(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電子を発生させる複数のカソードと、
前記複数のカソードに共通に設けられ、前記カソードに前記熱電子を加速させるための電圧を印加する加速電圧源と、
前記加速電圧源と前記複数のカソードとの間に共通に設けられ、前記複数のカソードからのエミッション電流に応じた電圧降下を生じさせるセルフバイアス抵抗と、
前記複数のカソードの各々に設けられ、前記カソードから放出された前記熱電子を収束させて電子ビームを形成するグリッドと、
前記グリッド毎に設けられ、前記グリッドと前記加速電圧源との間に接続されて前記グリッドに前記カソードの電位に対して負の電圧を印加するグリッド電圧源と、
前記グリッド毎に設けられ、前記カソードとグリッドとの間の電圧を検出する電圧検出器と、
前記グリッド毎に設けられ、前記電圧検出器の出力に基づいて前記カソードとグリッドとの間の電圧の変動を抑制するように前記グリッド電圧源の電圧を制御するグリッド電圧制御部と、
前記グリッド毎に設けられ、前記グリッド電圧源と前記加速電圧源との間に接続されたグリッド抵抗と、
前記グリッド毎に設けられ、前記グリッド電圧源の正極側と前記カソードとの間に接続されて前記グリッド電圧源側から前記カソード側に向かう方向の電流を選択的に通過させる電流方向規制素子と、
を有することを特徴とするマルチコラム用電子ビーム生成装置。
【請求項２】
前記電流方向規制素子は、ダイオード又はバリスタであることを特徴とする請求項１に記載のマルチコラム用電子ビーム生成装置。
【請求項３】
前記ダイオードは、前記グリッド電圧源側をアノードとすることを特徴とする請求項２に記載のマルチコラム用電子ビーム生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム生成装置に関し、特に、電子ビームを複数のコラムで使用するマルチコラム用電子ビーム生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子線露光装置は、単一のコラム内で単一の加速電圧によって単一の電子線を発生するようになっている。そのため、描画スループットが遅いという欠点があった。
【０００３】
この欠点を解消するため、単一の加速電圧で加速された電子線を複数の電子線にして描画するマルチ電子線露光装置が検討されている。マルチ電子線露光装置により、同時に複数の描画パターンを試料上に照射することができ、スループットの向上を図っている。
【０００４】
これに関する技術として、特許文献１に、半導体素子等の生産速度を向上させるために、一つの電子ビームから複数の電子ビームを生成する電子ビーム生成装置が開示されている。
【０００５】
また、電子線露光装置においては、描画スループットの向上とともに、微細なパターンを精度良く描画できることが要求されている。
【０００６】
これに関する技術として特許文献２には、複数の電子ビームの特性をそれぞれ調節し、各電子ビームのスポット形状を精度よく揃える電子ビーム装置が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、電子ビームの電流量を、セルフバイアス抵抗を用いて精度良く制御可能にし、安定したエミッション電流を供給する電子ビーム生成装置が開示されている。
【０００８】
図１は、特許文献３に開示されている、セルフバイアス抵抗を用いた電子ビーム生成装置の概略構成図を示している。電子ビーム生成装置は、熱電子を生成するカソード１、熱電子を集束させ、電子ビームを形成するグリッド２、カソード１を加熱し熱電子を生成させるフィラメント電流を生成するフィラメント電流源７、カソード１に電圧を印加して、熱電子を放出させるカソード電源４、カソード１の電位に対するグリッド２の電位を変化させるセルフバイアス抵抗３、カソード１と基準電位（アース電位）間の電圧を検出するカソード電圧検出部６、検出した電圧に基づいてカソード電源４がカソード１に印加する電圧を制御するカソード制御部５を備えている。
【０００９】
