JP2014033033A - Electrode unit for electrostatic lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、露光装置に用いられる電子光学系を構成する静電レンズ用電極ユニットおよびそれを用いた荷電粒子線露光装置に関する。 The present invention relates to an electrostatic lens electrode unit constituting an electron optical system used in an exposure apparatus and a charged particle beam exposure apparatus using the same.
電子ビーム露光技術は0.1μm以下の微細パターンの露光が可能であり、半導体デバイスの生産工程のフォトリソグラフィにおける有力候補である。 Electron beam exposure technology can expose fine patterns of 0.1 μm or less, and is a promising candidate in photolithography in the production process of semiconductor devices.
電子ビーム露光技術のうち、マスクを用いずに複数の電子ビームを同時に照射してパターンを描画するマルチビーム露光装置が種々提案されている。マルチビーム露光装置の内部に配置された電子レンズのアレイ数によりビーム数が決まり、ビーム数は露光装置のスループットを決定する大きな要因となる。そのため近年、マルチビーム露光装置には、より高い配列密度が求められている。マルチビーム露光装置には、電子ビームの光学特性を制御するための電子光学素子が用いられる。 Among the electron beam exposure techniques, various multi-beam exposure apparatuses that draw a pattern by simultaneously irradiating a plurality of electron beams without using a mask have been proposed. The number of beams is determined by the number of arrays of electron lenses arranged inside the multi-beam exposure apparatus, and the number of beams is a major factor in determining the throughput of the exposure apparatus. Therefore, in recent years, higher arrangement density is required for multi-beam exposure apparatuses. The multi-beam exposure apparatus uses an electro-optical element for controlling the optical characteristics of the electron beam.
特に電子レンズには電磁型と静電型があり、静電型は電磁型に比べて、コイルコアを設ける必要がなく構成が容易であり、小型化に有利となる。特にウエハに最終的な像を結像するための投影レンズ部分は、微細パターンを露光するために、1mm以下の短焦点のレンズが必要となり、静電型レンズの場合、レンズを構成する電極基板間に高電界を印加する必要がある。 In particular, the electron lens is classified into an electromagnetic type and an electrostatic type, and the electrostatic type is easier to configure than the electromagnetic type because there is no need to provide a coil core, which is advantageous for downsizing. In particular, a projection lens portion for forming a final image on a wafer requires a short focal lens of 1 mm or less in order to expose a fine pattern. In the case of an electrostatic lens, an electrode substrate constituting the lens A high electric field needs to be applied between them.
荷電粒子線用静電レンズ(以下、単に「静電レンズ」と称する)は、電圧印加部を有し、荷電粒子線が通過するための貫通孔を有する複数の電極基板の基板間に、絶縁及び電極基板の間隔を規定するための支持部材が配置される。電極基板間には異なる電圧を印加し、数万V/mm程度の電界強度を生成、維持する必要があるため、支持部材には絶縁性(耐圧性)が求められる。 An electrostatic lens for a charged particle beam (hereinafter simply referred to as an “electrostatic lens”) has a voltage application unit, and insulates between a plurality of electrode substrates having a through-hole through which the charged particle beam passes. And a support member for defining the distance between the electrode substrates. Since it is necessary to apply different voltages between the electrode substrates to generate and maintain an electric field strength of about several tens of thousands V / mm, the support member is required to have insulation (pressure resistance).
特に、陰極側電極と支持部材と真空領域の境界となる陰極三重点においては、電界が集中して電子放出し易くなるため、陰極三重点における電界強度を小さくすることが耐圧性の向上に必要となる。 In particular, at the cathode triple point, which is the boundary between the cathode side electrode, the support member, and the vacuum region, the electric field is concentrated and it becomes easy to emit electrons. Therefore, it is necessary to reduce the electric field strength at the cathode triple point to improve the pressure resistance. It becomes.
これに関連する技術として、例えば、陽極側電極に接する側の支持部材に対して、陰極側電極に接する側の支持部材をオーバーハングさせて、陰極三重点の電界強度を緩和する構造が提案されている(特許文献1参照)。 As a related technology, for example, a structure in which the support member on the side in contact with the cathode side electrode is overhanged with respect to the support member on the side in contact with the anode side electrode to relax the electric field strength at the cathode triple point is proposed. (See Patent Document 1).
