JP3057042B2 - Blanking system for charged particle beam writing - Google Patents

Blanking system for charged particle beam writing

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JP3057042B2
JP3057042B2 JP9317126A JP31712697A JP3057042B2 JP 3057042 B2 JP3057042 B2 JP 3057042B2 JP 9317126 A JP9317126 A JP 9317126A JP 31712697 A JP31712697 A JP 31712697A JP 3057042 B2 JP3057042 B2 JP 3057042B2
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blanking
charged particle
particle beam
electrode
electrodes
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宗博 小笠原
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の微細
パターンを描画する際の荷電粒子ビームのオンオフ動作
に用いられる荷電粒子ビーム描画用ブランキング装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged particle beam drawing blanking apparatus used for on / off operation of a charged particle beam when drawing a fine pattern of a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】最先端の半導体製造プロセスのうちリソ
グラフィプロセスにおいては今後電子ビームを用いるも
のになるとされている。電子ビーム描画には光を用いた
描画にない高い分解能が得られるという大きな利点があ
る。
2. Description of the Related Art Among the most advanced semiconductor manufacturing processes, it is said that electron beams will be used in the lithography process in the future. Electron beam lithography has a great advantage in that a higher resolution than that obtained by lithography using light can be obtained.

【0003】しかしながら、電子ビーム描画においては
以下の様な問題があることが知られている。即ち、試料
表面に照射された電子ビームが試料の内部に進入しそこ
で散乱されて再び試料表面に戻って来るいわゆる後方散
乱電子によって電子ビームを入射した場所以外の試料表
面のレジストが感光してしまうという近接効果が生じ
て、描画精度が劣化するという問題があった。
However, it is known that electron beam writing has the following problems. That is, the electron beam applied to the sample surface enters the inside of the sample, is scattered there, and returns to the sample surface again, so that the resist on the sample surface other than where the electron beam is incident is exposed by so-called backscattered electrons. The proximity effect occurs, and the drawing accuracy is degraded.

【0004】これに対して、物理現象としての近接効果
がある場合においても高精度のパターン描画精度を得る
ためには所望のパターンに対して、後方散乱による実効
的な照射量と、入射電子による照射量との和が一定にな
るように照射量分布を与える近接効果補正が行われる。
パターン精度に対する要求が厳しくなるにつれて照射量
の補正は細かいものとなり、0.15μm以細のパター
ン形成に用いられるマスクの描画においてはレジストの
高感度化に伴いビームのパルス幅は30ns以下、電子
ビームの照射時間精度は1ns以下であることが必要と
なる。この様なビームのパルス幅の制御を行うために
は、ビームのパルス波形の立ち上がり立ち下がり時間は
10ns以下であることが必要となる。今後この要求は
更に厳しくなるものと予想される。
On the other hand, even when there is a proximity effect as a physical phenomenon, in order to obtain a high-precision pattern drawing accuracy, an effective irradiation amount due to back scattering and an incident electron Proximity effect correction for giving a dose distribution such that the sum with the dose is constant is performed.
As the demand for pattern accuracy becomes stricter, the correction of the irradiation amount becomes finer. When writing a mask used for forming a pattern of 0.15 μm or less, the pulse width of the beam is 30 ns or less due to the increased sensitivity of the resist, and the electron beam Is required to be 1 ns or less. In order to control the pulse width of such a beam, the rising and falling time of the pulse waveform of the beam needs to be 10 ns or less. This requirement is expected to become more severe in the future.

【0005】ところで、一般に電子ビームをオンオフす
るには図5に示す様なブランキング装置を用いる。図5
は、従来の電子ビーム描画用ブランキング装置の全体構
成を示す図である。パルス発生器4より加えられた電圧
信号は同軸ケーブル5を通って平行平板形状のブランキ
ング電極2,3に加えられる。この時ブランキング電極
間に発生する電場によって電子ビーム1の軌道は破線に
示す方向に曲げられて、ブランキングアパーチャ8の壁
によって遮断される。これがビームがオフの状態であ
る。逆に電圧信号が0の時には電子ビーム1はブランキ
ング電極2,3の影響を受けずにブランキングアパーチ
ャ8を通過する。これはビームがオンの状態である。
In general, a blanking device as shown in FIG. 5 is used to turn on and off an electron beam. FIG.
FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a conventional electron beam drawing blanking apparatus. The voltage signal applied from the pulse generator 4 is applied through the coaxial cable 5 to the blanking electrodes 2 and 3 having a parallel plate shape. At this time, the trajectory of the electron beam 1 is bent in the direction shown by the broken line by the electric field generated between the blanking electrodes, and is blocked by the wall of the blanking aperture 8. This is the state where the beam is off. Conversely, when the voltage signal is 0, the electron beam 1 passes through the blanking aperture 8 without being affected by the blanking electrodes 2 and 3. This is the state where the beam is on.

【0006】ところが、この方式には以下の様な問題が
ある。すなわち、電気回路としてこのブランキング装置
を考慮すると、ブランキング電極2,3はコンデンサと
して働く。すなわち速い信号に対してはインピーダンス
はほぼ0であるのに対して遅い信号に対してはインピー
ダンスはほぼ無限大となる。一方、同軸ケーブル5の特
性インピーダンスは一般に50Ωあるいは75Ωである
から、ブランキング電極2,3に加わる実際の電圧は、
ブランキング電極2,3の特性インピーダンスが同軸ケ
ーブル5の特性インピーダンスと一致している場合にイ
ンピーダンス整合により最大となる。これ以外の場合、
すなわち両特性インピーダンスが一致しない場合には、
パルス発生器4から印加された信号はブランキング電極
2,3において反射されることとなる。従って、ブラン
キング電極2,3に加わる実際の電圧は、印加される信
号の速さの影響を受ける。
However, this method has the following problems. That is, considering this blanking device as an electric circuit, the blanking electrodes 2 and 3 function as capacitors. That is, the impedance is almost 0 for a fast signal, while the impedance is almost infinite for a slow signal. On the other hand, since the characteristic impedance of the coaxial cable 5 is generally 50Ω or 75Ω, the actual voltage applied to the blanking electrodes 2 and 3 is
When the characteristic impedance of the blanking electrodes 2 and 3 matches the characteristic impedance of the coaxial cable 5, the impedance becomes maximum by impedance matching. Otherwise,
That is, if the two characteristic impedances do not match,
The signal applied from the pulse generator 4 is reflected on the blanking electrodes 2 and 3. Therefore, the actual voltage applied to the blanking electrodes 2 and 3 is affected by the speed of the applied signal.

【0007】このインピーダンス不整合の問題を解決す
るため、USP4445041においてKellyら
は、図6に示す様に平行線型の伝送路型の構造を有する
ブランキング装置を提案している。この様な平行線型の
伝送路を伝わる電磁波はTEMモードと考えてよいか
ら、位相速度、群速度は周波数によらず、従って、高速
での動作に有利であるとされている。しかしながら、こ
の方式には以下の様な欠点がある。即ち、平行線路は空
間に開放されているために、周囲に導体がある場合に伝
送線路からもれた電磁場によって導体表面に電流が流れ
る。等価回路的にはこれはインピーダンスに不連続が存
在し、しかもインピーダンスが周波数特性を持つことに
なる。その場合には位相速度、群速度に周波数依存性が
生じ、結局期待した高速度性能は得られない。
In order to solve the problem of impedance mismatch, Kelly et al. In US Pat. No. 4,445,041 proposed a blanking device having a parallel-line transmission line type structure as shown in FIG. Since the electromagnetic wave transmitted through such a parallel-line transmission line may be considered as a TEM mode, the phase velocity and group velocity are not dependent on the frequency, and are therefore advantageous for high-speed operation. However, this method has the following disadvantages. That is, since the parallel line is open to the space, when there is a conductor around, a current flows on the conductor surface by an electromagnetic field leaking from the transmission line. In terms of an equivalent circuit, the impedance has a discontinuity, and the impedance has a frequency characteristic. In that case, the phase speed and the group speed have frequency dependence, and the expected high speed performance cannot be obtained after all.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の荷電粒子ビーム描画用ブランキング装置により荷電粒
子ビームをオンオフするブランキング動作は、ブランキ
ング電極と同軸ケーブルのインピーダンス不整合の問
題、あるいは伝送線路からもれた電磁場によるインピー
ダンス不連続の問題等により、高速に行うことは困難で
あった。
As described above, the blanking operation for turning on and off the charged particle beam by the conventional blanking apparatus for drawing a charged particle beam involves the problem of impedance mismatch between the blanking electrode and the coaxial cable, or Due to the problem of impedance discontinuity due to the electromagnetic field leaking from the transmission line, it has been difficult to perform the operation at high speed.

