JPH07326314A - ノイズ電流による荷電ビームの振動を除去する方法及び装置 - Google Patents

ノイズ電流による荷電ビームの振動を除去する方法及び装置

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JPH07326314A
JPH07326314A JP6117927A JP11792794A JPH07326314A JP H07326314 A JPH07326314 A JP H07326314A JP 6117927 A JP6117927 A JP 6117927A JP 11792794 A JP11792794 A JP 11792794A JP H07326314 A JPH07326314 A JP H07326314A
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JP
Japan
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noise current
housing block
housing
charged beam
structure inside
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JP6117927A
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Masahide Okumura
正秀 奥村
Hidetoshi Sato
秀寿 佐藤
Hirozumi Ando
宏純 安藤
Yasunari Hayata
康成 早田
Toshiyuki Morimura
利幸 森村
Norio Saito
徳郎 斉藤
Koji Nagata
浩司 永田
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 荷電ビーム筐体に有害なノイズ電流が流れる
ことによって生じる荷電ビームの振動(位置変動)を除
去する。 【構成】 荷電ビームの通路を横切る向きの磁場に対し
て偏向感度を有する対物偏向ブロック4の周囲を取り囲
むように分流部材40を配置し、分流部材40の一端を
投射レンズブロック3に、他端は、試料室5に接続す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスの製造
などに用いられる電子ビーム描画装置をはじめとする荷
電ビーム装置に係わり、特に、ノイズに強い荷電ビーム
筐体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子ビ−ムやイオンビームを利用した荷
電ビーム応用装置は、電子ビーム描画装置、電子顕微
鏡、走査形電子顕微鏡、イオンビーム加工装置等多くの
種類がある。これら荷電ビーム応用装置、特に電子ビー
ムは、その性質上磁場の影響を受けやすい。例えば、電
子ビームの通路を横切る向きのノイズ磁場があると、電
子ビームは偏向作用を受けて位置変動を生じ、電子ビー
ム描画装置の場合は描画精度を低下させてしまう。電子
ビーム筐体内部にノイズ磁場が生じる理由は、電子ビー
ムの通路に沿った電気的導体部にノイズ電流が流れ、そ
の電流によって偏向磁界が発生するためである。この対
策は、電子ビーム筐体(電気的にはアースである。)に
ノイズ電流を流さないことであるが、実際にはなんらか
の原因によって流れる。ノイズ電流の流入経路は不明確
なことが多く、従来は周辺回路の電源や配線、特にアー
ス廻りの配線実装を、試行錯誤しながら最適化してい
た。しかし、多くの場合ノイズ電流を完全に絶つことは
できないため、特に電子ビーム描画装置の場合、接続精
度を低下させる重要な要因の1つになっていた。
【0003】なお、J.Vac.Sci.Technol.B11(6),Nov/Dec
1993 2309-2312に記載のEL−4column an
d controlによれば、材質ミューメタルの電子
ビーム筐体の外側にもう一つの筒を設けた二重構造電子
ビーム筐体とし、この結果、外部磁場のビームへの干渉
を低減できたと報告されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以下、ノイズ電流が電
子ビーム筐体に流れる理由の1例と、ノイズ電流によっ
て電子ビームが偏向を受ける理由を図2図3により説明
する。図2は電子ビーム描画装置を例にとって、真空排
気装置をノイズ源と仮定したときのノイズ電流の流れる
経路を示している。同図にて、1は電子ビーム筐体であ
って、電子銃筐体部2、投射レンズ筐体部3、対物偏向
筐体部4、試料室5の各筐体ブロックから成る。6は高
圧電源、7は電子源、8はコイルや静電偏向板などの偏
向器、10はウエハーである。11はイオンポンプやタ
ーボポンプなどの真空装置、12はその電源である。電
子源7から放出された電子ビーム15は、投射レンズ筐