ところで、静電レンズにおいては、陰極三重点における電界強度を小さくすることと同時に、電極基板間に生じる静電引力の問題がある。電位が印加される電極基板間に電界強度が発生し、電極基板間には静電引力が生じる。静電引力が生じると、荷電粒子線が通過する貫通孔周辺の電極基板部分は支持部材で支持されていないため、当該貫通孔周辺の電極基板部分に撓みが生じる。電極に撓みが生じると、電極間隔が変化するため、静電レンズの電子光学特性が変化してしまう。 By the way, the electrostatic lens has a problem of electrostatic attraction generated between the electrode substrates at the same time as reducing the electric field strength at the cathode triple point. An electric field strength is generated between the electrode substrates to which a potential is applied, and an electrostatic attractive force is generated between the electrode substrates. When the electrostatic attractive force is generated, the electrode substrate portion around the through hole through which the charged particle beam passes is not supported by the support member, so that the electrode substrate portion around the through hole is bent. When the electrode is bent, the electrode interval changes, so that the electro-optical characteristics of the electrostatic lens change.
特許文献1の技術では、陰極三重点における電界強度が緩和される。しかし、陰極側電極に接する支持部材に対して、陽極側電極に接する支持部材が電極の面方向外方へ引込んだ構造を有するため、静電引力による陽極側電極の撓みが陰極側電極に比べて増加するという問題があった(図8参照)。
In the technique of
本発明は、上記の事情に鑑み、荷電粒子線露光装置において、陰極三重点の電界強度を緩和するとともに、電極の撓みの影響を低減し、耐圧性能の向上と電子光学特性の変化を低減することが可能な静電レンズ用電極ユニットの提供を目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention relaxes the electric field strength at the cathode triple point in the charged particle beam exposure apparatus, reduces the influence of electrode deflection, and improves the pressure resistance performance and reduces changes in the electro-optical characteristics. An object of the present invention is to provide an electrode unit for an electrostatic lens.
上記目的を達成するための本発明に係る静電レンズ用電極ユニットは、空間部を隔てて配置された第一の電極および第二の電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に設けられ、前記第一の電極と前記第二の電極とを電気的に分離し、誘電体からなる支持部材と、
を備え、
前記支持部材は、前記第一の電極と接する第一の領域と前記第二の電極と接する第二の領域とを有し、該第二の領域の内部に前記第一の領域よりも比誘電率が小さい低誘電率部を含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an electrode unit for an electrostatic lens according to the present invention includes a first electrode and a second electrode arranged with a space therebetween,
A support member provided between the first electrode and the second electrode, electrically separating the first electrode and the second electrode, and made of a dielectric;
With
The support member has a first region in contact with the first electrode and a second region in contact with the second electrode, and has a dielectric constant higher than that of the first region in the second region. It includes a low dielectric constant portion having a low rate.
本発明に係る静電レンズ用電極ユニットによれば、第一の電極と第二の電極との間の支持部材が、第一の電極と接する第一の領域と第二の電極と接する第二の領域とを有し、第二の領域の内部に、第一の領域よりも比誘電率が小さい低誘電率部を含んでいる。 According to the electrode unit for an electrostatic lens according to the present invention, the support member between the first electrode and the second electrode is in contact with the first region and the second electrode in contact with the first electrode. A low dielectric constant portion having a relative dielectric constant smaller than that of the first region is included inside the second region.
したがって、第二の領域の内部に低誘電率部が存在することにより陰極三重点における電界強度を緩和することができ、第二の領域の一部により第二の電極を支持することができる。これにより、電極の撓みを低減し、耐圧性能の向上と電子光学特性の変化を低減することが可能となる。 Therefore, the electric field strength at the cathode triple point can be relaxed by the presence of the low dielectric constant portion in the second region, and the second electrode can be supported by a part of the second region. Thereby, it is possible to reduce the deflection of the electrode, improve the pressure resistance performance, and reduce the change in the electro-optical characteristics.
