(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームを偏向器を用いて偏向させ、移動可能なステージ上に載置される試料にパターンを描画する描画部と、
前記荷電粒子ビームの偏向を制御する偏向制御部と、前記ステージの移動を制御するステージ制御部と、前記偏向制御部と前記ステージ制御部に対する制御を行う制御計算機と、から構成される制御部と、を備え、
前記偏向器は、
接地電位を有する金属ブロックから構成されるシールドと、
前記シールド内部に配置され、前記荷電粒子ビームを偏向させる偏向板と、
前記偏向板に偏向アンプを介して前記偏向制御部からの制御信号を印加する同軸ケーブルと、
を備え、前記同軸ケーブルは、前記シールド内部に設けられた孔を通ることにより、前記シールドに被覆される、ことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記シールドは、前記偏向板を前記荷電粒子ビームの光路に面して保持することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記偏向器は、複数段の主偏向器及び複数段の副偏向器から構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
前記シールドは、単体、或いは、複数の組み合わせ可能な塊から構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
前記ケーブルは、少なくとも、導体及び前記導体の周囲を被覆する絶縁体から構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスに所望の回路パターンを形成するために、リソグラフィー技術が用いられる。リソグラフィー技術では、マスク（レチクルともいう。以下、「マスク」、或いは、「試料」と表わす）と称される原画パターンを使用したパターンの転写が行われる。この際、高精度なマスクを製造するために、優れた解像度を備える電子ビーム（電子線）描画技術が用いられる。
【０００３】
マスクに電子ビーム描画を行う荷電粒子ビーム描画装置の一方式として、例えば以下のような可変成形方式を挙げることができる。すなわち、ここでは図示しないが、この可変成形方式は、第１成形アパーチャの開口と、第２成形アパーチャの開口とを通過することで成形された電子ビームによって可動ステージに載置された試料上に図形パターンが描画される。
【０００４】
近年試料への描画時間の短縮と描画精度の向上が求められている。また装置そのものの小型化も求められている。これらの要求に対応するべく、例えば、試料上に大きさの異なる２種類の単位面積を持つフィールド（例えば、メインフィールドとサブフィールド）を想定し、より描画領域の小さなサブフィールドを高速で描画していくことによって、全体としての描画時間短縮を図っている。
【０００５】
また、マスクＭ上のどの描画位置においても精度良く描画するためには、偏向感度を稼ぐ必要が生ずる。そのため偏向器を多段に配置し、電子ビームを所定の描画位置にすばやく移動させることができるようにしている。
【０００６】
但し、描画領域が複数想定されるとメインフィールドに対応する主偏向器、サブフィールドに対応する副偏向器のように、それぞれに偏向器が必要となり、さらに多段化はそれぞれの偏向器に対してなされる。また、それぞれの偏向器が例えば、８枚の偏向板を備えるとすると（８極）、２段で１６枚、４段で３２枚もの偏向板が設けられることになり、それぞれに偏向アンプからのケーブルが接続されることになる。従って、このような場合、偏向器の構造は複雑なものにならざるを得ない。
【０００７】
図６は、現在利用されている偏向器の配線の取り回しの状態を示す説明図である。図６に示すように、中央に上下に伸びる破線で示す電子鏡筒１００があり、その内部に偏向器１０１が納められている。図６では、電子鏡筒１００を取り外した状態を示していることから、偏向器１０１と、その周りに配線されている複数のケーブル１０２が見えている。偏向器１０１の内部には図示されない偏向板等が設けられており、偏向板の表面は電子ビームに面するように配置され、その裏面には偏向アンプから印加される偏向電圧を供給するケーブル１０２が接続される電極１０３が配置されている。
【０００８】
さらに図６に示す偏向器１０１は、メインフィールド用の偏向器が２段、サブフィールド用の偏向器が２段、計４段設けられている。また、メインフィールド用の偏向器とサブフィールド用の偏向器は、それぞれ互い違いとなるように配置されており、試料に近接する側から電子銃に向けて下側から第１のメインフィールド用偏向器１０１ａ、第１のサブフィールド用偏向器１０１ｂ、第２のメインフィールド用偏向器１０１ｃ、第２のサブフィールド用偏向器１０１ｄのように配置されている。なお、これら各偏向器をまとめて表
