(57)【要約】【課題】電子ビームのクロスオーバー点の位置調整を容易に行うこと。【解決手段】ブランキング電極４には、ブランク電圧送出回路２０と、クロスオーバー点Ｃを調整する際に使用する三角波送出回路２２と、これらの回路を切り換え可能に接続する切替回路２４とを含む電子回路２６が接続されている。クロスオーバー点Ｃを調整する際には、ブランキング電圧送出回路２０に替えて、三角波送出回路２２を接続して、三角波信号をブランキング電極４に印加した際に、モニター画面上の像が、揺動しないようにコンデンサレンズでの収束状態を変更し、揺動が所定の範囲内になった状態を、クロスオーバー点Ｃがブランキング電極４の中心に位置するものと見なす。【選択図】　図２
2004111708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エミッタから放出された電子ビームを、静電偏向型のコンデンサレンズと電磁偏向型の対物レンズで収束させて、試料に照射し、前記試料からの反射電子を検出して、前記試料の表面照射状態をモニター画面で確認する電子ビーム描画装置において、
前記コンデンサレンズと前記対物レンズとの間に設けられ、前記電子ビームを一方に引き寄せて、前記試料への照射を一時的に遮断するブランキング電極の中心に前記電子ビームのクロスオーバー点が位置するように調整する焦点調整方法であって、
前記ブランキング電極にブランク電圧を供給するでブランキング電圧送出回路に替えて、三角波送出回路を接続して、三角波信号を前記ブランキング電極に印加した際に、
前記モニター画面上の像が、揺動しないように前記コンデンサレンズでの収束状態を変更し、前記揺動が所定の範囲内になった状態を、前記クロスオーバー点が前記ブランキング電極の中心に位置するものと見なすことを特徴とする電子ビーム描画装置の焦点調整方法。
【請求項２】
前記ブランキング電圧送出回路と前記三角波送出回路とは、前記ブランキング電極に切り換え自在に接続されることを特徴とする請求項１記載の電子ビーム描画装置の焦点調整方法。
【請求項３】
前記ブランキング電圧送出回路と前記三角波送出回路との切替手段は、切替リレーと、この切替リレーの接続状態を制御するスイッチとからなることを特徴とする請求項２記載の電子ビーム描画装置の焦点調整方法。
【請求項４】
前記ブランキング電圧送出回路と、前記三角波送出回路と、前記切替手段とを、同一基板上に搭載したことを特徴とする請求項３記載の電子ビーム描画装置の焦点調整方法。
【請求項５】
前記三角波送出回路は、三角波発信器と、前記発信器から発振された三角波の振幅の調整が可能なバッファアンプとを有することを特徴とする請求項２記載の電子ビーム描画装置の焦点調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子ビーム描画装置の焦点の調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加速した電子ビームを利用して微細加工を行う電子ビーム式の描画装置においては、ステップ・アンド・リピート方式で図形を描画することがあり、このような方式で描画を行う際には、画像の制御を行うブランキング信号により、ビームをＯＮ／ＯＦＦさせる必要がある。
【０００３】
図４は、この種の電子ビーム描画装置における電子ビームを試料に収束させる電極配置の概要を示している。同図において、１は、電子ビームＢを放出させるエミッタであり、このエミッタ１の前方には、静電偏向型のコンデンサレンズ２と、電磁偏向型の対物レンズ３とが、所定の間隔を隔てて同軸上に配置されている。
【０００４】
コンデンサレンズ２と対物レンズ３との間には、ブランキング電極４と、対物アパーチャ５とが設置されている。電子ビームＢが照射される試料６は、エミッタ１の同軸上の直下に配置されていて、試料６の近傍には、電子ビームＢが試料６に照射された際に、放出される電子を検出する反射電子検出器７が配置されている。
この反射電子検出器７には、アンプ８，画像処理回路９およびモニター１０が接続されていて、電子ビームＢによる試料６の表面照射状態をモニター１０の画面上で確認するようになっている。
【０００５】
ところで、このような構成の電子ビーム描画装置で、ステップ・アンド・リピート方式で図形を描画する際には、ブランキング電極４にパルス状の直流電圧を送出して、図５，６に示すように、電子ビームＢを電極の一方側に引き寄せて、電子ビームＢがアパーチャ５で遮断されるＯＦＦ状態を創出することになる。
【０００６】
なお、図５および図６においては、実線で示した電子ビームＢが、ブランキング電極４に電圧を印加しない定常状態で、点線で示した電子ビームＢが、ブランキング電極４に電圧を印加した場合をそれぞれ示している。
