリッド制御部３２に更に与え、第２グリッド制御部は、第１タイミング発生器３６が発生したタイミング信号に基づくタイミングで、第２グリッド電圧源が引出グリッド２８に印加する電圧を制御してよい。第１タイミング制御部は、第１グリッド制御部１８に与えたタイミング信号と異なるタイミング信号を第２グリッド制御部３２に与えてよい。
【００６０】
また、本例における電子ビーム生成装置１００は、タイミング信号を発生し、タイミングを第２グリッド制御部３２に与える第２タイミング発生器を更に備え、第２グリッド制御部３２は、第２タイミング発生器が発生したタイミング信号に基づくタイミングで、第２グリッド電圧源３４が抑制グリッド２６に印加する電圧を制御してよい。第２タイミング発生器は、第１タイミング発生器３６が発生するタイミングと異なるタイミングを発生してよい。
【００６１】
また、本例における電子ビーム生成装置１００は、第２グリッド制御部３２が、第２グリッド電圧源３４を制御したが、他の例においては、電子ビーム生成装置１００は、第１グリッド制御部１８が、電流検出部１６が検出したエミッション電流に基づいて、第２グリッド制御部３４を制御してよい。すなわち、図３に関連して説明した電子ビーム生成装置１００において、グリッド２０は、カソード１０の電位より更に負の電位を有する抑制グリッド２６と、カソード１０の電位より正の電位を有する引出グリッド２８とを有し、セルフバイアス抵抗２２は、エミッション電流の変化に基づいて、カソード１０の電位に対する、引出グリッド２８の電位を変化させ、第１グリッド電圧源１８は、引出グリッド２８に、カソード１０の電位に対して更に電圧を印加した電位を与え、第１グリッド制御部１８は、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源２４が引出グリッド２８に印加する電圧を制御し、抑制グリッド２６に、カソード１０の電位に対する抑制グリッド２６の電位を与える電圧を印加する第２グリッド電圧源３４を更に備え、第１グリッド制御部１８は、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第２グリッド電圧源３４が抑制グリッド２６に印加する電圧を更に制御してよい。
【００６２】
本例における電子ビーム生成装置１００によれば、エミッション電流の発振を防ぐことにより、電子ビームの電流量を安定に制御することが可能となる。また、図３から図７に関連して説明した電子ビーム生成装置１００においても、第１タイミング発生器３６を備えてよい。また、電子ビーム露光装置３００の照射切替手段３７０は、第１グリッド制御部１８が第１グリッド電圧源２４を制御したタイミングで、電子ビームをウェハ３９２に照射してよい。
【００６３】
図９は、第１タイミング発生器３６を備える電子ビーム生成装置１００におけるエミッション電流の制御を示す。図９（ａ）から図９（ｃ）において、横軸は時間を示し、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３・・・Ｔｎ−２、Ｔｎ−１、Ｔｎは、第１グリッド制御部１８が、タイミング信号に基づいて、第１グリッド電圧源２４を制御するタイミングを示す。エミッション電流が図９（ａ）に示すような変化を示した場合、第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧は、図９（ｂ）に示すような変化を示す。第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧を図９（ｂ）に示すようなタイミングで変化させることにより、エミッション電流の変化は、図９（ｃ）に示すように抑制される。第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧を連続的に変化させず、所定のタイミング毎に変化させることにより、エミッション電流の発振を防ぐことができる。
【００６４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６５】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、電子ビームの電流量を精度よく制御することが可能となる。また、カソード及びセルフバイアス抵抗等の劣化等による電子ビームの電流量の変化も抑制することが可能となる。また、エミッション電流の発振を防ぎ、電子ビームの電流量を安定に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電子ビーム生成装置２００を説明する図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置３００の構成を示す。
【図３】複数の電子ビーム生成装置１００の電源系の構成の一例を示す。
【図４】電子ビーム生成装置１００の動作の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る電子ビーム生成装置１００の構成の一例を示す図である。
【図６】本発明に係る電子ビーム生成装置１００の構成の他の例を示す図である。
【図７】本発明に係る電子ビーム生成装置１００の構成の更に他の例を示す図である。
【図８】本発明に係る電子ビーム生成装置１００の構成の更に他の例を示す図である。
【図９】第１タイミング発生器３６を備える電子ビーム生成装置１００におけるエミッション電流の制御を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・カソード、１２・・・フィラメント電流源
１６・・・電流検出部、１８・・・第１グリッド制御部
２０・・・グリッド、２２・・・セルフバイアス抵抗
２４・・・第１グリッド電圧源、２６・・・抑制グリッド
２８・・・引出グリッド、３０・・・電圧検出部
３２・・・第２グリッド制御部、３４・・・第２グリッド電圧源
３６・・・第１タイミング制御部、４０・・・カソード電圧源
４２・・・カソード制御部、４４・・・カソード電圧検出部
４８・・・カソード微小電圧源、５０・・・電子ビーム
１００・・・電子ビーム生成装置、２００・・・従来の電子ビーム生成装置
３００・・・電子ビーム露光装置、３２０・・・個別制御部
３３０・・・統括制御部、３３２・・・電子ビーム制御部
３３４・・・多軸電子レンズ制御部、３３６・・・成形偏向制御部
３３８・・・ブランキング電極アレイ制御部、３４０・・・制御系
３４２・・・ウェハステージ制御部、３４４・・・偏向制御部
３５０・・・露光部、３５２・・・チャンバ
３６０・・・電子ビーム成形手段、３６２・・・第１成形部材
３６４・・・第１多軸電子レンズ、３６６・・・第１成形偏向部
３６８・・・第２成形偏向部、３７０・・・照射切替手段
３７２・・・第２成形部材、３７４・・・第２多軸電子レンズ
３７６・・・ブランキング電極アレイ、３７８・・・第３多軸電子レンズ
３８０・・・ウェハ用投影系、３８２・・・電子ビーム遮蔽部材
３８４・・・第４多軸電子レンズ、３８６・・・偏向部
３８８・・・第５多軸電子レンズ、３９２・・・ウェハ
３９６・・・ウェハステージ、３９８・・・ウェハステージ駆動部
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビームを生成する電子ビーム生成装置及び電子ビームによりウェハを露光する電子ビーム露光装置に関する。特に、電子ビームの電流量を精度良く制御可能な電子ビーム生成装置及び電子ビーム露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年における、半導体素子の微細化等に伴い、電子ビーム露光装置における電子ビームの強度すなわち露光量を精度良く制御し、安定な描画を行うことが必要とされている。従来の電子ビーム露光装置における電子ビーム生成装置は、セルフバイアス抵抗を用いて電子ビームの電流量を制御していた。
【０００３】
図１は、従来の電子ビーム生成装置２００を説明する図である。電子ビーム生成装置２００は、熱電子を生成するカソード１０、熱電子を収束させ電子ビームを形成するグリッド２０、カソード１０を加熱し熱電子を生成させるフィラメント電流を生成するフィラメント電流源１２、カソード１０に電圧を印加し熱電子を放出させるカソード電源４０、カソード１０の電位に対するグリッド２０の電位を変化させるセルフバイアス抵抗２２、カソード４０と基準電位間の電圧を検出するカソード電圧検出部４４、及び検出した電圧に基づいてカソード電源がカソード１０に印加する電圧を制御するカソード制御部４２を備える。
【０００４】
フィラメント電流源１２は、カソード１０にフィラメント電流を供給し、カソードを加熱して、カソード１０に熱電子を発生させる。カソード電圧源４０は、カソード１０に加速電圧を印加し、発生した熱電子をカソード１０から放出させる。カソード電圧検出部４４は、カソード１０と基準電位間の電圧を検出し、カソード制御部４２は、カソード電圧検出部４４が検出した電圧に基づいて、カソード電圧源４０がカソード１０に印加する電圧を制御し、カソード１０と基準電位間の電圧を一定値に保つ。カソード１０には、発生した熱電子量に基づくエミッション電流が流れ、エミッション電流は、セルフバイアス抵抗２２に供給される。セルフバイアス抵抗２２は、供給されたエミッション電流に基づいて、カソード１０の電位に対するグリッド２０の電位を変化させる。グリッド２０には、カソード１０に対して負電圧が印加され、放出された熱電子を集束させ、電子ビームを形成する。また、グリッド２０は、印加された電圧に基づいて、熱電子がグリッド２０を通過する電子量を抑制する。つまり、グリッド２０に印加される電圧によって、形成される電子ビームの電流量が変化する。