このように構成された電子ビーム生成装置において、カソード電源４に印加した電圧により、電子銃を構成するカソード１から放出された熱電子を加速させ、エミッション電流を発生させる。エミッション電流が、放電等により急激に変化すると、セルフバイアス抵抗３の両端に電位降下が発生する。この電位降下により、グリッド２の電位が変化し、エミッション電流の電流値の変化を抑制するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−１６４００９号公報
【特許文献２】特開平５−２５１３１５号公報
【特許文献３】特開２００５−２６２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記したように、エミッション電流の変化を抑制させるように制御し、エミッション電流を安定化するようにしている。しかし、特許文献３で開示されている技術はシングルコラム電子ビーム露光装置を対象としており、スループットの向上を目的としたマルチコラム電子ビーム露光装置におけるエミッション電流の変化を抑制する方式については検討されていない。従って、マルチコラム電子ビーム露光装置にシングルコラム電子ビーム露光装置における方式が適用可能か否かは明確ではない。
【００１１】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みなされたものであり、目的は、エミッション電流の変化に対応し、安定した電子ビームを放出することができるように制御可能なマルチコラム用電子ビーム生成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した課題は、熱電子を発生させる複数のカソードと、前記複数のカソードに共通に設けられ、前記カソードに熱電子を加速させるための電圧を発生させる加速電圧源と、前記加速電圧源と前記複数のカソードとの間に共通に設けられ、前記複数のカソードからのエミッション電流に応じた電圧降下を生じさせるセルフバイアス抵抗と、前記複数のカソードの各々に設けられ、前記カソードから放出された前記熱電子を収束させて電子ビームを形成するグリッドと、前記グリッド毎に設けられ、前記グリッドと前記加速電圧源との間に接続されて前記グリッドに前記カソードの電位に対して負の電圧を印加するグリッド電圧源と、前記グリッド毎に設けられ、前記カソードとグリッドとの間の電圧を検出する電圧検出器と、前記グリッド毎に設けられ、前記電圧検出器の出力に基づいて前記カソードとグリッドとの間の電圧の変動を抑制するように前記グリッド電圧源の電圧を制御するグリッド電圧制御部と、前記グリッド毎に設けられ、前記グリッド電圧源と前記加速電圧源との間に接続されたグリッド抵抗と、前記グリッド毎に設けられ、前記グリッド電圧源の正極側と前記カソードとの間に接続されて前記グリッド電圧源側から前記カソード側に向かう方向の電流を選択的に通過させる電流方向規制素子と、を有するマルチコラム用電子ビーム生成装置により解決する。
【００１４】
本発明では、カソードとグリッド間の電圧が変動し、エミッション電流が変動したときに、グリッド電圧源の値をエミッション電流の変動を抑制するような値に調整している。この調整によってグリッド電流が変動するが、グリッド電圧源とカソードとの間にダイオードを接続することにより、グリッド電流がすべてのコラムに共通なセルフバイアス抵抗に流れないようにしている。これにより、カソードとグリッド間の電圧の変化を抑制させるようにグリッド電圧を変化させることが、各コラムで独立に行うことが可能となり、安定したエミッション電流を供給することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
はじめに、本実施形態で使用するマルチコラム電子ビーム露光装置の構成について説明する。次に、マルチコラム用電子ビーム生成装置について説明する。最後に、シングルコラム用の電子ビーム生成装置をマルチコラム電子ビーム露光装置に適用した場合の比較例について説明する。
【００１７】
（マルチコラム電子ビーム露光装置の構成）
図２は、本実施形態に係るマルチコラム電子ビーム露光装置の概略構成図である。
【００１８】
