JPH097538A

JPH097538A - 荷電ビーム描画装置

Info

Publication number: JPH097538A
Application number: JP7159063A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Shimazu; 信生島津; Kenichi Saito; 賢一斎藤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1995-06-26
Filing date: 1995-06-26
Publication date: 1997-01-10

Abstract

(57)【要約】【目的】クーロン効果を低減して大ビーム電流を得
る。【構成】熱電界を放出する電子銃１０と、この電子銃
１０のクロスオーバ１１から試料面に向かう荷電ビーム
１２，１３を複数の荷電ビームに分割，偏向および結像
するマルチ荷電ビーム光学系と、電子銃１０のクロスオ
ーバ１１から発生した荷電ビームが試料２２面に向かう
領域において分割された複数の荷電ビームを再び全体と
して一つのクロスオーバを形成させることなく試料面２
２面上に加速，投影させる荷電ビーム光学系とを有して
構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子ビームやイオンビ
ームなどの荷電ビームを用いて試料であるウエハまたは
ガラス基板上に高速かつ高精度にＬＳＩやその他のパタ
ンを描画する荷電ビーム描画装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光を用いてマスク上に形成されたＬＳＩ
などのパタンを試料（ウエハ）面上に転写する装置は、
光の回折現象という原理的な限界の存在により微細パタ
ンの形成が困難になっている。実際、この限界近くまで
微細なパタンを形成しようとすると、光学系の焦点深度
が浅くなり、レジスト膜厚の制御などの厳しい制限が生
じる。このため、レジスト塗布装置などの関連装置も含
めた全体の転写装置は複雑かつ高価となる。また、回折
現象の限界により、光を用いた転写装置では将来必要と
なる０．１５μｍ未満の微細パタンの形成は不可能であ
る。このような問題を改善したものとしては、波長が短
いＸ線や電子ビームまたはイオンビームを用いたパタン
転写装置が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなパタン転写装置は、薄膜よりなるマスクを用いてお
り、膜の厚さは、Ｘ線の２μｍから電子ビームの場合の
２５μｍといずれも極めて薄い。このため、マスク上で
の高精度なパタン形成、特に高精度な位置決めが困難で
あり、仮に高精度なパタン形成ができたとしても、今度
は転写時のＸ線や荷電ビームの照射によってマスクが加
熱され、熱変形によって転写パタンに位置誤差が発生す
るという問題があった。

【０００４】また、パタン設計の結果を用いて電子ビー
ムなどの荷電ビームで直接ウエハ面上に描画するウエハ
直接描画法は、前述した問題がなく、さらにはマスクの
製造工程および検査工程を不要とする極めて有効な方法
である。しかし、従来の電子ビーム描画装置は、スルー
プットが低いために広く用いられていない。これは荷電
ビームの電流値が増すと、ビーム間のクーロン反発力で
ビームがぼけるというクーロン効果が低スループットの
原理的な原因である。仮に、この現象がなく、大電流が
得られたとしても、従来の可変成形ビーム方式の電子ビ
ーム描画装置では、１本のビームでパタンを描画してい
るためにビーム電流密度が高くなる。

【０００５】このため、ビームを偏向，ブランキング
（ビームのオン，オフ）してパタン描画するための回路
に高速性能が要求され、高スループット化は困難であ
る。また、ビーム偏向量を大きくすることで試料ステー
ジ移動の無駄時間を低減しようとすると、回路の出力ダ
イナミックレンジが大きくなり、高速，高精度，大出力
ダイナミックレンジの両立を要し、回路系が極めて高価
なものになっていた。

【０００６】また、高スループット化は、パタン描画時
間の短縮だけでは実現できない。描画前のマーク検出の
無駄時間も高スループット化の阻害要因である。さら
に、従来の荷電ビーム描画装置共通の問題としてウエハ
などの試料は真空内に入れて描画するため、真空容器，
真空容器内への装填機構，真空内ＸＹステージおよび真
空排気装置などを要し、これらは装置を大形化させると
ともに高価格化を招いていた。