【0009】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、高信頼性のブラン
キング動作を高速に行うことを可能とする荷電粒子ビー
ム描画用ブランキング装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a charged particle beam writing blanking apparatus capable of performing a highly reliable blanking operation at high speed. To provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
荷電粒子ビーム描画用ブランキング装置は、荷電粒子ビ
ームを試料上に照射して所望パターンを描画する荷電粒
子ビーム描画装置に用いられ、二つの電極への電圧の印
加で荷電粒子ビームを偏向させるブランキング電極と、
このブランキング電極による電圧のオンオフ状態の一方
の状態で荷電粒子ビームの進路を遮断するブランキング
アパーチャとで構成された荷電粒子ビーム描画用ブラン
キング装置において、前記ブランキング電極は内部導体
及び該内部導体を覆うように設けられた外部導体からな
る同軸線路であり、該ブランキング電極の一方の電極は
内部導体であり、他方の電極は外部導体であり、該外部
導体の側壁には荷電粒子ビームの入射口及び出射口が形
成されていることを特徴とする。
A blanking apparatus for drawing a charged particle beam according to the first aspect of the present invention is used in a charged particle beam drawing apparatus for drawing a desired pattern by irradiating a charged particle beam onto a sample. A blanking electrode that deflects the charged particle beam by applying a voltage to the two electrodes,
A blanking aperture configured to cut off the path of the charged particle beam in one of the ON and OFF states of the voltage by the blanking electrode, wherein the blanking electrode includes an inner conductor and the inner conductor. A coaxial line composed of an outer conductor provided so as to cover the conductor, one of the blanking electrodes is an inner conductor, the other electrode is an outer conductor, and a charged particle beam is provided on a side wall of the outer conductor. Characterized in that an entrance port and an exit port are formed.

【0011】なお、本発明の望ましい形態は、以下に示
す通りである。 (1)ブランキング電極を構成する同軸線路の外部導体
に軸方向にほぼ平行なスリット状の穴の一つを荷電粒子
ビームが通過し、ビームが通過するスリットはブランキ
ング電極により荷電粒子が偏向される方向にほぼ平行で
ある。 (2)内部導体を冷却するための冷却管が内部導体内に
設けられる。 (3)外部導体の側壁に内部導体及び外部導体間を真空
に保持するための排気用スリットが設けられる。
The preferred embodiments of the present invention are as follows. (1) A charged particle beam passes through one of the slit-like holes substantially parallel to the axial direction to the outer conductor of the coaxial line constituting the blanking electrode, and the slit through which the beam passes deflects the charged particles by the blanking electrode. Is substantially parallel to the direction in which (2) A cooling pipe for cooling the internal conductor is provided in the internal conductor. (3) An exhaust slit is provided on the side wall of the outer conductor to maintain a vacuum between the inner conductor and the outer conductor.

【0012】また、本発明の請求項2に係る荷電粒子ビ
ーム描画用ブランキング装置は、荷電粒子ビームを試料
上に照射して所望のパターンを描画する荷電粒子ビーム
描画装置に用いられ、荷電粒子の軌道を偏向させるもの
であって該荷電粒子ビームの進路に沿って設けられた複
数のブランキング電極と、前記荷電粒子ビームの仮想光
源の結像位置あるいはそれと共役な位置又はその近傍に
設けられ、前記ブランキング電極による電圧のオンオフ
状態の一方の状態で荷電粒子ビームの進路を遮断するブ
ランキングアパーチャと、この複数のブランキング電極
の下流側に設けられた成形アパーチャとで構成された荷
電粒子ビーム描画用ブランキング装置において、前記複
数のブランキング電極は、それぞれが二つの電極を有
し、一方の電極は内部導体であり、他方の電極は該内部
導体を覆うように設けられた外部導体からなる同軸線路
であり、該外部導体の側壁には荷電粒子ビームの入射口
及び出射口が形成され、かつ該複数のブランキング電極
を構成する同軸線路は、ブランキング電極によって荷電
粒子ビームが偏向を受ける場合に、前記成形アパーチャ
における該荷電粒子ビームの重心位置が移動しないよう
に配置されていることを特徴とする。
A charged particle beam writing blanking apparatus according to a second aspect of the present invention is used in a charged particle beam writing apparatus for writing a desired pattern by irradiating a charged particle beam onto a sample. And a plurality of blanking electrodes provided along the path of the charged particle beam, and provided at or near the image forming position of the virtual light source of the charged particle beam or a position conjugate to the virtual light source. A charged particle comprising a blanking aperture that blocks the path of the charged particle beam in one of the on / off states of the voltage by the blanking electrode, and a shaped aperture provided downstream of the plurality of blanking electrodes. In the blanking apparatus for beam writing, each of the plurality of blanking electrodes has two electrodes, and one of the electrodes is an inner electrode. A conductor, and the other electrode is a coaxial line composed of an outer conductor provided so as to cover the inner conductor; an entrance and an exit of a charged particle beam are formed on side walls of the outer conductor; The coaxial line constituting the blanking electrode is characterized in that, when the charged particle beam is deflected by the blanking electrode, the center of gravity of the charged particle beam in the shaping aperture is not moved. .

【0013】本発明の望ましい形態としては、ブランキ
ング電極は二つであり、この二つのブランキング電極の
ビーム偏向方向は逆になる様に配置される。また、本発
明の請求項3に係る荷電粒子ビーム描画用ブランキング
装置は、前記複数のブランキング電極への電圧は、各ブ
ランキング電極における荷電粒子ビームの通過時間に対
応して印加するものであることを特徴とする。
In a preferred embodiment of the present invention, there are two blanking electrodes, and the two blanking electrodes are arranged so that the beam deflection directions are reversed. The charged particle beam drawing blanking apparatus according to claim 3 of the present invention is such that the voltages to the plurality of blanking electrodes are applied in accordance with the passage time of the charged particle beam in each blanking electrode. There is a feature.

【0014】本発明の望ましい形態は、以下に示す通り
である。 (1)同軸線路のうちの内部導体を冷却する手段を有す
る。 (2)導体間を伝播する電磁波としてTEMモードを用
いる。厳密には、TEMモードは波の伝播方向に一様な
伝送線路で定義されるが、ここでは便宜上、構造に変化
がある場合もTEMモードと呼ぶ。
Preferred embodiments of the present invention are as follows. (1) Means for cooling the inner conductor of the coaxial line. (2) A TEM mode is used as an electromagnetic wave propagating between conductors. Strictly speaking, the TEM mode is defined by a transmission line that is uniform in the direction of propagation of a wave.

【0015】また、本発明の請求項4に係る荷電粒子ビ
ーム描画用ブランキング装置は、前記外部導体に形成さ
れた入射口及び出射口には、ブランキング電極の所望の
動作周波数の電磁場に対する減衰長よりも長く、かつ荷
電粒子の進行方向に沿って取り付けられた孔が設けられ
ていることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a blanking apparatus for drawing a charged particle beam, wherein an entrance and an exit formed in the outer conductor are provided with attenuation of a desired operating frequency of a blanking electrode against an electromagnetic field. A hole longer than the length and attached along the traveling direction of the charged particles is provided.