以下、図面を参照して、本発明に係る静電レンズ用電極ユニットの実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of an electrode unit for an electrostatic lens according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
〔静電レンズ用電極ユニットの構成〕
図1から図4を参照して、本発明に係る静電レンズ用電極ユニットの第1の実施形態について説明する。図1は第1の実施形態の静電レンズ用電極ユニットを示す概略断面図である。なお、本発明は、図1のような2枚や3枚の電極からなる静電レンズ用電極ユニットに限られず、4枚以上の電極から構成される電極ユニットに対しても適用可能である。
<First Embodiment>
[Configuration of Electrode Unit for Electrostatic Lens]
A first embodiment of an electrode unit for an electrostatic lens according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an electrode unit for an electrostatic lens according to a first embodiment. Note that the present invention is not limited to the electrostatic lens electrode unit including two or three electrodes as shown in FIG. 1, but can be applied to an electrode unit including four or more electrodes.
図1(a)は、2枚の電極からなる静電レンズ用電極ユニット100の構成を示す。図1(a)に示すように、第一の電極101と第二の電極102とが、空間部103を隔てて配置される。
FIG. 1A shows a configuration of an
第一の電極101と第二の電極102との間には、第一の電極101と第二の電極102とを電気的に分離し、誘電体からなる支持部材104が設けられる。
A
支持部材104は、第一の電極101と接する第一の領域104aと第二の電極102と接する第二の領域104bを有する。支持部材104の第二の領域104bの内部には、第一の領域104aよりも比誘電率が小さい低誘電率部105を含んでいる。
The
図1(b)は、3枚の電極からなる静電レンズ用電極ユニット100を減速型アインツェルレンズとして構成している。
In FIG. 1B, an electrostatic
図1(b)に示すように、静電レンズ用電極ユニット100は、2枚の第二の電極102の中間部に、それぞれ空間部103を介して、第一の電極101を配置している。第一の電極101と第二の電極102の間には、第一の電極101と第二の電極102とを電気的に分離し、誘電体からなる2枚の支持部材104が設けられている。
As shown in FIG. 1B, in the electrostatic
第一の電極101および第二の電極102は、それぞれ電圧印加部110から電圧が印加された際に目的の電位に規定されればよい。
The
第一の電極101および第二の電極102は、それぞれ荷電粒子が通過する複数の貫通孔107を有する。
The
第一の電極101および第二の電極102は、例えば、円板状を呈している。第一の電極101及び第二の電極102の構成材料としては、例えば、シリコンウエハ等の半導体材料や、モリブデン、チタニウム等の金属、或いは導電性を確保するために材料表面に導電性膜を被覆した高抵抗部材等が挙げられるが、例示した材料に限定されない。
The
各電極101、102の厚さは、静電レンズの性能や製造時の取り扱い易さなどによって決定すればよく、厚みは各々異なっていてもよい。本実施形態の各電極101、102の厚さは、例えば、50〜300μm程度に設定される。
The thickness of each of the
支持部材104は、当該支持部材104の厚みにより、第一の電極101と第二の電極102との間隔を規定する機能を有する。支持部材104の厚さは、静電レンズの性能や製造時の取り扱い易さ等によって決定すればよく、厚みは各々異なっていてもよい。本実施形態の支持部材104の厚さは、例えば、50〜500μm程度に設定される。
The
支持部材104の構成材料としては、電圧印加時に必要となる耐電圧性能を有する誘電体であればよく、例えば、ガラスやセラミック等が挙げられるが、例示した材料に限定されない。
The constituent material of the
支持部材104は、第一の電極101と接する第一の領域104aと、第二の電極102と接する第二の領域104bとで構成される。第二の領域104bの内部には、支持部材104よりも比誘電率が小さい低誘電率部105を含んでいる。
The
支持部材104は、第二の領域104bにおいて、空間部103と低誘電率部105の両方に面する支持領域104cを有している。低誘電率部105の比誘電率は、支持部材104(低誘電率部105を除く)の材質が有する比誘電率より小さければよい。
The
なお、第一の電極101、支持部材104、および空間部103の境界部である陰極三重点106における電界強度が最も小さくなるのは、低誘電率部105が真空の中空構造の場合である。低誘電率部105は真空の中空構造に限定する必要はなく、例えば、ガスの充填された空洞、Low−K材料、ポーラス状のガラス等で形成されていてもよい。また、中空構造を区画する各部材は、精密に位置決めされ、不図示の接着剤等で固定されている。
The electric field strength at the
〔静電レンズ用電極ユニットの作用〕
次に、図1から図3、図8を参照して、本実施形態の静電レンズ用電極ユニット100の作用を従来構造と比較しながら説明する。
[Operation of electrode unit for electrostatic lens]
Next, the operation of the electrostatic
上述のように構成された静電レンズ用電極ユニット100に対し、第二の電極102よりも第一の電極101の方が低電位となるように、第一の電極101と第二の電極102に電圧印加部110から電圧を印加する。このときの陰極三重点106における電界強度は、支持部材104の形状や材質によって異なる。
With respect to the electrostatic
図8は従来構造の静電レンズ用電極ユニットの構成を示す概略断面図である。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of a conventional electrostatic lens electrode unit.