【０００７】したがって本発明は、前述した従来の課題
を解決するためになされたものであり、その目的は、ク
ーロン効果を低減して大ビーム電流を得る。また、他の
目的は、複数のビームでパタン描画することでビーム偏
向回路に対して出力のダイナミックレンジを低減し、極
端な高速性を偏向回路に課すことなしに高速パタン描画
を実現する。

【０００８】さらに、他の目的は、パタン描画に平行し
て次に描画するウエハのマーク検出を行うことでマーク
検出の無駄時間を発生させないようにして高スループッ
トを実現する。また、他の目的は、大気中に設置した試
料にパタン描画を可能にすることで荷電ビーム描画装置
の小形化および低価格化を図る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、熱電界を放出する電子銃と、この電
子銃のクロスオーバから試料面に向かう荷電ビームを複
数の荷電ビームに分割，偏向および結像するマルチ荷電
ビーム光学系と、電子銃のクロスオーバから発生した荷
電ビームが試料面に向かう領域において分割された複数
の荷電ビームを試料面上に加速，投影させる荷電ビーム
光学系とを有して構成されている。

【００１０】

【作用】本発明においては、電子銃から放出された荷電
ビームを複数の荷電ビーム群に分割することにより、ク
ーロン効果が低減できるので、大電流で微細な荷電ビー
ム像が試料面に形成される。

【００１１】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は、本発明による荷電ビーム描画装置の
一実施例を説明する図であり、図１（ａ）は荷電ビーム
として電子ビームを用いた場合の基本構成を主として光
学系の観点から説明する断面図，図１（ｂ）〜（ｄ）は
描画時の光学系の誤差およびその補正方法を説明する平
面図である。図１（ａ）において、１０は強磁場内にチ
ップを配置することにより高輝度でかつ径の小さいクロ
スオーバ１１が形成可能な熱電界放出形の電子銃であ
り、１２，１３はクロスオーバ１１から発散した電子軌
道を示している。

【００１２】クロスオーバ１１から発散した電子は、照
射レンズ１４の作用により平行ビームとなり、マルチ荷
電ビーム光学系を構成する第１アインツエルレンズ１５
に入射する。この第１アインツエルレンズ１５は、マト
リクス状に配列した複数の円形状の開口を有し、入射し
た電子ビームは複数の電子ビームに分割される。このた
め、各々の電子ビームの電流値は小さな値をとることに
なり、クーロン効果は著しく低減し、クロスオーバを形
成しても電子ビーム像のぼけは無視できる程度である。

【００１３】第１アインツエルレンズ１５を通過した電
子ビームが最初にクロスオーバを形成する位置に小さな
開口をマトリクス状に配置したブランキングアパーチャ
１７が配設され、このブランキングアパーチャ１７によ
るブランキング動作は、マトリクス状に配置したブラン
キング偏向器１６により実行される。このブランキング
アパーチャ１７を通過した電子ビームは、第２アインツ
エルレンズ１９による結像作用と、後段加速電極２０に
よる加速作用とを受ける。これらの電子ビームは、大気
中取り出し部２１を通過し、ウエハまたはマスクなどの
試料２２上に元のクロスオーバ１１の像を結像する。

【００１４】パタン描画中は、試料２２は矢印２３で示
す方向、すなわち、Ｘ方向に連続的に移動し、レーザ測
長機による実時間での測長結果を基準として試料２２の
表面上の像が偏向器１８で偏向され、かつブランキング
偏向器１６でブランキングされる。以上の描画に平行し
て同一の試料ステージに搭載されている未描画の他の試
料に対してマーク検出が行われるが、これについては別
の図面を用いた上記構成および動作の詳細説明の中で別
途説明する。

【００１５】図２は、前述した熱電界放出形電子銃部１
０の構成を説明する断面図である。図２において、強励
磁レンズ１０１は、コイル１０２によって強励磁場を発
生する。この磁場内に電子銃エミッタ１０３が配設さ
れ、引き出し電極１０４および加速電極１０５によって
電子は引き出され、かつ所望の電位に加速される。強励
磁場によって電子の横方向移動が強く制限されるため、
この電子銃部１０は、小さい径でありながら、大ビーム
電流値を有するクロスオーバ１１を形成できる。

