JPH0587014B2 - - Google Patents

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JPH0587014B2
JPH0587014B2 JP60191630A JP19163085A JPH0587014B2 JP H0587014 B2 JPH0587014 B2 JP H0587014B2 JP 60191630 A JP60191630 A JP 60191630A JP 19163085 A JP19163085 A JP 19163085A JP H0587014 B2 JPH0587014 B2 JP H0587014B2
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shaping
aperture
diaphragm
deflector
drive circuit
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Kazumitsu Nakamura
Hiroyuki Ito
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3174Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、試料面上に電子ビームを照射し、微
細なパターンを描く電子線描画装置に関する。
〔発明の背景〕
電子線描画装置は、近年高速処理化の要望が高
まり、可変整形ビーム方式に加え、ビームの大電
流化、レジスト感度向上等の技術開発が進められ
ている。レジストの高感度化やビームの大電流化
は、試料面や装置内壁における反射電子、散乱電
子による試料の損傷であるかぶりや、装置内の残
留ガスに電子ビームが衝突し、残留ガスが重合状
態となつて装置内に吸着する汚染等の問題を生じ
ている。特に、一対の整形絞り間にビーム調整用
の偏向器を設け、一対の整形絞りビームにより得
た共役ビームを試料面に照射する可変整形ビーム
方式においては、整形絞りエツジ部における反射
電子がメインビームと同様に試料面に集束し、か
ぶりを発生させる。
第2図は、従来の可変整形ビーム方式による電
子線描画装置の一例を示す光学系の概略構成図で
ある。第2図において、電子銃10の下方(前
方)には、第1整形絞り12と第2整形絞り14
とが配置してあり、この第1整形絞り12と第2
整形絞り14との間に整形偏向器16が配設して
ある。第2整形絞り14の下方には、ブランキン
グ電極18が設けてあり、第1整形絞り12の開
口部20と第2整形絞り14の開口部22とを通
過したメインビーム(共役ビーム)24を曲げる
ことができるようになつている。ブランキング電
極18の下方に設けた対物絞り26は、メインビ
ーム24を試料28上に導く開口部30を有して
いる。そして、対物絞り26の下方には、ビーム
偏向器32が設けてあり、メインビーム24を走
査できるようになつている。なお、第2図に示し
た符号34は洩れビームを示し、符号36は洩れ
ビーム34による試料面上のかぶり露光を示す。
上記のごとく構成してある可変整形ビーム方式
の電子線描画装置は、第1整形絞り12を通過し
たメインビーム24が整形偏向器16により調整
される。すなわち、整形偏向器16は、第1整形
絞り12の開口部20の投影像を、第2整形絞り
14の開口部22に投影し、開口部20と開口部
22との間に共通する開口部を通過した共役ビー
ムを形成する。共役ビームとなつたメインビーム
24は、対物絞り26の開口部30を通り試料2
8上に到達する。そして、ビーム偏向器32は、
第2図に示さない制御装置により制御された電圧
が印加され、メインビーム24を試料28の面上
に走査し、試料28の面上に微細な像を描くこと
ができる。
このようにして、試料上に一つの線または像が
描画されると、ブランキング電極18に印加され
ている電圧が変えられ、メインビーム24が第2
図に示すごとく偏向されて、対物絞り26により
カツトされる。そして、制御装置に新たな描画デ
ータが転送され、ビーム偏向器32の電圧制御等
がおこなわれた後、ブランキング電極18の印加
電圧が元に戻され、次の描画工程が開発される。
ところが、メインビーム24が第1整形絞り1
2、第2整形絞り14、対物絞り26を通過する
際に、各開口部20,22,30のエンジンにお
いて一部が反射、散乱され、洩れビーム34を生
ずる。この洩れビーム34は、メインビーム24
と本質的に同一の光学的結像条件により、試料2
8の面上に収束する。しかも、各開口部のエツジ
において反射、散乱した電子は、エツジ部におけ
る散乱条件、放射角、運動エネルギーが一様でな
いため、第2図に示すように、ブランキング電極
18によりメインビーム24をカツトしたとして