【０００５】
形成される電子ビームの電流量が、放電等により変化した場合、カソード１０が放出する熱電子量が急激に変化し、エミッション電流の電流値が急激に変化する。セルフバイアス抵抗２２は、エミッション電流の電流値の変化に基づいて、カソード１０の電位に対するグリッド２０の電位を、エミッション電流の電流値の変化を抑制するように変化させる。例えば、エミッション電流が急激に増大した場合、グリッド２０に印加される負電圧を増大させ、カソード１０から放出される熱電子の電子量を抑制する。以上説明したように、従来の電子ビーム生成装置２００においては、エミッション電流の電流値の変化に基づいて、セルフバイアス抵抗２２により、グリッド２０に印加する負電圧を変化させ、電子ビームの電流量の変化を抑制していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の電子ビーム生成装置では、電子ビームの電流量の調整を、セルフバイアス抵抗２２により行っていたため、電流量の精度は、セルフバイアス抵抗２２の性能によるところが大きかった。そのため、セルフバイアス抵抗２２の抵抗値の経時変化による長期的安定性の確保や、セルフバイアス抵抗２２の発熱による、特性変化等による電流値の調整精度を確保することが困難であった。
【０００７】
そこで本発明は、上記の課題を解決することの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。この目的は、特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、電子ビームを生成する電子ビーム生成装置であって、熱電子を発生させるカソードと、カソードに負電圧を印加し、カソードから熱電子を放出させるカソード電圧源と、カソードから放出された熱電子を集束させ、電子ビームを形成するグリッドと、グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第１グリッド電圧源と、カソードに流れる、カソードが放出した熱電子の量に基づいたエミッション電流を検出する電流検出部と、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源がグリッドに印加する電圧を制御する第１グリッド制御部とを備えることを特徴とする電子ビーム生成装置を提供する。
【０００９】
本発明の第１の形態において、エミッション電流の変化に基づいて、カソードの電位に対するグリッドの電位を変化させ、エミッション電流の変化を抑制するセルフバイアス抵抗を更に備えてよい。また、第１グリッド制御部は、エミッション電流の変化を抑制するように、第１グリッド電圧源を制御してよい。また、グリッドは、カソードの電位より更に負の電位を有する抑制グリッドと、カソードの電位より正の電位を有する引出グリッドとを有し、セルフバイアス抵抗は、エミッション電流の変化に基づいて、カソードの電位に対する抑制グリッドの電位を変化させ、第１グリッド電圧源は、引出グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与え、第１グリッド制御部は、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源が引出グリッドに印加する電圧を制御してよい。
【００１０】
また、抑制グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第２グリッド電圧源を更に備え、第１グリッド制御部は、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第２グリッド電圧源が抑制グリッドに印加する電圧を更に制御してよい。また、抑制グリッドに、カソードの電位に対する抑制グリッドの電位を与える電圧を印加する第２グリッド電圧源と、カソードに対する抑制グリッドの電圧値を検出する電圧検出部と、電圧検出部が検出した電圧値に基づいて、第２グリッド電圧源が抑制グリッドに印加する電圧を制御する第２グリッド制御部とを更に備えてよい。また、第２グリッド制御部は、カソードの電位に対する抑制グリッドの電位を略一定の値に保つように、第２グリッド電圧源を制御してよい。
【００１１】
また、グリッドは、カソードの電位より更に負の電位を有する抑制グリッドと、カソードの電位より正の電位を有する引出グリッドとを有し、セルフバイアス抵抗は、エミッション電流の変化に基づいて、カソードの電位に対する、引出グリッドの電位を変化させ、第１グリッド電圧源は、引出グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与え、第１グリッド制御部は、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源が引出グリッドに印加する電圧を制御し、抑制グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第２グリッド電圧源を更に備え、第１グリッド制御部は、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第２グリッド電圧源が抑制グリッドに印加する電圧を更に制御してよい。
【００１２】
また、グリッドは、カソードの電位より更に負の電位を有する抑制グリッドと、カソードの電位より正の電位を有する引出グリッドとを有し、セルフバイアス抵抗は、エミッション電流の変化に基づいて、カソードの電位に対する、引出グリッドの電位を変化させ、第１グリッド電圧源は、引出グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与え、第１グリッド制御部は、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源が引出グリッドに印加する電圧を制御し、抑制グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第２グリッド電圧源と、カソードに対する抑制グリッドの電圧値を検出する電圧検出部と、電圧検出部が検出した電圧値に基づいて、第２グリッド電圧源が抑制グリッドに印加する電圧を制御する第２グリッド制御部とを更に備えてよい。
【００１３】
また、第２グリッド制御部は、カソードの電位に対するグリッドの電位を略一定の値に保つように、第２グリッド電圧源を制御してよい。また、タイミング信号を発生し、タイミング信号を第１グリッド制御部に与える第１タイミング発生器を更に備え、第１グリッド制御部は、第１タイミング発生器が発生したタイミング信号に基づくタイミングで、第１グリッド電圧源が引出グリッドに印加する電圧を制御してよい。また、タイミング信号を発生し、タイミング信号を第２グリッド制御部に与える第２タイミング発生器を更に備え、第２グリッド制御部は、タイミング発生器が発生したタイミング信号に基づくタイミングで、第２グリッド電圧源が引出グリッドに印加する電圧を制御してよい。
【００１４】
本発明の第２の形態においては、電子ビームによりウェハを露光する電子ビーム露光装置であって、電子ビームを生成する電子ビーム生成装置と、電子ビームをウェハの所望の位置に偏向させる偏向器と、ウェハを載置するステージとを備え、電子ビーム生成装置は、熱電子を発生させるカソードと、カソードに負電圧を印加し、カソードから熱電子を放出させるカソード電圧源と、カソードから放出された熱電子を集束させ、電子ビームを形成するグリッドと、グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第１グリッド電圧源と、カソードに流れる、カソードが放出した熱電子の量に基づいたエミッション電流を検出する電流検出部と、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源がグリッドに印加する電圧を制御する第１グリッド制御部とを有することを特徴とする電子ビーム露光装置を提供する。
【００１５】
本発明の第３の形態においては、電子ビームによりウェハを露光する電子ビーム露光装置であって、電子ビームを生成する複数の電子ビーム生成装置と、電子ビームをウェハの所望の位置に偏向させる偏向器と、ウェハを載置するステージとを備え、複数の電子ビーム生成装置のそれぞれは、熱電子を発生させるカソードと、カソードから放出された熱電子を集束させ、電子ビームを形成するグリッドと、グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第１グリッド電圧源と、カソードに流れる、カソードが放出した熱電子の量に基づいたエミッション電流を検出する電流検出部と、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源がグリッドに印加する電圧を制御する第１グリッド制御部を有し、複数のカソードに負電圧を印加し、複数のカソードから熱電子を放出させるカソード電圧源を更に備えることを特徴とする電子ビーム露光装置を提供する。複数の電子ビーム生成装置のそれぞれは、それぞれのカソードに更に電圧を印加する複数のカソード微小電圧源を更に有してよい。