マルチコラム電子ビーム露光装置は、電子ビームコラム１０と電子ビームコラム１０を制御する制御部２０に大別される。このうち、電子ビームコラム１０は、同等なコラムセル１１が複数集まって、全体のコラムが構成されている。すべてのコラムセル１１は後述する同じユニットで構成されている。コラムセル１１の下には、例えば３００mmウエハ１２を搭載したウエハステージ１３が配置されている。
【００１９】
一方、制御部２０は、電子銃高圧電源２１、レンズ電源２２、デジタル制御部２３、ステージ駆動コントローラ２４及びステージ位置センサ２５を有する。これらのうち、電子銃高圧電源２１は電子ビームコラム１０内の各コラムセル１１の電子銃を駆動させるための電源を供給する。レンズ電源２２は電子ビームコラム１０内の各コラムセル１１の電磁レンズを駆動させるための電源を供給する。デジタル制御部２３は、コラムセル１１各部をコントロールする電気回路であり、ハイスピードの偏向出力などを出力する。デジタル制御部２３はコラムセル１１の数に対応する分だけ用意される。ステージ駆動コントローラ２４は、ステージ位置センサ２５からの位置情報を基に、ウエハ１２の所望の位置に電子ビームが照射されるようにウエハステージ１３を移動させる。上記の各部２１〜２５は、ワークステーション等の統合制御系２６によって統合的に制御される。
【００２０】
上述したマルチコラム電子ビーム露光装置では、すべてのコラムセル１１は同じコラムユニットで構成されている。
【００２１】
図３は、マルチコラム電子ビーム露光装置に使用される各コラムセル１１の構成図である。
【００２２】
各コラムセル１１は、露光部１００と、露光部１００を制御するコラムセル制御部３１とに大別される。このうち、露光部１００は、電子ビーム生成部１３０、マスク偏向部１４０及び基板偏向部１５０によって構成される。
【００２３】
電子ビーム生成部１３０では、電子ビーム生成装置１０１の電子銃から発生した電子ビームＥＢが第１電磁レンズ１０２で収束作用を受けた後、ビーム整形用マスク１０３の矩形アパーチャ１０３ａを透過し、電子ビームＥＢの断面が矩形に整形される。
【００２４】
その後、電子ビームＥＢは、マスク偏向部１４０の第２電磁レンズ１０５によって露光マスク１１０上に結像される。そして、電子ビームＥＢは、第１、第２静電偏向器１０４、１０６により、露光マスク１１０に形成された特定のパターンＰに偏向され、その断面形状がパターンＰの形状に整形される。
【００２５】
なお、露光マスク１１０はマスクステージ１２３に固定されるが、そのマスクステージ１２３は水平面内において移動可能であって、第１、第２静電偏向器１０４、１０６の偏向範囲（ビーム偏向領域）を超える部分にあるパターンＰを使用する場合、マスクステージ１２３を移動することにより、そのパターンＰをビーム偏向領域内に移動させる。
【００２６】
露光マスク１１０の上下に配された第３、第４電磁レンズ１０８、１１１は、それらの電流量を調節することにより、電子ビームＥＢを基板上で結像させる役割を担う。
【００２７】
露光マスク１１０を通った電子ビームＥＢは、第３、第４静電偏向器１１２、１１３の偏向作用によって光軸Ｃに振り戻された後、第５電磁レンズ１１４によってそのサイズが縮小される。
【００２８】
マスク偏向部１４０には、第１、第２補正コイル１０７、１０９が設けられており、それらにより、第１〜第４静電偏向器１０４、１０６、１１２、１１３で発生するビーム偏向収差が補正される。
【００２９】
その後、電子ビームＥＢは、基板偏向部１５０を構成する遮蔽板１１５のアパーチャ１１５ａを通過し、第１、第２投影用電磁レンズ１１６、１２１によって基板上に投影される。これにより、露光マスク１１０のパターンの像が、所定の縮小率、例えば１／６０の縮小率で基板に転写されることになる。
【００３０】
基板偏向部１５０には、第５静電偏向器１１９と電磁偏向器１２０とが設けられており、これらの偏向器１１９、１２０によって電子ビームＥＢが偏向され、基板の所定の位置に露光マスクのパターンの像が投影される。
【００３１】
更に、基板偏向部１５０には、基板上における電子ビームＥＢの偏向収差を補正するための第３、第４補正コイル１１７、１１８が設けられる。
【００３２】
