JP2013191841A - 電子ビーム描画装置および電子ビーム描画方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反射電子や２次電子による電子ビームのドリフトを低減することのできる電子ビーム描画装置および電子ビーム描画方法を提供する。
【解決手段】電子ビーム描画装置１００は、試料２１６が載置されるＸＹステージ１０５と、電子ビーム２００を出射する電子銃２０１と、電子ビーム２００の軸方向に配列する電極を備えるレンズ２０２、２０４、２０７、２１０とが配置された電子鏡筒１９８とを有する。ＸＹステージ１０５と電子鏡筒１９８の間には、電子ビーム２００が試料２１６へ照射されて発生する反射電子または２次電子を遮る遮蔽板２１１が設けられている。遮蔽板２１１の直上には、電子ビーム２００の焦点位置を変える静電レンズ２１０が配置されており、静電レンズ２１０には、電圧供給手段１３５から常に正の電圧が印加される。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子ビーム描画装置および電子ビーム描画方法に関する。

近年、大規模集積回路（ＬＳＩ；Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Iｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）の高集積化および大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅は益々狭くなっている。

半導体素子は、回路パターンが形成された原画パターン（マスクまたはレチクルを指す。以下では、マスクと総称する。）を用い、いわゆるステッパと呼ばれる縮小投影露光装置でウェハ上にパターンを露光転写して回路形成することにより製造される。ここで、微細な回路パターンをウェハに転写するためのマスクの製造には、電子ビームを用いた描画装置が用いられる。この装置は、本質的に優れた解像度を有し、また、焦点深度を大きく確保することができるので、高い段差上でも寸法変動を抑制できるという利点を有する。

特許文献１には、電子ビームリソグラフィ技術に使用される可変成形型電子ビーム描画装置が開示されている。こうした装置における描画データは、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）システムを用いて設計された半導体集積回路等の設計データ（ＣＡＤデータ）に、補正や図形パターンの分割等の処理を施すことによって作成される。

例えば、電子ビームのサイズにより規定される最大ショットサイズ単位で図形パターンの分割処理が行われ、併せて、分割された各ショットの座標位置、サイズおよび照射時間が設定される。そして、描画する図形パターンの形状や大きさに応じてショットが成形されるように、描画データが作成される。描画データは、短冊状のフレーム（主偏向領域）単位で区切られ、さらにその中は副偏向領域に分割されている。つまり、チップ全体の描画データは、主偏向領域のサイズにしたがった複数の帯状のフレームデータと、フレーム内で主偏向領域よりも小さい複数の副偏向領域単位とからなるデータ階層構造になっている。

副偏向領域は、副偏向器によって、主偏向領域よりも高速に電子ビームが走査されて描画される領域であり、一般に最小描画単位となる。副偏向領域内を描画する際には、パターン図形に応じて準備された寸法と形状のショットが成形偏向器により形成される。具体的には、電子銃から出射された電子ビームが、第１のアパーチャで矩形状に成形された後、成形偏向器で第２のアパーチャ上に投影されて、そのビーム形状と寸法を変化させる。その後、対物レンズで焦点を合わせられた後、副偏向器と主偏向器により偏向されて、ステージ上に載置されたマスクに照射される。

特開平９−２９３６７０号公報

ところで、電子ビームがマスクに照射されると、マスクに当たって反射した電子（反射電子）や、マスクに入射して発生した電子（２次電子）が電子鏡筒内を上方へ進む。

図３は、５０ｋｅＶのエネルギーを有する反射電子の軌道をシミュレーションしたものである。ここでは、１０°、３０°、５０°、７０°および９０°の各射出角について一方向に限ってシミュレーションしている。

また、図４は、１００ｅＶのエネルギーを有する２次電子の軌道をシミュレーションしたものである。同様に、１０°、３０°、５０°、７０°および９０°の各射出角について一方向に限ってシミュレーションしている。

尚、図３および図４において、横軸は、Ｘ方向、すなわち、電子ビーム軸に直交する方向を示している。また、縦軸は、Ｚ方向、すなわち、電子ビーム軸に平行な方向を示している。また、これらの場合においては、磁界型レンズ、すなわち、コイルに電流を流すことによって磁場を発生させるレンズを対物レンズとして用いている。