わす際には、適宜これまで通り偏向器１０１と表わす。
【０００９】
偏向アンプと各偏向器とは、ケーブル１０２でそれぞれ接続されている。例えば、メインフィールド用及びサブフィールド用それぞれ８極の偏向器であるとすると、合計１６個のコネクタ１０１ｅを介してそれぞれの偏向器へ接続される。
【００１０】
ケーブル１０２は、例えば、コネクタ１０１ｅに接続されて、電極１０３ｄにて第２のサブフィールド用偏向器１０１ｄ（偏向板）に接続され、その後、さらに電極１０３ｂにて第１のサブフィールド用偏向器１０１ｂ（偏向板）に接続されることになる。
【００１１】
図７は、各偏向板と偏向アンプとの接続の状態を示す模式図である。ここでは各偏向器が備える偏向板のうち１枚のみを示している。それぞれ第１のメインフィールド用偏向器１０１ａの偏向板１０１ａａ、第１のサブフィールド用偏向器１０１ｂの偏向板１０１ｂａ、第２のメインフィールド用偏向器１０１ｃの偏向板１０１ｃａ、第２のサブフィールド用偏向器１０１ｄの偏向板１０１ｄａである。
【００１２】
偏向板のうち、それぞれ符号が付されている側が電子ビームの光路となる面であり、ケーブル１０２が接続されている面が電極を備える偏向板の裏面となる。ケーブル１０２は、ここでは同軸ケーブルが用いられている。但し、偏向板の電極及び偏向アンプとの接続部分には、同軸ケーブルの外部導体を剥がし、中心導体が接続されている。
【００１３】
上述したように、偏向器１０１は、メインフィールド用とサブフィールド用とが互い違いに配置されているが、それぞれの偏向アンプは偏向器ごとに独立して設けられているのではなく、第１のメインフィールド用偏向器１０１ａ及び第２のメインフィールド用偏向器１０１ｃは同じ主偏向アンプ３６から偏向電圧が印加される。また同じように、第１のサブフィールド用偏向器１０１ｂ及び第２のサブフィールド用偏向器１０１ｄは同じ副偏向アンプ３５から偏向電圧が印加される。
【００１４】
従って、図７に示すように、例えば、主偏向アンプ３６からは、１本の同軸ケーブル１０４を用いて第２のメインフィールド用偏向器１０１ｃ（偏向板１０１ｃａ）の電極に接続され、その後第１のメインフィールド用偏向器１０１ａ（偏向板１０１ａａ）の電極に接続される。従って、第２のメインフィールド用偏向器１０１ｃと第１のメインフィールド用偏向器１０１ａとが直列的に接続されることになる。各偏向板の電極と同軸ケーブル１０４との接続においては、上述したように中心導体１０４ａのみが接続されるので、この電極部分においてはシールドの効果を果たす外部導体が剥がれている状態となる。
【００１５】
偏向アンプと偏向器１０１の偏向板とは、図７で示すように接続されることになるが、ここで電極接続部分における中心導体１０４ａの露出が様々な弊害を招来する。
【００１６】
すなわち、図６にも示した通り、偏向板の電極と偏向アンプとの接続を行うケーブル１０２（同軸ケーブル１０４）は、偏向器１０１の配置上、図７に示されるような接続を行うことになるため、印加される電圧値の異なるケーブル１０２（同軸ケーブル１０４）が隣接して配置される等、非常に入り組んだ取り回しがなされる。また、隣接する偏向板同士の距離が近いため、それぞれの電極も近接する位置にある。そのため、外部導体のない導体が互いに近接した位置において接続されている状態が作出され、０Ｖ電位（ＧＮＤ電位）に対するインピーダンスは非常に大きくなる。
【００１７】
また複数段の偏向器に設けられている偏向板に対して１つの信号線路をもって偏向アンプから偏向電圧を印加することから、途中で分岐が存在する。そのため偏向アンプから偏向板までの間のケーブル１０２の特性インピーダンスを一定に保つことが困難となる。
【００１８】
すなわち、高周波成分を持った信号をケーブル１０２で伝送すると、分岐部で中心導体１０４ａから周囲への電磁波の漏洩が発生するため、中心導体１０４ａを伝わって１０１ｂａに到達する信号と、外部導体を伝わって１０１ｂａから帰ってくる信号に差が生じる。このことで高周波信号に対するケーブル１０２の中心導体１０４ａ及び外部導体のインピーダンスが上がる。このため外部導体の先端など一部をＧＮＤ電位にしても外部導体の他の部分はＧＮＤ電位になるまでにかかる時間が延び、外来ノイズによってその部分の外部導体の電位が容易に変化する。そのため、ケーブル１０２のシールド効果が弱くなってしまい、近接する他のケーブル１０２に信号が漏れるクロストーク（漏話）という状態が発生する。
【００１９】
この状態が生ずると、例えば、サブフィールドへの描画処理のために第２のサブフィールド用偏向器１０１ｄに印加される電圧が変化した際に、例えば、第２のメインフィールド用偏向器１０１ｃに印加する電圧に意図しない時定数の長い変化が生ずる現象が把握される。この状態が生ずると、第２のサブフィールド用偏向器１０１ｄを用いた描画処理は、精度の高い描画処理を行うために第２のメインフィールド用偏向器１０１ｃが整定されるまで停止を余儀なくされる。