【0016】また、本発明の請求項5に係る荷電粒子ビ
ーム描画用ブランキング装置は、前記外部導体に形成さ
れた入射口及び出射口は、該外部導体の軸方向に平行に
形成されたスリット状の穴からなることを特徴とする。 (作用)本発明では、ブランキング電極として内部導体
及びこの内部導体を覆うように設けられた外部導体から
なる同軸線路を用い、これら内部導体及び外部導体は、
それぞれがブランキング電極の二つの電極を構成する。
荷電粒子ビームは、外部導体に設けられた入射口から外
部導体の内部、すなわち外部導体及び内部導体の間に進
入し、出射口から出射されて外部導体の外部に出る。こ
の際に、内部導体及び外部導体間に電圧が印加されるこ
とにより荷電粒子ビームの進路が偏向される。この進路
の偏向において、その電圧印加のオンオフ状態に対応し
てブランキングアパーチャによりビームの進路が遮断さ
れ、荷電粒子ビームのオンオフ動作が可能になる。ま
た、ブランキング電極として同軸線路を用いることによ
り、電磁場は外部導体に囲まれた領域内にのみ存在する
こととなるため、外部導体の外側の導体の存在の影響を
受けずに信頼性の高い動作が可能となる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the blanking apparatus for drawing a charged particle beam, wherein the entrance and the exit formed in the outer conductor are formed with slits formed in parallel with the axial direction of the outer conductor. It is characterized by comprising a hole of a shape. (Function) In the present invention, a coaxial line composed of an internal conductor and an external conductor provided so as to cover the internal conductor is used as a blanking electrode.
Each constitutes two electrodes of a blanking electrode.
The charged particle beam enters the inside of the external conductor from the entrance provided in the external conductor, that is, between the external conductor and the internal conductor, exits from the exit, and exits the external conductor. At this time, the path of the charged particle beam is deflected by applying a voltage between the inner conductor and the outer conductor. In this course deflection, the beam course is cut off by the blanking aperture corresponding to the on / off state of the voltage application, and the charged particle beam can be turned on / off. In addition, by using a coaxial line as a blanking electrode, the electromagnetic field exists only in a region surrounded by the outer conductor, so that the electromagnetic field is highly reliable without being affected by the presence of the conductor outside the outer conductor. Operation becomes possible.

【0017】また、導体間を伝播する電磁波としてTE
Mモードを用いることができるため、外部導体中に発生
する電磁場の位相速度や群速度が周波数依存性を持た
ず、高速のブランキング動作が可能となる。
Further, as an electromagnetic wave propagating between conductors, TE
Since the M mode can be used, the phase velocity and the group velocity of the electromagnetic field generated in the external conductor have no frequency dependence, and a high-speed blanking operation can be performed.

【0018】さらに、ブランキング電極を複数設け、複
数のブランキング電極を構成する各同軸線路を、オンオ
フ状態ともに成形アパーチャにおける荷電粒子ビームの
重心位置が移動しないように配置することにより、安定
したブランキング動作が可能となる。
Further, by providing a plurality of blanking electrodes and arranging the respective coaxial lines constituting the plurality of blanking electrodes so that the center of gravity of the charged particle beam in the shaping aperture does not move in both the on and off states, a stable blanking is achieved. Ranking operation becomes possible.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。 (第1実施形態)図1は本発明の第1実施形態に係るブ
ランキング装置が適用される荷電粒子ビーム描画装置の
全体構成を示す斜視図である。この荷電粒子ビーム描画
装置は、電子ビームを発射する電子銃11と、第1成形
絞り12と、第1成形レンズ13と、第2成形レンズ1
4と、第2成形絞り15と、縮小レンズ16と、ブラン
キング電極17aと、ブランキングアパーチャ17b
と、偏向器18と、集束レンズ19と、描画試料20か
ら構成され、電子銃11から出射される電子ビームを所
望の形状に加工して描画試料20に描画するものであ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a perspective view showing the entire configuration of a charged particle beam drawing apparatus to which a blanking apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied. The charged particle beam writing apparatus includes an electron gun 11 for emitting an electron beam, a first shaping aperture 12, a first shaping lens 13, and a second shaping lens 1.
4, a second forming aperture 15, a reducing lens 16, a blanking electrode 17a, and a blanking aperture 17b.
, A deflector 18, a focusing lens 19, and a drawing sample 20. The electron beam emitted from the electron gun 11 is processed into a desired shape and drawn on the drawing sample 20.

【0020】本発明の対象とするのはブランキング電極
17a及びブランキングアパーチャ17bである。ブラ
ンキング電極17aは、電子銃11から発射されて第1
成形レンズ12,第2成形レンズ14等により成形加工
された電子ビームの軌道を偏向させるものであり、ま
た、ブランキングアパーチャ17bは、この軌道の外れ
た電子ビームを遮断することにより電子ビームのオンオ
フ動作を行うもので、ブランキング電極17aへの電圧
の印加の有無に対応して電子ビームがオンオフされ、こ
のオンオフ動作に対応して描画試料20上にオンオフ照
射されるようになっている。
The object of the present invention is a blanking electrode 17a and a blanking aperture 17b. The blanking electrode 17a is fired from the electron gun 11 and
The deflection of the trajectory of the electron beam formed by the molding lens 12, the second molding lens 14, and the like is performed. The blanking aperture 17b cuts off the electron beam out of the trajectory to turn on and off the electron beam. The electron beam is turned on and off in accordance with the presence or absence of a voltage applied to the blanking electrode 17a, and the drawing sample 20 is irradiated on and off in accordance with the on / off operation.

【0021】ここで、本発明の第1実施形態に係る荷電
粒子ビーム描画用ブランキング装置の詳細な構成を図2
に示す。図2に示すように、本実施形態に係るブランキ
ング装置は大きく分けて電子ビームの軌道を偏向させる
ブランキング電極と、このブランキング電極による電圧
のオン状態での電子ビームの進路を遮断するブランキン
グアパーチャ34から構成される。
Here, the detailed configuration of the charged particle beam drawing blanking apparatus according to the first embodiment of the present invention is shown in FIG.
Shown in As shown in FIG. 2, the blanking device according to the present embodiment is roughly divided into a blanking electrode for deflecting the trajectory of the electron beam, and a blanking device for cutting off the path of the electron beam when the voltage is turned on by the blanking electrode. It comprises a ranking aperture 34.

【0022】ここで、ブランキング電極は同軸線路で構
成される。すなわち、例えば銅等からなる内部導体21
と、この内部導体21を覆うように設けられ、内部導体
21と同じ材料からなる外部導体22により同軸線路が
構成されており、この同軸線路の内部導体21及び外部
導体22がそれぞれブランキング電極となる。
Here, the blanking electrode is constituted by a coaxial line. That is, for example, the inner conductor 21 made of copper or the like
And an outer conductor 22 made of the same material as that of the inner conductor 21 to form a coaxial line. The inner conductor 21 and the outer conductor 22 of the coaxial line are respectively connected to a blanking electrode. Become.

【0023】内部導体21及び外部導体22は、それぞ
れ発生源接続部31,電子ビーム通過部32,終端部3
3の3部分に分けることができ、各部分は同じ導体から
なり電気的に導通している。
The inner conductor 21 and the outer conductor 22 are respectively connected to a source connection part 31, an electron beam passage part 32, and a termination part 3.
3, and each part is made of the same conductor and is electrically conductive.

【0024】発生源接続部31は、パルス発生器311
に内部導体21及び外部導体22からなるブランキング
電極を接続する部分である。すなわち、内部導体21及
び外部導体22は、同軸ケーブル312,コネクタ31
3を介してパルス発生器311に接続される。この接続
に際して、ブランキング電極と同軸ケーブル312のイ
ンピーダンス整合を行うべく外部導体22の先端部には
テーパ部314が設けられ、このテーパ部314にコネ
クタ313が接続されている。
The source connection unit 31 includes a pulse generator 311
And a blanking electrode composed of an inner conductor 21 and an outer conductor 22. That is, the inner conductor 21 and the outer conductor 22 are formed by the coaxial cable 312 and the connector 31.
3 is connected to a pulse generator 311. At the time of this connection, a tapered portion 314 is provided at the distal end of the outer conductor 22 to match the impedance between the blanking electrode and the coaxial cable 312, and a connector 313 is connected to the tapered portion 314.