図３や図４に示すシミューレーション結果から分かるように、反射電子や２次電子は、電子ビーム軸に沿ってこれに巻き付くような螺旋運動を行う。このため、電子ビームは、反射電子や２次電子の影響を受けてドリフトを起こし、目標とする位置からずれた位置に照射されてしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、反射電子や２次電子による電子ビームのドリフトを低減することのできる電子ビーム描画装置および電子ビーム描画方法を提供することにある。

本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。

本発明の第１の態様は、試料が載置されるステージを備える描画室と、
描画室に連結して設けられ、試料に所定のパターンを描画するための電子ビームを出射する電子銃と、電子ビームを偏向する偏向器と、偏向器の位置に対しステージの側に設けられた静電レンズとを備える鏡筒と、
描画中常に静電レンズに対して正の電圧を印加する電圧供給手段とを有することを特徴とする電子ビーム描画装置に関する。

本発明の第１の態様は、ステージと鏡筒の間に設けられ、電子ビームが試料へ照射されて発生する反射電子または２次電子を遮る遮蔽板を有することが好ましい。

本発明の第１の態様において、静電レンズは、遮蔽板の直上に配置されていることが好ましい。

本発明の第１の態様は、電子銃から出射された電子ビームを成形する第１のアパーチャと、
第１のアパーチャを透過した電子ビームをさらに成形する第２のアパーチャと、
電子ビームを第１のアパーチャに照明する照明レンズと、
第１のアパーチャを透過した電子ビームを第２のアパーチャに投影する投影レンズと、
第２のアパーチャを透過した電子ビームの焦点を合わせる対物レンズとを有し、
照明レンズ、投影レンズおよび対物レンズは、いずれも磁界型レンズであり、
静電レンズは、対物レンズと遮蔽板の間に配置されることが好ましい。

本発明の第１の態様では、電圧供給手段から静電レンズに０Ｖから２５０Ｖの範囲内の正の電圧が印加されることが好ましい。

本発明の第１の態様では、電圧供給手段から静電レンズに、平均して１００Ｖから２００Ｖの正の電圧が印加されることが好ましい。

本発明の第２の態様は、鏡筒内に配置された電子銃から出射された電子ビームを、鏡筒内で電子ビームの光路上に配置された偏向器で偏向して、鏡筒に連結する描画室内に配置されたステージ上の試料に照射し、試料に所定のパターンを描画する電子ビーム描画方法において、
鏡筒内であって、偏向器の位置に対しステージの側に、電子ビームの軸方向に電極が配列された静電レンズを設け、
静電レンズに常に正の電圧を印加した状態で描画を行うことを特徴とするものである。

本発明の第２の態様では、静電レンズに０Ｖから２５０Ｖの範囲内の正の電圧を印加することが好ましい。

本発明の第２の態様では、静電レンズに、平均して１００Ｖから２００Ｖの正の電圧を印加することが好ましい。

本発明の第１の態様によれば、静電レンズに常に正の電圧を印加する電圧供給手段を有するので、反射電子や２次電子による電子ビームのドリフトを低減することのできる電子ビーム描画装置が提供される。

本発明の第２の態様によれば、電子ビームの軸方向に電極が配列された静電レンズに常に正の電圧を印加するので、反射電子や２次電子による電子ビームのドリフトを低減することのできる電子ビーム描画方法が提供される。

本実施の形態における電子ビーム描画装置の構成図である。 電子ビームによる描画方法の説明図である。 ５０ｋｅＶのエネルギーを有する反射電子の軌道をシミュレーションした図である。 １００ｅＶのエネルギーを有する２次電子の軌道をシミュレーションした図である。 静電レンズの構成と配置を模式的に示す図である。

図１は、本実施の形態における電子ビーム描画装置の構成を示す図である。

図１において、電子ビーム描画装置１００は、可変成形型の電子ビーム描画装置の一例であり、描画部１５０と制御部１６０を備えている。

描画部１５０は、電子鏡筒１９８と描画室１９９を備えている。尚、本願明細書では、電子鏡筒を単に鏡筒ということがある。

電子鏡筒１９８内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、ブランキング偏向器２１２、ブランキングアパーチャ２１４、第１の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２の成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、主偏向器２０８、副偏向器２０９および静電レンズ２１０が配置されている。