【００１６】図３は、前述した第１アインツエルレンズ
１５の構成を示す斜視図である。図３において、この第
１アインツエルレンズ１５は、３枚の電極板１５１，１
５２，１５３を有し、これらの電極板１５１〜１５３の
それぞれに円形状の開口１５４がマトリクス状に配設さ
れている。また、これらの電極板１５１〜１５３は、円
形状の開口１５４がビーム軸方向から見て一致するよう
に重ね合わされ、重ね合わされた円形状の開口１５４を
通過する電子ビームの各々は、前述した電極板１５１〜
１５３に印加して発生させた静電場によってレンズ作用
を受ける。この様子は、前述した図１の電子ビームの軌
道１２，１３で示されているとおりである。なお、前述
した第２アインツエルレンズ１９もこの第１アインツエ
ルレンズ１５と全く同様の構成で形成されている。

【００１７】図４（ａ），（ｂ）は、前述したブランキ
ングアパーチャ１７，後段加速電極２０の構成をそれぞ
れ説明する斜視図である。図４（ａ）において、ブラン
キングアパーチャ１７は、図３に示す電極板１５１〜１
５３の円形状開口１５４の中心と一致するように電極板
１７１にマトリクス状に円形状の開口１７２を配設して
形成され、ブランキングアパーチャとしての機能を有し
ている。この円形状の開口１７２は、円形状開口１５４
よりも開口径が小さく形成されている。なお、ブランキ
ングアパーチャ面上での偏向量は、開口１７２の半径よ
りも大であれば良い。

【００１８】また、図４（ｂ）において、後段加速電極
２０は、図３に示す電極板１５１〜１５３の円形状開口
１５４の中心と一致するように後段加速電極板２０１に
マトリクス状に円形状の開口２０２を配設して形成さ
れ、電子ビームに最終加速を付加する機能を有してい
る。この円形状の開口２０２の半径は、電子ビームがパ
タン描写の際に偏向され、ここを通過する軌道が変わっ
ても、阻止されることがなく、かつ最低限の大きさを有
して形成されている。

【００１９】図５は、前述したブランキング偏向器１６
の構成を説明する斜視図である。図５において、電子ビ
ームは、第１アインツエルレンズ１５の第３電極板１５
３を通過する。１６４はこのマルチ荷電ビーム光学系の
光軸を示している。この光軸１６４に沿って電子ビーム
は、ブランキング偏向器１６の一対の偏向電極１６２で
囲まれた空間を通過する。この偏向電極１６２には配線
１６３が接続されており、ブランキングのための電子ビ
ーム偏向用電圧が印加される。

【００２０】図６（ａ），（ｂ）は、前述した電子ビー
ムの大気取り出し部２１の構成およびこれに関連してパ
タン描画動作を説明するための斜視図である。図６
（ａ）において、電子ビームの大気取り出し部２１は、
大気中取り出し基板２１１にＹ方向に長い溝２１２を有
し、この底面、すなわち図１で示した試料２２側の面に
は薄膜２１３が貼られて大気と真空との間を隔ててい
る。ここで２１４は、マルチ荷電ビーム光学系の光軸が
取り出し板２１１と交わる点を示している。溝２１２の
Ｘ方向の幅は小さくて良く、この結果、薄膜２１３でも
大気圧に抗することが可能である。この理由について図
６（ｂ）を用いて説明する。