【0025】すなわち、内部導体21が同軸ケーブル3
12の内線に接続され、外部導体22の端部を構成する
テーパ部314の先端部と同軸ケーブル312の外線が
コネクタ313を介して接続され、結果としてパルス発
生器311から出力された信号が内部導体21及び外部
導体22、すなわちブランキング電極の両電極に送られ
る。
That is, the inner conductor 21 is
12 and the outer end of the coaxial cable 312 is connected via a connector 313 to the distal end of the tapered portion 314 constituting the end of the outer conductor 22. As a result, the signal output from the pulse generator 311 is It is sent to the conductor 21 and the outer conductor 22, that is, both electrodes of the blanking electrode.

【0026】なお、テーパ部314によりインピーダン
ス整合がなされ、同軸ケーブル312の特性インピーダ
ンスを50Ωとすると、ブランキング電極の特性インピ
ーダンスは50Ωとなるように決める。
When the impedance matching is performed by the tapered portion 314 and the characteristic impedance of the coaxial cable 312 is 50Ω, the characteristic impedance of the blanking electrode is determined to be 50Ω.

【0027】電子ビーム通過部32は、外部導体22の
外側から内側に入射した電子ビーム321を通過させる
部分であり、発生源接続部31における導体21,22
から折れ曲がって形成され、通過する電子ビーム321
の影響を発生源接続部31が受けないようになってい
る。
The electron beam passage portion 32 is a portion through which the electron beam 321 incident from the outside to the inside of the external conductor 22 passes, and the conductors 21, 22 in the source connection portion 31.
Electron beam 321 that is formed by bending from
Is not affected by the generation source connection unit 31.

【0028】この電子ビーム通過部32は、内部導体2
1及び外部導体22ともに直線状の部分である。すなわ
ち、外部導体22中に入射した電子ビーム321が外部
導体22中を通過し、ブランキング電極のオンオフ状態
での電子ビーム321の両進路に対して十分にブランキ
ングの影響を受けて再び外部導体22の外に出射してい
くように構成されている。
The electron beam passage section 32 is formed by the inner conductor 2
Both 1 and the outer conductor 22 are linear portions. That is, the electron beam 321 that has entered the outer conductor 22 passes through the outer conductor 22 and is sufficiently affected by the blanking on both paths of the electron beam 321 in the ON / OFF state of the blanking electrode, and is again affected by the external conductor. It is configured to exit out of the light source 22.

【0029】この電子ビーム通過部32における電子ビ
ーム321の進行において、外部導体22の内部と外部
の出入りのために入射アパーチャ322,開口323が
外部導体22に設けられている。すなわち、外部から入
射する電子ビーム321は入射アパーチャ322を通っ
て外部導体22及び内部導体21の間を通過し、開口3
23から外部に出射する。これら入射アパーチャ322
及び開口323は、外部導体22の長手方向、すなわち
電子ビームの進行方向に沿ってスリット状に開けられて
いるため、外部導体22の表面を流れる電流は遮られる
ことがなく、インピーダンスの不整合が起こらない構造
となっている。
In the progress of the electron beam 321 in the electron beam passage section 32, an entrance aperture 322 and an opening 323 are provided in the external conductor 22 to allow the inside and outside of the external conductor 22 to enter and exit. That is, the electron beam 321 entering from the outside passes between the outer conductor 22 and the inner conductor 21 through the entrance aperture 322 and is
The light exits from the outside. These incident apertures 322
The opening 323 is formed in a slit shape along the longitudinal direction of the external conductor 22, that is, along the traveling direction of the electron beam, so that the current flowing on the surface of the external conductor 22 is not interrupted, and the impedance mismatching occurs. The structure does not occur.

【0030】また、電子ビーム通過部32の中空部に
は、ブランキング電極の内部を真空に保持するため、外
部導体22の長手方向の向きに沿って排気用スリット3
24が設けられている。
In order to maintain the inside of the blanking electrode in a vacuum, the evacuation slit 3 is formed along the longitudinal direction of the outer conductor 22 in the hollow portion of the electron beam passage portion 32.
24 are provided.

【0031】さらに、入射アパーチャ322及び開口3
23にはスリーブ325,326がそれぞれ電子ビーム
321の進路に沿って設けられ、また排気用スリット3
24にはスリーブ327がその開口部の垂直方向に沿っ
て設けられている。このスリーブ325,326の開口
の幅、長さは、スリーブ325,326の中空の導波管
と考える場合に誘起される主たる導波管モードのカット
オフ周波数(例えば長辺aの矩形断面を持つ導波管のT
10モードでは、これはc/2aとなる。ここで、cは
光速)が対象とする周波数より高くなるように決めてお
く。またその長さはカットオフ周波数での減衰長よりも
長くとる。例えば、矩形導波管の主要モードであるTE
10モードでは、断面の長辺の長さをaとし、角周波数を
ω、光速をcとすると、減衰長は1/{(π/a)2
(ω/c)21/2 となる。これにより、外部導体22
内で発生した電磁場が外部導体22の外側にもれないよ
うになっている。
Further, the incident aperture 322 and the opening 3
23, sleeves 325 and 326 are provided along the path of the electron beam 321 respectively.
24 is provided with a sleeve 327 along the vertical direction of its opening. The widths and lengths of the openings of the sleeves 325 and 326 are determined by the cut-off frequency of the main waveguide mode induced when the hollow waveguides of the sleeves 325 and 326 are considered. Waveguide T
In the E 10 mode, this is a c / 2a. Here, c is determined to be higher than the target frequency. The length is set longer than the attenuation length at the cutoff frequency. For example, the main mode of a rectangular waveguide, TE
In the 10 mode, assuming that the length of the long side of the cross section is a, the angular frequency is ω, and the speed of light is c, the attenuation length is 1 / {(π / a) 2
(Ω / c) 21/2 . Thereby, the outer conductor 22
The electromagnetic field generated inside is prevented from flowing outside the outer conductor 22.

【0032】終端部33は、発生源接続部31と同様に
電子ビーム通過部32から折れ曲がって形成され、通過
する電子ビーム321の影響を終端部33が受けないよ
うになっている。この終端部33の先端部には内部導体
21及び外部導体22の間を塞ぐように終端抵抗331
が設けられている。
The terminal section 33 is bent from the electron beam passing section 32 like the source connection section 31 so that the terminal section 33 is not affected by the passing electron beam 321. A terminating resistor 331 is provided at the tip of the terminating portion 33 so as to close the gap between the inner conductor 21 and the outer conductor 22.
Is provided.

【0033】また、高周波と導体とが接する部分では電
磁場は導体壁の中に表皮厚〜1/(σωμ)0.5 程度し
か存在しない。ここで、σは内部導体21及び外部導体
22の導電率、ωはこれら導体21,22内部を伝播す
る電磁場の角周波数、μは透磁率を表す。従って、終端
抵抗331には通常薄膜抵抗を用い、抵抗の膜厚は対象
とする周波数での表皮厚よりも薄くする。すなわち、終
端抵抗331部分では導電率σが小さいから、表皮厚は
導体に比較して厚くなるが、その場合にでもωが大きく
なると終端抵抗331の膜厚よりも表皮厚が小さくなる
場合が起こり、そのような高い周波数では実際に感じる
抵抗値が低周波と異なるものとなってしまうからであ
る。
In a portion where the conductor is in contact with the high frequency, the electromagnetic field exists only in the conductor wall at a skin thickness of about 1 / (σωμ) 0.5 . Here, σ represents the conductivity of the inner conductor 21 and the outer conductor 22, ω represents the angular frequency of the electromagnetic field propagating inside the conductors 21 and 22, and μ represents the magnetic permeability. Therefore, a normal thin film resistor is used for the terminating resistor 331, and the thickness of the resistor is set to be smaller than the skin thickness at a target frequency. That is, since the conductivity σ is small at the terminal of the terminating resistor 331, the skin thickness is larger than that of the conductor. Even in this case, if ω is large, the skin thickness may be smaller than the film thickness of the terminating resistor 331. The reason is that the resistance value actually felt at such a high frequency is different from that of the low frequency.

