JP2007258284A - 荷電粒子ビーム装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】ブランキング時に被照射体上に散乱等による荷電粒子ビームが達しない様にする。
【解決手段】電子銃１、ブランキング信号を作成するブランキング信号作成回路２０、ブランキング信号に基づいて電子ビームを偏向するブランキング用偏向器２、その偏向された電子ビームがその開口を通過することを遮断するブランキング用スリット３、ブランキング用スリット３の開口を通過した電子ビームを成形するために離間配置された第１，第２成形スリット５，６と両スリット間に配置された成形用偏向器８、固定偏向データ発生器３１を設け、ブランキングオフ時、第１成形スリット５の開口を通過した電子ビームをビーム成形信号に基づいて成形用偏向器８によって偏向させることによって第２成形スリット６の開口の所望の部分を通過させて被描画材料１０に照射し、ブランキングオン時、固定偏向データ発生器３１からの固定偏向信号を成形偏向器８に供給する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ブランキング手段を備えた荷電粒子ビーム装置に関する。

図１は、電子ビーム描画装置の一概略例を示したものである。

図中１は電子銃、２はブランキング用偏向器、３はブランキング用スリット、４は照射レンズである。５，６はそれぞれ、中央部に多角形状、例えば、正方形若しくは矩形の孔が穿たれた第１成形スリット，第２成形スリット、７は前記第１成形スリット５の孔像を第２成形スリット上に結像するための成形レンズ、８は前記第１成形スリットを通過した電子ビームを偏向することにより、前記第１スリット孔像の第２成形スリット上での結像位置を決めるための成形用偏向器で、これらの成形スリット５，６、成形レンズ７，及び成形用偏向器８が電子ビーム断面可変機構を成している。９は前記第２成形スリット６を通過した電子ビームを被描画材料１０に集束するための集束レンズ、１１は材料上に集束される電子ビームの位置を決めるための位置決め用偏向器である。１２は前記被描画材料を載置するステージである。

１３はフィールドサイズに分割された被描画材料上に描くべき描画パターンのデータが記憶されているデータメモリ、１４は中央制御装置（以後、ＣＰＵと称す）である。

１５はデータ転送回路で、前記ＣＰＵ１４の指令によりデータメモリ１３からの描画パターンデータをビームショットサイズのデータに分割し、ショットビームのサイズデータとショット位置データを発生し、前者をＤＡ変換器１６とアンプ１７を介して前記成形用偏向器８に、後者をＤＡ変換器１８とアンプ１９を介して前記位置決め用偏向器１１に供給すると同時に、ショット時間データ（照射時間データ）をブランキング信号作成回路２０及びブランキングアンプ２１を介して前記ブランキング用偏向器２に送るものである。

２２は前記ＣＰＵ１４からの指令に従ってステージを移動制御するための信号を発生するステージ駆動回路、２３はステージ駆動機構である。

この様な構成の装置において、ＣＰＵ１４の指令により、データ転送回路１５はデータメモリ１３からの描画パターンデータをビームショットサイズのデータに分割し、ショットビームのサイズデータとショット位置データを発生し、前者をＤＡ変換器１６とアンプ１７を介して前記成形用偏向器８に、後者をＤＡ変換器１８とアンプ１９を介して前記位置決め用偏向器１１に供給すると同時に、ショット時間データをブランキング信号作成回路２０及びブランキングアンプ２１を介して前記ブランキング用偏向器２に送る。この様な動作が、１フィールド分のパターンデータについて行われることにより、被描画材料１０上の１フィールド内に、所定の断面形状及び大きさの電子ビームが次々ショットされ、所定のパターンが描かれることになる。

この様なパターン描画が１フィールド分について終わると、前記ＣＰＵ１４からの指令がステージ駆動回路２２に送られ、ステージ駆動機構２３は、ステージ１２を次に描画されるフィールドの中心が電子ビーム光軸上に来るように移動させる。そして、そのフィールド内に、上記の様にして、電子ビームによりパターン描画が行われる。

さて、この様な電子ビーム描画では、或るパターンの描画を終え、描画位置の異なった次のパターンを描く場合、電子ビームがそのパターン位置に偏向される迄、ブランキングオンの状態にして電子ビームが被描画材料１０に達しない様にし、電子ビームがそのパターン位置に偏向されたら、ブランキングオフの状態にして電子ビームが被描画材料１０に達する様にし、所定時間電子ビームが被描画材料上にショットされる様にしている。このブランキングのオン，オフ制御は、データ転送回路１５からのショット時間データに基づいてブランキング信号作成回路２０によりブランキング信号が作成され、このブランキング信号に基づいてブランキングアンプ２１がブランキング用偏向器２に印加される電圧を発生することによって行われる。