【００２１】まず、これまでは、マルチ荷電ビーム光学
系は、説明を簡単にするために単にマトリクス状に配置
するとしてきたが、正確には、図６（ｂ）に示すように
各々の列は完全な格子状の配置からＹ方向に相互に距離
Ｌ２だけずれて配置されている。ここで、マルチ荷電ビ
ーム光学系がＭ行Ｎ列の配置であり、距離Ｌ１を各行の
相互の間隔とすると、距離Ｌ２＝Ｌ１／Ｎである。パタ
ン描画の際には、ステージがＸ方向に連続的に移動する
間に試料面上で電子ビームはＹ方向に距離Ｌ２の量の偏
向を繰り返す。図６（ｂ）の斜線部の領域２１５は、左
下隅にあるマルチ荷電ビーム光学系の一つが、ステージ
が距離Ｌ４だけ移動する間に電子ビーム照射で照射でき
る領域を示している。この際のステージ速度は、レジス
ト感度と電子ビーム電流密度の値とから決定される。こ
の動作は、全てのマルチ荷電ビーム光学系において同時
に実行する。

【００２２】試料面をＸ方向に連続移動描画をした後、
試料をＹ方向に距離Ｌ５だけステップアンドリピート移
動して再びＸ方向への連続移動描画を行う。この動作を
繰り返すことで試料全面の電子ビーム照射を行う。この
試料全面の電子ビーム照射において、電子ビームはＹ方
向に距離Ｌ２の量だけ偏向するのみで良い。電子ビーム
のＸ方向の偏向量は、レーザ測長情報を得てから、実際
に電子ビーム照射をするまでの極めて短い時間における
ステージ速度変動などで生ずるビーム照射位置誤差を補
正するための長さで良いため、距離Ｌ２に比べると、極
めて小さい。したがって引き出し溝２１２のＸ方向の幅
は極めて小さくて良い。

【００２３】電子ビームは、試料近傍で大気中に取り出
されるため、試料は大気中に設置が可能である。このた
め、試料は真空チャックを用いて試料の反りが平坦化さ
れ、かつ保持されている。さらに真空内と比べると、容
易に大形の試料用ステージが製造可能であるため、本実
施例では、図７（ａ），（ｂ）に示すようにステージ２
２１に２枚の試料を搭載している。

【００２４】図７は、描画およびマーク検出の平行動作
を説明するための図である。本実施例では、図示したよ
うに２つのマーク検出部２２６を有している。まず、図
７（ａ）に示すようにマルチ荷電ビーム光学系を内蔵す
る電子光学系部２２２の直下の試料２２３が電子ビーム
でパタン描画されている間にマーク検出部２２６の直下
の試料２２４のマークが検出される。次に描画済みの右
側の試料２２３のみを交換し、試料２２５を装填し、図
７（ｂ）に示すように試料２２４を描画し、同時に新た
にステージに設置した右側の試料２２５のマークを検出
する。この動作の終了後、今度は左側の描画済みの試料
２２４を交換する。

【００２５】以下、この動作を繰り返すことにより試料
のステージ上での乗せ換えなどの動作無しにマーク検出
と描画とを同時に実行する。なお、ここでのマーク検出
部２２６は光を用いてＬＳＩなどのパタン転写をする光
ステッパに用いられているものと同じものを用いている
ため、ＬＳＩ各層のパタン描画において光ステッパとの
間に互換性がある。

【００２６】マーク検出部２２６は、マークのＸＹ面内
における位置を検出する機能と、試料面の高さを検出す
る機能とを有している。試料面の高さ情報は、パタン描
画の高精度化と、試料２２と電子ビームの大気中引き出
し部２１との間の小さい間隙を所定の値に設定するため
に用いられる。

【００２７】以上、本実施例の基本構成およびその動作
説明を行ったので、次に高精度描画を実現するための構
成および動作について再び図１を用いて以下に説明す
る。各々のマルチ荷電ビーム光学系の電子ビームが所定
の位置を偏向，照射することが高精度化の基本である。
偏向，照射位置のずれを測定するために本実施例では、
後段加速電極２０および大気中取り出し部２１の各々の
下面に反射電子検出器２８ａ，２８ｂを有している。こ
の反射電子検出器２８ａ，２８ｂと電子ビームとを用
い、ステージ上に固定されかつその位置が予め正確に測
定されている標準マークの位置を測定することにより、
電子ビームの光軸位置の誤差および電子ビームの偏向誤
差を測定する。