【００１６】
尚、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又、発明となりうる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置３００の構成を示す。電子ビーム露光装置３００は、電子ビームによりウェハ３９２に所定の露光処理を施す露光部３５０と、露光部３５０に含まれる各構成の動作を制御する制御系１４０を備える。
【００１９】
露光部３５０は、チャンバ３５２内部において複数の電子ビームを発生し、電子ビームの断面形状を所望に成形する電子ビーム成形手段３６０と、複数の電子ビームをウェハ３９２に照射するか否かを、それぞれの電子ビームに対して独立に切替える照射切替手段３７０と、ウェハ３９２に転写されるパターンの像の向き及びサイズを調整するウェハ用投影系３８０を含む電子光学系を備える。また、露光部３５０は、パターンを露光すべきウェハ３９２を載置するウェハステージ３９６と、ウェハステージ３９６を駆動するウェハステージ駆動部とを含むステージ系を備える。
【００２０】
電子ビーム成形手段３６０は、複数の電子ビームを発生させる複数の電子ビーム生成装置１００と、電子ビームを通過させることにより、照射された電子ビームの断面形状を成形する複数の開口部を有する第１成形部材３６２および第２成形部材３７２と、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束し、複数の電子ビームの焦点を調整する第１多軸電子レンズ３６４と、第１成形部材３６２を通過した複数の電子ビームを独立に偏向する第１成形偏向部３６６および第２成形偏向部３６８とを有する。
【００２１】
照射切替手段３７０は、複数の電子ビームを独立に集束し、複数の電子ビームの焦点を調整する第２多軸電子レンズ３７４と、複数の電子ビームをそれぞれ独立に偏向させることにより、それぞれの電子ビームをウェハ３９２に照射するか否かを、それぞれの電子ビームに対して独立に切替えるブランキング電極アレイ３７６と、電子ビームを通過させる複数の開口部を含み、ブランキング電極アレイ３７６で偏向された電子ビームを遮蔽する電子ビーム遮蔽部材１３６とを有する。他の例においてブランキング電極アレイ３７６は、ブランキング・アパーチャ・アレイ・デバイスであってもよい。
【００２２】
ウェハ用投影系３８０は、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束し、電子ビームの照射径を縮小する第３多軸電子レンズ３７８と、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束し、複数の電子ビームの焦点を調整する第４多軸電子レンズ３８４と、複数の電子ビームをウェハ３９２の所望の位置に、それぞれの電子ビームに対して独立に偏向する偏向部３８６と、ウェハ３９２に対する対物レンズとして機能し、複数の電子ビームをそれぞれ独立に集束する第５多軸電子レンズ３８８とを有する。
【００２３】
制御系３４０は、統括制御部３３０及び個別制御部３２０を備える。個別制御部３２０は、電子ビーム制御部３３２と、多軸電子レンズ制御部３３４と、成形偏向制御部３３６と、ブランキング電極アレイ制御部３３８と、偏向制御部３４０と、ウェハステージ制御部３４２とを有する。統括制御部３３０は、例えばワークステーションであって、個別制御部３２０に含まれる各制御部を統括制御する。
【００２４】
電子ビーム制御部３３２は、電子ビーム生成装置１００を制御する。電子ビーム生成装置１００は、熱電子を発生させるカソードと、前記カソードに負電圧を印加し、カソードから熱電子を放出させるカソード電圧源と、カソードから放出された熱電子を集束させ、電子ビームを形成するグリッドと、グリッドに、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第１グリッド電圧源と、カソードに流れる、カソードが放出した熱電子の量に基づいたエミッション電流を検出する電流検出部と、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源がグリッドに印加する電圧を制御する第１グリッド制御部とを有する。電子ビーム制御部３３２は、生成すべき電子ビームの強度に基づいて、第１グリッド制御部を制御し、グリッドに印加される電圧を制御する。また、電子ビーム制御部３３２は、生成すべき電子ビームの強度に基づいて、カソード電圧源を制御し、カソードに印加される電圧を制御してよい。グリッド及びカソードに印加される電圧を制御することにより電子ビームの電流量を調整することが可能となる。また、電子ビーム制御部３３２は、電流検出部が検出したエミッション電流の変化に基づいて、電子ビームの電流量を略一定値に保つように、第１グリッド制御部及びカソード電圧源を制御してよい。
【００２５】
多軸電子レンズ制御部３３４は、第１多軸電子レンズ３６４、第２多軸電子レンズ３７４、第３多軸電子レンズ３７８、第４多軸電子レンズ３８４および第５多軸電子レンズ３８８に供給する電流を制御する。成形偏向制御部３３６は、第１成形偏向部３６６および第２成形偏向器３６８を制御する。ブランキング電極アレイ制御部３３８は、ブランキング電極アレイ３７６に含まれる偏向電極に印加する電圧を制御する。偏向制御部３４４は、偏向部３８６に含まれる複数の偏向器が有する偏向電極に印加する電圧を制御する。ウェハステージ制御部３４２は、ウェハステージ駆動部３９８を制御し、ウェハステージ３９６を所定の位置に移動させる。
【００２６】
本実施形態に係る電子ビーム露光装置３００の動作について説明する。まず、複数の電子ビーム生成装置１００が、複数の電子ビームを生成する。第１成形部材３６２は、複数の電子ビーム生成装置１００により発生し、第１成形部材３６２に照射された複数の電子ビームを、第１成形部材３６２に設けられた複数の開口部を通過させることにより成形する。他の例においては、電子ビーム生成装置１００において発生した電子ビームを複数の電子ビームに分割する手段を更に有することにより、複数の電子ビームを生成してもよい。
【００２７】
第１多軸電子レンズ３６４は、矩形に成形された複数の電子ビームを独立に集束し、第２成形部材３７２に対する電子ビームの焦点を、電子ビーム毎に独立に調整する。第１成形偏向部３６６は、第１成形部材３６２において矩形形状に成形された複数の電子ビームを、第２成形部材における所望の位置に照射するように、それぞれ独立に偏向する。
【００２８】
第２成形偏向部３６８は、第１成形偏向部３６６で偏向された複数の電子ビームを、第２成形部材３７２に対して略垂直な方向にそれぞれ偏向し、第２成形部材３７２に照射する。そして矩形形状を有する複数の開口部を含む第２成形部材３７２は、第２成形部材３７２に照射された矩形の断面形状を有する複数の電子ビームを、ウェハ３９２に照射すべき所望の断面形状を有する電子ビームにさらに成形する。
【００２９】
第２多軸電子レンズ３７４は、複数の電子ビームを独立に集束して、ブランキング電極アレイ３７６に対する電子ビームの焦点を、それぞれ独立に調整する。そして、第２多軸電子レンズ３７４により焦点がそれぞれ調整された複数の電子ビームは、ブランキング電極アレイ３７６に含まれる複数のアパーチャを通過する。
【００３０】
ブランキング電極アレイ制御部３３８は、ブランキング電極アレイ３７６における各アパーチャの近傍に設けられた偏向電極に電圧を印加するか否かを制御する。ブランキング電極アレイ３７６は、偏向電極に印加される電圧に基づいて、電子ビームをウェハ３９２に照射させるか否かを切替える。
【００３１】
ブランキング電極アレイに３７６により偏向されない電子ビームは、第３多軸電子レンズ３７８を通過する。そして第３多軸電子レンズ３７８は、第３多軸電子レンズ３７８を通過する電子ビームの電子ビーム径を縮小する。縮小された電子ビームは、電子ビーム遮蔽部材３８２に含まれる開口部を通過する。また、電子ビーム遮蔽部材３８２は、ブランキング電極アレイ３７６により偏向された電子ビームを遮蔽する。電子ビーム遮蔽部材３８２を通過した電子ビームは、第４多軸電子レンズ３８４に入射される。そして第４多軸電子レンズ３８４は、入射された電子ビームをそれぞれ独立に集束し、偏向部３８６に対する電子ビームの焦点をそれぞれ調整する。第４多軸電子レンズ３８４により焦点が調整された電子ビームは、偏向部３８６に入射される。
【００３２】
偏向部３８６に含まれる複数の偏向器は、偏向制御部３４０からの指示に基づき、偏向部３８６に入射されたそれぞれの電子ビームを、ウェハ３９２に対して照射すべき位置にそれぞれ独立に偏向する。第５多軸電子レンズ３８８は、第５多軸電子レンズ３８８を通過するそれぞれの電子ビームのウェハ３９２に対する焦点を調整する。そしてウェハ３９２に照射すべき断面形状を有するそれぞれの電子ビームは、ウェハ３９２に対して照射すべき所望の位置に照射される。
【００３３】
露光処理中、ウェハステージ駆動部３９８は、ウェハステージ制御部３４２からの指示に基づき、一定方向にウェハステージを移動させるのが好ましい。そして、ウェハ３９２の移動に合わせて、電子ビームの断面形状をウェハ３９２に照射すべき形状に成形し、ウェハ３９２に照射すべき電子ビームを通過させるアパーチャを定め、さらに偏向部３８６によりそれぞれの電子ビームをウェハ３９２に対して照射すべき位置に偏向させることにより、ウェハ３９２に所望の回路パターンを露光することができる。
