JPH11260692A - 電子線描画装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は電子線描画装置に関し、偏向時間を
決める際に、偏向する距離だけではなく、そのデータの
変化からＤ／Ａ変換器のグリッチが収まる時間を考慮す
ることにより、Ｄ／Ａ変換器と偏向アンプの特性を最大
限に利用することが可能となり、描画速度の向上が図れ
る電子線描画装置を提供することを目的としている。 【解決手段】 ベクタスキャン方式により電子線描画を
行なう電子線描画装置において、描画位置を記憶する２
つのレジスタと、該２つのレジスタの値を受けてＤ／Ａ
変換器に入力されるデータの変化量と変化したビットの
位置を判定する判定回路と、少なくとも変化したビット
の距離から偏向時間を決定する偏向時間テーブルメモリ
と、全体の動作を制御する制御部とを具備し、前記偏向
時間テーブルメモリの出力に基づいて偏向時間データか
ら実際の時間に変換して偏向時間を制御するように構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子線描画装置に関
し、更に詳しくは偏向時間を制御する電子線描画装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子線描画装置では、ベクタスキャン方
式（描画したい領域のみ描画する方式）を採用してい
る。この方式では、電子線を偏向した後、電子線を所定
の時間照射するという手順の繰り返しにより目的のパタ
ーンを材料上に描画していく。このため、実際の照射が
目的の時間であるとすると、偏向する時間はそのための
準備時間であり、生産用装置が高いスループットを求め
られる点から考えると、偏向に要する時間はできるかぎ
り短い必要がある。

【０００３】静電偏向器を採用した場合の偏向に要する
時間は、主に静電偏向器を駆動するためのアンプと、偏
向位置に応じた電圧を作り出すＤ／Ａ変換器の速度によ
って決まる。

【０００４】ここで、偏向時間をできるだけ高速化する
ため、アンプやＤ／Ａ変換器を高速化するのは当然であ
るが、従来は、アンプの特性をフルに活用するため、偏
向位置の変化量に応じて偏向時間を調節するようにして
いた。具体的には、アンプの出力電圧を最大限変化させ
た時に電圧が制定するまでに要する時間に比べ、小さな
変化の場合には必要な時間は少なくてすむ。アンプの電
圧の変化量は入力したデータの変化量と比例するため、
入力したデータの変化量を計算し、変化量に応じて偏向
時間を決定していた。

【０００５】図５は電子線描画装置の要部を示す構成図
である。描画データはＤ／Ａ変換器１に入り、アナログ
信号に変換され、続く偏向アンプ２で増幅された後、静
電偏向器５に印加される。電子銃３より出射されて電子
ビーム（電子線）６はブランキング電極４により必要に
応じてブランキング制御されながら、材料７上に所定の
描画を行なう。

【０００６】図６はブランキングと静電偏向電圧の関係
を示す図である。（ａ）はブランキングで、“Ｈ”が電
子ビームオフ（ブランキングオン）、“Ｌ”が電子ビー
ムオン（ブランキングオフ）である。（ｂ）は静電偏向
器５の電圧である。図に示すように、偏向時間は電圧の
変化量に応じて調節される。つまり、電圧の変化量が大
きい程、電子ビームオフ時の偏向時間も長くなる。図に
おいて、Ｔは電子ビームが照射される時間である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここで、問題となるの
が、入力データ（描画データ）と偏向アンプ２の中間に
あるＤ／Ａ変換器１の特性である。Ｄ／Ａ変換器１は、
アンプの特性の他にグリッチを発生するという特性を持
っている。ここで、グリッチとは、電圧の変化時と同期
して電圧波形が大きく変化することをいう。このグリッ
チは、ビットの変化が１ビットの場合でも大きくなるこ
とがありうる。例えば、４ビットデータ“０１１１”か
ら“１０００”に１ビット変化するような場合、Ｄ／Ａ
変換器１の出力は大きく変化し、グリッチが発生する。
４ビットデータ“００１０”から“００１１”の変化の
ように同じ１ビットの変化の場合には、グリッチは発生
しない。

【０００８】グリッチが大きく発生する場合には、グリ
ッチが収まる時間を偏向時間としなければならないが、
グリッチの大小は電圧の変化の大小とは関係がない。こ
のため、入力データの変化量から偏向時間を決定する前
述の方式では、変化量の小さい部分での偏向時間はグリ
ッチの収まる時間で制限されてしまい、アンプの性能を
フルに発揮することができなかった。

【０００９】図７はグリッチ発生の様子を示すタイミン
グチャートである。（ａ）がブランキング、（ｂ）が静
電偏向器の電圧、（ｃ）がＤ／Ａ変換器の出力である。
グリッチが発生するため、偏向電圧の変化が小さい場合
でも、偏向時間を短くできないという問題があった。