【００２８】これらの誤差は、各種の形態をとって現れ
るが、以下に主な誤差とその補正法について図１
（ｂ），（ｃ），（ｄ）を用いて説明する。これらの図
において、破線２５は所定の描画領域を示し、実線２６
は偏向，照射の誤差を含んだ描画結果を示す。図１
（ｂ）では、マルチ荷電ビーム光学系で全面描画する際
に描画結果が全体的に膨張（または収縮）する誤差を表
している。この誤差は、照射レンズ１４の励磁を変えて
対処する。誤差量は、通常数μｍ以下と小さいため、励
磁の変化量は僅かである。

【００２９】図１（ｃ）は、描画結果に回転を与える誤
差の存在を示している。この誤差も小さく、補正量は僅
かであるが、回転補正レンズ２４により補正する。ま
た、誤差としては、さらに小さい量であるが、矩形から
の形状を変える誤差を図１（ｄ）が表している。これに
は、光軸（Ｚ軸）を中心とする円周状に配置し、かつ電
子ビームの軌道をＺ軸と直角な方向に変化させるように
励磁される８組の非点補正コイル２７により補正する。
この非点補正コイル２７は誤差に応じた数に増減可能で
ある。

【００３０】高精度描画には、試料面に結像する電子ビ
ームを所期の寸法に調整し、その際の電流値を測定する
ことが必要である。この電子ビームの測定および調整を
単時間で実行するために本実施例では図８（ａ）に示す
ように試料ステージ２２１上において、かつマルチ荷電
ビーム光学系の各々の光軸の直下にビームが位置できる
ようにビーム検出器８１が配設されている。

【００３１】それぞれのビーム検出器８１は、ビーム電
流が多い場合には、図８（ｄ）に断面図で示すようにフ
ァラデーカップで良く、その上部に図８（ｂ）に斜視図
で示すように細線を十字形に配置したビーム遮蔽体８２
または図８（ｃ）に示すように頂角が９０度で端部がナ
イフエッジ状のビーム遮蔽体８３を配置すれば、ビーム
電流とビーム寸法との測定が可能である。しかし、本実
施例では、図８（ｅ）に断面図で示すように少ない電流
値でも高速なビーム検出ができるようにビーム検出器８
１の底部に半導体荷電ビーム検出器（ＳＳＤ）８５を配
置して高速，高感度のビーム検出を行っている。

【００３２】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
電子銃のクロスオーバから発散した荷電ビームを複数の
荷電ビーム群に分割することにより、クーロン効果を大
幅に抑制して大電流で微細な荷電ビーム像を試料面に形
成できるので、近年大規模化，複雑化の著しいＬＳＩに
あって、ＬＳＩパタンを極めて高速に描画できる荷電ビ
ーム描画装置が安価に実現できるという極めて優れた効
果が得られる。

【００３３】また、本発明では、電子銃として、強磁界
内にエミッタを配置した熱電界放出銃を用いることによ
り、大電流かつ微細なポイント状の荷電ビームを試料面
上に結像することが可能となり、微細パタンの描画にお
いても、荷電ビーム描画装置の生産性を高めることがで
きる。

【００３４】また、本発明では、マルチ荷電ビーム光学
系は、マトリクス状に開口部を有する３枚の電極板を間
隙を有して重ねた構成の静電形のアインツエルレンズ
と、マトリクス状の開口部に対応してマトリクス状に配
列したブランキング偏向器と、このブランキング偏向器
に対応してマトリクス状に配列されかつ荷電ビームを通
過または遮蔽する開口部を有するブランキングアパーチ
ャとから構成することにより、同時に複数の荷電ビーム
像の偏向，ブランキングを実施することにより目標とす
る描画速度を実現する上で必要とされる回路系の速度仕
様を、単一ビームの光学系の場合と比較して大幅に緩和
できる。さらに隣接するマルチ荷電ビーム光学系間の距
離をマトリクスの行数または列数で除した距離に相当す
る荷電ビームの偏向でパタン描画が可能なため、小偏向
対応、すなわち出力ダイナミックレンジの小さい回路系
の使用が可能となる。