【００２０】
この状態が継続すると、結果として他者の整定（セトリング）時間の待ち時間が長くなり、結果として描画処理全体のスループットが悪化することになる。
【００２１】
このような弊害に対して、以下の特許文献１に開示されている発明では、分離して配置されている２つの偏向器の電極を単芯ケーブルで接続するとともに、当該単芯ケーブルと直列にダンピング抵抗器を接続することで対処している。その結果、リンギングのうねり成分を減衰させることができ、偏向精度を向上させることができる、とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００７−４８８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、ダンピング抵抗器が接続されるとはいえ、結局２つの偏向器の電極を単芯ケーブルで接続する対応となっている。これでは、ケーブルのシールドが弱いことに代わりはなく、上述した弊害を回避することは困難である。
【００２４】
また、上記弊害の対策として、例えば、偏向器１０１の周囲に巡らされるケーブル１０２の外部導体を導電性のある物（例えば、銅線やワイヤークランプ）でＧＮＤ電位のブロックに縛り付けることによって外部導体の電位をＧＮＤ電位に保ってシールド効果を上げる方法も考えられる。
【００２５】
但し、この方法であっても、例えば、ケーブル１０２とブロックとの接触が均一とはならないので、ケーブルごとのクロストーク量のばらつきが生じてしまう。また、荷電粒子ビーム描画装置ごとに配線の方法が異なることも多く、これでは一般的に上記弊害を回避する方法としては心許ない。さらには、ケーブル１０２をＧＮＤ電位のブロックに固定するための物が必要となるため、装置全体の部品点数が増加する点も好ましくない。
【００２６】
また、外部導体のインピーダンスが高いため、ＧＮＤ電位のブロックと外部導体を接触させる部位は１箇所では不足で、多点若しくはケーブル全体にＧＮＤ電位のブロックと外部導体を接触させる必要があり、このための部品点数増加は膨大となる。
【００２７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、偏向器の多段化に伴って途中に分岐が生ずる偏向アンプから偏向板までの線路における外部導体のインピーダンスの低減を図り、線路間のクロストークを減らすことをもって、偏向アンプのセトリング時間及び描画時間を短縮し、描画処理のスループットを向上させることが可能な荷電粒子ビーム描画装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明の実施の形態に係る特徴は、荷電粒子ビーム描画装置において、荷電粒子ビームを偏向器を用いて偏向させ、移動可能なステージ上に載置される試料にパターンを描画する描画部と、荷電粒子ビームの偏向を制御する偏向制御部と、ステージの移動を制御するステージ制御部と、偏向制御部とステージ制御部に対する制御を行う制御計算機と、から構成される制御部と、を備え、偏向器は、接地電位を有する金属ブロックから構成されるシールドと、シールド内部に配置され、荷電粒子ビームを偏向させる偏向板と、偏向板に偏向アンプを介して偏向制御部からの制御信号を印加する同軸ケーブルと、を備え、同軸ケーブルは、シールド内部に設けられた孔を通ることにより、シールドに被覆される。
【００２９】
また、荷電粒子ビーム描画装置において、シールドは、偏向板を荷電粒子ビームの光路に面して保持する。
【００３０】
また、荷電粒子ビーム描画装置において、偏向器は、複数段の主偏向器及び複数段の副偏向器から構成されることが望ましい。
【００３１】
また、荷電粒子ビーム描画装置において、シールドは、単体、或いは、複数の組み合わせ可能な塊から構成されていることが望ましい。
【００３２】
また、荷電粒子ビーム描画装置において、ケーブルは、少なくとも、導体及び導体の周囲を被覆する絶縁体から構成されることが望ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、偏向器の多段化に伴って途中に分岐が生ずる偏向アンプから偏向板までの線路における外部導体のインピーダンスの低減を図り、線路間のクロストークを減らすことをもって、偏向アンプのセトリング時間及び描画時間を短縮し、描画処理のスループットを向上させることが可能な荷電粒子ビーム描画装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態における荷電粒子ビーム描画装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における偏向器の外部構成を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態における偏向器の内部を表わす説明図である。