【0034】また、外部導体22,終端抵抗331には
図示しない冷却パイプが外付けされ、また内部導体21
内部には絶縁板315を介して冷却管316が設けられ
る。ここで、絶縁板315は真空と大気とを区切るため
のうすい絶縁物であり、例えばセラミック、ポリエチレ
ン等を用いる。本ブランキング装置においては、動作状
態、すなわちブランキング電極に電圧が印加されている
間に内部導体21,外部導体22及び終端抵抗331に
電流が流れる。この電流の流れている部位では熱が発生
するため、冷却パイプを設け、あるいは冷却管316に
絶縁板315を通して冷媒317等を導くことにより、
各部位が冷却される。なお、内部導体21及び外部導体
22の間に一部誘電体で満たし、この誘電体中に冷媒を
流して冷却することも可能である。
A cooling pipe (not shown) is externally connected to the outer conductor 22 and the terminating resistor 331.
A cooling pipe 316 is provided inside via an insulating plate 315. Here, the insulating plate 315 is a thin insulator for separating the vacuum from the atmosphere, and uses, for example, ceramic, polyethylene, or the like. In the present blanking device, current flows through the inner conductor 21, the outer conductor 22, and the terminating resistor 331 in an operating state, that is, while a voltage is applied to the blanking electrode. Since heat is generated in the area where the current flows, a cooling pipe is provided, or a refrigerant 317 or the like is guided to the cooling pipe 316 through the insulating plate 315.
Each part is cooled. In addition, it is also possible to partially fill the space between the inner conductor 21 and the outer conductor 22 with a dielectric, and to cool by flowing a coolant through the dielectric.

【0035】上記実施形態に係るブランキング装置の動
作を説明する。まず、本実施形態に係るブランキング装
置を適用した荷電粒子ビーム描画装置の動作を説明す
る。図1に示すように、電子銃11から照射された電子
ビームは第1成形絞り12と第1成形レンズ13により
矩形にされ第2成形絞り15に入射する。両絞り12,
15の共通開口部のみビームが透過するので任意の矩形
あるいは45°三角形のビーム形状が可能となる。その
後、集束レンズ19および偏向器18により描画試料2
0の定められた位置に照射していく。ブランキング電極
17a及びブランキングアパーチャ17bは、2枚の電
極に電圧を印加して電子ビームを曲げてビームを遮断
し、また電圧を印加しないことにより電子ビームを曲げ
ずに描画試料20に入射させる。
The operation of the blanking device according to the above embodiment will be described. First, the operation of the charged particle beam drawing apparatus to which the blanking apparatus according to the present embodiment is applied will be described. As shown in FIG. 1, the electron beam emitted from the electron gun 11 is made rectangular by a first shaping diaphragm 12 and a first shaping lens 13 and is incident on a second shaping diaphragm 15. Both apertures 12,
Since the beam is transmitted only through the 15 common openings, an arbitrary rectangular or 45 ° triangular beam shape is possible. Thereafter, the drawing sample 2 is focused by the focusing lens 19 and the deflector 18.
Irradiation is performed at a position determined to be zero. The blanking electrode 17a and the blanking aperture 17b apply a voltage to the two electrodes to bend the electron beam to cut off the beam, and to apply no voltage so that the electron beam enters the writing sample 20 without bending. .

【0036】次に、荷電粒子ビーム描画用ブランキング
装置の詳細な動作を図2を用いて説明する。パルス発生
器311の信号がオフ状態の場合、ブランキング電極の
両電極、すなわち内部導体21及び外部導体22間には
電圧が印加されない状態であり、従って電子ビーム32
1は両電極から力を受けず、実線で示すように直進す
る。そして、直進した電子ビーム321はブランキング
アパーチャ34の開口部を通過し、結果として本ブラン
キング装置の外部に出射される。
Next, a detailed operation of the blanking apparatus for drawing a charged particle beam will be described with reference to FIG. When the signal of the pulse generator 311 is off, no voltage is applied between both electrodes of the blanking electrode, that is, between the inner conductor 21 and the outer conductor 22, and therefore, the electron beam 32
No. 1 receives no force from both electrodes and moves straight as indicated by the solid line. Then, the electron beam 321 that has traveled straight passes through the opening of the blanking aperture 34 and is emitted outside the blanking apparatus as a result.

【0037】一方、パルス発生器311の信号がオン状
態の場合、パルス発生器311より発生した負の電圧信
号は同軸ケーブル312を通り、コネクタ313、イン
ピーダンス整合の為のテーパ部314を介して内部導体
21及び外部導体22に伝わる。印加された電圧信号は
終端部33に設けられた終端抵抗331により吸収され
る。
On the other hand, when the signal of the pulse generator 311 is in the ON state, the negative voltage signal generated by the pulse generator 311 passes through the coaxial cable 312, passes through the connector 313, and the internal through the taper portion 314 for impedance matching. It is transmitted to the conductor 21 and the outer conductor 22. The applied voltage signal is absorbed by the terminating resistor 331 provided in the terminating section 33.

【0038】ここで、電子ビーム321は破線に示す軌
道をとる。すなわち、内部導体21と外部導体22との
間に発生する電場により電子軌道は外部導体22の方に
曲げられ、開口323より外に出て、ブランキングアパ
ーチャ34により遮断される。ここで、開口323は外
部導体22の長手方向にスリット状に開けられており、
外部導体22を流れる電流とほぼ平行に設けられてい
る。従って、外部導体22表面を流れる電流は遮られな
い為、インピーダンスの変化は小さく、インピーダンス
の不整合は殆ど起こらない。従って、ブランキング動作
を高速で行うことが可能となる。
Here, the electron beam 321 takes an orbit shown by a broken line. That is, the electron trajectory is bent toward the outer conductor 22 by the electric field generated between the inner conductor 21 and the outer conductor 22, goes out of the opening 323, and is blocked by the blanking aperture 34. Here, the opening 323 is opened in a slit shape in the longitudinal direction of the outer conductor 22,
It is provided substantially parallel to the current flowing through the outer conductor 22. Therefore, since the current flowing on the surface of the outer conductor 22 is not interrupted, the change in impedance is small and the impedance mismatch hardly occurs. Therefore, the blanking operation can be performed at a high speed.

【0039】このように、本ブランキング装置におい
て、電磁場は外部導体22に囲まれた領域内にのみ存在
するから本ブランキング装置の外部の導体の存在の影響
を受けず、従って信頼性の高い動作が可能となる。
As described above, in the present blanking device, since the electromagnetic field exists only in the region surrounded by the outer conductor 22, the electromagnetic field is not affected by the presence of the conductor outside the blanking device, and therefore the reliability is high. Operation becomes possible.

【0040】また、この構造においては内部を伝播する
電磁波としてTEMモードを用いることができるため、
電磁波の位相速度や群速度が周波数に依存せず、あるい
は周波数依存性が小さい。従って、任意周波数の電磁波
の伝播が可能となる。
In this structure, a TEM mode can be used as an electromagnetic wave propagating inside.
The phase velocity or group velocity of the electromagnetic wave does not depend on the frequency, or has little frequency dependence. Therefore, propagation of an electromagnetic wave of an arbitrary frequency becomes possible.