一方、コラムセル制御部３１は、電子銃制御部２０２、電子光学系制御部２０３、マスク偏向制御部２０４、マスクステージ制御部２０５、ブランキング制御部２０６及び基板偏向制御部２０７を有する。これらのうち、電子銃制御部２０２は、電子ビームＥＢの加速電圧やビーム放射条件等を制御する。また、電子光学系制御部２０３は、電磁レンズ１０２、１０５、１０８、１１１、１１４、１１６及び１２１への電流量等を制御して、これらの電磁レンズが構成される電子光学系の倍率や焦点位置等を調節する。ブランキング制御部２０６は、ブランキング電極１２７への印加電圧を制御することにより、露光開始前から発生している電子ビームＥＢを遮蔽板１１５上に偏向し、露光前に基板上に電子ビームＥＢが照射されるのを防ぐ。
【００３３】
基板偏向制御部２０７は、第５静電偏向器１１９への印加電圧と、電磁偏向器１２０への電流量を制御することにより、基板の所定の位置上に電子ビームＥＢが偏向されるようにする。上記の各部２０２〜２０７は、ワークステーション等の統合制御系２６によって統合的に制御される。
【００３４】
（マルチコラム用電子ビーム生成装置）
図４は本発明に係るマルチコラム用電子ビーム生成装置１０１の概略構成図である。
【００３５】
マルチコラム用電子ビーム生成装置１０１は、すべてのコラムに共通な一つの加速電圧源４１及び一つのセルフバイアス抵抗４８と、各コラムのそれぞれに、カソード４３、カソード電流源４２、グリッド４７、カソード−グリッド間電圧検出部４４、グリッド電圧制御部４５及びグリッド電圧源４６とを備えている。
【００３６】
カソード電流源４２は、カソード４３にカソード電流を供給し、カソード４３を加熱してカソード４３に熱電子を発生させる。加速電圧源４１は、すべてのコラムに共通の電圧源であり、カソード４３に加速電圧を印加して、発生した熱電子をカソード４３から放出させる。カソード４３には放出した熱電子量に基づいたエミッション電流が流れる。カソード−グリッド間電圧検出部４４は、カソード−グリッド間の電圧を検出し、電圧値をグリッド電圧制御部４５に通知する。グリッド電圧制御部４５は、通知されたカソード−グリッド間電圧値に基づいて、グリッド電圧源４６がグリッド４７に印加する電圧値を制御する。エミッション電流はすべてのコラムに共通のセルフバイアス抵抗４８に流れ、セルフバイアス抵抗４８はカソード４３に印加された電圧を、セルフバイアス抵抗を流れるエミッション電流に基づいて電圧降下させ、グリッドに印加する。カソード４３の電位に対するグリッド４７の電位は、セルフバイアス抵抗４８により生じた電圧降下、又は、グリッド電圧源４６がグリッド４７に印加する電圧に基づいて定まる。
【００３７】
以下に、図５を参照しながら、エミッション電流が変動した場合の動作について、（１）エミッション電流の変動が長期的な場合、及び（２）エミッション電流の変動が過渡的な場合について説明する。
【００３８】
（１）エミッション電流の変動が長期的な場合
図５は本発明に係るマルチコラム用電子ビーム生成装置の構成の一例を示す図である。本実施形態では、コラムが２つの場合について説明する。
【００３９】
マルチコラム用電子ビーム生成装置は、熱電子を発生させるカソード４３と、カソード４３にカソード電流を供給し、カソード４３を加熱して熱電子を発生させるカソード電流源４２と、カソード４３に負電圧を印加して、カソード４３から熱電子を放出させる加速電圧源４１と、カソード４３から放出された熱電子を集束させ、電子ビームを形成するグリッド４７と、グリッド４７にカソード４３の電位に対して負電圧を印加した電位を与えるグリッド電圧源４６と、カソード４３とグリッド４７間の電圧を検出するカソード−グリッド間電圧検出部４４と、カソード−グリッド間電圧検出部４４が検出したカソード−グリッド間電圧に基づいて、グリッド電圧源４６がグリッド４７に印加する電圧を制御するグリッド電圧制御部４５と、エミッション電流の変化に基づいて、カソード４３の電位に対するグリッド４７の電位を変化させ、エミッション電流の変化を抑制するセルフバイアス抵抗４８と、グリッド電圧源４６の正極側（Ｃ点）をアノード側、電子銃のカソード電位点（Ａ点）をカソード側として接続したダイオード５７と、ダイオード５７のアノード側（Ｃ点）と加速電圧源４１の負極（Ｄ点）との間に接続したグリッド抵抗５８とを備えている。