【図４】本発明の実施の形態における偏向器を水平に切断した上で斜めに現わした斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態における偏向器を水平に切断した上で斜めに現わすとともに、内部のケーブルが通る孔を示す斜視図である。
【図６】現在利用されている偏向器の配線の取り回しの状態を示す説明図である。
【図７】各偏向板と偏向アンプとの接続の状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３６】
図１は、本発明の実施の形態における荷電粒子ビーム描画装置１の全体構成を示すブロック図である。なお、以下の実施の形態においては、荷電粒子ビームの一例として電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは電子ビームに限られるものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームであっても良い。
【００３７】
荷電粒子ビーム描画装置１は、試料に所定のパターンを描画する装置であり、特に可変成形型の描画装置の一例である。図１に示すように、荷電粒子ビーム描画装置１は、大きく描画部２と制御部３を備えている。描画部２は、電子鏡筒４と描画室６を備えている。
【００３８】
電子鏡筒４内には、電子銃４１と、この電子銃４１から照射される荷電粒子ビーム（電子ビーム）ＥＢの光路に沿って、照明レンズ４２と、ブランキング偏向器４３と、ブランキングアパーチャ４４と、第１の成形アパーチャ４５と、投影レンズ４６と、成形偏向器４７と、第２の成形アパーチャ４８と、対物レンズ４９と、第２のサブフィールド用偏向器５０ｂと、第２のメインフィールド用偏向器５１ｂと、第１のサブフィールド用偏向器５０ａと、第１のメインフィールド用偏向器５１ａとが順に配置されている。
【００３９】
なお、以下においては、第１のサブフィールド用偏向器５０ａと、第２のサブフィールド用偏向器５０ｂを適宜まとめて、「サブフィールド用偏向器５０」と表わす。また、同じように、第１のメインフィールド用偏向器５１ａと、第２のメインフィールド用偏向器５１ｂを適宜まとめて、「メインフィールド用偏向器５１」と表わす。本発明の実施の形態においては、「メインフィールド用偏向器」が「主偏向器」に該当し、「サブフィールド用偏向器」が「副偏向器」に該当する。
【００４０】
描画室６の中には、移動可能なＸＹステージ６１が配置される。ＸＹステージ６１上には、描画時には試料となるマスク等の試料Ｍが配置される。試料Ｍは、実際にはＸＹステージ６１上に直接載置されるわけではなくＸＹステージ６１と試料Ｍとの間に設けられる保持部材によって保持されるが、図１においては図示を省略する。
【００４１】
ブランキング偏向器４３は、例えば、２極、或いは、４極等の複数の電極によって構成される。また、成形偏向器４７、サブフィールド用偏向器５０、メインフィールド用偏向器５１は、例えば、４極、或いは、８極等の複数の電極によって構成される。図１では、成形偏向器４７、サブフィールド用偏向器５０、メインフィールド用偏向器５１、それぞれの偏向器ごとに１つの偏向アンプしか記載していないが、各極にそれぞれ少なくとも１つの偏向アンプが接続される。
【００４２】
制御部３は、制御計算機３１と、偏向制御部３２と、ブランキングアンプ３３と、成形偏向アンプ３４と、副偏向アンプ３５と、主偏向アンプ３６と、ステージ制御部３７とを備えている。また、制御計算機３１には、図１では図示を省略しているが、例えば、メモリ、磁気ディスク装置等の記憶装置や荷電粒子ビーム描画装置１と外部とを接続するための外部インターフェイス（Ｉ／Ｆ）回路とが備えられていても良い。
【００４３】
制御計算機３１は、主に偏向制御部３２とステージ制御部３７に対する制御を行う。また、その他、荷電粒子ビーム描画装置１全体の制御も行う。制御計算機３１は、図形パターンに対する電子ビームＥＢのショットを行う際に必要となる図形パターンの分割や電子ビームＥＢの照射量といったショットデータの生成を行い、偏向制御部３２へと送信する
。
【００４４】
なお、図１に示す制御計算機３１内には、例えば、判断部や演算部といった、荷電粒子ビーム描画装置１における制御計算機３１に求められる役割を果たすために必要な各部が設けられているが、ここでは、本発明の実施の形態を説明する上で特に必要がないことから、これら各部の構成は図示を省略している。また、これらの各部は、プログラムといったソフトウェア、或いは、ハードウェアで構成されても良く、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで構成されても良い。これら各部が上述したようにソフトウェアを含んで構成される場合、制御計算機３１に入力される入力データ、或いは、演算された結果は、都度図示しないメモリに記憶される。