特開３−２０１４５５号公報

所で、前述の様にパターンを描く必要のない時にはブランキングオンの状態にして電子ビームが被描画材料上に達しない様にしている。即ち、ブランキングが必要な時には、前記電子銃１からの電子ビームが前記ブランキングスリット３の孔を通過せずに該スリットの上面に当たる様に、前記電子銃１からの電子ビームをブランキング用偏向器２で大きく偏向させている。

しかしながら、実際には、微量の電子が散乱等によって前記被描画材料１０面上に達している。この被描画材料上に達した電子が何らかの理由で同じ位置に留まっていると、微量であっても被描画材料上に塗布されているレジストが感光されてしまう。

この様な感光が行われると、パターン描画精度に支障を来すことになる。
本発明は、この様な問題を解決する新規な荷電粒子ビーム装置を提供することを目的とする。

本発明の荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子ビーム発生手段、ブランキングオン，オフ信号から成るブランキング信号を作成するブランキング信号作成回路、該ブランキング信号作成回路からのブランキング信号に基づいて前記荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを偏向するブランキング用偏向器、該ブランキング用偏向器によって偏向された荷電粒子ビームがその開口を通過することを遮断するブランキング用スリット、及び、前記ブランキング用スリットの開口を通過した荷電粒子ビームを成形するために離間配置された上方，下方成形スリットと該両スリット間に配置された成形偏向器を備え、ブランキングオフ時、前記上方成形スリットの開口を通過した荷電粒子ビームを荷電粒子ビーム成形信号に基づいて前記成形偏向器によって偏向させることによって前記下方成形スリットの開口の所望の部分を通過させて被ビーム照射体に照射する様に成した荷電粒子ビーム装置において、固定偏向信号発生器を設け、ブランキングオン時に、該固定偏向信号発生器からの固定偏向信号を前記成形偏向器に供給する様に成したことを特徴とする。

本発明の荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子ビーム発生手段、ブランキングオン，オフ信号から成るブランキング信号を作成するブランキング信号作成回路、該ブランキング信号作成回路からのブランキング信号に基づいて前記荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを偏向するブランキング用偏向器、及び、該ブランキング用偏向器によって偏向された荷電粒子ビームがその開口を通過することを遮断するブランキング用スリットを備え、前記ブランキング用スリットの開口を通過した荷電粒子ビームを被ビーム照射体に照射する様に成した荷電粒子ビーム装置において、前記荷電粒子ビーム発生手段側から見て前記被ビーム照射体の少なくとも上面を覆う位置と該上面から完全に外れる位置との間を移動する遮蔽体を設け、ブランキングオン時に前記遮蔽体を前者の位置に移動し、ブランキングオフ時に後者の位置に移動させる様に成したことを特徴とする。

本発明の荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子ビーム発生手段、ブランキングオン，オフ信号から成るブランキング信号を作成するブランキング信号作成回路、該ブランキング信号作成回路からのブランキング信号に基づいて前記荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを偏向するブランキング用偏向器、該ブランキング用偏向器によって偏向された荷電粒子ビームがその開口を通過することを遮断するブランキング用スリット、及び、前記ブランキング用スリットの開口を通過した荷電粒子ビームを成形するために離間配置された上方，下方成形スリットと該両スリット間に配置された成形偏向器を備え、ブランキングオフ時、前記上方成形スリットの開口を通過した荷電粒子ビームを荷電粒子ビーム成形信号に基づいて前記成形偏向器によって偏向させることによって前記下方成形スリットの開口の所望の部分を通過させて被ビーム照射体に照射する様に成した荷電粒子ビーム装置において、固定偏向信号発生器と、前記荷電粒子ビーム発生手段側から見て前記被ビーム照射体の少なくとも上面を覆う位置と該上面から完全に外れる位置との間を移動する遮蔽体とを設け、ブランキングオン時に、該固定偏向信号発生器からの固定偏向信号を前記成形偏向器に供給すると同時に、前記遮蔽体を前者の位置に移動し、ブランキングオフ時に後者の位置に移動させる様に成した様に成したことを特徴とする。