体部3、対物偏向筐体部4によって制御され、ウエハー
10上にICパターンを描画する。
【0005】上記構成にて真空装置11の電流は、交流
電流あるいはリップルが含まれる直流I0とする。この
場合、電源12と真空装置11との間で流れる電流I0
はキルヒホッフの法則に従い、3つの閉ループが
形成され、I1+I2+I3=I0の関係となる。つま
り、同図に示しているようにノイズ電流I2+I3が投
射レンズ筐体部3、対物偏向筐体部4に流れる。以下、
対物偏向筐体部4に電流が流れると偏向電界が生じる理
由を説明する。
【0006】図3(1)は電子ビーム筐体の断面図を示
しており、ノイズ電流I2+I3は、締め付けボルト3
0および筐体間の不均一な電気的接触部を介して下の筐
体部へ流れ込む。これら接触部の接触抵抗はそれぞれ異
なるため、流入する電流の大きさは筐体の個所個所によ
って異なり、結局筒形の筐体には不均一な電流が流れ
る。あるいは、筐体内部の構成要素の電気抵抗の不均一
性による構成要素の不均一な通過電流が流れる。この理
由によって、たとえば、対物偏向筐体部4を上から下に
通過する電流は中心線31の左側斜線部に流れる電流の
大きさと、右側斜線部に流れる電流の大きさは異なる。
図3−(2)は、投射レンズ筐体部3と対物偏向筐体部
4との接続部をB、対物偏向筐体部4と試料ステージ5
との接続部をCとして、中心線31の左側のB−C間抵
抗をRlとし、右側のB−C間抵抗をRrとしたときの
等価回路を示している。同図に示しているように上記理
由による抵抗値の違いによって、流入電流は大きさの異
なるIRlとIRrとに分流される。導体に電流が流れ
るとその大きさに比例した強さの磁界が発生することは
周知であり、この磁力線を同図31、32で示した。上
から下への矢印15は電子ビームである。たとえば、I
Rl<IRrと仮定するとIRrによって生じる磁力線
の方が強いため、電子ビーム15は点線の位置から実線
の方向に偏向を受ける。つまり、ノイズ電流I2+I3
が筐体に流れると、電子ビームは偏向されてしまう。
【0007】本発明は、電子ビーム筐体にノイズ電流が
流れ、電子ビームが振らされるという問題を解決するた
めになされたものであり、ノイズ電流による偏向作用を
大きく受ける筐体ブロック部にはノイズ電流を流さない
ようにする方法および手段を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明においては、筐体ブロックを積み重ねることに
よって構成される荷電ビーム装置において、筐体に電流
が流れると荷電ビームに対して偏向作用を生じせしめる
筐体ブロックの上下を、良導体で挾むことによって筐体
ブロックに流れるノイズ電流を分流する。あるいは上記
筐体内の、電流が流れると偏向作用が生じる箇所を、絶
縁することによってノイズ電流を遮断する。あるいは筐
体ブロックを絶縁して、別途設けられる電気的良導体を
もちいて、この良導体にノイズ電流を流す。
【0009】
【作用】上記手段によれば、偏向作用を生じせしめる筐
体ブロックにはノイズ電流が流れなくなる。このことに
よって、ノイズ電流による荷電ビームの振動を防止でき
る。
【0010】
【実施例】
(実施例1)本実施例では、本発明に係るノイズ電流に
よる荷電ビームの振動を除去する方法及び装置に関し
て、基本的な構成と動作とについて、図1を用いて説明
する。(1)は荷電ビーム筐体の断面図を示しており、
電子銃筐体部2、投射レンズ筐体部3、対物偏向筐体部
4、試料室5の各筐体ブロックから成る。40は材質:
軟銅板(パーマロイと比べ導電率の大きい金属であれば
良い)の分流部材であり、対物偏向筐体部4を上下に挾
むように取付けボルト41、42で固定し、対物偏向筐
体部4の周辺に所定間隔で、所定本数を取り付ける。同
図(2)は電気的等価回路を示している。Rsは分流部
材40の抵抗、Rl、Rrは前述した対物偏向筐体部4
を左右に分割したときのそれぞれの抵抗である。分流部
材は、軟銅、厚さ2mm、幅25mm、長さ250mm
とした。この場合、分流部材1本あたりの電気抵抗は約
0.1ミリオームとなる。対物偏向筐体部4はその内臓
物を含む抵抗を推定するのは困難であるため、内臓物は
存在していないと仮定する。そして、筐体材質をパーマ
ロイとし、壁の厚さを10mmとし、その他条件を上記
分流部材と同じであるとすると、パーマロイの体積固有
抵抗は軟銅の概ね30倍であるから、電気抵抗は0.6
ミリオームとなる。つまり、図1の(2)において対物
偏向筐体部4の抵抗Rl,Rrに流れるノイズ電流を従
来の15%に低減できる。
【0011】(実施例2)上記実施例によれば、対物偏
向筐体部のノイズ電流を低減できるが、ゼロにすること
はできない。また、低減率が接触抵抗の影響を受けて変
化することがある。この問題は、筐体ブロックあるいは
筐体ブロック内部の構造体を通過する電流の流入部、あ
るいは流出部のいずれか一方を絶縁することによって電