【0041】なお、本実施形態の変形例を図3(a)〜
(c)に示す。図3(a),(b)は、図2における一
点鎖線で囲まれた部分を変形して示した図であり、他の
部分の構成は図2と同じである。また、図3(c)は、
図2の変形例の全体構成を概略的に示したものである。
図3(a),(b)に示すように、外部導体22から終
端抵抗331にかけて、図2と異なり湾曲した構成をと
る。これは、電子ビーム321の進路から終端抵抗33
1が見えないようにするための構成であり、このような
構成をとることにより、終端抵抗331が電子ビーム3
21からの影響を受けて帯電等するのを防止することが
できる。また、図3(c)も図3(a),(b)と同様
の効果を奏するもので、この場合終端部33のみなら
ず、発生源接続部31に関しても同じように電子ビーム
321の進路から発生源接続部31が見えないような構
造をとっている。
Note that a modification of the present embodiment is shown in FIGS.
It is shown in (c). FIGS. 3A and 3B are modified diagrams of a portion surrounded by a dashed line in FIG. 2, and the configuration of other portions is the same as that of FIG. FIG. 3 (c)
FIG. 4 schematically shows the entire configuration of a modification of FIG. 2.
As shown in FIGS. 3A and 3B, a curved configuration is formed from the outer conductor 22 to the terminating resistor 331, unlike FIG. This is because the terminating resistance 33
1 is made invisible, and by adopting such a configuration, the terminating resistor 331 causes the electron beam 3
It is possible to prevent charging or the like under the influence of the power supply 21. 3 (c) also has the same effect as FIGS. 3 (a) and 3 (b). In this case, the path of the electron beam 321 is similarly applied not only to the terminal section 33 but also to the source connection section 31. The structure is such that the source connection portion 31 cannot be seen from above.

【0042】なお、本実施形態では内部導体21及び内
部導体22の材料として銅を用いる場合を示したが、銅
に金メッキあるいは銀メッキしたもの等、導電性の材料
であれば何でも適用可能である。また、終端抵抗331
として薄膜抵抗を用いる場合を示したが、絶縁物に抵抗
を付加したものであっても適用可能である。
In this embodiment, copper is used as the material of the internal conductors 21 and 22. However, any conductive material such as copper plated with gold or silver may be used. . Also, the terminating resistor 331
Although a case where a thin film resistor is used has been described above, the present invention can be applied to a case where a resistor is added to an insulator.

【0043】また、本実施形態では冷媒317を内部導
体21の中に導き内部導体21を冷却する場合を示した
が、内部導体21と外部導体22の間を一部誘電体とし
て誘電体の中に冷媒を流して冷却することも可能であ
る。(第2実施形態)図4は本発明の第2実施形態に係
る荷電粒子ビーム描画用ブランキング装置を示す横断面
図であり、図4(a)は本ブランキング装置の全体構成
を、図4(b)は本部ランキング装置を通過する電子ビ
ームを拡大した図を示す。本実施形態に係るブランキン
グ装置は、第1実施形態に示した同軸線路型のブランキ
ング電極を電子ビームの進路に沿って2つ設けたもの
で、この2つのブランキング電極のうち、上流側のブラ
ンキング電極42には第1実施形態で示したものと同じ
ブランキングアパーチャ44が設けられ、また電子ビー
ムの進路の下流側のブランキング電極43のさらに下流
に、成形アパーチャ47が配置される。
In this embodiment, the case where the refrigerant 317 is guided into the inner conductor 21 to cool the inner conductor 21 has been described. It is also possible to cool by flowing a refrigerant through the cooling device. (Second Embodiment) FIG. 4 is a cross-sectional view showing a blanking apparatus for drawing a charged particle beam according to a second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4B shows an enlarged view of the electron beam passing through the headquarters ranking device. The blanking device according to the present embodiment is provided with two coaxial line type blanking electrodes shown in the first embodiment along the path of the electron beam. The blanking electrode 42 is provided with the same blanking aperture 44 as that shown in the first embodiment, and the shaping aperture 47 is disposed further downstream of the blanking electrode 43 on the downstream side of the electron beam path. .

【0044】また、電子銃41とブランキング電極42
の間には集光レンズ49が設けられ、この集光レンズ4
9で集光された電子ビームが結像する位置付近にブラン
キングアパーチャ44が配置される。なお、ブランキン
グアパーチャ44は両ブランキング電極42,43の間
に設けるものでなくても、例えば成形アパーチャ48の
下流で、さらに進行する電子ビームが図示しないレンズ
等により結像する位置付近に配置することもできる。
The electron gun 41 and the blanking electrode 42
A condensing lens 49 is provided between the
A blanking aperture 44 is arranged near the position where the electron beam focused at 9 forms an image. Note that the blanking aperture 44 is not provided between the blanking electrodes 42 and 43, but may be arranged, for example, downstream of the shaping aperture 48 and in the vicinity of a position where an electron beam that travels further is imaged by a lens (not shown). You can also.

【0045】図4(a)及び(b)に示すように、両ブ
ランキング電極42,43のビーム偏向方向は逆になる
様に配置される。ここで両電極42,43による偏向の
大きさは、ブランキング電極43の下流に設けられた成
型アパーチャ47の位置におけるビームの通過位置48
が移動しない様に調節される。成形アパーチャ47の像
が描画試料上のビームパターンとなる場合、このように
2個のブランキング電極42,43を配置することによ
り、各ブランキング電極を動作させてもビームの電流密
度分布が一定のままビーム電流を減らすことができる。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the beam deflection directions of the blanking electrodes 42 and 43 are arranged to be opposite. Here, the magnitude of deflection by the two electrodes 42 and 43 is determined by the beam passing position 48 at the position of the forming aperture 47 provided downstream of the blanking electrode 43.
Is adjusted not to move. When the image of the shaping aperture 47 is a beam pattern on a writing sample, by disposing the two blanking electrodes 42 and 43 in this manner, the current density distribution of the beam is constant even when each blanking electrode is operated. The beam current can be reduced as it is.

【0046】従って、ブランキング動作の際の電子ビー
ムのオンオフ状態の過渡状態において、例えば電子ビー
ムの一部がブランキングアパーチャ44に遮断されてい
るタイミング等においても、成形アパーチャ44での電
子ビームの電流分布の重心位置の変化が小さく、安定し
たブランキング動作が実現される。
Therefore, in the transient state of the ON / OFF state of the electron beam during the blanking operation, for example, even when a part of the electron beam is cut off by the blanking aperture 44, the electron beam is formed by the shaping aperture 44. A change in the center of gravity of the current distribution is small, and a stable blanking operation is realized.

【0047】また、図示しないブランキング電極42,
43に電圧を印加する信号源は、各ブランキング電極4
2,43に伝える信号にずれを設ける。すなわち、電磁
場の伝播モードとしてTEMモードを用いる場合、各ブ
ランキング電極を構成する同軸線路を伝わる電磁波の伝
播速度は光速である。これに対して、電子の速度は例え
ば50keVの場合で光速の40%程度である。従っ
て、2個のブランキング電極42,43に同じタイミン
グで信号を加えると、どちらかの電子がいずれか一方の
ブランキング電極だけで偏向を受けるということが起き
る。そこで、上流のブランキング電極42に加わる信号
から電子が各ブランキング電極の中心部の距離を伝わる
時間程度遅延させて下流のブランキング電極43に加え
ることにより、殆どの電子は常に2個のブランキング電
極42,43で偏向を受ける様にできる。
Further, a blanking electrode 42 (not shown)
The signal source for applying a voltage to the
A shift is provided for the signal transmitted to the second and the third. That is, when the TEM mode is used as the propagation mode of the electromagnetic field, the propagation speed of the electromagnetic wave propagating through the coaxial lines constituting each blanking electrode is the speed of light. On the other hand, the speed of electrons is, for example, about 40% of the speed of light at 50 keV. Therefore, if a signal is applied to the two blanking electrodes 42 and 43 at the same timing, one of the electrons may be deflected by only one of the blanking electrodes. Therefore, most of the electrons are always supplied to the two blanking electrodes 43 by delaying the signal from the signal applied to the upstream blanking electrode 42 to the time required for the electrons to travel the distance of the center of each blanking electrode to the downstream blanking electrode 43. It can be made to be deflected by the ranking electrodes 42 and 43.

