(57)【要約】【課題】本発明はブランキングコイルの制御方法及び装置に関し、ブランキングオフ時間を短かくしてトータルのブランキングオン／オフ時間を短かくすることができるブランキングコイルの制御方法及び装置を提供することを目的としている。【解決手段】荷電粒子線により描画媒体にパターン描画を行なう荷電粒子線描画装置に用いられるブランキングコイルの制御装置であって、ブランキング用に設けられた一対のコイルＬ１，Ｌ２と、これらコイルに電流を流す一対の駆動回路１０，１１と、これら駆動回路の入力部に設けられたＤ／Ａ変換器１，２と、これらＤ／Ａ変換器にデジタル値をセットする制御ＣＰＵ４と、前記一対のコイルＬ１，Ｌ２に流す電流の差電流を取り出す差動増幅回路と、該差動増幅回路の出力をデジタル値に変換し、その出力を前記制御ＣＰＵ４に与えるＡ／Ｄ変換器３と、を含んで構成される。【選択図】図１
2009216740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線により描画媒体にパターン描画を行なう荷電粒子線描画装置に用いられるブランキングコイルの制御方法であって、
ブランキング用のコイルとしてコイル１とコイル２の２つのコイルを用意するステップと、
ブランキングオン時には、前記コイル１とコイル２に同方向の電流を流すステップと、
ブランキングオフ時には前記コイル１又はコイル２の何れか一方に他のコイルとは逆相でその絶対値が等しい電流を流すステップと、
前記コイル１とコイル２の双方に流す電流を零にするステップと、
により構成されてなるブランキングコイルの制御方法。
【請求項２】
荷電粒子線により描画媒体にパターン描画を行なう荷電粒子線描画装置に用いられるブランキングコイルの制御装置であって、
ブランキング用に設けられた一対のコイルと、
これらコイルに電流を流す一対の駆動回路と、
これら駆動回路の入力部に設けられたＤ／Ａ変換器と、
これらＤ／Ａ変換器にデジタル値をセットする制御ＣＰＵと、
前記一対のコイルに流す電流の差電流を取り出す差動増幅回路と、
該差動増幅回路の出力をデジタル値に変換し、その出力を前記制御ＣＰＵに与えるＡ／Ｄ変換器と、
を含んで構成されることを特徴とするブランキングコイルの制御装置。
【請求項３】
前記制御ＣＰＵは、ブランキングオン時には、前記一対のコイルに同方向の電流を流し、ブランキングオフ時には前記コイルの何れか一方に他のコイルとは逆相でその絶対値が等しい電流を流すように前記Ｄ／Ａ変換器を制御することを特徴とする請求項２記載のブランキングコイルの制御装置。
【請求項４】
前記制御ＣＰＵは、前記差動増幅回路の出力を受けて、該差動増幅回路の出力が零になるように前記Ｄ／Ａ変換器のそれぞれにデジタルデータを設定することを特徴とする請求項２記載のブランキングコイルの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はブランキングコイルの制御方法及び装置に関し、更に詳しくはブランキング時のビーム変動を無くすようにしたブランキングコイルの制御方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
荷電粒子線描画装置では、パターンを描画しない時間は、荷電粒子線をブランキングする必要があることから、ブランキング制御が用いられる。即ち、パターンを描画している時にはビームをマスクパターン等に照射する必要があることからブランキングをオフにする。パターンを描画していない時にはブランキングをオンにして荷電粒子線を遮蔽板に待避させる。
【０００３】
従来のこの種の装置としては、電子ビームを偏向してブランキング制御を行なう時に、偏向板に印加する電圧の極性を変えて偏向方向を制御することにより、ブランキングアパーチャの局部的なチャージアップを避け高精度の微細パターンを得るようにした技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、試料を走査する電子線を偏向させてブランキングする手段を添える電子線描画装置において、前記ブランキング手段が試料を走査する電子線に、選択的に相異なる偏向量を与えるように構成された技術が知られている（例えば特許文献２参照）。また、ブランキング電極を光軸に沿って複数個配置し、少なくとも２つの電極に印加されるブランキング電圧が逆極性になるようにブランキング電源とブランキング電極とを接続して、ブランキング時の一次電子線の偏向支点が一次電子線のクロスオーバ位置の付近になるようにした技術が知られている（例えば特許文献３参照）。
【特許文献１】特開昭５４−５８３６６号公報（第２頁右下欄第４行〜第３頁左上欄第１５行、第２図、第３図）
