JPH06151283A - 荷電粒子ビーム露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】荷電粒子ビーム露光装置、例えば、電子ビーム
露光装置に関し、偏向電極に印加される偏向信号の整定
時間の短縮化を図り、電子ビームの遮断時間を短縮し、
スループットの向上を図る。 【構成】偏向信号の電圧変化と同一又は逆方向に電圧変
化する整定時間制御信号をアンプ２３から最適のタイミ
ングで出力させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩの製造に使用さ
れる電子ビーム露光装置や集束イオンビーム露光装置
等、荷電粒子ビーム露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、荷電粒子ビーム露光装置、例え
ば、電子ビーム露光装置として、図７にその要部を示す
ようなものが知られている。

【０００３】図中、１は電子ビーム、２は電子ビーム１
を偏向する静電偏向器、３Ａ、３Ｂは静電偏向器２を構
成する偏向電極、４は露光データによって指定された露
光位置を示すデジタル信号やリフォーカス用のデジタル
信号等を発生するパターン・ジェネレータである。

【０００４】また、５はパターン・ジェネレータ４から
出力される各種のデジタル信号のうち、露光位置を示す
デジタル信号をアナログ変換してなる偏向信号を出力す
るＤ／Ａコンバータである。

【０００５】また、６はＤ／Ａコンバータ５から出力さ
れる偏向信号を所定の増幅率で増幅する増幅器、いわゆ
るアンプ、７はアンプ６から出力される偏向信号を偏向
電極３Ａに伝達するためのケーブル（信号線）である。

【０００６】即ち、この電子ビーム露光装置において
は、パターン・ジェネレータ４から出力される露光位置
を示すデジタル信号は、Ｄ／Ａコンバータ５によってア
ナログ信号に変換され、このアナログ信号が偏向信号と
してアンプ６及びケーブル７を介して偏向電極３Ａに印
加され、露光データによって指定された露光位置に対す
る電子ビーム１の偏向が行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここに、アンプ６は、
Ｄ／Ａコンバータ５から出力される偏向信号の電圧変化
を高速増幅するように調整されるが、ケーブル７を負荷
として駆動しなければならないために、周波数特性が悪
くなり、アンプ６から出力される偏向信号の電圧変化
は、立ち上がり、立ち下がり特性の悪いものとなってし
まう。

【０００８】また、アンプ６から出力される偏向信号の
電圧変化は、ケーブル７を伝播する間に高周波成分が減
衰されてしまい、このため、偏向電極３Ａに印加される
偏向信号の電圧変化は、アンプ６から出力される偏向信
号の電圧変化よりも更に立ち上がり、立ち下がり特性の
悪いものとなってしまう。

【０００９】図８は、この様子を具体的に示す波形図で
あり、実線８はＤ／Ａコンバータ５から出力される偏向
信号、実線９はアンプ６から出力される偏向信号、実線
１０は偏向電極３Ａに印加される偏向信号を示してい
る。

【００１０】即ち、図７に示す従来の電子ビーム露光装
置においては、例えば、時刻ＴaでＤ／Ａコンバータ５
から出力される偏向信号の電圧が変化した場合、アンプ
６及び偏向電極３Ａに印加される偏向信号も電圧変化を
起こすが、アンプ６から出力される偏向信号が整定する
までには時間Ｔb−Ｔaを要し、偏向電極３Ａに印加され
る偏向信号が整定するまでには時間Ｔc−Ｔaを要してし
まう。

【００１１】ここに、偏向電極３Ａに印加される偏向信
号の整定時間中に試料に対する露光を継続してしまう
と、露光データによって指定された露光位置以外の位置
を電子ビーム１で照射してしまうことになるため、偏向
電極３Ａに印加される偏向信号が整定されるまでの間
は、電子ビーム１を遮断（ブランキング）し、試料に対
する露光を中断する必要がある。

【００１２】この電子ビーム１を遮断する時間は、露光
待ち時間となり、全体としての露光時間を増加させてし
まい、この電子ビーム１を遮断する時間が長ければ長い
程、スループットの低下を招いてしまう。

【００１３】ここに、偏向電極３Ａに印加される偏向信
号の整定時間を短縮する方法としては、アンプ６の高速
化によるアンプ６から出力される偏向信号の整定時間の
短縮化や、ケーブル７を短くする方法が考えられる。

【００１４】しかし、アンプ６の高速化は、最大出力電
圧値として、例えば、±２０［Ｖ］、分解能精度とし
て、例えば、１６ビット精度などを満足しなければなら
ない点を考慮すると、限界がある。