も、洩れビーム34の一部が試料28に照射さ
れ、かぶりを生ずる。この場合、洩れビーム34
の主要部は、第2整形絞り14の開口部22のエ
ツジで生ずる散乱電子である。
この洩れビーム34によるかぶり露光36は、
特に、電子ビームを長時間照射したときに残留ガ
スに基づく絶縁物質(汚染物質)の堆積、または
各絞りの開口部における電荷の蓄積による電界に
より、メインビーム24自体の発散角やエネルギ
ー分散の増大により顕著となる。そして、洩れビ
ーム34がメインビーム24の1ppm(1/106
程度であり、メインビームによるレジスト露光が
1μs程度であつたとしても、洩れビーム34が試
料28に1s照射されると、レジストが露光される
ことになる。このため描画データ転送等が長時間
にわたると、洩れビーム34によるかぶり露光3
6のため、試料28が損傷を受けることになり、
洩れビーム34をブランキングすることが重要と
なる。このことは、ブランキング電極18のよう
なブランキング機構を、第1整形絞り12上方の
ビーム照射系に設けても同様である。そして、従
来の電子線描画装置においては、ブランキング洩
れビーム34を減少させるために、ブランキング
時の偏向量、すなわちブランキング電極18の印
加電圧を高圧化する必要がある。しかし、印加電
圧の高圧化は、印加電圧の立上がり、立ち下がり
に時間がかかり、ブランキング応答性の観点から
問題となる欠点を有している。
〔発明の目的〕
本発明は、整形絞りの開口部における反射、散
乱電子による試料の損傷を防止することができる
電子線描画装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、ブランキング電極によるブランキン
グ作用に周期させて、第1整形絞りと第2整形絞
りとの間に配設した整形偏向器による共役ビーム
を偏向させ、共役ビームを第2整形絞りの開口部
外へ導くようにし、第2整形絞りの開口部におけ
る反射、散乱電子を大幅に減少して、試料の損傷
を軽減できるように構成したものである。
〔発明の実施例〕
本発明に係る電子線描画装置の好ましい実施例
を、添付図面にしたがつて詳説する。なお、前記
従来技術において説明した部分に対応する部分に
ついては、同一の符号を付し、その説明を省略す
る。
第1図は、本発明に係る電子線描画装置の実施
例を示す概略構成図である。
第1図において、整形偏向器16、は整形偏向
器駆動回路38に接続されており、ブランキング
電極18はブランキング電極駆動回路40に接続
されている。これら整形偏向器駆動回路38とブ
ランキング電極駆動回路40とは、ビーム偏向器
32と同様に制御装置42に接続されている。
上記のごとく構成した実施例においては、メイ
ンビーム24による試料28への描画を、前記し
た従来技術と同様におこなう。通常、描画サイク
ルは、ビーム偏向域(フイールド)単位をもつて
おこなわれ、描画データの転送もフイールド単位
におこなわれる。そして、描画を開始する前の試
料28を載置したステージの移動、試料28と対
物絞り26との間の距離計測(Z計測)、アナロ
グ回路が整定されているまでの間、さらには一つ
のフイールドを描画した後の次の描画データ転送
時には、メインビーム24がカツトされ、メイン
ビーム24が試料面からはずされている。このメ
インビーム24を試料からはずすブランキング操
作は、一つのフイールドを描画した後を例にとる
と、次のごとくしておこなわれる。
制御装置42は、一つのフイールドの描画が終
了すると、ブランキング電極駆動回路40にブラ
ンキングオン信号を与え、ブランキング電極18
に所定のブランキング電圧を印加すると同時に、
整形偏向器駆動回路38に描画終了信号を与え
る。整形偏向駆動回路38は、描画終了信号が与
えられると、あらかじめ設定してあるビームカツ
ト電圧を整形偏向器16に印加し、第1整形絞り
12を通過したメインビーム24を、第2整形絞
り14の開口部22外に導き、メインビーム24
を第2整形絞り14によつてカツトする。このよ
うにしてメインブーム24を第2整形絞り14を
もつてカツトする。洩れビーム34の主要部は、
第1整形絞り12の開口部20において反射、散
乱した電子によるものとなる。このため、第1整
形絞り12の開口部20において発生した洩れビ
ーム34は、第2整形絞り14を通過した後、ブ
ランキング電極18の作用により、対物絞り26
の開口部30の外側に偏向され、試料28へ到達
することがない。したがつて、洩れビーム34の
メインビーム24に対する従来の相対強度をIBLK
とすると、本実施例による相対強度はIBLK 2のオー
ダ、すなわち従来10−6のオーダであつたものを、
10−12のオーダに減少させることができ、ほぼ完
全にビームのカツトをすることができる。しか
も、洩れビーム34が、第1整形絞り12と第2