【００３５】また、本発明では、マルチ荷電ビーム光学
系は、板状の電極に円形状の開口をマトリクス状に開口
した単純な構造物でレンズおよびアパーチャを形成でき
るので、多数の光学系からなるマルチ荷電ビーム光学系
を安価に構成できる。また、これらの構造物よりも構造
が複雑となるブランキング用などの偏向器も半導体製造
などに用いられている微細加工技術を転用できるため、
多数の偏向器を一括して製造できるので、低価格とな
る。

【００３６】また、本発明では、後段加速電極により後
段加速を行うので、試料面で荷電ビーム光学系の下面間
の距離、すなわちワーキングディスタンスを大にでき
る。また、偏向，ブランキングを行う領域では荷電ビー
ムのエネルギ、すなわち速度が低いため、偏向，ブラン
キングのための電圧印加や励磁の値が小さくて済む。

【００３７】また、本発明では、パタン描画用の偏向を
一方向、かつ小さい偏向量に限定して試料全面を描画す
るようにマルチ荷電ビーム光学系を配置するので、偏向
用の回路が安価となる。さらに大気封止用の溝の一方向
の長さを極めて短くできるので、薄膜を用いた大気封止
が実現でき、荷電ビームがこの薄膜を通過することで荷
電ビームを大気に取り出すことが可能となる。

【００３８】また、本発明では、試料を大気中に設置で
きるので、試料ステージが安価に製造できる。また、荷
電ビーム光学系の真空度を高めることができるので、保
守が容易となる。また、試料を真空室内に装填する機構
が不要となるので、装置全体が簡素化されて価格が低減
し、かつ信頼性が向上する。

【００３９】また、本発明では、描画とマーク検出とを
平行して実行できるので、荷電ビーム描画装置の生産性
が大幅に向上する。

【００４０】また、本発明では、試料ステージ上に配置
した標準マークをマルチ荷電ビーム光学系のそれぞれが
検出し、この結果を用いて偏向歪の補正を行うため、高
精度な描画が可能となる。

【００４１】また、本発明では、試料ステージ上にマル
チ荷電ビーム光学系の光軸に対応してマトリクス状に荷
電ビーム検出器を配置してビームの調整およびビーム電
流の測定を行うので、高速なビーム調整が可能となる。

【００４２】また、本発明では、大気取り出し部は、膜
部を用いて真空封止することにより大気中への荷電ビー
ム引き出しが可能となるので、試料を大気中に設置して
描画することが可能となり、機構全体の簡素化および低
価格化が実現できる。

【００４３】また、本発明では、反射電子検出器で標準
マーク位置を測定し、その結果を用いて偏向歪を補正す
るので、高精度の描画が可能になる。これに加えてマル
チ荷電ビーム光学系のビーム調整を同時に行う荷電ビー
ム検出系を有しており、調整時間の短縮が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による荷電ビーム描画装置の一実施例
による基本構成および描画時の光学系の誤差と補正とを
説明する図である。