図8に示すように、従来構造の静電レンズ用電極ユニットは3枚の電極からなり、減速型のアインツェルレンズとして構成されている。 As shown in FIG. 8, the conventional electrostatic lens electrode unit is composed of three electrodes and is configured as a decelerating Einzel lens.
従来構造の静電レンズ用電極ユニットの第一の電極101と第二の電極102に電圧印加部110から電圧を印加すると、第一の電極101と第二の電極102間には静電引力が作用する。そのため、図8(a)に示すように、電極の支持部材104によって支持されていない部分には撓みが生じる。
When a voltage is applied from the
図1(b)や図8(b)のような減速型アインツェルレンズ構成の場合、第一の電極101の両側には第二の電極102が配置されているため、静電引力が打ち消し合い、第一の電極101の撓みの影響は緩和される。
In the case of the decelerating Einzel lens configuration as shown in FIGS. 1B and 8B, the
しかし、第二の電極102については静電引力を打ち消し合う構造ではないため、第一の電極101よりも大きな撓みが生じる。第二の電極102の撓み量は、主に支持部材104の形状や、第二の電極102の形状、材質によって異なる。
However, since the
図8の従来構造では、第1の電極101と第二の電極102の間に配置されている支持部材104の、第二の電極102に接する側は電極の面方向外方へ引込んだ構造となっている。そのため、図8の従来構造は、引っ込んでいない構造に比べて、静電引力による第二の電極102の撓みが大きくなり、結果として静電レンズとしての電子光学特性の変化が大きくなると考えられる。
In the conventional structure of FIG. 8, the
従来構造の問題を解決する対策として、支持部材104の第二の電極102に接する側を面方向外方へ引込めるのではなく、第一の電極101に接する側を張り出させることが考えられる。しかし、第一の電極101に接する側を張り出させると、荷電粒子線の通過する貫通孔の部分が絶縁部材と近づくことになる。貫通孔の部分が絶縁部材と近づくと、支持部材104が何らかの理由により帯電した場合、荷電粒子の軌道に影響を与える可能性があるため、この対策には限界がある。
As a measure for solving the problems of the conventional structure, it is conceivable that the side contacting the
また、第二の電極102を厚くすることにより、電極自体を撓みにくくする対策が考えられる。電極を厚くすると、静電レンズ自体が厚くなる。しかし、微細パターンをウエハに投影する静電レンズは通常1mm以下と短焦点であるため、静電レンズとウエハとの機械的な干渉等の原因で、焦点距離を短くすることができなくなる可能性があり、本対策にも限界がある。
In addition, a measure to make the electrode itself difficult to bend by increasing the thickness of the
そこで、本実施形態の静電レンズ電極ユニット100では、支持部材104が第一の電極101と接する第一の領域104aと第二の電極102と接する第二の領域104bとを有する(図1参照)。さらに第二の領域104bの内部には、第一の領域104aよりも比誘電率が小さい低誘電率部105を含んでいる。すなわち、本実施形態の静電レンズ電極ユニット100では、第二の領域104bの低誘電率部105の存在により陰極三重点106における電界強度が緩和されると共に、第二の領域104bの一部である支持領域104cにより第二の電極102が支持される。
Therefore, in the electrostatic
支持部材104の形状に着目すると、陰極三重点106における電界強度や、第二の電極102の撓み量は、図8(b)のような従来構造ではオーバーハング量Lに依存し、図1(b)のような本実施形態では支持領域104cの幅dに依存する。
Focusing on the shape of the
図2は、従来構造のオーバーハング量L、もしくは本実施形態における支持領域104cの幅dを変化させたときの陰極三重点106における電界強度と第二の電極102の撓み量の変化を示す説明図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating changes in the electric field intensity at the
図2に示すように、いずれの構造おいても、陰極三重点106における電界強度が小さくなるようにLもしくはdを変化させると、第二の電極102の撓み量は大きくなる。
As shown in FIG. 2, in any structure, when L or d is changed so that the electric field intensity at the