【００３４】
図３は、複数の電子ビーム生成装置１００の電源系の構成の一例を示す。電子ビーム露光装置３００は、複数の電子ビーム生成装置１００を備える。複数の電子ビーム生成装置１００は、それぞれカソード１０、グリッド２０、フィラメント電流源１２、電流検出部１６、第１グリッド制御部１８、第１グリッド電圧源２４、カソード微小電圧源４８、及びカソード電圧源４０を有する。カソード電圧源４０は、複数のカソード１０に電圧を印加する。つまり、１つのカソード電圧源４０を、複数の電子ビーム生成装置１００が共有する。
【００３５】
電子ビーム制御部３３２は、カソード電圧源４０が複数のカソード１０に印加する電圧を制御する。カソード１０には、カソード電圧源４０とカソード微小電圧源４８とが印加する電圧の和である加速電圧が印加される。カソード微小電圧源４８は、カソード電圧源４０が生成することのできる電圧の分解能より小さい分解能で電圧を生成し、カソード１０に印加する。また、カソード微小電圧源４８は、複数のカソード１０の抵抗値等の個体差に基づいてカソード１０に印加する電圧を変動させるのが好ましい。電子ビーム制御部３３２は、カソード微小電圧源４８がカソード１０に印加する電圧をそれぞれ制御してよい。
【００３６】
第１グリッド電圧源２４は、グリッド２０に、カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える。グリッド２０には、カソード電圧源４０が印加する電圧と、第１グリッド電圧源２４が印加する電圧との和が印加される。例えば、カソード電圧源４０は、５０ｋＶの負電圧を発生し、第１グリッド電圧源２４は、２ｋＶの負電圧を発生した場合、カソード１０には略５０ｋＶの負電圧が印加され、グリッド２０には略５２ｋＶの負電圧が印加される。
【００３７】
カソード１０は、供給されるフィラメント電流により加熱され、熱電子を発生させる。発生した熱電子は、カソード１０に印加される負電圧によりカソード１０から放出される。例えば、第１成形部材３６２やステージ３９６等を接地させてアノードとし、カソード１０と当該アノードとの間に電位差を生じさせることにより、熱電子をウェハ方向に放出させるのが望ましい。カソード１０には、放出した熱電子量に基づいたエミッション電流が流れる。カソード１０から放出された熱電子は、カソード１０より更に負電圧を印加されたグリッド２０により集束される。また、カソード１０に印加される負電圧の電圧値に基づいて、カソード１０から放出される熱電子の量、即ち電子ビームの電流量が変化する。
【００３８】
電流検出部１６は、カソード１０に流れるエミッション電流を検出する。第１グリッド制御部１８は、電流検出部１６が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧を制御し、電子ビームの電流量を制御する。電子ビーム制御部３３２は、生成されるべき電子ビームの電流量に基づいて、第１グリッド制御部１８を制御する。例えば、電子ビーム制御部３３２は、予め定められた電流量を保つように、第１グリッド制御部１８が制御する第１グリッド電圧源２４における電圧値を制御する。
【００３９】
図４は、電子ビーム生成装置１００の動作の一例を示すブロック図である。図４において図３と同一の符号を付したものは、図３に関連して説明したものと同一又は同様の機能及び構成を有してよい。フィラメント電流源１２は、カソード１０にフィラメント電流を供給し、カソード１０を加熱してカソード１０に熱電子を発生させる。カソード電圧源４０は、カソード１０に加速電圧を印加し、発生した熱電子をカソード１０から放出させる。カソード１０には、放出した熱電子量に基づいたエミッション電流が流れる。電流検出部１６は、エミッション電流を検出し、エミッション電流値を第１グリッド制御部１８に与える。第１グリッド制御部１８は、与えられたエミッション電流値に基づいて、第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧値を制御する。エミッション電流は、セルフバイアス抵抗２２に供給され、セルフバイアス抵抗２２は、カソード１０に印加された電圧を、供給されたエミッション電流に基づいて電圧降下させ、グリッドに印加する。セルフバイアス抵抗２２により生じた電圧降下と、第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧とに基づいて、カソード１０の電位に対するグリッド２０の電位が定まる。
【００４０】
カソード１０から放出された熱電子は、カソード１０と基準電位との電位差に基づいてウェハ３９２に向かって放出されるが、カソード１０と基準電位との間に設けられたグリッド２０にカソード１０より更に負の電圧が印加されているため、熱電子の放出が抑制される。つまり、カソード１０とグリッド２０との電位差に基づいて、カソード１０から放出される熱電子量が変化し、カソード１０に流れるエミッション電流が変化する。本発明では、エミッション電流を検出し、検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド制御部１８は、第１グリッド電圧源がグリッド２０印加する電圧を制御し、セルフバイアス抵抗２２は、エミッション電流に基づいた電圧降下を生じ、エミッション電流の変化を抑制するように、グリッド２０に印加される電圧を変化させる。つまり、エミッション電流の変化を検出し、エミッション電流の変化を抑制するようにグリッド２０に印加する電圧を変化させることで、電子ビームの電流量を所望の値に調整することが可能となる。
【００４１】
電流検出部１６、第１グリッド制御部１８、及び第１グリッド電圧源２４は、例えばカソード１０等の劣化による電子ビームの長期的な変動を抑制し、セルフバイアス抵抗２２は、例えば放電等による電子ビームの短期的な変動を抑制する場合に特に有効である。本発明による電子ビーム生成装置１００によれば、セルフバイアス抵抗２２の劣化や、発熱等による抵抗値の変化がある場合であっても、電流検出部１６、第１グリッド制御部１８、及び第１グリッド電圧源２４によって、電子ビームの電流量を安定にすることが可能となる。
【００４２】
図５は、本発明に係る電子ビーム生成装置１００の構成の一例を示す図である。図５において、図３及び図４と同一の符号を付したものは、図３及び図４に関連して説明して説明したものと、同一又は同様の機能及び構成を有してよい。電子ビーム生成装置１００は、熱電子を発生させるカソード１０と、カソード１０にフィラメント電流を供給し、カソード１０を加熱し熱電子を発生させるフィラメント電流源１２と、カソード１０に負電圧を印加し、カソード１０から前記熱電子を放出させるカソード電圧源４０と、カソード１０と基準電位間の電圧を検出するカソード電圧検出部４４と、カソード電圧検出部４４が検出した電圧に基づいて、カソード電圧源４０がカソード１０に印加する電圧を制御するカソード制御部４２と、カソード１０から放出された熱電子を集束させ、電子ビームを形成するグリッド２０と、グリッド２０に、カソード１０の電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第１グリッド電圧源２４と、カソード１０に流れる、カソード１０が放出した熱電子の量に基づいたエミッション電流を検出する電流検出部１６と、電流検出部１６が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧を制御する第１グリッド制御部１８と、エミッション電流の変化に基づいて、カソード１０の電位に対するグリッド２０の電位を変化させ、エミッション電流の変化を抑制するセルフバイアス抵抗２２とを備える。本例において、第１グリッド電圧源２４は、グリッド２０に、カソード１０の電位より更に負の電位を与える。
【００４３】
本例において、電子ビーム５０の電流量を一定の値に保つように、電子ビーム制御部３３２が電子ビーム生成装置１００を制御する場合、カソード制御部４２は、カソード電圧検出部４４が検出する電圧値を一定値に保つように、カソード電圧源４０がカソード１０に印加する電圧を制御し、第１グリッド制御部１８は、電流検出部１６が検出するエミッション電流の電流値の変化を抑制するように第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧を制御する。例えば電子ビームの電流量が増大し、エミッション電流が増大した場合、セルフバイアス抵抗２２における電圧降下が増大し、グリッド２０の、カソード１０に対する電位が負の方向に増大する。第１グリッド制御部１８は、エミッション電流の変化を検出し、第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧を更に負の方向に増大させ、グリッド２０の、カソード１０に対する電位が負の方向に増大させる。カソード１０に対するグリッド２０の電位が更に負の方向に増大されることにより、カソード１０から放出される熱電子量が抑制され、電子ビームの電流量が抑制され、エミッション電流の変化が抑制される。セルフバイアス抵抗２２と、第１グリッド制御部１８及び第１グリッド電圧源２４とは、エミッション電流の変化に基づいて、カソード１０の電位に対するグリッド２０の電位を変化させ、エミッション電流の変化を抑制するフィードバックを行う。当該フィードバックは、エミッション電流が安定するまで行われる。
【００４４】