【００１５】即ち、アンプ６を高速化してアンプ６から
出力される偏向信号の整定時間の短縮化を図ろうとする
場合には、高出力、高精度を犠牲にしなければならず、
この点で、アンプ６の高速化には限界がある。

【００１６】また、ケーブル７を短くする場合には、ア
ンプ６から出力される偏向信号の電圧変化を高周波成分
を減衰させることなく偏向電極３Ａに伝播し、偏向電極
３Ａに印加される偏向信号の整定時間を短縮化すること
ができるが、露光装置の構造上、これを行うことは不可
能である。

【００１７】また、ケーブル７の偏向電極３Ａ端におけ
る反射により偏向電極３Ａの電圧変化にリンギングが発
生する場合があり、このリンギングによっても、偏向電
極３Ａに印加される偏向信号の整定時間が長くなってし
まうので、この対策も必要とされる。

【００１８】本発明は、かかる点に鑑み、偏向電極に印
加される偏向信号の整定時間の短縮化を図り、電子ビー
ムの遮断時間を短縮し、スループットの向上を図ること
ができるようにした電子ビーム露光装置等、荷電粒子ビ
ーム露光装置を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図であり、本発明による荷電粒子ビーム露光装置は、試
料に照射すべき荷電粒子ビーム１１を露光データによっ
て指定された位置に偏向する少なくとも１個の静電偏向
器１２を備えてなる荷電粒子ビーム露光装置を改良した
ものである。

【００２０】即ち、本発明においては、静電偏向器１２
を構成する偏向信号が印加される偏向電極１３Ａは、コ
ンデンサ１４を介して、偏向信号の電圧変化に対して所
望のタイミングで偏向信号の電圧変化と同一又は逆方向
に電圧変化する整定時間制御信号を出力する整定時間制
御信号発生回路１５の出力端子１６に接続される。

【００２１】なお、１３Ｂは偏向電極１３Ａと対をなす
偏向電極、１７は偏向電極１３Ａに印加すべき偏向信号
を出力するアンプ、１８はアンプ１７から出力される偏
向信号を偏向電極１３Ａに伝達するためのケーブルであ
る。

【００２２】

【作用】本発明においては、例えば、整定時間制御信号
の電圧変化の方向をアンプ１７から出力される偏向信号
の電圧変化の方向と同一にし、整定時間制御信号の電圧
変化のタイミング、電圧変化の大きさが最適となるよう
に整定時間制御信号発生回路１５を設定しておくことに
より、アンプ１７から出力される偏向信号の電圧変化の
立ち上がり、立ち下がりを急峻化することができる。

【００２３】なお、この場合、整定時間制御信号は、電
圧変化の大きさを、例えば、偏向信号の電圧変化の大き
さと同一とされ、電圧変化のタイミングを、例えば、偏
向信号がアンプ１７の出力端において略整定する時点と
される。

【００２４】また、ケーブル１８の偏向電極１３Ａ端に
おける反射により偏向電極１３Ａに印加される偏向信号
にリンギングが発生するような場合においては、整定時
間制御信号の電圧変化の方向をアンプ１７から出力され
る偏向信号の電圧変化の方向と逆にし、整定時間制御信
号の電圧変化のタイミング、電圧変化の大きさが最適と
なるように整定時間制御信号発生回路１５を設定してお
くことにより、偏向電極１３Ａに印加される偏向信号の
高周波成分をコンデンサ１４を介して逃がし、リンギン
グが収まる時間を短くすることができる。

【００２５】なお、この場合、整定時間制御信号は、電
圧変化の大きさを、例えば、偏向信号の電圧変化の大き
さと同一とされ、電圧変化のタイミングを、例えば、偏
向信号がアンプ１７の出力端においてする電圧変化のタ
イミングよりも早くされる。

【００２６】このように、本発明によれば、偏向電極１
３Ａに印加される偏向信号の電圧変化の立ち上がり、立
ち下がりを急峻化することができ、また、偏向電極１３
Ａに印加される偏向信号にリンギングが発生してしまう
ような場合においては、このリンギングが収まる時間を
短くすることができるので、偏向電極１３Ａに印加され
る偏向信号の整定時間の短縮化を図り、荷電粒子ビーム
の遮断時間を短縮し、スループットの向上を図ることが
できる。

【００２７】

【実施例】以下、図２〜図６を参照して、本発明の第１
実施例及び第２実施例について、本発明を電子ビーム露
光装置に適用した場合を例にして説明する。なお、図２
及び図６において、図７に対応する部分には同一符号を
付し、その重複説明は省略する。