この場合、電子ビームＢのクロスオーバー点Ｃは、ブランキング電極４の上下方向の中心部に位置していないと、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、クロスオーバー点Ｃがブランキング電極４の中心部にあると、図　５に示すように、電子ビームＢをブランキング電極４側に引き寄せた時に、試料６上の照射点の移動が発生しない。
【０００８】
ところが、クロスオーバー点Ｃが、図６に示すように、中心から上方にズレていると、電子ビームＢをブランキング電極４に引き寄せた時に、試料６上の照射点が、ビームＢが引き寄せられた方向に移動することになり、このような移動は、クロスオーバー点Ｃが、中心から下方にズレている場合にも発生する。
【０００９】
この場合、ブランキング電極４に加えられる電圧は、パルス状であるが、瞬時に０％から１００％まで立上るか、あるいは、１００％から０％に立下がるものではなく、立上りないしは立下りの際に、時間遅れが発生するので、このような照射点の移動は、描画の高精度化の障害となる。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、電子ビームのクロスオーバー点の位置調整が容易に行える電子ビーム描画装置の焦点調整方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、エミッタから放出された電子ビームを、静電偏向型のコンデンサレンズと電磁偏向型の対物レンズで収束させて、試料に照射し、前記試料からの反射電子を検出して、前記試料の表面照射状態をモニター画面で確認する電子ビーム描画装置において、前記コンデンサレンズと前記対物レンズとの間に設けられ、前記電子ビームを一方に引き寄せて、前記試料への照射を一時的に遮断するブランキング電極の中心に前記電子ビームのクロスオーバー点が位置するように調整する焦点調整方法であって、前記ブランキング電極にブランク電圧を供給するでブランキング電圧送出回路に替えて、三角波送出回路を接続して、三角波信号を前記ブランキング電極に印加した際に、前記モニター画面上の像が、揺動しないように前記コンデンサレンズでの収束状態を変更し、前記揺動が所定の範囲内になった状態を、前記クロスオーバー点が前記ブランキング電極の中心に位置するものと見なすようにした。
【００１２】
このように構成した電子ビーム描画装置の焦点調整方法によれば、立上りないしは立下りに時間がかかる三角波信号を前記ブランキング電極に印加した際に、モニター画面上の像が、揺動しないようにコンデンサレンズでの収束状態を変更し、揺動が所定の範囲内になった状態を、クロスオーバー点がブランキング電極の中心に位置するものと見なすので、三角波信号よりも、立上りないしは立下り時間が、速いパルス状電圧をブランキング電極に印加した際には、試料上における電子ビームの照射点（焦点）の移動が、殆ど発生しない。
【００１３】
前記ブランキング電圧送出回路と前記三角波送出回路とは、前記ブランキング電極に切り換え自在に接続することができる。
この構成によれば、調整が必要なときに、迅速に対応することができる。
【００１４】
前記ブランキング電圧送出回路と前記三角波送出回路との切替手段は、切替リレーと、この切替リレーの接続状態を制御するスイッチとで構成することができる。
前記ブランキング電圧送出回路と、前記三角波送出回路と、前記切替手段は、同一基板上に搭載することができる。
前記三角波送出回路は、三角波発信器と、前記発信器から発振された三角波の振幅の調整が可能なバッファアンプとで構成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図３は、本発明にかかる電子ビーム描画装置における焦点調整方法の一実施例を示している。
【００１６】
なお、以下に説明する実施例では、前述した従来例と同一もしくは相当する部分には、同一符号付している。図１は、電子ビーム描画装置の電子ビームを試料に収束させる際の電極配置の概要を示している。
【００１７】
同図において、１は、電子ビームＢを放出させるエミッタであり、このエミッタ１の前方には、静電偏向型のコンデンサレンズ２と、電磁偏向型の対物レンズ３とが、上下方向に所定の間隔を隔てて、同軸上に配置されている。
【００１８】
コンデンサレンズ２と対物レンズ３との間には、ブランキング電極４と、対物アパーチャ５とが、上下方向に所定の間隔を隔てて、同軸上に設置されている。電子ビームＢが照射される試料６は、エミッタ１の同軸上の直下に配置されていて、試料６の近傍には、電子ビームＢが試料６に照射された際に、放出される電子を検出する反射電子検出器７が配置されている。