【図２】図１の電子銃の構成を説明する断面図であ
る。

【図３】図１のアインツエルレンズの構成を説明する
斜視図である。

【図４】図１のブランキングアパーチャおよび後段加
速電極の構成を説明する斜視図である。

【図５】図１のブランキング偏向器の構成を説明する
斜視図である。

【図６】図１の電子ビームの大気中取り出し部の構成
およびこれに関連するパタン描画動作を説明する図であ
る。

【図７】描画とマーク検出との平行動作を説明する図
である。

【図８】ビーム検出系を説明する図である。

【符号の説明】

１０…強励磁熱電界放出形電子銃、１１…クロスオー
バ、１２，１３…電子軌道、１４…照射レンズ、１５…
第１アインツエルレンズ、１６…ブランキング偏向器、
１７…ブランキングアパーチャ、１８…偏向器、１９…
第２アインツエルレンズ、２０…後段加速電極、２１…
大気中取り出し部、２２…試料、２３…矢印、２４…回
転補正レンズ、２５，２６…描画領域の形状、２７…非
点補正コイル、２８ａ，２８ｂ…反射電子検出器、８１
…ビーム検出器、８２…十字形ビーム遮蔽体、８３…ナ
イフエッジ形ビーム遮蔽体、８４…微小電流アンプ、８
５…半導体荷電ビーム検出器（ＳＳＤ）、１０１…強励
磁レンズ、１０２…コイル、１０３…電子銃エミッタ、
１０４…引き出し電極、１０５…加速電極、１０６…排
気管、１５１，１５２，１５３…電極板、１５４…開
口、１６１…ブランキング偏向器基板、１６２…ブラン
キング偏向電極、１６３…配線、１７１…ブランキング
アパーチャ電極板、１７２…開口、２０１…後段加速電
極板、２０２…開口、２１１…大気中取り出し基板、２
１２…引き出し溝、２１３…薄膜、２１４…交点、２１
５…照射可能領域、２２１…試料ステージ、２２２…電
子光学系部、２２３，２２４，２２５…試料、２２６…
マーク検出部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱電界を放出する電子銃と、前記電子銃のクロスオーバから試料面に向かう荷電ビー
ムを複数の荷電ビームに分割，偏向および結像するマル
チ荷電ビーム光学系と、前記電子銃のクロスオーバから発生した荷電ビームが試
料面に向かう領域において前記分割された複数の荷電ビ
ームを前記試料面上に加速，投影させる荷電ビーム光学
系と、を有することを特徴とする荷電ビーム描画装置。
【請求項２】請求項１において、前記電子銃は、強磁
界内にエミッタを配設して構成した熱電界放出銃とした
ことを特徴とする荷電ビーム描画装置。
【請求項３】請求項１において、前記荷電ビーム光学
系は、前記分割した複数の荷電ビームの各々に対して電
子銃のクロスオーバを試料面上に縮小投影する機能を有
することを特徴とする荷電ビーム描画装置。
【請求項４】請求項１において、前記マルチ荷電ビー
ム光学系は、マトリクス状に開口部を有する３枚の電極
板を間隙を有して重ねた構成の静電形のアインツエルレ
ンズと、前記マトリクス状の開口部に対応してマトリク
ス状に配列したブランキング偏向器と、前記ブランキン
グ偏向器に対応してマトリクス状に配列されかつ前記荷
電ビームを通過または遮蔽する開口部を有するブランキ
ングアパーチァとを少なくとも有して構成することを特
徴とする荷電ビーム描画装置。
【請求項５】請求項１において、前記試料の複数を設
置する試料ステージと、描画中ではない試料に対して描
画と平行してマーク検出を行うマーク検出部とを有する
ことを特徴とする荷電ビーム描画装置。
【請求項６】請求項１において、前記荷電ビーム光学
系に前記マルチ電荷ビーム光学系のマトリクス状に形成
されている開口部に対応した開口部を有する後段加速電
極を有することを特徴とする荷電ビーム描画装置。
【請求項７】請求項１において、前記荷電ビーム光学
系に荷電ビームを大気中に取り出す取り出し部を設け、
前記取り出し部は、パタン描画時の試料連続移動方向に
おいて試料の所期の移動量からのずれを補正するための
ビーム偏向に相当する寸法の短い辺と、マトリクス状に
配列したマルチ荷電ビーム光学系における前記マトリク
スの辺の長さに相当する寸法の長い辺とを有する真空封
止膜部を、前記マトリクスの少なくとも行の数または少
なくとも列の数だけ有することを特徴とする荷電ビーム
描画装置。
【請求項８】請求項５において、前記試料ステージ上
に前記マルチ荷電ビーム光学系に対応して荷電ビーム検
出系を配置することを特徴とする荷電ビーム描画装置。
【請求項９】請求項６において、前記後段加速電極の
開口部周辺に反射電子検出器を配置することを特徴とす
る荷電ビーム描画装置。
【請求項１０】請求項８において、前記真空封止膜部
周辺に反射電子検出器を配置することを特徴とする荷電
ビーム描画装置。