第１グリッド電圧源２４が発生する電圧は、カソード電圧源が発生する電圧より小さい電圧であることが好ましい。また、本実施例において、電流検出部１６は、カソード１０とセルフバイアス抵抗２２との間に流れる電流を検出しているが、他の例においては、セルフバイアス抵抗２２と第１グリッド電圧源２４との間に流れる電流を検出してよい。また、第１グリッド制御部１８は、電流検出部１６が検出した電流の周波数等に基づいて、第１グリッド電圧源を制御してよい。
【００４５】
図６は、本発明に係る電子ビーム生成装置１００の構成の他の例を示す。図６において、図３から図５において説明したものと同一の符号を付したものは、図３から図５に関連して説明したものと同一又は同様の機能及び構成を有してよい。本例において、カソード１０、フィラメント電流源１２、カソード電圧源４０、カソード制御部４２、及びカソード電圧検出部４４は、それぞれ図５において説明したものと同一の機能を有する。
【００４６】
グリッド２０は、カソード１０の電位より更に負の電位を有する抑制グリッド２６と、カソード１０の電位より正の電位を有する引出グリッド２８とを有する。また、セルフバイアス抵抗２２は、エミッション電流の変化に基づいて、カソードの電位に対する抑制グリッド２６の電位を変化させ、第１グリッド電圧源２４は、引出グリッド２８に、カソード１０の電位に対して更に電圧を印加した電位を与え、第１グリッド制御部１８は、電流検出部１６が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源２４が引出グリッド２８に印加する電圧を制御する。抑制グリッド２６は、図５において説明したグリッド２０と同一又は同様の機能を有する。抑制グリッド２６は、カソード１０とセルフバイアス抵抗２２を介して接続され、エミッション電流の変化に応じて、カソード１０に対する電位が変化する。
【００４７】
引出グリッド２８は、カソード１０の電位に対して正の電位が与えられ、カソード１０から放出された熱電子をウェハ方向に引き出す。引出グリッド２８は、第１グリッド電圧源２４を介してカソード１０に接続される。電流検出部１６は、カソード１０に流れるエミッション電流を検出し、第１グリッド制御部１８にエミッション電流の情報を与える。電流検出部１６は、例えばエミッション電流の電流値、周波数、位相等の情報を第１グリッド制御部１８に与えてよく、第１グリッド制御部１８は、エミッション電流の電流値、周波数、位相等の情報に基づいて、第１グリッド電圧源が引出グリッド２８に印加する電圧を制御してよい。
【００４８】
本例においては、電流検出部１６は、セルフバイアス抵抗２２とカソード電圧源４０との間に流れる電流を検出したが、他の例においては、カソード１０とセルフバイアス抵抗２２との間に流れる電流を検出してよい。本例における電子ビーム生成装置１００によれば、グリッド２０が抑制グリッド２６と引出グリッド２８とを有する場合であっても、電子ビーム５０の電流量を精度よく制御することが可能となる。
【００４９】
図７は、本発明に係る電子ビーム生成装置１００の構成の更に他の例を示す図である。図７において、図３から図６において説明したものと同一の符号を付したものは、図３から図６に関連して説明したものと同一又は同様の機能及び構成を有してよい。本例において、カソード１０、フィラメント電流源１２、カソード電圧源４０、カソード制御部４２、カソード電圧検出部４４、引出グリッド２８、第１グリッド電圧源２４、第１グリッド制御部１８、電流検出部１６、及びセルフバイアス抵抗は、図６において説明したものと同一の機能を有する。
【００５０】
本例における電子ビーム生成装置１００は、抑制グリッド２６に、カソード１０の電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第２グリッド電圧源３４と、カソード１０に対する抑制グリッド２６の電圧値を検出する電圧検出部３０と、電圧検出部３０が検出した電圧値に基づいて、第２グリッド電圧源３４が抑制グリッド２６に印加する電圧を制御する第２グリッド制御部３２とを更に備える。
【００５１】
抑制グリッド２６は、カソード１０と、セルフバイアス抵抗２２と第２グリッド電圧源３４とを介して接続される。電圧検出部３０は、抑制グリッド２６とカソード１０との電位差を検出し、第２グリッド制御部３２に検出した電位差の情報を与える。第２グリッド制御部３２は、与えられた電位差の情報に基づいて、第２グリッド電圧源が抑制グリッド２６に印加する電圧を制御する。セルフバイアス抵抗２２及び第２グリッド電圧源３４は、抑制グリッド２６に、カソード１０の電位に対して更に負の電位を与える。電子ビーム５０の電流量を略一定の値に保つ場合、セルフバイアス抵抗２２は、エミッション電流の変化に基づいて、カソード１０の電位に対する抑制グリッド２６の電位を変化させ、第２グリッド電圧源３４は、カソード１０と抑制グリッド２６との電位差の変化に基づいて、カソード１０の電位に対する抑制グリッド２６の電位を変化させる。
【００５２】
セルフバイアス抵抗２２は、例えばエミッション電流の急峻な変化に対応して抑制グリッド２６のカソード１０に対する電位を変化させる。また、第２グリッド制御部３２は、例えばカソード１０の電位に対する抑制グリッド２６の電位を略一定値に保つように、第２グリッド電圧源３４を制御する。セルフバイアス抵抗２２は、電圧検出部３０及び第２グリッド制御部３２が追従できないような、カソード１０の電位に対する抑制グリッド２６の電位の急峻な変化を抑制する場合に特に有効である。また、電圧検出部３０、第２グリッド制御部３２、及び第２グリッド電圧源３４は、セルフバイアス抵抗２２の劣化や、カソード１０の劣化等による、エミッション電流の変化を抑制する場合に特に有効である。
【００５３】
また、カソード１０の電位に対する抑制グリッド２６の電位を略一定値に保つことにより、第１グリッド電圧源２４が引出グリッド２８に印加する電圧の変動幅を小さくすることが可能となる。すなわち、第１グリッド電圧源２４の規模を小さくすることが可能となり、電子ビーム生成装置１００の電源系を小さくすることが可能となる。
【００５４】
本例において、電子ビーム生成装置１００は、第２グリッド制御部３２が、電圧検出部３０が検出したカソード１０と抑制グリッド２６間の電圧に基づいて第２グリッド電圧源を制御したが、他の例においては、第１グリッド制御部３２が、電流検出部１６が検出したエミッション電流に基づいて、第２グリッド電圧源３４を制御してよい。つまり、図６に関連して説明した電子ビーム生成装置１００は、抑制グリッド２６にカソード１０の電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第２グリッド電圧源３４を更に備え、第１グリッド制御部１８は、電流検出部１６が検出したエミッション電流に基づいて、第２グリッド電圧源３４が抑制グリッド２６に印加する電圧を更に制御してよい。
【００５５】
図７に関連して説明した電子ビーム生成装置１００において、電流検出部１６は、第２グリッド電圧源３４とカソード電圧源４０との間に接続されているが、他の例においては、電流検出部１６は、セルフバイアス抵抗２２と第２グリッド電圧源３４との間に配置されてよく、また、カソード１０とセルフバイアス抵抗２２との間に配置されてもよい。また、第２グリッド電圧源３４が発生する電圧は、カソード電圧源４０が発生する電圧より、小さい電圧であることが好ましい。
【００５６】
本例における電子ビーム生成装置１００によれば、グリッド２０が抑制グリッド２６と引出グリッド２８とを有する場合であっても、電子ビーム５０の電流量を精度よく制御することが可能となる。また、抑制グリッド２６と引出グリッド２８のそれぞれに対応する可変電圧源を設けているため、カソード１０や、セルフバイアス抵抗２２が劣化した場合等であっても、抑制グリッド２６及び引出グリッド２８に印加する電圧を最適な値に制御することが可能となり、そのため、精度よく電子ビーム５０の電流量を制御することが可能となる。
【００５７】
図８は、本発明に係る電子ビーム生成装置１００の構成の更に他の例を示す図である。図８において、図３から図７において説明したものと、同一の符号を付したものは、図３から図７に関連して説明したものと、同一又は同様の機能及び構成を有してよい。本例における電子ビーム生成装置１００は、図３において説明した電子ビーム生成装置１００において、グリッド２０は、カソード１０の電位より更に負の電位を有する抑制グリッド２６と、カソード１０の電位より正の電位を有する引出グリッド２８とを有し、セルフバイアス抵抗２２は、エミッション電流の変化に基づいて、カソード１０の電位に対する、引出グリッド２８の電位を変化させ、第１グリッド電圧源２４は、引出グリッド２８に、カソード１０の電位に対して更に電圧を印加した電位を与え、第１グリッド制御部１８は、電流検出部１６が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源２４が引出グリッド２８に印加する電圧を制御し、抑制グリッド２６に、カソード１０の電位に対する抑制グリッド２６の電位を与える電圧を印加する第２グリッド電圧源３４と、カソード１０に対する抑制グリッド２６の電圧値を検出する電圧検出部３０と、電圧検出部３０が検出した電圧値に基づいて、第２グリッド電圧源３４が抑制グリッド２６に印加する電圧を制御する第２グリッド制御部３２とを更に備える。第１タイミング制御部３６及び第１グリッド制御部以外の構成要素については、図７と同一の機能を有する。