【００２８】第１実施例・・図２〜図５ 図２は本発明の第１実施例の要部を示す図であり、図
中、１９は露光データによって指定された露光位置を示
すデジタル信号やリフォーカス用のデジタル信号等、図
７に示す従来のパターン・ジェネレータと同様のデジタ
ル信号を出力するほか、偏向電極３Ａに印加される偏向
信号の整定時間を制御するためのデジタル信号を出力す
るように構成されたパターン・ジェネレータである。

【００２９】なお、偏向電極３Ａに印加される偏向信号
の整定時間を制御するためデジタル信号は、露光位置を
示すデジタル信号と同一の露光位置データから作成する
ことができる。

【００３０】また、２０、２１は可変遅延回路であり、
これら可変遅延回路２０、２１は、パターン・ジェネレ
ータ１９から出力される露光位置を示すデジタル信号
と、同じくパターン・ジェネレータ１９から出力される
偏向電極３Ａに印加される偏向信号の整定時間を制御す
るためのデジタル信号とのタイミングを制御するための
ものである。

【００３１】また、２２は可変遅延回路２１から出力さ
れる偏向電極３Ａに印加される偏向信号の整定時間を制
御するためのデジタル信号をアナログ変換してなる整定
時間制御信号を出力するＤ／Ａコンバータ、２３はＤ／
Ａコンバータ２２から出力される整定時間制御信号を増
幅するアンプ、２４はコンデンサである。

【００３２】図３は、この第１実施例の動作を説明する
ための波形図であり、実線２５はＤ／Ａコンバータ５か
ら出力される偏向信号、実線２６はアンプ６から出力さ
れる偏向信号、実線２７はアンプ２３から出力される整
定時間制御信号、実線２８は偏向電極３Ａに印加される
偏向信号、破線２９は図７に示す従来の電子ビーム露光
装置において偏向電極３Ａに印加される偏向信号を示し
ている。

【００３３】即ち、この第１実施例においては、Ｄ／Ａ
コンバータ５から出力される偏向信号が電圧変化を開始
した場合、まず、アンプ２３から出力される整定時間制
御信号の電圧を偏向信号の電圧変化と逆方向に同一電圧
だけ変化させる。

【００３４】次に、アンプ６から出力される偏向信号が
アンプ６の出力端において略整定する時点で、整定時間
調整信号の電圧を偏向信号の電圧変化と同一方向に同一
電圧だけ変化させ、元の電圧値に戻すようにする。

【００３５】このようにする場合には、整定時間調整信
号の電圧値を元の電圧値に戻す場合の影響で、偏向電極
３Ａに印加される偏向信号の電圧変化の整定する時点を
アンプ６から出力される偏向信号がアンプ６の出力端で
整定する時点とし、偏向電極３Ａに印加される偏向信号
の電圧変化の整定時間をアンプ６から出力される偏向信
号の整定時間と同一のＴb−Ｔaとすることができる。

【００３６】また、図４は、ケーブル７の偏向電極３Ａ
端における反射により偏向電極３Ａに印加される偏向信
号にリンギングが発生した場合における対処を説明する
ための波形図であり、実線３０は、アンプ２３から出力
させるべき整定時間制御信号を示している。

【００３７】即ち、この第１実施例においては、ケーブ
ル７の偏向電極３Ａ端における反射により偏向電極３Ａ
の電圧変化にリンギングが発生した場合、アンプ２３か
ら出力させるべき整定時間制御信号は、実線３０に示す
ように、その電圧変化方向を、アンプ６から出力される
偏向信号の電圧変化の方向と逆にし、電圧変化の大きさ
を偏向信号の電圧変化の大きさと同一にし、電圧変化の
タイミングをアンプ６から出力される偏向信号の電圧変
化のタイミングよりも早い時点、例えば、２０nsecだけ
早い時点とするような信号とする。

【００３８】ここに、図５は、このようにした場合の効
果を示しており、実線３１は、この第１実施例における
偏向電極３Ａに印加される偏向信号、実線３２は、図７
に示す従来の電子ビーム露光装置における偏向電極３Ａ
に印加される偏向信号を、それぞれ、両者の立ち上がり
のタイミングを同一にし、レベルをシフトして示してい
る。

【００３９】この図５においては、従来では、偏向電極
３Ａに印加される偏向信号の整定時間として２００nsec
を必要とした場合においても、図４に実線３０で示す整
定時間制御信号をコンデンサ２４を介して偏向電極３Ａ
に印加するようにした場合には、偏向電極３Ａに印加さ
れる偏向信号の整定時間を１５０nsecに短縮することが
できた場合を示している。