気抵抗を大きくすれば解決できる。図4にその実施例を
示す。投射レンズ筐体部3と、対物偏向筐体部4との間
に絶縁物50を挿入した。このようにすると、全てのノ
イズ電流は分流部材40に流れるので電子ビームの位置
変動を完全に除去できる。
【0012】(実施例3)図5は、絶縁物50を対物偏
向筐体部4と試料室5との間に挿入した場合の実施例を
示している。目的、効果は、図4と同じである。
【0013】(実施例4)一般に対物偏向筐体部4は外
側にレンズコイルと磁路を形成する磁性体があり、その
内側に真空シール、アース電極、電子光学素子がある。
アースに流れる電流は、特に内側のアース部に流れる成
分が直接電子に影響を及ぼす。したがって、筐体内部の
アースを分離することもノイズの影響を低減することに
有効である。図6は、対物偏向筐体部4内に配置される
対物コイル60の磁路61にノイズ電流が流れる場合の
実施例を示している。具体的には、磁路61の周囲を絶
縁物62で絶縁した。そして、電気的基準点つまりアー
スは、磁路61の上部の位置Aで筐体の内壁と接続し
た。このようにすると磁路61にノイズ電流が流れるこ
とによって生じるノイズ磁界は生じなくなる。したがっ
て、磁路61が課題の主因となるような装置構造の場
合、対物偏向筐体部4の壁の構造材(パーマロイなど)
が、分流部材として機能する。もちろん必要に応じて、
前述の独立した分流部材を対物偏向筐体部4の周辺に設
けても構わない。
【0014】本発明の目的とするところは、荷電ビーム
筐体に有害な電流が流れ、そのことによって引き起こさ
れる荷電ビームの位置変動を防止することであり、荷電
ビームを取り囲む金属部にノイズ電流が流れないよう
に、換言すれば、荷電ビームを偏向するような不均衡な
大きさの電流を流さないようにすることである。したが
って、この目的を達成する方法は幾つも考えられ、上記
実施例は、それらの一例を示したものである。
【0015】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明に係るノ
イズ電流による荷電ビームの振動を除去する方法及び装
置によれば、荷電ビーム筐体に有害なノイズ電流が流れ
ることによって引き起こされる荷電ビームの振動(位置
変動)を除去できる。電子ビーム描画装置に適用した場
合、接続精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成と原理を示す図。
【図2】筐体ブロックにノイズ電流が流れる理由を説明
する図。
【図3】筐体に電流が流れるとビームが偏向されること
を説明する図。
【図4】本発明の第1の実施例を示す図。
【図5】本発明の第2の実施例を示す図。
【図6】本発明の第2の実施例を示す図。
【符号の説明】
1・・・荷電粒子ビーム筐体 2・・・電
子銃筐体部 3・・・投射レンズ筐体部 4・・・対
物偏向筐体部 5・・・試料室 40・・・分
流部材 50・・・絶縁物 60・・・
対物コイル 61・・・磁路 62・・・
絶縁物
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 7/20 521 G21K 5/04 M H01J 37/305 B 9172−5E H01L 21/027 (72)発明者 早田 康成 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 森村 利幸 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 斉藤 徳郎 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 永田 浩司 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】筐体ブロックを積み重ねることによって荷
    電ビーム筐体が構成される荷電ビーム装置において、荷
    電ビームの通路を横切る向きの磁場に対して偏向感度を
    有する筐体ブロック、あるいは、筐体ブロック内部の構
    造体であって、該筐体ブロックあるいは筐体ブロック内
    部の構造体を通過するノイズ電流を、該筐体ブロックあ
    るいは筐体ブロック内部の構造体への流入部において取
    り出し、該筐体ブロックあるいは筐体ブロック内部の構
    造体を通過するノイズ電流の流出部に、上記流入部にお
    いて取り出したノイズ電流を流すことによって、上記筐
    体ブロックあるいは、筐体ブロック内部の構造体にはノ
    イズ電流が流れないようにすることを特徴とするノイズ
    電流による荷電ビームの振動を除去する方法。
  2. 【請求項2】筐体ブロックを積み重ねることによって荷
    電ビーム筐体が構成される荷電ビーム装置において、荷
    電ビームの通路を横切る向きの磁場に対して偏向感度を
    有する筐体ブロック、あるいは、筐体ブロック内部の構