【００５８】
第１タイミング制御部３６は、タイミング信号を発生し、タイミング信号を第１グリッド制御部１８に与える。第１グリッド制御部１８は、第１タイミング発生器３６が発生したタイミング信号に基づくタイミングで、第１グリッド電圧源２４が引出グリッド２８に印加する電圧を制御する。第１グリッド制御部１８が、タイミング信号に基づくタイミングで第１グリッド電圧源２４を制御することにより、エミッション電流が発振することを防ぐことが可能となる。即ち、第１グリッド電圧源２４が印加する電圧を連続的に変化させた場合に、エミッション電流の変化の態様と、第１グリッド制御部１８が第１グリッド電圧源２４を制御する周波数特性と、セルフバイアス抵抗２２の特性とが、エミッション電流が発振するような条件であっても、第１グリッド制御部１８の制御タイミングを与えることにより、エミッション電流の発振を防ぐことが可能である。
【００５９】
第１グリッド制御部１８は、与えられたタイミング信号に基づいて、電流検出部１６から、エミッション電流の情報を受け取り、受け取った情報に基づいて、第１グリッド電圧源２４を制御してよい。また、第１タイミング制御部３６は、タイミング信号を第２グリッド制御部３２に更に与え、第２グリッド制御部は、第１タイミング発生器３６が発生したタイミング信号に基づくタイミングで、第２グリッド電圧源が引出グリッド２８に印加する電圧を制御してよい。第１タイミング制御部は、第１グリッド制御部１８に与えたタイミング信号と異なるタイミング信号を第２グリッド制御部３２に与えてよい。
【００６０】
また、本例における電子ビーム生成装置１００は、タイミング信号を発生し、タイミングを第２グリッド制御部３２に与える第２タイミング発生器を更に備え、第２グリッド制御部３２は、第２タイミング発生器が発生したタイミング信号に基づくタイミングで、第２グリッド電圧源３４が抑制グリッド２６に印加する電圧を制御してよい。第２タイミング発生器は、第１タイミング発生器３６が発生するタイミングと異なるタイミングを発生してよい。
【００６１】
また、本例における電子ビーム生成装置１００は、第２グリッド制御部３２が、第２グリッド電圧源３４を制御したが、他の例においては、電子ビーム生成装置１００は、第１グリッド制御部１８が、電流検出部１６が検出したエミッション電流に基づいて、第２グリッド制御部３４を制御してよい。すなわち、図３に関連して説明した電子ビーム生成装置１００において、グリッド２０は、カソード１０の電位より更に負の電位を有する抑制グリッド２６と、カソード１０の電位より正の電位を有する引出グリッド２８とを有し、セルフバイアス抵抗２２は、エミッション電流の変化に基づいて、カソード１０の電位に対する、引出グリッド２８の電位を変化させ、第１グリッド電圧源１８は、引出グリッド２８に、カソード１０の電位に対して更に電圧を印加した電位を与え、第１グリッド制御部１８は、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第１グリッド電圧源２４が引出グリッド２８に印加する電圧を制御し、抑制グリッド２６に、カソード１０の電位に対する抑制グリッド２６の電位を与える電圧を印加する第２グリッド電圧源３４を更に備え、第１グリッド制御部１８は、電流検出部が検出したエミッション電流に基づいて、第２グリッド電圧源３４が抑制グリッド２６に印加する電圧を更に制御してよい。
【００６２】
本例における電子ビーム生成装置１００によれば、エミッション電流の発振を防ぐことにより、電子ビームの電流量を安定に制御することが可能となる。また、図３から図７に関連して説明した電子ビーム生成装置１００においても、第１タイミング発生器３６を備えてよい。また、電子ビーム露光装置３００の照射切替手段３７０は、第１グリッド制御部１８が第１グリッド電圧源２４を制御したタイミングで、電子ビームをウェハ３９２に照射してよい。
【００６３】
図９は、第１タイミング発生器３６を備える電子ビーム生成装置１００におけるエミッション電流の制御を示す。図９（ａ）から図９（ｃ）において、横軸は時間を示し、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３・・・Ｔｎ−２、Ｔｎ−１、Ｔｎは、第１グリッド制御部１８が、タイミング信号に基づいて、第１グリッド電圧源２４を制御するタイミングを示す。エミッション電流が図９（ａ）に示すような変化を示した場合、第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧は、図９（ｂ）に示すような変化を示す。第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧を図９（ｂ）に示すようなタイミングで変化させることにより、エミッション電流の変化は、図９（ｃ）に示すように抑制される。第１グリッド電圧源２４がグリッド２０に印加する電圧を連続的に変化させず、所定のタイミング毎に変化させることにより、エミッション電流の発振を防ぐことができる。
【００６４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６５】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、電子ビームの電流量を精度よく制御することが可能となる。また、カソード及びセルフバイアス抵抗等の劣化等による電子ビームの電流量の変化も抑制することが可能となる。また、エミッション電流の発振を防ぎ、電子ビームの電流量を安定に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電子ビーム生成装置２００を説明する図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電子ビーム露光装置３００の構成を示す。
【図３】複数の電子ビーム生成装置１００の電源系の構成の一例を示す。
【図４】電子ビーム生成装置１００の動作の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る電子ビーム生成装置１００の構成の一例を示す図である。
【図６】本発明に係る電子ビーム生成装置１００の構成の他の例を示す図である。
【図７】本発明に係る電子ビーム生成装置１００の構成の更に他の例を示す図である。
【図８】本発明に係る電子ビーム生成装置１００の構成の更に他の例を示す図である。
【図９】第１タイミング発生器３６を備える電子ビーム生成装置１００におけるエミッション電流の制御を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・カソード、１２・・・フィラメント電流源
１６・・・電流検出部、１８・・・第１グリッド制御部
２０・・・グリッド、２２・・・セルフバイアス抵抗
２４・・・第１グリッド電圧源、２６・・・抑制グリッド
２８・・・引出グリッド、３０・・・電圧検出部
３２・・・第２グリッド制御部、３４・・・第２グリッド電圧源
３６・・・第１タイミング制御部、４０・・・カソード電圧源
４２・・・カソード制御部、４４・・・カソード電圧検出部
４８・・・カソード微小電圧源、５０・・・電子ビーム
１００・・・電子ビーム生成装置、２００・・・従来の電子ビーム生成装置
３００・・・電子ビーム露光装置、３２０・・・個別制御部
３３０・・・統括制御部、３３２・・・電子ビーム制御部
３３４・・・多軸電子レンズ制御部、３３６・・・成形偏向制御部
３３８・・・ブランキング電極アレイ制御部、３４０・・・制御系
３４２・・・ウェハステージ制御部、３４４・・・偏向制御部
３５０・・・露光部、３５２・・・チャンバ
３６０・・・電子ビーム成形手段、３６２・・・第１成形部材
３６４・・・第１多軸電子レンズ、３６６・・・第１成形偏向部
３６８・・・第２成形偏向部、３７０・・・照射切替手段
３７２・・・第２成形部材、３７４・・・第２多軸電子レンズ
３７６・・・ブランキング電極アレイ、３７８・・・第３多軸電子レンズ
３８０・・・ウェハ用投影系、３８２・・・電子ビーム遮蔽部材
３８４・・・第４多軸電子レンズ、３８６・・・偏向部
３８８・・・第５多軸電子レンズ、３９２・・・ウェハ
３９６・・・ウェハステージ、３９８・・・ウェハステージ駆動部
Claims (14)
- 電子ビームを生成する電子ビーム生成装置であって、
熱電子を発生させるカソードと、
前記カソードに負電圧を印加し、前記カソードから前記熱電子を放出させるカソード電圧源と、
前記カソードから放出された前記熱電子を集束させ、前記電子ビームを形成するグリッドと、
前記グリッドに、前記カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第１グリッド電圧源と、
前記カソードに流れる、前記カソードが放出した前記熱電子の量に基づいたエミッション電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した前記エミッション電流に基づいて、前記第１グリッド電圧源が前記グリッドに印加する電圧を制御する第１グリッド制御部と、
前記エミッション電流の変化に基づいて、前記カソードの電位に対する前記グリッドの電位を変化させ、前記エミッション電流の変化を抑制するセルフバイアス抵抗と