【００４０】このように、この第１実施例によれば、偏
向電極３Ａに印加される偏向信号の電圧変化の立ち上が
り、立ち下がりを急峻化することができ、また、偏向電
極３Ａに印加される偏向信号にリンギングが発生してし
まうような場合においては、このリンギングが収まる時
間を短くすることができるので、偏向電極３Ａに印加さ
れる偏向信号の整定時間の短縮化を図り、電子ビームの
遮断時間を短縮し、スループットの向上を図ることがで
きる。

【００４１】第２実施例・・図６ 図６は本発明の第２実施例の要部を示す図であり、図
中、３３は偏向電極３Ａの裏側に偏向電極３Ａと所定の
間隔をもって対向するように設けられた導体板であり、
この第２実施例においては、偏向電極３Ａ自体を一方の
電極、導体板３３を他方の電極としてコンデンサ３４が
構成されており、その他については、図２に示す第１実
施例と同様に構成されている。

【００４２】この第２実施例においても、第１実施例と
同様に動作させる場合には、偏向電極３Ａに印加される
偏向信号の電圧変化の立ち上がり、立ち下がりを急峻化
することができ、また、偏向電極３Ａに印加される偏向
信号にリンギングが発生してしまうような場合において
も、このリンギングが収まる時間を短くすることができ
るので、偏向電極３Ａに印加される偏向信号の整定時間
の短縮化を図り、電子ビームの遮断時間を短縮し、スル
ープットの向上を図ることができる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、偏向電
極に印加される偏向信号の電圧変化の立ち上がり、立ち
下がりを急峻化することができ、また、偏向電極に印加
される偏向信号にリンギングが発生してしまうような場
合においては、このリンギングが収まる時間を短くする
ことができるので、偏向電極に印加される偏向信号の整
定時間の短縮化を図り、荷電粒子ビームの遮断時間を短
縮し、スループットの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の第１実施例の要部を示す図である。

【図３】本発明の第１実施例の動作を説明するための波
形図である。

【図４】本発明の第１実施例の動作を説明するための波
形図である。

【図５】本発明の第１実施例の効果を説明するための波
形図である。

【図６】本発明の第２実施例の要部を示す図である。

【図７】従来の電子ビーム露光装置の一例の要部を示す
図である。

【図８】図７に示す従来の電子ビーム露光装置の動作を
説明するための波形図である。

【符号の説明】

１１ 荷電粒子ビーム １２ 静電偏向器 １３Ａ、１３Ｂ 偏向電極 １４ コンデンサ １５ 整定時間制御信号発生回路 １６ 整定時間制御信号発生回路の出力端子 １７ アンプ １８ ケーブル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試料に照射すべき荷電粒子ビーム（１１）
   を露光データによって指定された位置に偏向する少なく
   とも１個の静電偏向器（１２）を備え、この少なくとも
   １個の静電偏向器（１２）を構成する偏向信号が印加さ
   れる偏向電極（１３Ａ）は、コンデンサ（１４）を介し
   て、前記偏向信号の電圧変化に対して所望のタイミング
   で前記偏向信号の電圧変化と同一又は逆方向に電圧変化
   する整定時間制御信号を出力する整定時間制御信号発生
   回路（１５）の出力端子（１６）に接続されていること
   を特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。
2. 【請求項２】前記コンデンサ（１４）は、前記偏向信号
   が印加される偏向電極（１３Ａ）自体を一方の電極、前
   記偏向電極（１３Ａ）の裏側に所定の間隔を以て配置さ
   れた導体板を他方の電極として構成されていることを特
   徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム露光装置。
3. 【請求項３】前記整定時間制御信号は、電圧変化の方向
   を前記偏向信号の電圧変化の方向と同一にし、電圧変化
   の大きさを前記偏向信号の電圧変化の大きさと同一に
   し、電圧変化のタイミングを前記偏向信号が前記偏向信
   号を出力するアンプ（１７）の出力端において略整定す
   る時点とする信号であ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露光装置。
4. 【請求項４】前記整定時間制御信号は、電圧変化の方向
   を前記偏向信号の電圧変化の方向と逆にし、電圧変化の
   大きさを前記偏向信号の電圧変化の大きさと同一にし、
   電圧変化のタイミングを前記偏向信号が前記偏向信号を
   出力するアンプ（１７）の出力端においてする電圧変化
   のタイミングよりも早くする信号であることを特徴とす
   る請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム露光装置。