【0048】また、この信号のずれを生じさせるため、
各ブランキング電極42,43を直列に接続することも
できる。すなわち、ブランキング電極42の出力を終端
負荷とせず、同軸ケーブルにつないで、同軸ケーブルの
長さを必要な時間遅れを生じさせる長さとして、ブラン
キング電極43の入力に接続する様にする。この場合で
もブランキング電極43の出力端は終端抵抗につなぐ。
In order to cause this signal shift,
Each of the blanking electrodes 42 and 43 can be connected in series. That is, the output of the blanking electrode 42 is not used as a terminating load, but is connected to a coaxial cable, and the length of the coaxial cable is set to a length that causes a necessary time delay, and is connected to the input of the blanking electrode 43. Even in this case, the output terminal of the blanking electrode 43 is connected to the terminating resistor.

【0049】このように接続することにより、上流側の
ブランキング電極42を電子ビームが通過するタイミン
グにはこのブランキング電極42の偏向を受け、下流側
のブランキング電極43を電子ビームが通過するタイミ
ングにはこのブランキング電極43の偏向を受けるよう
になる。
With this connection, when the electron beam passes through the upstream blanking electrode 42, it is deflected by the blanking electrode 42, and the electron beam passes through the downstream blanking electrode 43. At the timing, the deflection of the blanking electrode 43 is received.

【0050】上記実施形態に係る荷電粒子ビーム描画用
ブランキング装置の動作を説明する。図3に示すよう
に、各ブランキング電極42,43がオフ状態の場合、
電子ビームは破線に示す軌道45を進行する。すなわ
ち、電子銃41より放出された電子ビームはブランキン
グ電極42に入射する。ブランキング電極42内では電
子ビームは偏向を受けないため、直進してそのままブラ
ンキング電極42を出て下流側のブランキング電極43
に入射する。ブランキング電極43内でも同様に電子ビ
ームは偏向を受けずに直進してブランキング電極43を
出て成形アパーチャ44を通過する。
The operation of the charged particle beam drawing blanking apparatus according to the above embodiment will be described. As shown in FIG. 3, when each of the blanking electrodes 42 and 43 is in the off state,
The electron beam travels on a trajectory 45 shown by a broken line. That is, the electron beam emitted from the electron gun 41 enters the blanking electrode 42. Since the electron beam is not deflected in the blanking electrode 42, the electron beam goes straight and exits the blanking electrode 42 as it is, and the blanking electrode 43 on the downstream side
Incident on. Similarly, in the blanking electrode 43, the electron beam travels straight without being deflected, exits the blanking electrode 43, and passes through the forming aperture 44.

【0051】一方、ブランキング電極42,43がオン
状態の場合、電子銃41より放出された電子ビームはブ
ランキング電極42に入射すると同時に偏向を受け、そ
の軌道は左側にずれる。そして、ブランキング電極42
を出て、ブランキングアパーチャ44により遮断され
る。
On the other hand, when the blanking electrodes 42 and 43 are in the ON state, the electron beam emitted from the electron gun 41 enters the blanking electrode 42 and is deflected at the same time, and its trajectory shifts to the left. And the blanking electrode 42
And is shut off by the blanking aperture 44.

【0052】また、ブランキング電極42がオフ状態か
らオン状態になるまで、あるいはオン状態からオフ状態
になるまでの過渡状態においては、電子ビームは実線に
示す軌道46を進行する。すなわち、ブランキング電極
42により電子ビームは偏向を受けるが、完全にブラン
キングアパーチャ44により遮断される方向には進まな
い。従って、ブランキング電極43に入射する。ブラン
キング電極43に入射すると、その入射したタイミング
にブランキング電極43に電圧が印加され、電子ビーム
はブランキング電極42で受けた偏向と逆方向に偏向を
受け、ブランキング電極43を出る。
In the transitional state from the off state to the on state of the blanking electrode 42 or from the on state to the off state, the electron beam travels along the trajectory 46 shown by a solid line. That is, although the electron beam is deflected by the blanking electrode 42, it does not proceed in a direction completely blocked by the blanking aperture 44. Therefore, the light enters the blanking electrode 43. When the electron beam enters the blanking electrode 43, a voltage is applied to the blanking electrode 43 at the timing of the incidence, and the electron beam is deflected in the opposite direction to the deflection received by the blanking electrode 42 and exits the blanking electrode 43.

【0053】この両ブランキング電極42,43の偏向
を受けた電子ビームは、完全なオフ状態での電子ビーム
と同じ電流密度で、かつビーム電流が減少して成形アパ
ーチャ47を通過する。また、この電子ビームは成形ア
パーチャ47においてオフ状態の場合と同じ位置を通過
する。
The electron beam deflected by the blanking electrodes 42 and 43 passes through the shaping aperture 47 with the same current density as the electron beam in the completely off state and with a reduced beam current. Further, this electron beam passes through the same position in the shaping aperture 47 as in the off state.

【0054】以上説明したように本実施形態に係る荷電
粒子ビーム描画用ブランキング装置においてはブランカ
ー構造が同軸構造であるので高速度の動作が可能とな
る。また、2個のブランキング電極を動作させることに
より、ブランキングのオンオフ動作の過渡状態において
も、ブランキング電極をオフ状態にした場合と同じ電流
密度分布を保持したままビーム成形アパーチャ47を通
過するビーム電流を減らすことが可能となる。さらに、
電子ビームは成形アパーチャ47においてはオンオフ両
者で同じ位置を通過するため、安定したブランキング動
作が可能となる。
As described above, in the blanking apparatus for drawing a charged particle beam according to the present embodiment, the blanker structure has a coaxial structure, so that high-speed operation is possible. In addition, by operating the two blanking electrodes, the beam passes through the beam shaping aperture 47 while maintaining the same current density distribution as in the case where the blanking electrode is turned off even in the transient state of the blanking on / off operation. The beam current can be reduced. further,
Since the electron beam passes through the same position both on and off in the shaping aperture 47, a stable blanking operation can be performed.

【0055】なお、上記第1,2実施形態では電子ビー
ムを用いて説明したが、イオンビーム等荷電粒子ビーム
であれば何でも良く、例えば正電荷の粒子を用いる場合
には、ブランキング電極に加える電圧の符号を反転すれ
ば同様の動作が得られることは勿論である。
Although the first and second embodiments have been described using an electron beam, any other charged particle beam such as an ion beam may be used. For example, when a positively charged particle is used, it is added to a blanking electrode. Of course, the same operation can be obtained by inverting the sign of the voltage.

【0056】また、外部導体と内部導体との間を真空に
するのではなく、その一部を誘電体として、電磁場の伝
達速度を電子の速度にほぼ等しいようにすることも可能
である。さらに、ブランキング電極の数は1段に限定さ
れず、多段でも良い。
Instead of applying a vacuum between the outer conductor and the inner conductor, it is also possible to use a part of the dielectric as a dielectric to make the transmission speed of the electromagnetic field substantially equal to the speed of electrons. Furthermore, the number of blanking electrodes is not limited to one, but may be multiple.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る荷電粒
子ビーム描画用ブランキング装置によれば、電磁場は外
部導体に囲まれた領域内にのみ存在するため本ブランキ
ング装置の外部の導体の存在の影響を受けず、従って信
頼性の高いブランキング動作が可能となる。また電磁場
の位相速度や群速度が周波数依存性を持たず、あるいは
周波数依存性が小さいため、高速のブランキング動作が
可能となる。
As described above, according to the blanking apparatus for writing a charged particle beam according to the present invention, since the electromagnetic field exists only in the region surrounded by the outer conductor, the electromagnetic field exists outside the blanking apparatus. A blanking operation that is not affected by the existence and is therefore highly reliable is possible. Further, since the phase velocity and the group velocity of the electromagnetic field do not have frequency dependence or have little frequency dependence, a high-speed blanking operation can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の対象とするブランキング装置を適用し
た荷電粒子ビーム描画装置の全体構成を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a charged particle beam drawing apparatus to which a blanking apparatus according to the present invention is applied.