照明レンズ２０２、投影レンズ２０４、対物レンズ２０７および静電レンズ２１０は、いずれも電子ビーム２００の結像位置を調節するレンズである。これらは、図１に示すように、電子ビーム２００の軸方向に配列されている。本実施の形態において、照明レンズ２０２、投影レンズ２０４および対物レンズ２０７は、いずれも磁界型レンズである。一方、静電レンズ２１０は、電子ビーム２００の軸方向に配列する電極を有しており、電極間に印加される電圧によって、電子ビーム２００の焦点位置を制御することができる。

電子ビーム２００の焦点位置を効率良く制御するには、静電レンズ２１０が磁界内に配置される必要がある。偏向器が磁界中に配置される構成の電子ビーム描画装置では、偏向器が静電レンズを兼ねることができる。一方、本実施の形態の電子鏡筒１９８では、磁場が偏向器の下方に向けられるため、静電レンズ２１０は、偏向器の下方、具体的には、主偏向器２０８の下方に位置する。これは、本実施の形態の電子ビーム描画装置が、従来とは異なる点の１つである。

図５は、静電レンズ２１０の構成と配置を模式的に示す図である。この図に示すように、静電レンズ２１０は、主偏向器２０８の下方に配置される。

図５において、静電レンズ２１０は、鉛直方向（すなわち、図１で電子ビーム２００の軸方向）に配列する３つの電極を有する。このうち、中央の電極（１０２）はレンズ電極であり、接地電極（１０１）、（１０３）で挟まれた構造である。これらの電極間に印加される電圧によって、電子ビーム２００の焦点位置が制御される。本実施の形態では、後述するように、図１の電圧供給手段１３５によって常に正の電圧が静電レンズ２１０に印加される。尚、電圧供給手段１３５の動作は、図１の制御計算機１１０によって制御される。

照明レンズ２０２は、電子銃２０１から出射された電子ビーム２００を第１の成形アパーチャ２０３に照明する。すると、電子ビーム２００は、例えば矩形に成形される。そして、投影レンズ２０４で第２の成形アパーチャ２０６に投影される。ここで、第２の成形アパーチャ２０６上での第１の成形アパーチャ像の位置は、成形偏向器２０５で制御される。これにより、電子ビームの形状と寸法が変化する。第２の成形アパーチャ２０６を透過した電子ビーム２００は、対物レンズ２０７で焦点を合わせられた後、主偏向器２０８と副偏向器２０９で偏向される。その後、さらに静電レンズ２１０で焦点位置が補正されて、描画室１９９に載置された試料２１６に照射される。

本実施の形態においては、図１に示すように、電子鏡筒１９８の下部、具体的には、静電レンズ２１０の下方に遮蔽板２１１を配置することが好ましい。遮蔽板２１１を設けることで、試料２１６への電子ビーム２００の照射により発生した反射電子や２次電子が電子鏡筒１９８へ入り込むのを低減することができる。

しかしながら、図３や図４を用いて説明したように、反射電子や２次電子は、電子ビーム２００の光軸に沿ってこれに巻き付くような螺旋運動を行う。このため、一部の反射電子や２次電子は、遮蔽板２１１の開口部を透過し、電子鏡筒１９８内で電子雲を形成する。かかる電子雲は、電子ビーム２００の軌道を変化させるので、試料２１６上の目標とする位置に電子ビーム２００が照射されなくなる。

上記電子雲の形成には、電子鏡筒１９８内における電界が影響していると考えられる。つまり、電子鏡筒１９８内に負の電界が形成されると、反射電子や２次電子の持つエネルギーとの間に電位差が生じ、この電位差がポテンシャル障壁となって電子雲が形成されると考えられる。また、反射電子や２次電子は、エネルギーが低く移動速度が遅いため、電子鏡筒１９８内で滞留しやすい。こうしたことも、電子雲を形成しやすい要因になると考えられる。

そこで、本発明者は、電子ビームの軸方向に配列された静電レンズを構成する電極に常に正の電圧を印加することで電子雲の形成を防ぐことができると考え、本発明に至った。

本実施の形態では、遮蔽板２１１の上方に配置されるレンズ（具体的には、静電レンズ２１０）を構成する電極に常に正の電圧を印加する。すると、遮蔽板２１１の開口部を透過して電子鏡筒１９８内に入り込んだ反射電子や２次電子は、静電レンズ２１０が形成する電界に引かれて移動する。このとき、静電レンズ２１０の上方には、磁場を発生させる磁場レンズがないので、反射電子や２次電子は電子鏡筒１９８内にランダムに引き込まれる。つまり、引き込まれた電子が一箇所に集中して、電子雲を形成することはない。したがって、本実施の形態の構成によれば、反射電子や２次電子が電子鏡筒１９８内に滞留するのを防いで、電子ビーム２００の軌道が変化するのを抑制することができる。