本発明の荷電粒子ビーム装置によれば、譬え散乱等によって電子がブランキング用スリットの孔を通過しても、被描画材料上に達することを防止することが出来る。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図２は本発明の荷電粒子ビーム装置の一概略例を示したものである。図中、図１で使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成要素を示す。

図２において、３１は固定偏向データ発生器で、ＤＡ変換器１６及びアンプ１７を介して成形用偏向器８に与えられた時に、該成形用偏向器８を通過する電子ビームが第２成形スリットのスリットを通過せずに該第２成形スリット自身に衝突する様な偏向データを発生するものである。

３２はブランキング信号作成回路２０からのブランキング信号に基づいてスイッチング信号を発生するスイッチ制御回路である。

３３は前記ＤＡ変換器１６の入力端子Ｔａに繋がったスイッチで、前記スイッチ制御回路３２からのスイッチング信号により、前記固定偏向データ発生器３１の出力端子Ｔｂとデータ転送回路１５のショットビームサイズデータ出力端子Ｔｃの何れかにスイッチングするものである。

この様な構成の装置において、データ転送回路１５はデータメモリ１３からの描画パターンデータをビームショットサイズのデータに分割し、ショットビームのサイズデータとショット位置データを発生する。

前記ショットビームのサイズデータはショットビームサイズデータ出力端子Ｔｃへ向かい、前記ショット位置データはＤＡ変換器１８とアンプ１９を介して前記位置決め用偏向器１１に供給される。

同時に、前記データ転送回路１５はショット時間データ（照射時間データ）をブランキング信号作成回路２０に供給する。該ブランキング信号作成回路は供給されて来たショット時間データに基づいてブランキング信号（例えば、図３の（ａ）に示す如き“ハイ（Ｈ）”と“ロー（Ｌ）”から成るパルス信号）を作成し、ブランキングアンプ２１を介して前記ブランキング用偏向器２に送ると同時にスイッチ制御回路３２に送る。

該スイッチ制御回路は、送られてきたブランキング信号に基づいて該ブランキング信号と同一波形のスイッチング信号（例えば、図３の（ｂ）に示す如きパルス信号）を作成し、スイッチ３３のスイッチングをコントロールする。即ち、スイッチング信号（図３の（ｂ））“ロー（Ｌ）”の期間、前記スイッチ３３は前記ショットビームサイズデータ出力端子Ｔｃに繋がれ、“ハイ（Ｈ）”の期間、前記スイッチ３３は前記固定偏向データ発生器３１の出力端子Ｔｂに繋がれる。

従って、前記“ロー（Ｌ）”の期間、前記データ転送回路１５からのショットビームサイズデータはＤＡ変換器１６とアンプ１７を介して前記成形用偏向器８に送られ、被描画材料１０上の所定位置に所定のパターンが描画される。

一方、前記“ハイ（Ｈ）”の期間、前記ブランキング用偏向器２は電子銃１からの電子ビームを大きく偏向してブランキング用スリット３のスリットを通過しない様に該ブランキングスリット上面に当たる様にする。と同時に、この“ハイ（Ｈ）”の期間、前記固定偏向データ発生器３１からの固偏向定データがＤＡ変換器１６とアンプ１７を介して前記成形用偏向器８に送られるので、前記成形用偏向器８を通過する電子ビームは第２成形スリットのスリットを通過せずに該第２成形スリット自身に衝突する。

この結果、ブランキングオン時、譬え散乱等によって電子が前記ブランキング用スリット３の孔を通過しても、前記第２成形スリット６で遮断され、被描画材料上に達することがなくなる。

図４は本発明の荷電粒子ビーム装置の他の例を示したものである。図中、図１で使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成要素を示す。

図４において、４１は、遮蔽板駆動機構４２によって、位置決め用偏向器１１と被描画材料１０の間で光軸Ｏに垂直な方向から前記被描画材料１０上に出し入れ可能に成された遮蔽板である。該遮蔽板は、例えば、円板状のもので、前記駆動機構４２によって前記被描画材料１０の真上に入れられた時、前記電子銃１がらから見て、被描画材料１０が隠れる程度の径を有する。

４３はブランキング信号作成回路２０からのブランキング信号に基づいて前記駆動機構４２に移動信号を送る遮蔽板駆動回路である。該遮蔽板駆動回路には予め前記遮蔽板４１を前記被描画材料１０の真上の位置（以後、この位置を光軸位置と称す）に移動させる信号値と、前記被描画材料１０から離れた位置、例えば、光軸Ｏから被描画材料の径に相当する距離手前（図の右側）に離れた位置（以後この位置を光軸外位置と称す）に移動させる信号値とが設定されており、ブランキング信号の“ハイ（Ｈ）”と“ロー（Ｌ）”に応じて何れかの信号値を前記遮蔽板駆動機構４２に送る様に成されている。