【００４５】
偏向制御部３２は、制御計算機３１にて生成されたショットデータを基に、成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６に対して電子ビームＥＢの照射に当たって偏向制御を行う。
【００４６】
制御計算機３１、偏向制御部３２、ステージ制御部３７は、図示しないバスを介して互いに接続されている。また、偏向制御部３２、ブランキングアンプ３３、成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６は、図示しないバスを介して互いに接続されている。なお、以下においては、成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６を適宜まとめて「偏向アンプ」と表わす。
【００４７】
ブランキングアンプ３３は、ブランキング偏向器４３に接続される。また、成形偏向アンプ３４は、成形偏向器４７に接続される。副偏向アンプ３５はサブフィールド用偏向器５０に、主偏向アンプ３６はメインフィールド用偏向器５１に接続される。ブランキングアンプ３３、成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６に対しては、偏向制御部３２から、それぞれ独立した制御用のデジタル信号が出力される。
【００４８】
デジタル信号が入力された成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６は、それぞれのデジタル信号をアナログ電圧信号に変換し、増幅させて偏向電圧として接続された各偏向器に出力する。このようにして、各偏向器には、それぞれ接続される偏向アンプから偏向電圧が印加される。かかる偏向電圧によって電子ビームＥＢが偏向させられる。
【００４９】
なお、荷電粒子ビーム描画装置１には、上述したように電子ビームＥＢを取り囲むように成形偏向器４７、サブフィールド用偏向器５０、メインフィールド用偏向器５１、が４極、或いは、８極設けられており、電子ビームＥＢを挟んで各々一対（４極の場合は２対、８極の場合は４対）配置されている。そして成形偏向器４７、サブフィールド用偏向器５０、メインフィールド用偏向器５１、ごとにそれぞれ偏向アンプが接続されている。但し、図１には成形偏向器４７、サブフィールド用偏向器５０、メインフィールド用偏向器５１、に接続されている偏向アンプをそれぞれ１つずつのみ示し、その他の偏向アンプの表示を省略している。
【００５０】
なお、サブフィールド用偏向器５０、メインフィールド用偏向器５１への副偏向アンプ３５、或いは主偏向アンプ３６の接続の方法については、図７に示した通りである。すなわち、サブフィールド用偏向器５０、メインフィールド用偏向器５１は、メインフィールド用とサブフィールド用とが互い違いに配置されているが、それぞれの偏向アンプは偏向器ごとに独立して設けられているのではなく、第１のメインフィールド用偏向器５１ａ及び第２のメインフィールド用偏向器５１ｂは同じ主偏向アンプ３６から偏向電圧が印加される。また同じように、第１のサブフィールド用偏向器５０ａ及び第２のサブフィールド用偏向器５０ｂは同じ副偏向アンプ３５から偏向電圧が印加される。
【００５１】
従って、図１に示すように、例えば、主偏向アンプ３６からは、１本の同軸ケーブルを用いて第１のメインフィールド用偏向器５１ａと第２のメインフィールド用偏向器５１ｂとが直列的に接続されることになる。
【００５２】
ステージ制御部３７は、ＸＹステージ６１と制御計算機３１とに接続し、ＸＹステージ６１の動きを検出するとともに、ＸＹステージ６１の上に載置される試料Ｍが所望の位置となるように描画処理に合わせてＸＹステージ６１を移動させる。
【００５３】
なお、図１に示す本発明の実施の形態における荷電粒子ビーム描画装置１には、本発明の実施の形態を説明する上で必要な構成のみを示している。従って、その他の構成、例えば、各レンズを制御する制御回路等が付加されていても良い。
【００５４】
荷電粒子ビーム描画装置１は、以下のように動作して描画対象へ描画を行う。電子銃４１（放出部）から放出された電子ビームＥＢは、ブランキング偏向器４３内を通過する際、ブランキング偏向器４３によってＯＮの状態にされている場合に電子ビームＥＢがブランキングアパーチャ４４を通過するように制御される。一方、ＯＦＦの状態では、電子ビームＥＢ全体がブランキングアパーチャ４４で遮蔽されるように偏向される（図１において破線で示している）。ブランキングアンプ３３からの偏向電圧がＯＦＦからＯＮとなり、その後再度ＯＦＦになるまでにブランキングアパーチャ４４を通過した電子ビームＥＢが１回の電子ビームのショットとなる。