    造体であって、上記筐体ブロックあるいは筐体ブロック
    内部の構造体を通過するノイズ電流を、該筐体ブロック
    あるいは筐体ブロック内部の構造体への流入部において
    取り出す手段と、該筐体ブロックあるいは筐体ブロック
    内部の構造体の上記通過するノイズ電流の流出部に、上
    記流入部において取り出したノイズ電流を流す手段より
    なることを特徴とするノイズ電流による荷電ビームの振
    動を除去する装置。
  3. 【請求項3】良導体の一端を、上記筐体ブロックあるい
    は筐体ブロック内部の構造体を通過するノイズ電流の流
    入部に接続し、上記良導体の他端を上記筐体ブロックあ
    るいは筐体ブロック内部の構造体を通過するノイズ電流
    の流出部に接続することを特徴とする請求項2記載のノ
    イズ電流による荷電ビームの振動を除去する装置。
  4. 【請求項4】上記良導体の電気抵抗は、上記筐体ブロッ
    クあるいは筐体ブロック内部の構造体の電気抵抗よりも
    小さいことを特徴とする請求項3記載のノイズ電流によ
    る荷電ビームの振動を除去する装置。
  5. 【請求項5】上記筐体ブロックあるいは筐体ブロック内
    部の構造体を通過するノイズ電流の流入部、あるいは流
    出部のいずれか一方を絶縁することによって電気抵抗を
    大きくし、このことによって、上記良導体の電気抵抗を
    上記筐体ブロックあるいは筐体ブロック内部の構造体の
    電気抵抗よりも相対的に小さくすることを特徴とする請
    求項4記載のノイズ電流による荷電ビームの振動を除去
    する装置。
  6. 【請求項6】請求項2から5までのいずれかに記載のノ
    イズ電流による荷電ビームの振動を除去する装置を備え
    たことを特徴とする荷電ビーム装置。
  7. 【請求項7】請求項2から5までのいずれかに記載のノ
    イズ電流による電子ビームの振動を除去する装置を備え
    たことを特徴とする電子ビーム描画装置。
JP6117927A 1994-05-31 1994-05-31 ノイズ電流による荷電ビームの振動を除去する方法及び装置 Pending JPH07326314A (ja)

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JP (1) JPH07326314A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012049045A (ja) * 2010-08-30 2012-03-08 Hitachi High-Technologies Corp 計測または検査装置およびそれを用いた計測または検査方法
JP2012518898A (ja) * 2009-02-22 2012-08-16 マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー.ブイ. 荷電粒子リソグラフィ装置と、真空チャンバー内の真空を生成する方法
US8890096B2 (en) 2012-07-06 2014-11-18 Hitachi High-Technologies Corporation Measuring/inspecting apparatus and measuring/inspecting method enabling blanking control of electron beam
US9368324B2 (en) 2013-01-18 2016-06-14 Hitachi High-Technologies Corporation Measurement and inspection device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012518898A (ja) * 2009-02-22 2012-08-16 マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー.ブイ. 荷電粒子リソグラフィ装置と、真空チャンバー内の真空を生成する方法
JP2012049045A (ja) * 2010-08-30 2012-03-08 Hitachi High-Technologies Corp 計測または検査装置およびそれを用いた計測または検査方法
US8890096B2 (en) 2012-07-06 2014-11-18 Hitachi High-Technologies Corporation Measuring/inspecting apparatus and measuring/inspecting method enabling blanking control of electron beam
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