【００４０】
なお、図５のＡ点の電位は、すべてのコラムに共通なカソード電位であり、基準電位（アース電位）とＡ点との間の電圧を検出して常に一定のカソード電位（Ｖacc）になるように制御される。
【００４１】
また、上記カソード−グリッド間電圧検出部４４、グリッド電圧制御部４５、セルフバイアス抵抗４８、ダイオード５７及びグリッド抵抗５８によって、グリッド電位を制御する制御回路が構成される。
【００４２】
エミッション電流の変動が長期的な場合とは、例えば、カソード等の劣化による電子ビームの変動であり、カソード−グリッド間電圧検出部４４においてカソード−グリッド間電圧を検出し、グリッド電圧制御部４５によりグリッド電圧源４６を制御する場合である。
【００４３】
図５のコラム１において、カソード−グリッド間電圧検出部４４によってカソード−グリッド間電圧を検出し、グリッド電圧制御部４５において、検出した電圧が変動したと判定され、グリッド電圧源４６の値を変化させたとする。グリッド電圧源４６によって供給されるグリッド電流Ｉg1は、Ｂ点、Ｃ点を通り、ダイオード５７を介してＡ点を通って、電子銃のカソード４３に流れ、セルフバイアス抵抗４８にはほとんど流れない。従って、カソード４３からＡ点を通り、セルフバイアス抵抗４８を流れるエミッション電流をＩeとすると、加速電圧源４１の負極側（Ｄ点）の電位は、Ｖacc−Ｒsb×Ｉeとなり、グリッド電流Ｉg1に依存しなくなる。
【００４４】
すなわち、カソード−グリッド間電圧検出部４４によってカソード−グリッド間の電圧の変化を検出し、その変化を抑制させるようにグリッド電圧源４６の値を変化させ、グリッド電流Ｉg1が変化しても、加速電圧源の負極側（Ｄ点）の電位は、Ｖacc−Ｒsb×Ｉeであり変化しない。よって、セルフバイアス抵抗４８を流れる電流に変化がなく、コラム２のグリッド電圧源４６ａを変化させることはない。
【００４５】
従って、コラム１におけるグリッド電圧の調節を、コラム２に影響を与えることなく独立に行うことが出来る。
【００４６】
このように、エミッション電流の変動が長期的な場合に、各コラムで電子ビームの変動を調節することができ、安定したエミッション電流を供給することができる。
【００４７】
なお、セルフバイアス抵抗４８に流れるグリッド電流は、ダイオード５７の閾値電圧をＶth、グリッド抵抗５８の値をＲg1とすれば、Ｖth／（Ｒg1＋Ｒsb）であり、グリッド抵抗５８の値Ｒg1を大きな値にすれば、グリッド電流を無視することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、グリッド電圧を制御する制御回路にダイオード５７を使用した構成について説明したが、電流方向を規制する素子であればダイオードに限らず、例えばバリスタを使用してもよい。
【００４９】
（２）エミッション電流の変動が過渡的な場合
エミッション電流の変動が過渡的な場合とは、例えば、コラム内で放電等が発生し、エミッション電流の変動が極短期間であり、グリッド電圧源の値を変化させることができない場合である。
【００５０】
図５のコラム１内で放電が発生したとし、エミッション電流がΔＩeだけ増加したとすると、セルフバイアス抵抗４８を流れる電流は、Ｉe＋ΔＩeとなる。カソード−グリッド間電圧検出部４４が電圧の変化を検出したとしても、ΔＩeだけ増加した時間が瞬間的であるため、ΔＩeが発生している時間内にグリッド電圧を調節することはできない。
【００５１】
すなわち、コラム１で過渡的にエミッション電流が増加したときにセルフバイアス抵抗４８を流れる電流がΔＩe増え、加速電圧源の負極側（Ｄ点）の電位は、Ｖacc−Ｒsb×（Ｉe＋ΔＩe）となる。そして、ΔＩeが発生している時間にグリッド電圧を一定にしようとするグリッド電圧制御部４５による制御ができず、Ａ点の電位がＶaccで固定されているため、Ｂ点の電位は、−Ｖg−Ｒsb×ΔＩeとなり、ΔＩeを減少させようという働きが生じる。
【００５２】