【００１９】
この反射電子検出器７には、アンプ８，画像処理回路９およびモニター１０が接続されていて、電子ビームＢによる試料６の表面照射状態をモニター１０の画面上で確認するようになっている。
【００２０】
ところで、このような構成の電子ビーム描画装置で、ステップ・アンド・リピート方式で図形を描画する際には、ブランキング電極４にパルス状の直流電圧をブランク電圧送出回路２０から送出して、電子ビームＢを電極の一方側に引き寄せて、電子ビームＢがアパーチャ５で遮断されるＯＦＦ状態を創出することになり、この際に、電子ビームＢのクロスオーバー点Ｃが、ブランキング電極４の上下方向の中心部から上下に変位していると、前述したように、試料６上の照射点（焦点）が移動するという不具合があった。
【００２１】
そこで、本実施例では、クロスオーバー点Ｃの調整を容易にするために、上述したブランク電圧送出回路２０と、クロスオーバー点Ｃを調整する際に使用する三角波送出回路２２と、これらの回路を切り換え可能に接続する切替回路２４とを含む電子回路２６を、ブランキング電極４に接続するようにした。
【００２２】
この電子回路２６の詳細を図２に示している。同図に示した電子回路２６においては、ブランク電圧送出回路２０は、ステップ・アンド・リピート方式で描画する際にブランキング信号が入力されるコンパレータ２０ａと、このコンパレータ２０ａの出力側に接続され、ノイズを遮断するためのアイソレータ２０ｂと、アイソレータ２０ｂの出力側に接続され、ブランキング信号を保持するフリップフロップ２０ｃとを備えている。
【００２３】
フリップフロップ２０ｃの出力側には、ブランキング出力アンプ２０ｄが接続され、このアンプ２０ｄからは、図３（Ａ）にａで示すようなパルス状のブランキング電圧ａが送出される。
【００２４】
このブランキング電圧ａは、例えば、０Ｖから２０Ｖに、立上り時間が７ｎｓ程度で到達するパルス状の直流電圧である。一方、三角波送出回路２２は、所定の周期、例えば、１Ｈｚ程度の繰り返し周波数で、正三角形状の信号を発振する三角波発信器２２ａと、この発振器２２ａの出力側に接続されたバッファアンプ２２ｂとを備えていて、バッファアンプ２２ｂは、発振器２２ａから発振された三角波の振幅の調整が可能に構成されている。
【００２５】
図３（Ｂ）にバッファアンプ２２ｂから送出される三角波信号ｂの一例を示しており、同図に示した三角波信号ｂは、例えば、繰り返し周波数が１Ｈｚ程度の低周波信号であって、立上りと立下りが同じ時間になっている正三角形状の電圧信号であり、この振幅は、バッファアンプ２２ｂにより適宜調整される。
【００２６】
切替回路２４は、切替リレー２４ａと、この切替リレー２４ａの接続状態を制御するスイッチ２４ｂとを備えている。切替リレー２４ａは、ブランキング電極４が接続されるコモン端子ｓと、このコモン端子ｓと電気的に接続可能な一対の接続端子ｎ１，ｎ２とを備えている。
【００２７】
一方の接続端子ｎ１には、ブランキング電圧送出回路２０の出力アンプ２０ｄの出力側が接続されている。他方の接続端子ｎ２には、三角波送出回路２２のバッファアンプ２２ｂの出力側が接続されている。
【００２８】
切替リレー２４ａは、スイッチ２４ｂの作動ないしは非作動により、コモン端子ｓと一対の接続端子ｎ１，ｎ２の接続状態が異なるようになっていて、図２に示した状態は、スイッチ２４ｂの非作動状態であって、この場合には、コモン端子ｓと接続端子ｎ１とが接続状態になっていて、この結果、ブランキング電圧送出回路２０の出力アンプ２０ｄから送出されるブランキング電圧ａが、ブランキング信号に基づいてブランキング電極４に印加される。
【００２９】
また、図２に示した状態において、スイッチ２４ｂが操作されて、作動状態になると、コモン端子ｓは、接続端子ｎ１から離間して、接続端子ｎ２と接続する状態になって、この結果、三角波送出回路２２のバッファアンプ２２ｂから送出される三角波電圧ｂがブランキング電極４に印加される。
【００３０】
以上のように構成された電子ビーム描画装置において、クロスオーバー点Ｃの調整を行い、試料６上のビーム照射点（焦点）の移動を防止する際には、以下の手順で調整が行われる。
【００３１】
▲１▼．まず、切替回路２４のスイッチ２４ｂを作動させて、切替リレー２４ａの接続状態を変更し、ブランキング電極４とブランキング電圧送出回路２０との接続を切り離して、ブランキング電極４と三角波送出回路２４とを接続させる。
【００３２】
▲２▼．次に、この状態で、三角波発信器２２ａを作動させ、バッファアンプ２２ｂにより、振幅を調整した三角波信号ｂをブランキング電極４に印加する。この際の三角波信号ｂは、その繰り返し周波数を１Ｈｚ程度とする。