を備えることを特徴とする電子ビーム生成装置。 - 前記第１グリッド制御部は、前記エミッション電流の変化を抑制するように、前記第１グリッド電圧源を制御することを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム生成装置。
- 前記グリッドは、
前記カソードの電位より更に負の電位を有する抑制グリッドと、
前記カソードの電位より正の電位を有する引出グリッドと
を有し、
前記セルフバイアス抵抗は、前記エミッション電流の変化に基づいて、前記カソードの電位に対する前記抑制グリッドの電位を変化させ、
前記第１グリッド電圧源は、前記引出グリッドに、前記カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与え、
前記第１グリッド制御部は、前記電流検出部が検出した前記エミッション電流に基づいて、前記第１グリッド電圧源が前記引出グリッドに印加する電圧を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子ビーム生成装置。 - 前記抑制グリッドに、前記カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第２グリッド電圧源を更に備え、
前記第１グリッド制御部は、前記電流検出部が検出した前記エミッション電流に基づいて、前記第２グリッド電圧源が前記抑制グリッドに印加する電圧を更に制御することを特徴とする請求項３に記載の電子ビーム生成装置。 - 前記抑制グリッドに、前記カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第２グリッド電圧源と、
前記カソードに対する前記抑制グリッドの電圧値を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧値に基づいて、前記第２グリッド電圧源が前記抑制グリッドに印加する電圧を制御する第２グリッド制御部と
を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の電子ビーム生成装置。 - 前記第２グリッド制御部は、前記カソードに対する前記抑制グリッドの電圧値を略一定の値に保つように、前記第２グリッド電圧源を制御することを特徴とする請求項５に記載の電子ビーム生成装置。
- 前記グリッドは、
前記カソードの電位より更に負の電位を有する抑制グリッドと、
前記カソードの電位より正の電位を有する引出グリッドと
を有し、
前記セルフバイアス抵抗は、前記エミッション電流の変化に基づいて、前記カソードの電位に対する、前記引出グリッドの電位を変化させ、
前記第１グリッド電圧源は、前記引出グリッドに、前記カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与え、
前記第１グリッド制御部は、前記電流検出部が検出した前記エミッション電流に基づいて、前記第１グリッド電圧源が前記引出グリッドに印加する電圧を制御し、
前記抑制グリッドに、前記カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第２グリッド電圧源を更に備え、
前記第１グリッド制御部は、前記電流検出部が検出した前記エミッション電流に基づいて、前記第２グリッド電圧源が前記抑制グリッドに印加する電圧を更に制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子ビーム生成装置。 - 前記グリッドは、
前記カソードの電位より更に負の電位を有する抑制グリッドと、
前記カソードの電位より正の電位を有する引出グリッドと
を有し、
前記セルフバイアス抵抗は、前記エミッション電流の変化に基づいて、前記カソードの電位に対する、前記引出グリッドの電位を変化させ、
前記第１グリッド電圧源は、前記引出グリッドに、前記カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与え、
前記第１グリッド制御部は、前記電流検出部が検出した前記エミッション電流に基づいて、前記第１グリッド電圧源が前記引出グリッドに印加する電圧を制御し、
前記抑制グリッドに、前記カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第２グリッド電圧源と、
前記カソードに対する前記抑制グリッドの電圧値を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部が検出した電圧値に基づいて、前記第２グリッド電圧源が前記抑制グリッドに印加する電圧を制御する第２グリッド制御部と
を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子ビーム生成装置。 - 前記第２グリッド制御部は、前記カソードに対する前記グリッドの電圧値を略一定の値に保つように、前記第２グリッド電圧源を制御することを特徴とする請求項８に記載の電子ビーム生成装置。
- タイミング信号を発生し、前記タイミング信号を前記第１グリッド制御部に与える第１タイミング発生器を更に備え、
前記第１グリッド制御部は、前記第１タイミング発生器が発生したタイミング信号に基づくタイミングで、前記第１グリッド電圧源が前記引出グリッドに印加する電圧を制御することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の電子ビーム生成装置。 - タイミング信号を発生し、前記タイミング信号を前記第２グリッド制御部に与える第２タイミング発生器を更に備え、
前記第２グリッド制御部は、前記第１タイミング発生器が発生したタイミング信号に基づくタイミングで、前記第２グリッド電圧源が前記引出グリッドに印加する電圧を制御することを特徴とする請求項４から１０のいずれかに記載の電子ビーム生成装置。 - 電子ビームによりウェハを露光する電子ビーム露光装置であって、
前記電子ビームを生成する電子ビーム生成装置と、
前記電子ビームを前記ウェハの所望の位置に偏向させる偏向器と、
前記ウェハを載置するステージと
を備え、
前記電子ビーム生成装置は、
熱電子を発生させるカソードと、
前記カソードに負電圧を印加し、前記カソードから前記熱電子を放出させるカソード電圧源と、
前記カソードから放出された前記熱電子を集束させ、前記電子ビームを形成するグリッドと、
前記グリッドに、前記カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第１グリッド電圧源と、
前記カソードに流れる、前記カソードが放出した前記熱電子の量に基づいたエミッション電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した前記エミッション電流に基づいて、前記第１グリッド電圧源が前記グリッドに印加する電圧を制御する第１グリッド制御部と、
前記エミッション電流の変化に基づいて、前記カソードの電位に対する前記グリッドの電位を変化させ、前記エミッション電流の変化を抑制するセルフバイアス抵抗と
を有することを特徴とする電子ビーム露光装置。 - 電子ビームによりウェハを露光する電子ビーム露光装置であって、
前記電子ビームを生成する複数の電子ビーム生成装置と、
前記電子ビームを前記ウェハの所望の位置に偏向させる偏向器と、
前記ウェハを載置するステージと
を備え、
前記複数の電子ビーム生成装置のそれぞれは、
熱電子を発生させるカソードと、
前記カソードから放出された前記熱電子を集束させ、前記電子ビームを形成するグリッドと、
前記グリッドに、前記カソードの電位に対して更に電圧を印加した電位を与える第１グリッド電圧源と、
前記カソードに流れる、前記カソードが放出した前記熱電子の量に基づいたエミッション電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出した前記エミッション電流に基づいて、前記第１グリッド電圧源が前記グリッドに印加する電圧を制御する第１グリッド制御部と、
前記エミッション電流の変化に基づいて、前記カソードの電位に対する前記グリッドの電位を変化させ、前記エミッション電流の変化を抑制するセルフバイアス抵抗と
を有し、
複数の前記カソードに負電圧を印加し、複数の前記カソードから前記熱電子を放出させるカソード電圧源を更に備えることを特徴とする電子ビーム露光装置。 - 前記複数の電子ビーム生成装置のそれぞれは、それぞれの前記カソードに更に電圧を印加する複数のカソード微小電圧源を更に有することを特徴とする請求項１３に記載の電子ビーム露光装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001115008A JP2005026241A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 電子ビーム生成装置、及び電子ビーム露光装置 |
| TW91107424A TW536737B (en) | 2001-04-13 | 2002-04-12 | Device for generating electron beams and exposure device using electron beams |