【００５５】
かかる電子ビームＥＢがブランキングアパーチャ４４を通過する状態、ブランキングアパーチャ４４によって遮蔽される状態を交互に生成する偏向電圧がブランキングアンプ３３から出力される。そしてブランキング偏向器４３は、ブランキングアンプ３３から出力された偏向電圧によって、通過する電子ビームＥＢの向きを制御して、電子ビームＥＢがブランキングアパーチャ４４を通過する状態、ブランキングアパーチャ４４によって遮蔽される状態を交互に生成する。
【００５６】
以上のようにブランキング偏向器４３とブランキングアパーチャ４４とを通過することによって生成された各ショットの電子ビームＥＢは、照明レンズ４２により矩形、例えば、長方形の孔を持つ第１の成形アパーチャ４５全体を照明する。ここで電子ビームＥＢをまず矩形、例えば長方形に成形する。そして、第１の成形アパーチャ４５を通過した第１のアパーチャ像の電子ビームＥＢは、投影レンズ４６により第２の成形アパーチャ４８上に投影される。第１の成形アパーチャ４５を通過した電子ビームＥＢの向きを制御するための偏向電圧が成形偏向アンプ３４から印加された成形偏向器４７によって、かかる第２の成形アパーチャ４８上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。
【００５７】
第２の成形アパーチャ４８を通過した電子ビームＥＢの照射位置を制御するための偏向電圧が副偏向アンプ３５からサブフィールド用偏向器５０に対して、さらに主偏向アンプ３６からメインフィールド用偏向器５１に対して出力される。第２の成形アパーチャ４８を通過し第２のアパーチャ像とされた電子ビームＥＢは、対物レンズ４９により焦点を合わせられ、連続的に移動するＸＹステージ６１に配置された試料Ｍの所望する位置に照射される。
【００５８】
次に、本発明の実施の形態における偏向器の構成について説明する。図２は、本発明の実施の形態における偏向器の外部構成を示す説明図である。なお、以下においては、サブフィールド用偏向器５０及びメインフィールド用偏向器５１をまとめて、適宜「偏向器５２」と表わす。
【００５９】
偏向器５２は、概ね円筒形をしており、通常は電子鏡筒４内に納められている。図３及び後述する図４は、偏向器５２の部分を抜き出して示している。偏向器５２は、上から、コネクタ５２ａ、第２のサブフィールド用偏向器５０ｂ、第２のメインフィールド用偏向器５１ｂ、第１のサブフィールド用偏向器５０ａ、第１のメインフィールド用偏向器５１ａ、の順に構成されている。コネクタ５２ａが電子銃４１側であり、第１のメインフィールド用偏向器５１ａが試料Ｍに対向する位置にある。
【００６０】
また、偏向器５２は、例えば金属の塊（ブロック）で形成されている。このブロックＢは、例えば、チタン（Ｔｉ）といった導電性に優れるとともに、強度を備えている金属を好適に使用することができる。
【００６１】
ここで強度を備えていることが求められるのは、非常に微細な図形を試料Ｍに描画するに当たって機器の歪みや変形は高精度な描画処理の妨げとなる。偏向器５２を構成する偏向板５３は、当該ブロックＢに固定されることになるが、例えば、偏向板５３の固定トルクが強すぎると、偏向板５３が歪んだり、或いは、ブロックＢ自体が変形したりすることも考えられる。また、気圧や熱膨張等によっても偏向器５２が変形することが考えられる。そこでこのような弊害を避けるために、ブロックＢには相当の強度を備えていることが求められる。
【００６２】
さらに、偏向器５２を形成するブロックＢは、０ボルトの基準電位、すなわちＧＮＤ電位を備えている。これは、ブロックＢ（偏向器５２）の内部に孔５５を形成し、その中に単芯のケーブル５４を通すことによって、偏向アンプから偏向板までの信号線路におけるインピーダンスの低減を図るためである。
【００６３】
なお、ブロックＢの形成に当たっては、単体の塊を基に形成しても良く、或いは、複数の塊を組み合わせることによって所望のブロックＢを形成することとしても良い。後者のように複数の塊を組み合わせる場合には、それぞれのブロックは可能な限り大きな面積、面圧で接触させることでブロック間のインピーダンスを下げるように組み合わせることが求められる。このようにすることで、ブロックＢのインピーダンスを低減することができる。
【００６４】
また、後述するように、ブロックＢの内部には、ケーブル５４を通すための孔が適宜形成されている。
【００６５】
コネクタ５２ａは、偏向アンプから偏向器５２に対して出力される偏向電圧を伝える図示しないケーブル５４が接続される。また、コネクタ５２ａは、偏向器５２の外部と内部とをつなぐべく開口するように形成されている。従って、コネクタ５２ａにブロックＢの外部から接続されたケーブル５４は、コネクタ５２ａを通過するとブロックＢの内部に入り、所望の電極と接続される。
【００６６】