次に、図3を参照して、陰極三重点における電界強度と電極の撓み量の関係を検討し、本実施形態の静電レンズ電極ユニット100の効果を確認した。図3は本実施形態において、陰極三重点における電界強度と電極の撓み量の関係を示す説明図である。
Next, with reference to FIG. 3, the relationship between the electric field strength at the cathode triple point and the amount of deflection of the electrode was examined, and the effect of the electrostatic
図3に示すように、本実施形態の静電レンズ電極ユニット100の構造は、陰極三重点106の電界強度が従来構造と同等である場合、第二の電極102の撓み量をより小さくすることが可能であることが判った。このように本実施形態の静電レンズ電極ユニット100の構成を用いることで、電界強度の緩和効果を発揮しつつ、形状変化を低減し電子光学特性の悪化を抑制することが可能であることが確認された。
As shown in FIG. 3, in the structure of the electrostatic
以上説明したように、本実施形態の静電レンズ用電極ユニット100によれば、第一の電極101と第二の電極102との間の支持部材104が、第一の電極101と接する第一の領域104aと第二の電極102と接する第二の領域104bとを有する。第二の領域104bの内部には、第一の領域104aよりも比誘電率が小さい低誘電率部105を含んでいる。したがって、第二の領域104b内に低誘電率部105を含むことにより、陰極三重点106における電界強度を緩和することができる。
As described above, according to the electrostatic
また、第二の領域104bの内部に低誘電率部105が存在することにより、第一の電極101に接する第一の領域104aに対して、第二の電極102に接する第二の領域104bが電極の面方向外方へ引込んだ構造とならない。すなわち、本実施形態の静電レンズ用電極ユニット100によれば、第二の領域104bの一部である支持領域104cが第二の電極102を支えて当該第二の電極102の撓みを低減し、耐圧性能の向上と電子光学特性の変化を低減することが可能となる。
Further, since the low dielectric
<第2の実施形態>
図5を参照して、本発明に係る静電レンズ用電極ユニットの第2の実施形態について説明する。図5は第2の実施形態の静電レンズ用電極ユニットを示す概略断面図である。
<Second Embodiment>
With reference to FIG. 5, a second embodiment of the electrode unit for electrostatic lens according to the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an electrostatic lens electrode unit according to the second embodiment.
図5に示すように、本実施形態の静電レンズ用電極ユニット200は3枚の電極からなり、減速型アインツェルレンズとして構成している。
As shown in FIG. 5, the electrostatic
本実施形態の静電レンズ用電極ユニット200は、支持部材104の第一の領域104aと第二の領域104bとが異なる材料で構成されている点が第1の実施形態と異なる。具体的には、支持部材104の第二の領域104bの比誘電率ε2は、第一の領域104aの比誘電率ε1よりも小さく、かつ低誘電率部105の比誘電率ε3よりも大きい関係を有している。第二の領域104bの比誘電率ε2は、少なくとも、空間部103と低誘電率部105との両方に面する支持領域104cの部分において、上記の関係を有すればよく、第二の領域104bの全体が上記の関係を有する必要はない。
The electrostatic
本実施形態の静電レンズ用電極ユニット200は、基本的に第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。特に本実施形態の静電レンズ用電極ユニット200は、第二の領域104bの比誘電率ε2が、第一の領域104aの比誘電率ε1よりも小さく、かつ低誘電率部105の比誘電率ε3よりも大きい関係を有する。したがって、本実施形態の静電レンズ用電極ユニット200よれば、陰極三重点106における電界強度を第1の実施形態よりもさらに小さくすることが可能となる。
The electrostatic
<第3の実施形態>
図6を参照して、本発明に係る静電レンズ用電極ユニットの第3の実施形態について説明する。図6は第3の実施形態の静電レンズ用電極ユニットを示す概略断面図である。
<Third Embodiment>
With reference to FIG. 6, a third embodiment of the electrode unit for electrostatic lenses according to the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an electrode unit for an electrostatic lens according to a third embodiment.