この場合には、コラム１及びコラム２ともに、グリッド電圧の負極側（Ｂ点、Ｅ点）が、セルフバイアス抵抗４８の両端に生ずる電位降下によって、−Ｖg−Ｒsb×ΔＩeとなり、ΔＩeを減少させようという動作が発生する。これにより、ΔＩeが発生したコラムだけでなく、すべてのコラムについてΔＩeだけ減少させ、電子ビーム量の増大によるマスクの損傷等を防止することができる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態のマルチコラム電子ビーム露光装置では、電子ビーム生成装置において、グリッド電圧源４６と電子銃のカソードの間にダイオード５７を接続し、ダイオード５７のカソード側と加速電圧源４１の負極側の間にセルフバイアス抵抗４８を接続している。このような構成にすることにより、カソード−グリッド間の電圧を一定にするために制御したグリッド電圧源により供給されるグリッド電流が、セルフバイアス抵抗４８を流れることがなくなり、各コラムで独立にグリッド電圧を調節することが可能になる。これにより、各コラムに安定したエミッション電流を供給することが可能となる。
【００５４】
また、過渡的なエミッション電流の増大に対しては、セルフバイアス抵抗４８に生ずる電位降下によって、すべてのコラムのグリッド電位を変化させ、エミッション電流を抑制することが可能となる。これにより、エミッション電流の異常増加によるマスクの破損等を防ぐことが可能となる。
【００５５】
（比較例）
図６はシングルコラムに対してエミッション電流の安定化を図るセルフバイアス抵抗４８を使用した構成をマルチコラムに適用した例を示している。
【００５６】
図６において、コラム１のグリッド電圧源４６が供給するグリッド電流をＩg1、コラム２のグリッド電圧源４６ａが供給するグリッド電流をＩg2、エミッション電流をＩeとする。カソード４３のエミッション電流が放電等の理由で電流値が大きな値となったものとする。エミッション電流は、セルフバイアス抵抗４８を流れ、セルフバイアス抵抗４８の両端に電位降下を発生する。グリッド電圧制御部４５はグリッド電圧源４６の値を制御して、エミッション電流を一定にしようとするが、ΔＩeが流れている間に応答しきれず、グリッド電圧源４６の値を変化させることができない。この場合、カソード４３に対するグリッド４７（Ｂ点）の電位は、−Ｖg−Ｒsb×ΔＩeとなり、ΔＩeを減少させようという働きが生じる。
【００５７】
セルフバイアス抵抗４８には、コラム１及びコラム２のエミッション電流とコラム１及びコラム２のグリッド電流が流れ、加速電圧源の負極側（Ｆ点）の電位は、Ｖacc−Ｒsb×（Ｉe−Ｉg1−Ｉg2）となる。コラム１のカソード−グリッド間電圧の変動を検出し、その変動を抑制するために、グリッド電圧源４６の値を制御したとすると、セルフバイアス抵抗４８に流れる電流が変動する。グリッド電流Ｉg1の変動分をΔＩg1とすると、加速電圧源４１の負極側（Ｆ点）の電位は、Ｖacc−Ｒsb×（Ｉe−Ｉg1−ΔＩg1−Ｉg2）となる。
【００５８】
セルフバイアス抵抗４８に流れる電流が変動したため、コラム２のグリッド電圧源４６ａの値も変動させるように動作する。すなわち、コラム２ではエミッション電流を変える必要がないにもかかわらず、グリッド電圧源４６ａの値を変える。そのため、コラム２のグリッド電流Ｉg2が変動し、セルフバイアス抵抗４８に流れる電流が変化する。この変化によって、コラム１のグリッド電圧源の値も再び変動するように動作する。これらの動作が繰り返し発生して、コラム１のグリッド電圧源４６及びコラム２のグリッド電圧源４６ａの両方とも正帰還がかかり、発振を起こすことになる。
【００５９】
図７は、グリッド電圧波形を示した図である。図７（ａ）は、本発明に係る電子ビーム生成装置を用いたときのグリッド電圧波形であり、図７（ｂ）は、本比較例で説明した電子ビーム生成装置を用いたときのグリッド電圧波形である。
【００６０】