この様な構成の装置において、データ転送回路１５はデータメモリ１３からの描画パターンデータをビームショットサイズのデータに分割し、ショットビームのサイズデータとショット位置データを発生する。

前記ショットビームのサイズデータはショットビームサイズデータはＤＡ変換器１６とアンプ１７を介して成形用偏向器８に供給され、前記ショット位置データはＤＡ変換器１８とアンプ１９を介して前記位置決め用偏向器１１に供給される。

同時に、前記データ転送回路１５はショット時間データ（照射時間データ）をブランキング信号作成回路２０に供給する。該ブランキング信号作成回路は供給されて来たショット時間データに基づいてブランキング信号（例えば、図３の（ａ）に示す如き“ハイ（Ｈ）”と“ロー（Ｌ）”から成るパルス信号）を作成し、ブランキングアンプ２１を介して前記ブランキング用偏向器２に送ると同時に、前記遮蔽板駆動回路４３に送る。

該遮蔽板駆動回路は、送られてきたブランキング信号（図３の（ａ））の“ロー（Ｌ）”の期間、予め設定されている光軸外位置移動信号を、“ハイ（Ｈ）”の期間、予め設定されている光軸位置移動信号を、それぞれ、前記遮蔽板駆動機構４２に送る。

従って、前記“ロー（Ｌ）”の期間、前記遮蔽板４１は被描画材料１０から離れた位置にあり、この間、被描画材料１０上の所定位置に所定のパターンが描画される。

一方、前記“ハイ（Ｈ）”の期間、前記ブランキング用偏向器２は電子銃１からの電子ビームを大きく偏向してブランキング用スリット３のスリットを通過しない様に該ブランキングスリット上面に当たる様にする。と同時に、この“ハイ（Ｈ）”の期間、前記遮蔽板４１は被描画材料１０の真上に位置しているので、譬え散乱等によって電子が前記ブランキング用スリット３の孔を通過しても、前記遮蔽板４１で遮断され、被描画材料上に達することがなくなる。

尚、前記最初の例では、被描画材料にパターンを描かない時には、電子銃からの電子ビームをブランキング用偏向器でブランキングすると同時に、成形用偏向器で該偏向器を通過する電子が成形スリットのスリット孔を通過しない様に偏向し、次の例では、被描画材料にパターンを描かない時には、電子銃からの電子ビームをブランキング用偏向器でブランキングすると同時に、遮蔽板を被描画材料の真上に移動させる様に成したが、被描画材料にパターンを描かない時に、電子銃からの電子ビームをブランキング用偏向器でブランキングすると同時に、成形用偏向器で該偏向器を通過する電子が成形スリットのスリット孔を通過しない様に偏向し、且つ、遮蔽板を被描画材料の真上に移動させる様にし、ブランキング時の被描画材料への電子進入を完璧に抑える様にしても良い。

又、前記最初の例は図１に示す如き構成のものに限定されず、要は、被描画材料にパターンを描かない時には、電子銃からの電子ビームをブランキング用偏向器でブランキングすると同時に、成形用偏向器で該偏向器を通過する電子が成形スリットのスリット孔を通過しない様に偏向出来る様に成っていれば良い。同様に、次の例は図４に示す構成のものに限定されず、要は、被描画材料にパターンを描かない時には、電子銃からの電子ビームをブランキング用偏向器でブランキングすると同時に、遮蔽板を被描画材料の真上に移動させる様に成っていれば良い。

又、前記例では、本発明を電子ビーム描画装置に応用した場合について説明したが、本発明は、ブランキング系を備えた他の荷電粒子ビーム装置（例えば、電子顕微鏡や集束イオンビーム装置等）にも応用可能である。

電子ビーム描画装置の一概略例を示している。 本発明の荷電粒子ビーム装置の一概略例を示したものである。 信号波形図を示している。 本発明の荷電粒子ビーム装置の他の例を示したものである。