また、例えば、メインフィールド用偏向器５１、サブフィールド用偏向器５０のいずれも８枚の偏向板５３を備えている場合（８極）、それぞれの偏向板に電圧を印加するケーブル５４がそれぞれ８本ずつ、計１６本必要となる。従って、コネクタ５２ａの数も１６個、偏向器５２の周囲に設けられている。以下、本発明の実施の形態における偏向器５２においては、偏向板５３が８枚備えられていることを前提として説明する。
【００６７】
さらに、各偏向板５３に対してケーブル５４を接続するために、偏向器５２の周囲には、各偏向板５３に設けられている電極５３ａの位置に合わせて接続用横穴５２ｂが設けられている。ケーブル５４がブロックＢの内部に設けられた孔を通ることになると、偏向板
５３に設けられている電極５３ａにケーブル５４を接続することが困難となるが、接続用横穴５２ｂは、当該接続を容易にするために設けられている。
【００６８】
なお、図２に示すブロックＢに設けられている接続用横穴５２ｂの奥に偏向板５３の電極５３ａが見えており、さらに、電極５３ａには、ケーブル５４が接続されている様子が示されている。ケーブル５４は、電極５３ａへの接続に当たっては、その被覆を剥がして内部の導体５４ａが接続されることになる。
【００６９】
また、例えば、副偏向アンプ３５から印加される電圧は、副偏向アンプ３５からケーブル５４を介してまず第２のサブフィールド用偏向器５０ｂの電極５３ａに印加され、続いて第１のサブフィールド用偏向器５０ａに印加される。そのため、図２に示す第２のサブフィールド用偏向器５０ｂの接続用横穴５２ｂにおいては、ケーブル５４の導体が接続用横穴５２ｂを縦断するように接続されている様子が示されている。そして、第２のサブフィールド用偏向器５０ｂに続いてケーブル５４は第１のサブフィールド用偏向器５０ａに接続されることから、その状態が示されている。但し、第１のサブフィールド用偏向器５０ａに接続された後、次に接続される偏向器５２はないことから、ケーブル５４が次に接続されるようには示されていない。
【００７０】
図３は、本発明の実施の形態における偏向器５２の内部を表わす説明図である。実際には、偏向器５２は金属のブロックＢにて形成されていることから、その内部を見ることはできない。しかしながら、ここでは説明の便宜のため図３では内部が見えるように示している。
【００７１】
本願発明の実施の形態における偏向器５２の内部には、ケーブル５４が通る孔５５が設けられている。この孔５５は、第２のサブフィールド用偏向器５０ｂと第１のサブフィールド用偏向器５０ａとを接続するケーブル５４を通す孔である。同様に、第１のメインフィールド用偏向器５１ｂと第１のメインフィールド用偏向器５１ａとを接続するケーブル５４のためにも当該孔５５は設けられている。
【００７２】
ブロックＢの内部に孔５５を形成するに当たっては、上述したように単体の塊であるブロックＢの所望の位置に穴を開けていくことで形成しても、或いは、複数の塊に孔５５を構成する溝等を予め形成しておき、それらを組み合わせることによって所望の孔５５を形成することとしても良い。
【００７３】
また、図３に示す孔の位置や経路については、あくまでも例示である。この図３に示されている孔５５を例に挙げて説明すると、コネクタ５２ａａに接続されたケーブル５４Ａは、第２のサブフィールド用偏向器５０ｂの電極５３ａに接続された後、孔５５ａを通って、第１のサブフィールド用偏向器５０ａの電極５３ａに接続される。
【００７４】
一方、コネクタ５２ａｂに接続されたケーブル５４Ｂは、第２のメインフィールド用偏向器５１ｂの電極５３ａに接続された後、孔５５ｂを通って、第１のメインフィールド用偏向器５１ａの電極５３ａに接続される。
【００７５】
図４は、本発明の実施の形態における偏向器５２を水平に切断した上で斜めに現わした斜視図である。また、図５は、本発明の実施の形態における偏向器５２を水平に切断した上で斜めに現わすとともに、内部のケーブル５４が通る孔５５を示す斜視図である。
【００７６】
図４及び図５は、図２、或いは、図３に示した偏向器５２を水平方向（電子ビームＥＢの照射方向に直交する向き）に切断し、電子ビームＥＢの光路をのぞき込むような形で表わした斜視図である。電子ビームＥＢの光路には、電子ビームＥＢに面する向きに偏向板
５３の表面が向くように設けられている。また、偏向板５３の裏面に設けられる電極５３ａに対しては、接続用横穴５２ｂを介してアクセスすることが可能であり、当該接続用横穴５２ｂを用いてケーブル５４を電極５３ａに接続する。
【００７７】
図４は、偏向器５２の外部のみを示していることから、その内部に形成されている孔５５を見ることはできない。一方、図５では、偏向器５２の内部を見ることができるように表わされている。図５に示す孔５５は、図３に示す孔５５の経路とは異なり、例えば、コネクタ５２ａからゆるやかにカーブして下方、すなわち試料Ｍに向けて形成されている。このように、孔５５の経路については、接続する偏向板５３（電極５３ａ）の位置やケーブル５４の曲げやすさ等を考慮して自由に形成することが可能である。