【特許文献２】特開昭５６−４２３３９号公報（第２頁左下欄第１６行〜同頁右下欄第１２行、第１図、第２図）
【特許文献３】特開２０００−１３３１８３号公報（段落００３５〜００４１、図１、図２、図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のブランキング制御では、コイルへの通電をなくすことによりビームの偏向を切っていた。しかしながら、ビームを元に戻す時に、コイルに流す電流をオフすることになり、電荷が抜けるまでの時間がかかり、ドライブ回路をオンして偏向する場合に比べて、戻りの時間が長くなる欠点がある。
【０００６】
図４はブランキングオン／オフの説明図である。ブランキングがオンになる時間Ｔｏｎは偏向電極に印加される電圧が急峻に立ち上がる。これに対してブランキングがオフになる時間Ｔｏｆｆはブランキング回路に存在する漂遊容量を介して電荷が抜けるため、遅くなる。
【０００７】
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、ブランキングオフ時間を短かくしてトータルのブランキングオン／オフ時間を短かくすることができるブランキングコイルの制御方法及び装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）請求項１記載の発明は、荷電粒子線により描画媒体にパターン描画を行なう荷電粒子線描画装置に用いられるブランキングコイルの制御方法であって、ブランキング用のコイルとしてコイル１とコイル２の２つのコイルを用意するステップと、ブランキングオン時には、前記コイル１とコイル２に同方向の電流を流すステップと、ブランキングオフ時には前記コイル１又はコイル２の何れか一方に他のコイルとは逆相でその絶対値が等しい電流を流すステップと、前記コイル１とコイル２の双方に流す電流を零にするステップと、により構成されてなることを特徴とする。
【０００９】
（２）請求項２記載の発明は、荷電粒子線により描画媒体にパターン描画を行なう荷電粒子線描画装置に用いられるブランキングコイルの制御装置であって、ブランキング用に設けられた一対のコイルと、これらコイルに電流を流す一対の駆動回路と、これら駆動回路の入力部に設けられたＤ／Ａ変換器と、これらＤ／Ａ変換器にデジタル値をセットする制御ＣＰＵと、前記一対のコイルに流す電流の差電流を取り出す差動増幅回路と、該差動増幅回路の出力をデジタル値に変換し、その出力を前記制御ＣＰＵに与えるＡ／Ｄ変換器と、を含んで構成されることを特徴とする。
【００１０】
（３）請求項３記載の発明は、前記制御ＣＰＵは、ブランキングオン時には、前記一対のコイルに同方向の電流を流し、ブランキングオフ時には前記コイルの何れか一方に他のコイルとは逆相でその絶対値が等しい電流を流すように前記Ｄ／Ａ変換器を制御することを特徴とする。
【００１１】
（４）請求項４記載の発明は、前記制御ＣＰＵは、前記差動増幅回路の出力を受けて、該差動増幅回路の出力が零になるように前記Ｄ／Ａ変換器のそれぞれにデジタルデータを設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
（１）請求項１記載の発明によれば、コイルを２つ設け、ブランキング時にはこれら２つのコイルを同方向に電流を流して励磁し、ブランキングオフ時にはこれら２つのコイルにその極性が逆極性でその絶対値が同じになる電流を流すようにしているので、ブランキングがオフ時の高速動作が可能になる。
【００１３】
（２）請求項２記載の発明によれば、ブランキング時には一対のコイルに同方向の電流を流し、ブランキングオフ時には一対のコイルに絶対値が同じで逆極性の電流を流すことにより、ブランキングオフ時の高速動作を行わせることができる。更に、コイル駆動回路の入力段に設定されたＤ／Ａ変換器の設定データを調整することにより、ブランキングオフ時のドリフトを補正して最適なブランキングを行なうことができる。
【００１４】
（３）請求項３記載の発明によれば、ブランキングオフ的には一対のコイルに流す電流を絶対値が等しく極性を逆極性にすることで、高速でブランキングオフ動作を行わせることができる。
【００１５】