【００１０】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、偏向時間を決める際に、偏向する距離だ
けではなく、そのデータの変化からＤ／Ａ変換器のグリ
ッチが収まる時間を考慮することにより、Ｄ／Ａ変換器
と偏向アンプの特性を最大限に利用することが可能とな
り、描画速度の向上が図れる電子線描画装置を提供する
ことを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
本発明は、ベクタスキャン方式により電子線描画を行な
う電子線描画装置において、描画位置を記憶する２つの
レジスタと、該２つのレジスタの値を受けてＤ／Ａ変換
器に入力されるデータの変化量と変化したビットの位置
を判定する判定回路と、少なくとも変化したビットの距
離から偏向時間を決定する偏向時間テーブルメモリと、
全体の動作を制御する制御部とを具備し、前記偏向時間
テーブルメモリの出力に基づいて偏向時間データから実
際の時間に変換して偏向時間を制御するように構成した
ことを特徴としている。

【００１２】この発明の構成によれば、変化するビット
の数や位置を判定して、これに応じた偏向時間テーブル
を用意しておき、偏向時間テーブルの出力に基づいて偏
向時間データから実際の時間に変換して偏向時間を制御
することにより、Ｄ／Ａ変換器のグリッチが収まる時間
を考慮することにより、Ｄ／Ａ変換器と偏向アンプの特
性を最大限に利用することが可能となり、描画速度の向
上が図れる電子線描画装置を提供することが可能とな
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を詳細に説明する。グリッチは、その発生要
因から、Ｄ／Ａ変換器に設定されているデータと、次に
設定するデータの間で、変化するビットの個数とビット
位置によってその大きさが異なる。一般的には、変化す
るビットの個数が多く、より上位のビットが変化する時
に大きなグリッチが発生する。よって、変化するビット
の数や位置を判定して、これに応じて偏向時間を調節す
る。この調節を行なうことにより、グリッチの発生が小
さいと判断される変化については偏向時間を小さくする
ことが可能となり、一層の高速化が可能となる。

【００１４】図１は本発明の一実施の形態例を示すブロ
ック図である。図５と同一のものは、同一の符号を付し
て示す。図において、１は描画データを受けるＤ／Ａ変
換器、２は該Ｄ／Ａ変換器１の出力を受ける偏向アン
プ、５は該偏向アンプにより駆動される静電偏向器であ
る。

【００１５】１０は全体の動作を制御する制御回路、１
１は描画データを保持する第１のレジスタ（レジスタ
１）、１２は描画データを保持する第２のレジスタ（レ
ジスタ２）、１３は変化した距離と変化したビットを判
定する判定回路、１４は該判定回路によりアクセスされ
る偏向時間を記憶する偏向時間テーブルメモリである。

【００１６】該偏向時間テーブルメモリ１４には、変化
するビットの数や位置に応じて最適な偏向時間が記憶さ
れている。１５は該偏向時間テーブルメモリ１４の出力
を保持する第３のレジスタ（レジスタ３）、１６は該レ
ジスタ３の出力を受けてブランキング信号を発生するブ
ランキング信号発生回路、８は該ブランキング信号発生
回路１６の出力を受けるブランキングアンプ、４は該ブ
ランキングアンプ８により駆動されるブランキング電極
である。ブランキング信号発生回路１６には照射時間が
入力され、電子ビームオン／オフのタイミングをとって
いる。つまり、照射時間Ｔ（図６参照）の間、ブランキ
ングはオフになる。このように構成された装置の動作を
説明すれば、以下の通りである。

【００１７】先ず、描画に先立ち、レジスタ１とレジス
タ２をクリアする。また、偏向時間テーブルメモリ１４
には予め、Ｄ／Ａ変換器１や偏向アンプ２の特性から決
定した最適な偏向時間が記録されている。そして、最初
の描画位置が制御回路１０により計算されると、その値
がレジスタ１に設定される。

【００１８】判定回路１３は、レジスタ１と２の出力を
受けて、変化した距離と変化したビットを偏向時間テー
ブルメモリ１４にアドレスとして与える。偏向時間テー
ブルメモリ１４からは、変化した距離と変化したビット
に応じた最適な偏向時間が出力される。偏向時間の読み
出しが終わると、偏向時間の値はレジスタ３に記憶され
る。

【００１９】同時に、レジスタ１の値はレジスタ２に設
定され（移され）、Ｄ／Ａ変換器１に送られる。その
後、すぐにブランキング信号発生回路１６は、偏向時間
だけのタイミングをとる。偏向時間経過後、照射時間Ｔ
だけビームがオンになるようにブランキングアンプ８に
信号を送る。

【００２０】次に、２つめの描画位置が送られてくる
と、レジスタ１に２つめの描画データが設定される。以
降は同様に描画動作が行なわれる。前述の動作で説明し
た変化した距離とビット位置を判定する判定回路１３の
構成には幾つかの方式が考えられる。図２は変化した距
離と変化したビットを判定する回路の一実施の形態例を
示すブロック図である。この実施の形態例は比較的簡単
な回路であり、演算器１３ａでレジスタ１と２の差分の
絶対値をとり、変化した距離を求める。