図6に示すように、本実施形態の静電レンズ用電極ユニット300は3枚の電極からなり、減速型アインツェルレンズとして構成している。
As shown in FIG. 6, the electrostatic
本実施形態の静電レンズ用電極ユニット300は、支持領域104cの空間部103に面する部分が、第一の領域104aの空間部103に面する部分に対して、凹部120を有する点が異なる。支持領域104cは、空間部103と低誘電率部105との両方に面する領域である。
The electrostatic
支持領域104cの空間部103に面する部分に形成された凹部120は、第一の領域104aの空間部103に面する部分に対して、電極の面方向外方へ引っ込んでいる。凹部120の段差量はオーバーハング量Lに相当する。支持領域104cは第二の領域104bの一部であり、第二の領域104bの内部には、第一の領域104aよりも比誘電率が小さい低誘電率部105を含んでいる。したがって、本実施形態におけるオーバーハング量Lは、図8の従来構造よりも小さい値で実現することが可能となる。
The
本実施形態の静電レンズ用電極ユニット300は、基本的に第1の実施形態と同様の作用効果を奏する。
The electrostatic
特に本実施形態の静電レンズ用電極ユニット300は、支持領域104cの空間部103に面する部分が、第一の領域104aの空間部103に面する部分に対して、凹部を有する。したがって、本実施形態の静電レンズ用電極ユニット300よれば、陰極三重点106における電界強度が従来構造と同等の場合、凹部120の段差量に相当するオーバーハング量Lは、図8の従来構造よりも小さい値で実現することが可能となる。そのため、電極の撓みの影響を低減することが可能となる。
In particular, in the electrostatic
<第4の実施形態>
図7を参照して、本発明に係る静電レンズ用電極ユニットの第4の実施形態について説明する。図7は第4の実施形態における電子線描画装置を示す概略図である。
<Fourth Embodiment>
With reference to FIG. 7, a fourth embodiment of the electrode unit for electrostatic lens according to the present invention will be described. FIG. 7 is a schematic view showing an electron beam drawing apparatus according to the fourth embodiment.
本実施形態における電子線描画装置400としては、例えば、マルチビーム露光装置が挙げられる。
Examples of the electron
図7に示すように、電子源1から放射された電子ビームは、レンズ制御回路21により静電型のコリメータレンズ2のレンズパワーを調整して、平行化された電子ビーム1aとなる。この電子ビーム1aは遮蔽部材10を照射する。遮蔽部材10は複数の開口部を有する。
As shown in FIG. 7, the electron beam emitted from the
遮蔽部材10の開口部を通過した電子ビーム1bは、アパーチャアレイ11に照射される。遮蔽部材10の開口部は、アパーチャアレイ11の成形開口を内包するように設置される。そのため、アパーチャアレイ11の成形開口を通過することにより、電子ビーム1cが形状制御されて成形される。
The electron beam 1 b that has passed through the opening of the shielding
アパーチャアレイ11を通過した複数の電子ビームは、レンズ制御回路21にて、第一集束レンズ3のレンズパワーを調整することにより、ブランカーアレイ4の配置位置に結像される。
The plurality of electron beams that have passed through the aperture array 11 are imaged at the arrangement position of the blanker array 4 by adjusting the lens power of the first focusing lens 3 by the
ブランカーアレイ4は、個別の偏向電極を持ったデバイスである。ブランカーアレイ4は、ブランカーアレイ制御回路22にて生成されるブランキング信号に基づき、個別にビームのオン/オフ制御を行う。ビームがオンの状態の個所は偏向電極に電圧を印加せず、電子ビームは偏向されずに通過する。ビームがオフの状態の個所は、偏向電極に電圧を印加して電子ビームを偏向する。
The blanker array 4 is a device having individual deflection electrodes. The blanker array 4 individually performs beam on / off control based on the blanking signal generated by the blanker
ブランカーアレイ4によって偏向された電子ビーム1dは、後段にあるストップアパーチャアレイ5によって遮断され、ビームがオフの状態となる。ストップアパーチャアレイ5を通過した電子ビームは、第二集束レンズアレイ6によって結像され、さらに第三集束レンズ8によって集束されてウエハ9上に結像される。
The
ウエハ9上の電子ビームのスキャンは偏向器7で行うことができる。偏向器7は対向電極によって形成される。偏向器7は、X,Y方向について2段の偏向を行うために4段の対向電極で構成される(図7中では、図示の便宜のため、4段偏向器を1ユニットとして表記している)。偏向器7は、偏向器制御回路23の信号に従って駆動される。
Scanning of the electron beam on the wafer 9 can be performed by the
パターン描画中におけるウエハ9は、ステージ駆動制御回路24の信号に従い、X方向にステージ12によって連続的に移動し、レーザ測長機による実時間での測長結果を基準としてウエハ9面上の電子ビームが偏向器7によってY方向に偏向される。同時にブランカーアレイ4によって描画パターンに応じて、ビームのオン/オフが個別になされる。これにより、ウエハ面上に所望のパターンを高速に描画することができる。
During pattern drawing, the wafer 9 is continuously moved by the
本実施形態の荷電粒子線露光装置400では、第一集束レンズ3や、第二集束レンズアレイ6、第三集束レンズ8として、第1から第3の実施形態の静電レンズ用電極ユニット100、200または300を適用する。第1から第3の実施形態の静電レンズ用電極ユニット100、200または300を搭載することにより、荷電粒子線露光装置400としての信頼性と性能を高めることが可能となる。
In the charged particle
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but these are examples for explaining the present invention, and the scope of the present invention is not intended to be limited to these embodiments. The present invention can be implemented in various modes different from the above-described embodiments without departing from the gist thereof.