【００３３】
▲３▼．三角波信号ｂをブランキング電極４に印加しながら、電子ビームＢを発射させて、試料６から放出される電子を反射電子検出器７で検出し、電子ビームＢによる試料６の表面照射状態をモニター１０の画面上で確認する。
【００３４】
▲４▼．このときにモニター１０上に現れる像の状態は、ブランキング電極４に三角波信号ｂが印加されており、三角波形状の電圧は、頂点まで電圧が徐々に上昇した後に、徐々に降下する状態が、所定の周期で繰り返されるので、クロスオーバー点Ｃがブランキング電極４の上下方向の中心から変位していると、像が三角波信号ｂの周期に対応して揺動する。
この場合、三角波信号ｂの繰り返し周期を１Ｈｚ程度の低周波とすると、揺動の状態を確実に視認することができる。一方、クロスオーバー点Ｃがブランキング電極４の上下方向の中心にあると、ブランキング電極４に加えられている三角波信号ｂが変動しても、像の揺動は発生しない。
【００３５】
▲５▼．そこで、モニター１０に現れた像に揺動が認められる場合には、ブランキング電極４の上部側に位置する静電偏向型のコンデンサレンズ２の、収束状態を変更して、モニター１０上での像の揺動がなくなるように調整する。
この場合、像の揺動は、全く発生しないことが理想であるが、例えば、通常用いている倍率画面で、揺動が目視されない程度になると、クロスオーバー点Ｃが、ブランキング電極４の上下方向の中心に位置するものとみなして、焦点の調整を終了する。
【００３６】
▲６▼．以上の焦点調整が終了すると、スイッチ２４ｂを非作動状態に戻して、切替リレー２４ａの接続状態を定常状態、すなわち、ブランキング電極４にブランキング電圧送出回路２０が接続される状態に戻して、描画を行うことになる。
【００３７】
さて、以上のように構成した電子ビーム描画装置の焦点調整方法によれば、立上りないしは立下りに時間がかかる三角波信号ｂをブランキング電極４に印加した際に、モニター１０画面上の像が、揺動しないようにコンデンサレンズ２での収束状態を変更し、揺動が所定の範囲内になった状態を、クロスオーバー点Ｃがブランキング電極４の中心に位置するものと見なしている。
【００３８】
このため、三角波信号ｂよりも、立上りないしは立下りが速いパルス状電圧をブランキング電極４に印加した際には、試料６上における電子ビームＢの照射点の移動が殆ど発生せず、高精度の描画が可能になる。
【００３９】
また、本実施例では、ブランキング電圧送出回路２０と三角波送出回路２２とは、切替回路２４を介して、ブランキング電極４に切り換え自在に接続されている。
【００４０】
このため、クロスオーバー点Ｃの調整が必要なときに、スイッチ２４ｂの操作だけで、これを行うことができ、迅速に対応することができるとともに、クロスオーバー点Ｃを探す度に、別の振幅調整可能な発信器をブランキング電極４に接続し直す必要がなくなるので、操作の手間と、調整の時間とを大幅に短縮することができる。
また、ブランキング電圧送出回路２０と、三角波送出回路２２と、切替回路２０とは、例えば、同一配線基板に搭載すると、サイズのコンパクト化を図ることもできる。
【００４１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる電子ビーム描画装置の焦点調整方法によれば、電子ビームのクロスオーバー点の位置調整が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる電子ビーム描画装置の焦点調整方法が適用される描画装置の電極配置説明図である。
【図２】図１に示した電子回路の詳細図である。
【図３】図２に示した電子回路で送出される電圧信号の出力波形図である。
【図４】従来の電子ビーム描画装置における電子ビームを試料に収束させる電極配置の概要説明図である。
【図５】図４に示した電極配置で、クロスオーバー点がブランキング電極の中心にある場合の説明図である。
【図６】図４に示した電極配置で、クロスオーバー点がブランキング電極の中心にない場合の説明図である。
【符号の説明】
１　　　　　エミッタ
２　　　　　コンデンサレンズ
３　　　　　対物レンズ
４　　　　　ブランキング電極
５　　　　　アパーチャ
６　　　　　試料
７　　　　　検出器
８　　　　　アンプ
９　　　　　画像処理回路
１０　　　　モニター
２０　　　　ブランキング電圧送出回路
２２　　　　三角波送出回路
２４　　　　切替回路
２６　　　　電子回路
【図１】
2004111708.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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