【００２１】次に、レジスタ１と２の対応するビットは
排他的論理和をとるためＥＯＲゲート１３ｂに入力され
る。そして、各ＥＯＲゲート１３ｂの出力はそれぞれ加
算器１３ｃに入り、ＥＯＲゲートの出力（入力が異なれ
ば１）を加算により求める。そして、最終段の加算器１
３ｄから変化したビットの個数が出力される。判定回路
１３の出力（変化した距離と変化したビットの個数）
は、偏向時間テーブルメモリ１４に与えられ、最適な偏
向時間データが出力されることになる。

【００２２】図３は変化した距離と変化したビットの最
上位の位置と変化したビットの個数を判定する回路の一
実施の形態例を示すブロック図である。図２と同一のも
のは、同一の符号を付して示す。この実施の形態例で
は、変化した距離の算出と、変化したビットの個数の算
出処理は、図２に示す回路と同じである。異なるのは、
それぞれのＥＯＲゲート１３ｂの各出力を受けるプライ
オリティエンコーダ１３ｅを設けた点である。各ビット
を受けるＥＯＲゲート１３ｂの出力が全てプライオリテ
ィエンコーダ１３ｅに入り、該プライオリティエンコー
ダ１３ｅは、変化したビットの最上位の位置を出力す
る。

【００２３】そして、これら変化した距離と、変化した
ビットの最上位の位置と、変化したビットの個数を偏向
時間テーブルメモリ１４に入力することにより、これら
パラメータに対して最適な偏向時間データを得ることが
できる。

【００２４】図４は変化した距離と変化したビットのパ
ターンを判定する一実施の形態例を示すブロック図であ
る。図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。こ
の実施の形態例では、どのような位置のビットが変化し
たかを全て判定するものである。この実施の形態例で
は、演算器１３ａがレジスタ１と２の差分の絶対値を求
めて変化した距離として出力する。

【００２５】一方、レジスタ１と２の対応するビットを
受けるＥＯＲゲート１３ｂの出力は全て出力される。従
って、変化したパターンの位置と個数が全て分かる。そ
して、これら変化した距離と変化したビットとその位置
とを偏向時間テーブルメモリ１４に与えることにより、
これらパラメータに対して最適な偏向時間データを得る
ことができる。

【００２６】図２から図４になるにつれて偏向時間テー
ブルメモリ１４の入力を細かく設定することができる
が、細かく設定する程、偏向時間データを格納するテー
ブルのメモリ容量が大きくなる。

【００２７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、ベクタスキャン方式により電子線描画を行なう
電子線描画装置において、描画位置を記憶する２つのレ
ジスタと、該２つのレジスタの値を受けてＤ／Ａ変換器
に入力されるデータの変化量と変化したビットの位置を
判定する判定回路と、少なくとも変化したビットの距離
から偏向時間を決定する偏向時間テーブルメモリと、全
体の動作を制御する制御部とを具備し、前記偏向時間テ
ーブルメモリの出力に基づいて偏向時間データから実際
の時間に変換して偏向時間を制御することにより、変化
するビットの数や位置を判定して、これに応じた偏向時
間テーブルを用意しておき、偏向時間テーブルの出力に
基づいて偏向時間データから実際の時間に変換して偏向
時間を制御し、Ｄ／Ａ変換器のグリッチが収まる時間を
考慮し、Ｄ／Ａ変換器と偏向アンプの特性を最大限に利
用することが可能となり、描画速度の向上が図れる電子
線描画装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態例を示すブロック図であ
る。

【図２】変化した距離と変化したビットを判定する回路
の一実施の形態例を示すブロック図である。

【図３】変化した距離と変化したビットの最上位の位置
と変化したビットの個数を判定する回路の一実施の形態
例を示すブロック図である。

【図４】変化した距離と変化したビットのパターンを判
定する一実施の形態例を示すブロック図である。

【図５】電子線描画装置の要部を示す構成図である。

【図６】ブランキングと静電偏向電圧の関係を示す図で
ある。

【図７】グリッチ発生の様子を示すタイミングチャート
である。

【符号の説明】

１ Ｄ／Ａ変換器 ２ 偏向アンプ ４ ブランキング電極 ５ 静電偏向器 ８ ブランキングアンプ １０ 制御回路 １１ レジスタ１ １２ レジスタ２ １３ 判定回路 １４ 偏向時間テーブルメモリ １５ レジスタ３ １６ ブランキング信号発生回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベクタスキャン方式により電子線描画を
   行なう電子線描画装置において、 描画位置を記憶する２つのレジスタと、 該２つのレジスタの値を受けてＤ／Ａ変換器に入力され
   るデータの変化量と変化したビットの位置を判定する判
   定回路と、 少なくとも変化したビットの距離から偏向時間を決定す
   る偏向時間テーブルメモリと、 全体の動作を制御する制御部とを具備し、 前記偏向時間テーブルメモリの出力に基づいて偏向時間
   データから実際の時間に変換して偏向時間を制御するよ
   うに構成したことを特徴とする電子線描画装置。