例えば、静電レンズ２１０が、電子銃２０１側に設けられた第１の電極と、試料２１６側に設けられた第２の電極とによって構成される場合、これらの電極に正の電圧を印加する。印加電圧は、例えば、０Ｖから２５０Ｖの範囲内とすることができ、平均して１００Ｖから２００Ｖの電圧を印加することができる。かかる範囲内の電圧値を調整することで、例えば、電子ビーム２００の焦点位置を最大で１０μｍ程度変化させることができる。

図１において、描画室１９９の内部には、ＸＹステージ１０５が配置されている。

ＸＹステージ１０５上には、描画対象となるマスク等の試料２１６が載置される。試料２１６としてマスクを用いる場合、その構成は、例えば、石英等のマスク基板上に、クロム（Ｃｒ）膜やモリブデンシリコン（ＭｏＳｉ）膜等の遮光膜が形成され、さらにその上にレジスト膜が形成されたものとすることができる。そして、このレジスト膜上に、電子ビーム２００によって所定のパターンを描画する。

また、ＸＹステージ１０５上で、試料２１６と異なる位置には、レーザ測長用の反射ミラー１０６が配置されている。レーザ測長機１４５から出射されたレーザ光が反射ミラー１０６で反射され、これをレーザ測長機１４５が受光することで、ＸＹステージ１０５の位置が求められる。得られたデータは、制御計算機１１０の描画データ処理部１１２に出力される。

描画室１９９の上部には、試料２１６の高さ方向（Ｚ方向）の位置を検出するＺセンサ１０７が配置されている。Ｚセンサ１０７は、投光器と受光器の組合せから構成され、投光器から照射された光を試料２１６の表面で反射させ、この反射光を受光器が受光することで、試料２１６の高さを測定することができる。Ｚセンサ１０７によって検出された高さデータは、検出器１４３に送られてデジタルデータに変換された後、制御計算機１１０の描画データ処理部１１２に出力される。

ブランキング偏向器２１２は、例えば、２極または４極等の複数の電極によって構成される。成形偏向器２０５、主偏向器２０８および副偏向器２０９は、例えば、４極または８極等の複数の電極によって構成される。各偏向器には、電極毎に少なくとも１つのＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）アンプユニットが接続される。

制御部１６０は、制御計算機１１０、偏向制御回路１２０、ＤＡＣアンプユニット１３０〜１３３および磁気ディスク装置等の記憶装置１４４を有している。

制御計算機１１０、偏向制御回路１２０および記憶装置１４４は、図示しないバスを介して互いに接続されている。また、偏向制御回路１２０とＤＡＣアンプユニット１３０〜１３３も、図示しないバスを介して互いに接続されている。

ＤＡＣアンプユニット１３０はブランキング偏向器２１２に、ＤＡＣアンプユニット１３１は成形偏向器２０５に、ＤＡＣアンプユニット１３２は副偏向器２０９に、ＤＡＣアンプユニット１３３は主偏向器２０８に、それぞれ接続されている。

偏向制御回路１２０からは、各ＤＡＣアンプユニット（１３０〜１３３）に対して、それぞれ独立した制御用のデジタル信号が出力される。各ＤＡＣアンプユニット（１３０〜１３３）では、それぞれのデジタル信号がアナログ信号に変換され、さらに増幅される。その後、この信号は、偏向電圧として接続された偏向器に出力される。これにより、電子ビーム２００を所望の位置に偏向させることができる。

図２は、電子ビーム２００による描画方法の説明図である。

図１および図２に示すように、試料２１６の上に描画されるパターン５１は、短冊状のフレーム領域５２に分割されている。電子ビーム２００による描画は、図１でＸＹステージ１０５が一方向（例えば、Ｘ方向）に連続移動しながら、フレーム領域５２毎に行われる。フレーム領域５２は、さらに副偏向領域５３に分割されており、電子ビーム２００は、副偏向領域５３内の必要な部分のみを描画する。尚、フレーム領域５２は、主偏向器２０８の偏向幅で決まる短冊状の描画領域であり、副偏向領域５３は、副偏向器２０９の偏向幅で決まる単位描画領域である。