| PCT/JP2002/003656 WO2002084696A1 (fr) | 2001-04-13 | 2002-04-12 | Generateur de faisceau d'electron et aligneur de faisceau d'electrons |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001115008A JP2005026241A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 電子ビーム生成装置、及び電子ビーム露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005026241A true JP2005026241A (ja) | 2005-01-27 |
Family
ID=18965976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001115008A Withdrawn JP2005026241A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 電子ビーム生成装置、及び電子ビーム露光装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005026241A (ja) |
| TW (1) | TW536737B (ja) |
| WO (1) | WO2002084696A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007227140A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Advantest Corp | マルチコラム用電子ビーム生成装置 |
| JP2007311149A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Jeol Ltd | 電子ビーム発生装置 |
| JP2013239514A (ja) * | 2012-05-14 | 2013-11-28 | Jeol Ltd | 電子銃、その駆動装置、およびその制御方法 |
| CN117850168A (zh) * | 2023-11-28 | 2024-04-09 | 上海集成电路材料研究院有限公司 | 一种电子束直写装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107305829B (zh) * | 2016-04-20 | 2019-09-06 | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 | 等离子体处理装置、热电子发生器、等离子体点燃装置及方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51127671A (en) * | 1975-04-30 | 1976-11-06 | Hitachi Ltd | Power supply for electron gun |
| JPS57187849A (en) * | 1981-05-15 | 1982-11-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Electron gun |
| JPS57197737A (en) * | 1981-05-30 | 1982-12-04 | Toshiba Corp | Electron gun |
| JPS58223247A (ja) * | 1982-06-22 | 1983-12-24 | Toshiba Corp | 電子銃の輝度設定方法 |
| JPH01274348A (ja) * | 1988-04-25 | 1989-11-02 | Jeol Ltd | 電子銃用高圧電源 |
| JPH02152149A (ja) * | 1988-11-30 | 1990-06-12 | Fujitsu Ltd | 電子銃電源装置 |
| JPH04155739A (ja) * | 1990-10-19 | 1992-05-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 電子ビーム描画装置 |
| JP2615411B2 (ja) * | 1993-12-27 | 1997-05-28 | 工業技術院長 | 多重電子ビーム照射装置および照射方法 |
-
2001
- 2001-04-13 JP JP2001115008A patent/JP2005026241A/ja not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-04-12 TW TW91107424A patent/TW536737B/zh active
- 2002-04-12 WO PCT/JP2002/003656 patent/WO2002084696A1/ja unknown
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007227140A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Advantest Corp | マルチコラム用電子ビーム生成装置 |
| US7423390B2 (en) | 2006-02-23 | 2008-09-09 | Advantest Corp. | Electron beam generator for multiple columns |
| JP2007311149A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Jeol Ltd | 電子ビーム発生装置 |
| JP2013239514A (ja) * | 2012-05-14 | 2013-11-28 | Jeol Ltd | 電子銃、その駆動装置、およびその制御方法 |
| CN117850168A (zh) * | 2023-11-28 | 2024-04-09 | 上海集成电路材料研究院有限公司 | 一种电子束直写装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW536737B (en) | 2003-06-11 |
| WO2002084696A1 (fr) | 2002-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5053514B2 (ja) | 電子ビーム露光システム | |
| US6944268B2 (en) | X-ray generator | |
| US6740895B2 (en) | Method and apparatus for emission lithography using patterned emitter | |
| JP2004146402A (ja) | 電子ビーム露光装置及び偏向量補正方法 | |
| KR100313845B1 (ko) | 전자빔 노출 장치에 사용되는 전자총 | |
| KR101570362B1 (ko) | 캐소드의 동작 온도 조정 방법 및 전자빔 묘화 장치 | |
| JP2018206918A (ja) | マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法 | |
| JP2005026241A (ja) | 電子ビーム生成装置、及び電子ビーム露光装置 | |
| JP2006313746A (ja) | 電子銃の電子ビームパワー調整装置 | |
| JPH09260237A (ja) | 電子銃、電子ビーム装置及び電子ビーム照射方法 | |
| JP4246373B2 (ja) | 電子ビーム生成装置及び電子ビーム露光装置 | |
| JPWO2008084537A1 (ja) | 電子銃及び電子ビーム露光装置 | |
| JP4112791B2 (ja) | 電子ビーム補正方法及び電子ビーム露光装置 | |
| KR100397605B1 (ko) | 패턴된 에미터를 이용한 노광장치 및 방법 | |
| JPS5911180B2 (ja) | 荷電粒子をタ−ゲットに指向させる装置 | |
| JP4535602B2 (ja) | 電子ビーム露光装置及び電子レンズ | |
| JP2002353128A (ja) | 電子ビーム描画装置及び電子ビーム描画方法 | |
| JP4786368B2 (ja) | マルチコラム用電子ビーム生成装置 | |
| JP2003324050A (ja) | 露光装置及びカソード製造方法 | |
| JP2018098395A (ja) | 荷電粒子装置、荷電粒子描画装置および荷電粒子ビーム制御方法 | |
| JP2009231036A (ja) | 収差補正集束イオンビーム装置 | |
| JP4199425B2 (ja) | 電子ビーム露光装置及び露光方法 | |
| JP2002231606A (ja) | 電子ビーム露光装置及び電子レンズ | |
| JP4246374B2 (ja) | 電子ビーム露光装置、照射位置検出方法、及び電子検出装置 | |
| JP2022042861A (ja) | 荷電粒子ビーム調整方法、荷電粒子ビーム描画方法、および荷電粒子ビーム照射装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080701 |