符号の説明

１…電子銃
２…ブランキング用偏向器
３…ブランキング用スリット
４…照射レンズ
５…第１成形スリット
６…第２成形スリット
７…成形レンズ
８…成形用偏向器
９…集束レンズ
１０…被描画材料
１１…位置決め用偏向器
１２…ステージ
１３…データメモリ
１４…中央制御装置
１５…データ転送回路
１６…ＤＡ変換器
１７…アンプ
１８…ＤＡ変換器
１９…アンプ
２０…ブランキング信号作成回路
２１…ブランキングアンプ
２２…ステージ駆動回路
２３…ステージ駆動機構
３１…固定偏向データ発生器
３２…スイッチ制御回路
３３…スイッチ
４１…遮蔽板
４２…遮蔽板駆動機構
４３…遮蔽板駆動回路

Claims (5)

1. 荷電粒子ビーム発生手段、ブランキングオン，オフ信号から成るブランキング信号を作成するブランキング信号作成回路、該ブランキング信号作成回路からのブランキング信号に基づいて前記荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを偏向するブランキング用偏向器、該ブランキング用偏向器によって偏向された荷電粒子ビームがその開口を通過することを遮断するブランキング用スリット、及び、前記ブランキング用スリットの開口を通過した荷電粒子ビームを成形するために離間配置された上方，下方成形スリットと該両スリット間に配置された成形偏向器を備え、ブランキングオフ時、前記上方成形スリットの開口を通過した荷電粒子ビームを荷電粒子ビーム成形信号に基づいて前記成形偏向器によって偏向させることによって前記下方成形スリットの開口の所望の部分を通過させて被ビーム照射体に照射する様に成した荷電粒子ビーム装置において、固定偏向信号発生器を設け、ブランキングオン時に、該固定偏向信号発生器からの固定偏向信号を前記成形偏向器に供給する様に成した荷電粒子ビーム装置。
2. 荷電粒子ビーム発生手段、ブランキングオン，オフ信号から成るブランキング信号を作成するブランキング信号作成回路、該ブランキング信号作成回路からのブランキング信号に基づいて前記荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを偏向するブランキング用偏向器、及び、該ブランキング用偏向器によって偏向された荷電粒子ビームがその開口を通過することを遮断するブランキング用スリットを備え、前記ブランキング用スリットの開口を通過した荷電粒子ビームを被ビーム照射体に照射する様に成した荷電粒子ビーム装置において、前記荷電粒子ビーム発生手段側から見て前記被ビーム照射体の少なくとも上面を覆う位置と該上面から完全に外れる位置との間を移動する遮蔽体を設け、ブランキングオン時に前記遮蔽体を前者の位置に移動し、ブランキングオフ時に後者の位置に移動させる様に成した荷電粒子ビーム装置。
3. 荷電粒子ビーム発生手段、ブランキングオン，オフ信号から成るブランキング信号を作成するブランキング信号作成回路、該ブランキング信号作成回路からのブランキング信号に基づいて前記荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを偏向するブランキング用偏向器、該ブランキング用偏向器によって偏向された荷電粒子ビームがその開口を通過することを遮断するブランキング用スリット、及び、前記ブランキング用スリットの開口を通過した荷電粒子ビームを成形するために離間配置された上方，下方成形スリットと該両スリット間に配置された成形偏向器を備え、ブランキングオフ時、前記上方成形スリットの開口を通過した荷電粒子ビームを荷電粒子ビーム成形信号に基づいて前記成形偏向器によって偏向させることによって前記下方成形スリットの開口の所望の部分を通過させて被ビーム照射体に照射する様に成した荷電粒子ビーム装置において、固定偏向信号発生器と、前記荷電粒子ビーム発生手段側から見て前記被ビーム照射体の少なくとも上面を覆う位置と該上面から完全に外れる位置との間を移動する遮蔽体とを設け、ブランキングオン時に、該固定偏向信号発生器からの固定偏向信号を前記成形偏向器に供給すると同時に、前記遮蔽体を前者の位置に移動し、ブランキングオフ時に後者の位置に移動させる様に成した様に成した荷電粒子ビーム装置。
4. 前記成形用偏向器に繋がった入力端子に、前記荷電粒子ビーム成形信号の出力端子と前記固定偏向信号の出力端子の何れかにスイッチングするスイッチを設け、前記ブランキング信号作成回路からのブランキング信号に基づいて前記スイッチのスイッチングを行う様に成した請求項１若しくは３記載の荷電粒子ビーム装置。
5. 前記遮蔽体の駆動機構に前記二つの位置に関する移動信号を切り換えて発する駆動回路を設け、前記ブランキング信号作成回路からのブランキング信号に基づいて前記駆動回路の切換を制御する様に成した請求項２若しくは３記載の荷電粒子ビーム装置。

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