以下、実施例を挙げて、本発明に係る静電レンズ用電極ユニットをさらに詳しく説明する。 Hereinafter, the electrode unit for electrostatic lenses according to the present invention will be described in more detail with reference to examples.
<実施例1>
図1(b)および図4を参照して、実施例1の静電レンズ用電極ユニットについて説明する。本実施例では、図1(b)の静電レンズ用電極ユニット100を作製する。
<Example 1>
The electrostatic lens electrode unit of Example 1 will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the electrostatic
図1(b)に示すように、1枚の第一の電極101、2枚の第二の電極102は、厚さ200μm、直径100mmの両面研磨単結晶の円板状のシリコンウエハである。
As shown in FIG. 1B, each of the
各電極101、102の中央部の1辺が3mmの正方形エリアに、荷電粒子が通過する複数の貫通孔107を有している。貫通孔107は穴径30μm、ピッチ60μmの正方配列で、フォトリソグラフィとドライエッチングにより形成した。
Each
2枚の支持部材104は、厚さ400μm、直径100mmの円板状のケイ酸ガラスで、中央部に1辺が6mmの正方形の貫通窓201を有している。支持部材104の上面図の一例を図4に示す。
The two
図4に示すように、円板状のケイ酸ガラス200の片面に、貫通窓201の側壁部202の肉幅が30μmとなるように、中央部の1辺が6.06mmの正方形部の周囲に、溝加工によって幅300μm、深さ200μmの溝部203を形成する。その後、中央部に1辺が6mmの正方形の貫通窓201をサンドブラスト加工することで支持部材104を形成した。この溝部203は静電レンズ組み立て完了後に、低誘電率部105となり、貫通窓の側壁部202は支持領域104cとなる。
As shown in FIG. 4, on one side of a disk-shaped
なお、組み立て後に静電レンズ用電極ニュットを真空容器内に導入した際に、低誘電率部105の空間が真空となるよう、円板の最外部まで溝部203の加工を施し、外部空間に対して孤立しないようにしている。
When the electrostatic lens electrode nut is introduced into the vacuum vessel after assembly, the
これらの加工を行った1枚の第一の電極101、2枚の第二の電極102、2枚の支持部材104を、第二の電極102、支持部材104、第一の電極101、支持部材104、および第二の電極102の順に接着した。接着には耐熱性のあるシリコン系の接着剤を用いた。これらの部材の接着に際して、各円板の中心軸が一致し、かつ平行となるように接着した。このとき、支持部材104は、溝部203を形成した面が、第二の電極102と向かい合うように配置されている。
The
このように構成した静電レンズ用電極ユニットに対し、電圧印加部110により、第一の電極101に低電圧(−4kV)、第二の電極102に基準電位(0V)を印加することで、静電レンズとして機能する。
By applying a low voltage (−4 kV) to the
図3に示すように、本実施例の静電レンズ用電極ユニットと従来構造との陰極三重点106の電界強度の緩和が同程度である場合に、本実施例の静電レンズ用電極ユニットの第二の電極102の撓み量は従来構造よりも軽減されることが確認された。
As shown in FIG. 3, when the electric field intensity relaxation at the
<実施例2>
図5を参照して、実施例2の静電レンズ用電極ユニットについて説明する。本実施例では、図5の静電レンズ用電極ユニット200を作製する。
<Example 2>
With reference to FIG. 5, the electrode unit for electrostatic lenses of Example 2 will be described. In this embodiment, the electrostatic
本実施例では、支持部材104を、厚さ220μmのケイ酸ガラス(比誘電率4.2)と厚さ180μmのシリコンナイトライド(比誘電率7)を貼り合せ、ケイ酸ガラス部に実施例1と同様の加工を施した2層構造とした以外は、実施例1と同様である。
In this embodiment, the supporting
本実施例の静電レンズ用電極ユニット200により、比誘電率の大きなシリコンナイトライド部の電界強度は緩和され、支持部材104が全てケイ酸ガラスで形成されている場合に比べて、陰極三重点106における電界強度がより小さくなることを確認した。
By the electrostatic
<実施例3>
図6を参照して、実施例3の静電レンズ用電極ユニットについて説明する。本実施例では、図6の静電レンズ用電極ユニット300を作製する。
<Example 3>
With reference to FIG. 6, the electrode unit for electrostatic lenses of Example 3 is demonstrated. In the present example, the
本実施例では、支持部材104を、下記二つのケイ酸ガラスを貼り合せ、第一のケイ酸ガラスに実施例1と同様の加工を施した2層構造とした以外は実施例1と同様である。貫通窓の大きさの異なるケイ酸ガラスの2層構造により、ケイ酸ガラス間の貫通窓に50μmのオーバーハング量Lが生じることになる。