副偏向領域５３の基準位置の位置決めは、主偏向器２０８で行われ、副偏向領域５３内での描画は、副偏向器２０９によって制御される。すなわち、主偏向器２０８によって、電子ビーム２００が所定の副偏向領域５３に位置決めされ、副偏向器２０９によって、副偏向領域５３内での描画位置が決められる。さらに、成形偏向器２０５とビーム成形用のアパーチャ２０３、２０６によって、電子ビーム２００の形状と寸法が決められる。そして、ＸＹステージ１０５を一方向に連続移動させながら、副偏向領域５３内を描画し、１つの副偏向領域５３の描画が終了したら、次の副偏向領域５３を描画する。フレーム領域５２内の全ての副偏向領域５３の描画が終了したら、ＸＹステージ１０５を連続移動させる方向と直交する方向（例えば、Ｙ方向）にステップ移動させる。その後、同様の処理を繰り返して、フレーム領域５２を順次描画して行く。

副偏向領域５３は、副偏向器２０９によって、主偏向領域よりも高速に電子ビーム２００が走査されて描画される領域であり、一般に最小描画単位となる。副偏向領域５３内を描画する際には、パターン図形に応じて準備された寸法と形状のショットが成形偏向器２０５により形成される。具体的には、電子銃２０１から出射された電子ビーム２００が、第１の成形アパーチャ２０３で矩形状に成形された後、成形偏向器２０５で第２の成形アパーチャ２０６に投影されて、そのビーム形状と寸法を変化させる。その後、電子ビーム２００は、上述の通り、副偏向器２０９と主偏向器２０８により偏向されて、ＸＹステージ１０５上に載置された試料２１６に照射される。

試料２１６に電子ビーム２００が照射されると、反射電子や２次電子が発生する。これらの電子は、電子ビーム２００の光軸に沿ってこれに巻き付くような螺旋運動を行いながら、電子鏡筒１９８内を上方へ進む。本実施の形態では、静電レンズ２１０を構成する電極に常に正の電位が与えられているので、電子鏡筒１９８内に入り込んだ反射電子や２次電子は、静電レンズ２１０が形成する電界に引かれて移動する。これにより、電子鏡筒１９８内における電子雲の形成が妨げられるので、電子ビーム２００のドリフトを防いで、試料２１６上の所望の位置に電子ビーム２００が照射される。

次に、図１の電子ビーム描画装置を用いて、試料２１６上に所望のパターンを描画する方法について述べる。

図１において、制御計算機１１０には、記憶装置１４４が接続される。制御計算機１１０は、その内部に描画データ処理部１１２を有する。

設計者（ユーザ）が作成したＣＡＤデータは、ＯＡＳＩＳ等の階層化されたフォーマットの設計中間データに変換される。設計中間データには、レイヤ（層）毎に作成されて、試料２１６の上に形成される設計パターンデータが格納される。ここで、一般に、電子ビーム描画装置は、ＯＡＳＩＳデータを直接読み込めるようには構成されていない。すなわち、電子ビーム描画装置の製造メーカー毎に、独自のフォーマットデータが用いられている。このため、ＯＡＳＩＳデータは、レイヤ毎に各電子ビーム描画装置に固有のフォーマットデータに変換されてから装置に入力される。

図１では、記憶装置１４４を通じて、電子ビーム描画装置１００にフォーマットデータが入力される。

設計パターンに含まれる図形は、長方形や三角形を基本図形としたものであるので、記憶装置１４４には、例えば、図形の基準位置における座標（ｘ，ｙ）、辺の長さ、長方形や三角形等の図形種を区別する識別子となる図形コードといった情報であって、各パターン図形の形、大きさ、位置等を定義した図形データが格納される。

さらに、数十μｍ程度の範囲に存在する図形の集合を一般にクラスタまたはセルと称するが、これを用いてデータを階層化することが行われている。クラスタまたはセルには、各種図形を単独で配置したり、ある間隔で繰り返し配置したりする場合の配置座標や繰り返し記述も定義される。クラスタまたはセルデータは、さらにフレームまたはストライプと称される、幅が数百μｍであって、長さが試料２１６のＸ方向またはＹ方向の全長に対応する１００ｍｍ程度の短冊状領域に配置される。