【図2】本発明の第1実施形態に係る荷電粒子ビーム描
画用ブランキング装置の全体構成を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of a charged particle beam drawing blanking apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図3】同実施形態における荷電粒子ビーム描画用ブラ
ンキング装置の変形例を示す図。
FIG. 3 is a view showing a modification of the blanking apparatus for drawing a charged particle beam in the embodiment.

【図4】本発明の第2実施形態に係る荷電粒子ビーム描
画用ブランキング装置の全体構成及び電子ビームの進路
を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the overall configuration of a charged particle beam drawing blanking apparatus according to a second embodiment of the present invention and the path of an electron beam.

【図5】従来の第1の荷電粒子描画用ブランキング装置
の全体構成を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing the overall configuration of a first conventional charged particle drawing blanking apparatus.

【図6】従来の第2の荷電粒子描画用ブランキング装置
の全体構成を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing an overall configuration of a second conventional charged particle drawing blanking apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,41 電子銃 12 第1成形絞り 13 第1成形レンズ 14 第2成形レンズ 15 第2成形絞り 16 縮小レンズ 17 ブランキング電極 18 偏向器 19 集束レンズ 20 描画試料 21 内部導体 22 外部導体 31 発生源接続部 32 電子ビーム通過部 33 終端部 34 ブランキングアパーチャ 42,43 ブランキング電極 44 ブランキングアパーチャ 45,46 軌道 47 成形アパーチャ 48 ビームの通過位置 49 集光レンズ 311 パルス発生器 312 同軸ケーブル 313 コネクタ 314 テーパ部 315 絶縁体 316 冷却管 317 冷媒 321 電子ビーム 322 入射アパーチャ 323 開口 324 排気用スリット 325,326,327 スリーブ 331 終端抵抗 11, 41 Electron gun 12 First shaping aperture 13 First shaping lens 14 Second shaping lens 15 Second shaping aperture 16 Reduction lens 17 Blanking electrode 18 Deflector 19 Converging lens 20 Drawing sample 21 Internal conductor 22 External conductor 31 Source Connection part 32 Electron beam passage part 33 Termination part 34 Blanking aperture 42, 43 Blanking electrode 44 Blanking aperture 45, 46 Track 47 Shaping aperture 48 Beam passage position 49 Condensing lens 311 Pulse generator 312 Coaxial cable 313 Connector 314 Tapered part 315 Insulator 316 Cooling pipe 317 Coolant 321 Electron beam 322 Incident aperture 323 Opening 324 Exhaust slit 325, 326, 327 Sleeve 331 Termination resistance

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 荷電粒子ビームを試料上に照射して所望
パターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置に用いら
れ、二つの電極への電圧の印加で荷電粒子ビームを偏向
させるブランキング電極と、 このブランキング電極による電圧のオンオフ状態の一方
の状態で荷電粒子ビームの進路を遮断するブランキング
アパーチャとで構成された荷電粒子ビーム描画用ブラン
キング装置において、 前記ブランキング電極は内部導体及び該内部導体を覆う
ように設けられた外部導体からなる同軸線路であり、該
ブランキング電極の一方の電極は内部導体であり、他方
の電極は外部導体であり、該外部導体の側壁には荷電粒
子ビームの入射口及び出射口が形成されていることを特
徴とする荷電粒子ビーム描画用ブランキング装置。
1. A blanking electrode which is used in a charged particle beam drawing apparatus for drawing a desired pattern by irradiating a charged particle beam onto a sample, and deflecting the charged particle beam by applying a voltage to two electrodes; A blanking aperture for blocking the path of the charged particle beam in one of the on / off states of the voltage by the blanking electrode, wherein the blanking electrode is an internal conductor and the internal conductor A blanking electrode, one of the blanking electrodes is an inner conductor, the other electrode is an outer conductor, and the side wall of the outer conductor has a charged particle beam. A blanking apparatus for drawing a charged particle beam, wherein an entrance and an exit are formed.
【請求項2】 荷電粒子ビームを試料上に照射して所望
のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置に用いら
れ、荷電粒子の軌道を偏向させるものであって該荷電粒
子ビームの進路に沿って設けられた複数のブランキング
電極と、 前記荷電粒子ビームの仮想光源の結像位置あるいはそれ
と共役な位置又はその近傍に設けられ、前記ブランキン
グ電極による電圧のオンオフ状態の一方の状態で荷電粒
子ビームの進路を遮断するブランキングアパーチャと、 この複数のブランキング電極の下流側に設けられた成形
アパーチャとで構成された荷電粒子ビーム描画用ブラン
キング装置において、 前記複数のブランキング電極は、それぞれが二つの電極
を有し、一方の電極は内部導体であり、他方の電極は該
内部導体を覆うように設けられた外部導体からなる同軸
線路であり、該外部導体の側壁には荷電粒子ビームの入
射口及び出射口が形成され、かつ該複数のブランキング
電極を構成する同軸線路は、ブランキング電極によって
荷電粒子ビームが偏向を受ける場合に、前記成形アパー
チャにおける該荷電粒子ビームの重心位置が移動しない
ように配置されていることを特徴とする荷電粒子ビーム
描画用ブランキング装置。
2. A charged particle beam drawing apparatus which irradiates a charged particle beam onto a sample to draw a desired pattern, and deflects the trajectory of the charged particle beam along the path of the charged particle beam. A plurality of blanking electrodes provided, and the charged particle beam is provided at or near the image forming position of the virtual light source of the charged particle beam or a position conjugate with it, and the charged particle beam is in one of the ON and OFF states of the voltage by the blanking electrode In a blanking apparatus for drawing a charged particle beam, which is configured by a blanking aperture that blocks a course of the plurality of blanking electrodes, and a shaping aperture provided downstream of the plurality of blanking electrodes, each of the plurality of blanking electrodes is It has two electrodes, one electrode is an inner conductor, and the other electrode is an outer conductor provided so as to cover the inner conductor. The entrance and exit of the charged particle beam are formed on the side wall of the outer conductor, and the coaxial line constituting the plurality of blanking electrodes deflects the charged particle beam by the blanking electrodes. A charged particle beam drawing blanking apparatus, wherein the charged particle beam is positioned so that the center of gravity of the charged particle beam in the shaping aperture does not move when receiving the beam.
【請求項3】 前記複数のブランキング電極への電圧
は、各ブランキング電極における荷電粒子ビームの通過
時間に対応して印加するものであることを特徴とする請
求項2記載の荷電粒子ビーム描画用ブランキング装置。
3. The charged particle beam drawing according to claim 2, wherein the voltage to the plurality of blanking electrodes is applied in accordance with the passage time of the charged particle beam in each blanking electrode. Blanking device.
【請求項4】 前記外部導体に形成された入射口及び出
射口には、ブランキング電極の所望の動作周波数の電磁
場に対する減衰長よりも長く、かつ荷電粒子の進行方向
に沿って取り付けられた孔が設けられていることを特徴
とする請求項1又は2記載の荷電粒子ビーム描画用ブラ
ンキング装置。
4. A hole which is longer than an attenuation length of a blanking electrode with respect to an electromagnetic field having a desired operating frequency and is provided along an advancing direction of charged particles in an entrance and an exit formed in the outer conductor. The blanking apparatus for drawing a charged particle beam according to claim 1 or 2, further comprising:
【請求項5】 前記外部導体に形成された入射口及び出
射口は、該外部導体の軸方向に平行に形成されたスリッ
ト状の穴からなることを特徴とする請求項1又は2記載
の荷電粒子ビーム描画用ブランキング装置。
5. The charging device according to claim 1, wherein the entrance and the exit formed in the outer conductor are formed as slit-shaped holes formed in parallel with the axial direction of the outer conductor. Blanking device for particle beam writing.
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