整形絞り14とにおいて2回の散乱を受けた電子
であるため、エネルギー分散が増大し、試料面に
集束しにくくなり、かぶり現象を大幅に軽減する
ことができる。
このように、本実施例においては、整形偏向器
16とブランキング電極18とによる実質的な2
段ブランキング機構により、従来のかぶり現象に
おいて特に重要な要因であつた、第2整形絞り1
4の開口部20による電子のエツジ散乱を防止で
き、比較的偏向角の小さなブランキング機構をも
つて、十分なビームカツトをおこなうことができ
る。また、第2整形絞り14下方の壁面や、特に
対物絞り26へのビーム照射が軽減され、アタツ
チメントを付加することなく対物絞り26等にお
ける電荷の蓄積によるビームドリフトや非点収差
の低減、汚染の防止等、装置の信頼性を向上する
ことができる。
なお、前記実施例においては、ブランキング電
極18が第2整形絞り14の下方に設けられてい
る場合について説明したが、ブランキング電極1
8が第1整形絞り12の上方等他の位置に設けら
れている場合についても適用することができる。
また、整形偏向器駆動回路38にタイマ機能を付
加し、トラブルにより描画が中断して、ブランキ
ング電極18による長時間のビームブランキング
がおこなわれた場合に、自動的に整形偏向器駆動
回路38を作動させることも可能である。さら
に、前記実施例においては、整形偏向器駆動回路
38に描画終了信号を与え、整形偏向器駆動回路
38を作動させるようにしたが、描画終了信号の
代りにメインビーム24がカツトできるような整
形ビームサイズのデータを、描画データの形式で
描画データブロツクの最後に付加し、ビームカツ
トすることも可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したごとく、本発明によれば、一つの
描画工程の終了時に、ブランキング電極駆動回路
をオンすると同時に、描画終了信号の受信または
長時間のビームブランキングがおこなわれた際に
整形偏向器駆動回路がオンされ、アタチメントを
付加することなく洩れビーム、特に長時間の洩れ
ビームによる試料の損傷をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る電子線描画装置の実施例
を示す概略構成図、第2図は従来の電子線描画装
置の一例を示す光学系の概略構成図である。 10……電子銃、12……第1整形絞り、14
……第2整形絞り、16……整形偏向器、18…
…ブランキング電極、24……メインビーム、2
6……対物絞り、28……試料、32……ビーム
偏向器、34……洩れビーム、38……整形偏向
器駆動回路、40……ブランキング電極駆動回
路、42……制御装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電子ビームを発生する電子銃と、この電子銃
    の前方に配置され、前記電子ビームが通過する開
    口部を備えた第1整形絞りと、この第1整形絞り
    を通過した前記電子ビームの共役ビームが通過す
    る開口部が形成してある第2整形絞りと、前記第
    1整形絞りと前記第2整形絞りとの間に配設さ
    れ、前記第1整形絞りを通過した前記共役ビーム
    の進行方向を制御する整形偏向器と、この整形偏
    向器を駆動する整形偏向器駆動回路と、前記第2
    整形絞りを通過した前記共役ビームを試料上に導
    く開口が形成してある対物絞りと、一つの描画工
    程の終了時に、前記試料上に照射されている前記
    共役ビームを、前記試料外に導き洩れビームをカ
    ツトするブランキング電極と、このブランキング
    電極を駆動するブランキング電極駆動回路とを有
    する電子線描画装置において、前記整形偏向駆動
    回路にタイマを付設し、前記一つの描画工程の終
    了時に、前記ブランキング電極駆動回路をオンす
    ると同時に、描画終了信号の受信または長時間の
    ビームブランキングが行なわれた際に前記整形偏
    向器駆動回路をオンして前記整形偏向器を駆動
    し、前記第1整形絞りを通過した前記共役ビーム
    を、前記第2整形絞りの開口部外に導か洩れビー
    ムを防止する制御装置を設けたことを特徴とする
    電子線描画装置。
JP60191630A 1985-08-30 1985-08-30 電子線描画装置 Granted JPS6251218A (ja)

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JPS6251218A JPS6251218A (ja) 1987-03-05
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