【００７８】
当該孔５５は、例えば、通すケーブル５４に合わせてその径の大きさを決定することができる。本発明の実施の形態においては、偏向器５２の内部に形成される孔５５をケーブル５４が通ることによって、当該ケーブル５４のインピーダンスを低く抑える目的がある。そのため上述したように、偏向器５２を構成するブロックＢは、ＧＮＤ電位を備えている。
【００７９】
当該偏向器５２の内部に形成される孔５５の内部にケーブル５４を配置することによって、ＧＮＤ電位を備えるブロックＢをシールド効果を持ったケーブル５４の外側導体とすることができ、この外部導体はそのいずれの場所においてもＧＮＤ電位に対し低いインピーダンスを維持することができることになる。低インピーダンスが維持できれば、それだけケーブル５４のシールドは十分になされていることになり、結果としてクロストークといった弊害を招来することを避けることができる。
【００８０】
そのために、例えば、孔５５がケーブル５４の周囲を密着して覆うような大きさに形成されていることが望ましい。或いは、孔５５の径をケーブル５４の径よりも若干小さくすることで、密着度を高めることもできる。従って、ケーブル５４が通る孔５５の径もケーブル５４の種類によってその大きさを自由に設定することができる。
【００８１】
ここでケーブル５４としては、例えば、外部導体の外側の保護皮膜の無い同軸ケーブルを用いることができる。同軸ケーブルは、導体の周囲に絶縁体の被覆が施され、その外周に網線等の外部導体が形成されている。同軸ケーブルの外径と孔５５の内径を適切に選択することにより、同軸ケーブルの外部導体はＧＮＤ電位を備えるブロックＢと広い面積で満遍なく接触するため、外部導体のＧＮＤ電位に対するインピーダンスが下がり、高いシールド効果を得ることができる。
【００８２】
なお、少なくとも導体とその周囲に設けられる絶縁体からなるケーブルをケーブル５４として採用する際には、ケーブルの導体径、絶縁被覆の誘電率、孔径を次の式に当てはめて所望のインピーダンスとなるよう、最適なケーブルを選択することが必要である。
【００８３】
【数１】
0005964067.tif 000002
【００８４】
ここで「Ｋ」は定数、「ε」は、絶縁体の比誘電率、「Ｄ」は孔径（ｍｍ）、「ｄ」は導体の中心径（ｍｍ）を表わしている。
【００８５】
以上説明した構成を採用することによって、偏向器の多段化に伴って途中に分岐が生ずる偏向アンプから偏向板までの線路におけるインピーダンスの低減を図り、線路間のクロストークを減らすことをもって、偏向アンプのセトリング時間及び描画時間を短縮し、描画処理のスループットを向上させることが可能な荷電粒子ビーム描画装置を提供することができる。
【００８６】
特にブロック内に設けた孔を信号線路とすることで、信号線路全体にわたり良好なシールド効果を均一に得ることができる。そのため、有効に線路間のクロストークを減らすことができる。
【００８７】
また、このように偏向器の内部にケーブルを通す孔を設けることによって、例えば、これまでのように偏向器の外部に配線されるケーブルをまとめるために用いられる部品を削減することができる。さらに、部品点数が減少し、さらに予めケーブルを通す孔が偏向器に形成されていることで、偏向器組み立ての手間（工数）、時間を削減することができるとともに、取り付けミスの減少や作業効率の向上を図ることが可能となる。
【００８８】
また、導体及びその周囲に設けられる絶縁体からなるケーブルを採用することによって、外部導体をなくすことができるためさらに部品点数を減らすことができ、或いは、より安価なケーブルの採用が可能となる。また、網線の切りくずが発生しないため、網線端末の処理が不要となる。
【００８９】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９０】
１    荷電粒子ビーム描画装置
２    描画部
３    制御部
３１    制御計算機
３２    偏向制御部
３３    ブランキングアンプ
３４    成形偏向アンプ
３５    副偏向アンプ
３６    主偏向アンプ
５０ａ  第１のサブフィールド用偏向器
５０ｂ  第２のサブフィールド用偏向器
５１ａ  第１のメインフィールド用偏向器
５１ｂ  第２のメインフィールド用偏向器
５２    偏向器
５２ａ  コネクタ
５３    偏向板
５３ａ  電極
５４    ケーブル
５５    孔
Ｂ    ブロック
【図１】
0005964067.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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