図７（ａ）では、時間の経過に伴い、グリッド電圧の変化はほとんどなく一定している。一方、シングルコラム用の電子ビーム生成装置の構成をマルチコラムに適用した、図７（ｂ）では、時間の経過に伴い、グリッド電圧の許容電圧の最大値、最小値を繰り返し、グリッド電圧が発振している様子を示している。従って、比較例の構成では、安定したエミッション電流を供給することができない。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態のマルチコラム用電子ビーム生成装置では、グリッド電圧源４６と電子銃のカソードの間にダイオード５７を接続し、ダイオード５７のカソード側と加速電圧源４１の負極側の間にセルフバイアス抵抗４８を接続している。このような構成にすることにより、カソード−グリッド間の電圧を一定にするために制御したグリッド電圧源により供給されるグリッド電流が、セルフバイアス抵抗４８に流れることがなくなり、各コラムで独立にグリッド電圧を調節することが可能になる。これにより、グリッド電圧源４６が発振することなく、各コラムに安定したエミッション電流を供給することが可能となる。
【００６２】
また、過渡的なエミッション電流の増大に対しては、セルフバイアス抵抗４８に生ずる電位降下が、すべてのコラムのグリッド電位を変化させ、エミッション電流を抑制することが可能となる。これにより、エミッション電流の異常増加によるマスクの破損等を防ぐことが可能となる。
【００６３】
なお、本実施形態のマルチコラム用電子ビーム生成装置では、２つのコラムについて説明したが、コラム数は２つに限定されない。
【００６４】
また、電子銃の構成として、グリッドが１つの場合について説明したが、本実施形態で説明したグリッドに加えて、各コラム内のカソードに対して正の電位を印加するグリッドを更に追加するようにしてもよい。
【００６５】
また、本実施形態では、マルチコラム用電子ビーム生成装置を、電子ビーム露光装置に適用した場合を例として説明したが、これに限らず、マルチコラム電子ビーム装置に係る装置であれば、パターン検査装置等に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】従来の電子ビーム生成装置を説明する図である。
【図２】本発明に係るマルチコラム電子ビーム露光装置の構成図である。
【図３】図１に係る露光装置のコラムセルの構成図である。
【図４】電子ビーム生成装置の概略構成図である。
【図５】本実施形態に係る電子ビーム生成装置の構成図である。
【図６】比較例に係る電子ビーム生成装置の構成図である。
【図７】図７（ａ）は、図５に係る電子ビーム生成装置を使用した場合のグリッド電圧波形を示す図であり、図７（ｂ）は、図６に係る電子ビーム生成装置を使用した場合のグリッド電圧波形を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０…電子ビームコラム、１１…コラムセル、１２…ウエハ、１３…ウエハステージ、２０…制御部、２１…電子銃高圧電源、２２…レンズ電源、２３…デジタル制御部、２４…ステージ駆動コントローラ、２５…ステージ位置センサ、２６…統合制御部、３１…コラムセル制御部、３３…統合記憶部、３４…バス、３５…コラムセル記憶部、３７…露光データ変換部、４１…加速電圧源、４２…カソード電流源、４３…カソード、４４…カソード−グリッド間電圧検出部、４５…グリッド電圧制御部、４６…グリッド電圧源、４７…グリッド、４８…セルフバイアス抵抗、５７…ダイオード（電流方向規制素子）、５８…グリッド抵抗、１００…露光部、１０１…電子ビーム生成装置、１０２…第１電磁レンズ、１０３…ビーム整形用マスク、１０３ａ…矩形アパーチャ、１０４…第１静電偏向器、１０５…第２電磁レンズ、１０６…第２静電偏向器、１０７…第１補正コイル、１０８…第３電磁レンズ、１０９…第２補正コイル、１１０…露光用マスク、１１１…第４電磁レンズ、１１２…第３静電偏向器、１１３…第４静電偏向器、１１４…第５電磁レンズ、１１５…遮蔽板、１１５ａ…アパーチャ、１１６…第１投影用電磁レンズ、１１７…第３補正コイル、１１８…第４補正コイル、１１９…第５静電偏向器、１２０…電磁偏向器、１２１…第２投影用電磁レンズ、１２３…マスクステージ、１２４…ウエハステージ、１２５…駆動部、１２７…ブランキング電極。
【図１】
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【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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