第一のケイ酸ガラス:厚さ220μm、中央部に1辺が6.1mmの正方形の貫通窓を有するケイ酸ガラス。
第二のケイ酸ガラス:厚さ180μm、中央部に1辺が6mmの正方形の貫通窓を有するケイ酸ガラス。
In this example, the
First silicate glass: silicate glass having a thickness of 220 μm and a square through window having a side of 6.1 mm at the center.
Second silicate glass: a silicate glass having a square through window with a thickness of 180 μm and a side of 6 mm on one side.
本実施例の静電レンズ用電極ユニット300によれば、従来構造と比較した場合に、それぞれの陰極三重点106の電界強度の緩和と第二の電極102の撓み量との関係についても、図3と同様の結果が得られることを確認した。
According to the electrostatic
100:静電レンズ用電極ユニット、101:第一の電極、102:第二の電極、103:空間部、104:支持部材、104a:第一の領域、104b:第二の領域、104c:支持領域、105:低誘電率部、106:陰極三重点、107:荷電粒子の通過する貫通孔、110:電圧印加部 100: Electrode lens electrode unit, 101: First electrode, 102: Second electrode, 103: Space part, 104: Support member, 104a: First region, 104b: Second region, 104c: Support Region, 105: low dielectric constant part, 106: cathode triple point, 107: through-hole through which charged particles pass, 110: voltage application part
Claims (7)
前記第一の電極と前記第二の電極との間に設けられ、前記第一の電極と前記第二の電極とを電気的に分離し、誘電体からなる支持部材と、
を備え、
前記支持部材は、前記第一の電極と接する第一の領域と前記第二の電極と接する第二の領域とを有し、該第二の領域の内部に前記第一の領域よりも比誘電率が小さい低誘電率部を含むことを特徴とする静電レンズ用電極ユニット。 A first electrode and a second electrode arranged with a space therebetween,
A support member provided between the first electrode and the second electrode, electrically separating the first electrode and the second electrode, and made of a dielectric;
With
The support member has a first region in contact with the first electrode and a second region in contact with the second electrode, and has a dielectric constant higher than that of the first region in the second region. An electrostatic lens electrode unit comprising a low dielectric constant portion having a low rate.
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KR20220036326A (en) * | 2020-09-15 | 2022-03-22 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | Low-blur electrostatic transfer lens for multi-beam electron gun |
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2012
- 2012-08-02 JP JP2012171708A patent/JP2014033033A/en active Pending
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KR20220036326A (en) * | 2020-09-15 | 2022-03-22 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | Low-blur electrostatic transfer lens for multi-beam electron gun |
KR102576701B1 (en) * | 2020-09-15 | 2023-09-08 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | Low-blur electrostatic transfer lens for multi-beam electron gun |
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