図形パターンの分割処理は、電子ビーム２００のサイズにより規定される最大ショットサイズ単位で行われ、併せて、分割された各ショットの座標位置、サイズおよび照射時間が設定される。そして、描画する図形パターンの形状や大きさに応じてショットが成形されるように、描画データが作成される。描画データは、短冊状のフレーム（主偏向領域）単位で区切られ、さらにその中は副偏向領域に分割されている。つまり、チップ全体の描画データは、主偏向領域のサイズにしたがった複数の帯状のフレームデータと、フレーム内で主偏向領域よりも小さい複数の副偏向領域単位とからなるデータ階層構造になっている。

図１において、制御計算機１１０によって記憶装置１４４から読み出された描画データは、描画データ処理部１１２で複数段のデータ処理を受ける。これによりショットデータが生成される。ショットデータは、偏向制御回路１２０内の偏向量演算部１２１へ送られる。

偏向量演算部１２１は、描画データ処理部１１２から、ショットデータ、ＸＹステージ１０５の位置情報および試料２１６の高さ情報を送られる。そして、ブランキング偏向器２１２、成形偏向器２０５、副偏向器２０９および主偏向器２０８における各偏向量を演算する。得られた各偏向量は、偏向信号生成部１２４へ送られる。

偏向信号生成部１２４は、ブランキング偏向器２１２、成形偏向器２０５、副偏向器２０９および主偏向器２０８の各電極に印加すべき偏向信号を生成する。各偏向信号は、対応する各ＤＡＣアンプユニット１３０〜１３３へ出力される。

ＤＡＣアンプユニット１３０〜１３３は、それぞれ、偏向信号生成部１２４から出力されたデジタル信号の偏向信号をアナログ信号に変換した後、これを増幅して偏向電圧を生成する。生成された偏向電圧は、それぞれ、対応する偏向器２１２、２０５、２０９、２０８へ印加される。

電子銃２０１から出射された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２によって第１の成形アパーチャ２０３に照明される。これにより、電子ビーム２００は、例えば矩形に成形される。続いて、電子ビーム２００は、投影レンズ２０４によって第２の成形アパーチャ２０６に投影される。第２の成形アパーチャ２０６での投影位置は、成形偏向器２０５に印加される偏向電圧によって決められる。

尚、ブランキングアパーチャ２１４とブランキング偏向器２１２は、試料２１６上での電子ビーム２００の照射を制御する役割を果たす。

第２の成形アパーチャ２０６を透過した電子ビーム２００は、所望の形状と寸法に成形される。次いで、対物レンズ２０７で焦点を合わせられた後、主偏向器２０８と副偏向器２０９によって偏向される。すなわち、これらに印加される各偏向電圧に応じた位置に電子ビーム２００が偏向される。主偏向器２０８は、電子ビーム２００を所定の副偏向領域に位置決めする。一方、副偏向器２０９は、副偏向領域内での図形描画単位の位置決めを行う。

主偏向器２０８と副偏向器２０９によって偏向された電子ビーム２００は、静電レンズ２１０によって試料２１６上での焦点位置を合わせられる。本実施の形態では、静電レンズ２１０を構成する電極の電位は常に正である。つまり、描画時において、静電レンズ２１０には、電圧供給手段１３５によって常に正の電圧が印加される。制御計算機１１０は、電圧供給手段１３５の動作を制御する。例えば、０Ｖから２５０Ｖの範囲内の電圧が、電圧供給手段１３５から静電レンズ２１０へ供給されるようにすることができる。印加電圧を変えることで、電子ビーム２００の焦点位置が変えられる。この場合、オフセットを考慮して、例えば、平均して１００Ｖから２００Ｖの電圧が印加されるようにすることが好ましい。

上記の通り、試料２１６は、ＸＹステージ１０５上に載置される。また、ＸＹステージ１０５と電子鏡筒１９８の間には、遮蔽板２１１が配置されている。ここで、試料２１６、ＸＹステージ１０５、遮蔽板２１１の各電位は、いずれも０（ゼロ）Ｖである。このため、静電レンズ２１０が常に正の電位となるようにすると、試料２１６に照射されて発生した反射電子や２次電子は、静電レンズ２１０が形成する電界に引かれて電子鏡筒１９８内を上方へ移動する。すなわち、静電レンズ２１０が正の電界を形成することで、反射電子や２次電子が加速されるので、これらが電子鏡筒１９８内に滞留するのを防げる。したがって、電子ビーム２００のドリフトが抑制され、電子ビーム２００を試料２１６上の所望の位置に照射することが可能となる。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。

例えば、上記実施の形態では、照明レンズ２０２、投影レンズ２０４および対物レンズ２０７を磁界型レンズとしたが、これらのうちの少なくとも１つを静電レンズとすることもできる。その場合、電子鏡筒１９８内におけるいずれかの静電レンズに常に正の電圧を印加することにより、本発明の効果を得ることが可能である。

また、上記実施の形態では電子ビームを用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子ビームを用いた場合にも適用可能である。

１００ 電子ビーム描画装置
１０１，１０２，１０３ 電極
１０５ ＸＹステージ
１０６ 反射ミラー
１０７ Ｚセンサ
１１０ 制御計算機
１１２ 描画データ処理部
１２０ 偏向制御回路
１２１ 偏向量演算部
１２４ 偏向信号生成部
１３０〜１３３ ＤＡＣアンプユニット
１３５ 電圧供給手段
１４３ 検出器
１４４ 記憶装置
１４５ レーザ測長機
１５０ 描画部
１６０ 制御部
１９８ 電子鏡筒
１９９ 描画室
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３ 第１の成形アパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５ 成形偏向器
２０６ 第２の成形アパーチャ
２０７ 対物レンズ
２０８ 主偏向器
２０９ 副偏向器
２１０ 静電レンズ
２１１ 遮蔽板
２１２ ブランキング偏向器
２１４ ブランキングアパーチャ
２１６ 試料
５１ 描画されるパターン
５２ フレーム領域
５３ 副偏向領域

Claims (9)

1. 試料が載置されるステージを備える描画室と、
   前記描画室に連結して設けられ、前記試料に所定のパターンを描画するための電子ビームを出射する電子銃と、前記電子ビームを偏向する偏向器と、前記偏向器の位置に対し前記ステージの側に設けられた静電レンズとを備える鏡筒と、
   描画中常に前記静電レンズに対して正の電圧を印加する電圧供給手段とを有することを特徴とする電子ビーム描画装置。
2. 前記ステージと前記鏡筒の間に設けられ、前記電子ビームが前記試料へ照射されて発生する反射電子または２次電子を遮る遮蔽板を有することを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム描画装置。
3. 前記静電レンズは、前記遮蔽板の直上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム描画装置。
4. 前記電子銃から出射された電子ビームを成形する第１のアパーチャと、
   前記第１のアパーチャを透過した電子ビームをさらに成形する第２のアパーチャと、
   前記電子ビームを前記第１のアパーチャに照明する照明レンズと、
   前記第１のアパーチャを透過した電子ビームを前記第２のアパーチャに投影する投影レンズと、
   前記第２のアパーチャを透過した電子ビームの焦点を合わせる対物レンズとを有し、
   前記照明レンズ、前記投影レンズおよび前記対物レンズは、いずれも磁界型レンズであり、
   前記静電レンズは、前記対物レンズと前記遮蔽板の間に配置されることを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム描画装置。
5. 前記電圧供給手段から前記静電レンズに０Ｖから２５０Ｖの範囲内の正の電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム描画装置。
6. 前記電圧供給手段から前記静電レンズに、平均して１００Ｖから２００Ｖの正の電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム描画装置。
7. 鏡筒内に配置された電子銃から出射された電子ビームを、前記鏡筒内で前記電子ビームの光路上に配置された偏向器で偏向して、前記鏡筒に連結する描画室内に配置されたステージ上の試料に照射し、前記試料に所定のパターンを描画する電子ビーム描画方法において、
   前記鏡筒内であって、前記偏向器の位置に対し前記ステージの側に、前記電子ビームの軸方向に電極が配列された静電レンズを設け、
   前記静電レンズに常に正の電圧を印加した状態で前記描画を行うことを特徴とする電子ビーム描画方法。
8. 前記静電レンズに０Ｖから２５０Ｖの範囲内の正の電圧を印加することを特徴とする請求項７に記載の電子ビーム描画方法。
9. 前記静電レンズに、平均して１００Ｖから２００Ｖの正の電圧を印加することを特徴とする請求項７に記載の電子ビーム描画方法。