（４）請求項４記載の発明によれば、一対のコイルに流れる電流の差分を増幅する差動増幅回路の出力が零になるようにＤ／Ａ変換器のそれぞれにデジタルデータを設定するので、ブランキングオフ時のドリフトを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態を示す回路図である。図において、Ｌ１とＬ２はブランキング用のコイルである。Ｌ１をコイル１、Ｌ２をコイル２と呼ぶ。本発明では、ブランキング用にコイル１とコイル２を２個用いている。Ｑ１〜Ｑ４はコイル駆動用のトランジスタである。ＮＰＮ型のトランジスタＱ１とＰＮＰ型のトランジスタＱ２が接続され、Ｑ１のコレクタには電圧Ｖ１が供給され、Ｑ２のコレクタには電圧Ｖ２が供給され、これら回路でコイル１の駆動回路１０を構成している。ＮＰＮ型のトランジスタＱ３とＰＮＰ型のトランジスタＱ４が接続され、Ｑ３のコレクタには電圧Ｖ１が供給され、Ｑ４のコレクタには電圧Ｖ２が供給され、これら回路でコイル２の駆動回路１１を構成している。
【００１７】
トランジスタＱ１のエミッタとトランジスタＱ２のエミッタは共通接続され、この共通接続点にコイル１の一端が接続されている。Ｒ１はコイル１の他端と接続される抵抗であり、該抵抗Ｒ１の他端は接地されている。該抵抗Ｒ１は電流／電圧変換機能を持っており、コイル１に流れる電流により抵抗Ｒ１には電圧が発生する。Ｕ３はこの抵抗Ｒ１の両端に発生する電圧を受けるアンプである。
【００１８】
トランジスタＱ３のエミッタとトランジスタＱ４のエミッタは共通接続され、この共通接続点にコイル２の一端が接続されている。Ｒ２はコイル２の他端と接続される抵抗であり、該抵抗Ｒ２の他端は接地されている。該抵抗Ｒ２は電流／電圧変換機能を持っており、コイル２に流れる電流により抵抗Ｒ２には電圧が発生する。Ｕ４はこの抵抗Ｒ２の両端に発生する電圧を受けるアンプである。
【００１９】
１はコイル１を駆動するためのデジタル信号を受けてアナログ信号を発生するＤ／Ａ変換器（ＤＡＣ）、Ｕ１は該ＤＡＣ１の出力を増幅するアンプである。該アンプＵ１の出力は前記トランジスタＱ１とＱ２の共通ベースに接続されている。
【００２０】
２はコイル２を駆動するためのデジタル信号を受けてアナログ信号を発生するＤ／Ａ変換器（ＤＡＣ）、Ｕ２は該ＤＡＣ２の出力を増幅するアンプである。該アンプＵ２の出力は前記トランジスタＱ３とＱ４の共通ベースに接続されている。これらＤ／Ａ変換器１，２のビット数としては、例えば８ビット程度のものが用いられる。
【００２１】
Ｕ５は前記アンプＵ３及びＵ４の出力を受け、その差信号を出力する差動アンプである。３は該差動アンプＵ５の出力（アナログ信号）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）である。該ＡＤＣ３のビット数としては、例えば８ビット程度のものが用いられる。４は該ＡＤＣ３の出力を受けて、前記ＤＡＣ１，ＤＡＣ２に電圧設定用のデジタルデータを与える制御ＣＰＵである。該制御ＣＰＵ４としては、例えばマイクロコンピュータが用いられる。
【００２２】
Ｕ１は該ＤＡＣ１の出力を受けるアンプである。該アンプＵ１は前記駆動回路１０のトランジスタＱ１，Ｑ２の共通ベースに接続されている。Ｕ２は該ＤＡＣ２の出力を受けるアンプである。該アンプＵ２は前記駆動回路１１のトランジスタＱ３，Ｑ４の共通ベースに接続されている。このように構成された回路の動作を説明すれば、以下の通りである。
（I）ブランキングオン時
制御ＣＰＵ４はＤＡＣ１とＤＡＣ２に同一データ値を設定する。ＤＡＣ１は入力デジタル値に応じたアナログ電圧を出力する。この電圧信号は続くアンプＵ１に入って増幅された後、駆動回路１０に入力される。該駆動回路１０は、入力信号に応じてコイル１を駆動し、該コイル１には励磁電流が流れる。
【００２３】
同様にして、ＤＡＣ２は入力デジタル値に応じたアナログ電圧を出力する。この電圧信号は続くアンプＵ２に入って増幅された後、駆動回路１１に入力される。該駆動回路１１は、入力信号に応じてコイル２を駆動し、該コイル２には励磁電流が流れる。
【００２４】
ここで、コイル１とコイル２は同相の電流が同時に流れる。この結果、ブランキングコイルには励磁電流が流れ、電子ビームを遮蔽板に向けて偏向し、電子ビーム描画装置の光軸から電子ビームが遮蔽される。図２は本発明の動作シーケンスの説明図である。（ａ）はコイル１への電圧の印加状態を、（ｂ）はコイル２への電圧の印加状態を示す。（ａ）のａと（ｂ）のｂとは、それぞれコイル１，２が同相で駆動された状態を示している。
【００２５】
図３は本発明のブランキング動作の説明図である。（ａ）はコイルＬ１とＬ２に同方向の電流が流された時に電子ビームがアパーチャ２０から偏向された状態を示している。この時はブランキングオン状態である。
（II）ブランキングオフ時
制御ＣＰＵ４は、ＤＡＣ１に設定されるデータをそのままにして、ＤＡＣ２に値は同じで極性が異なる負電圧を設定するためのデータを設定する。この結果、ＤＡＣ２は負の電圧を発生する。この電圧は続くアンプＵ２で増幅された後、駆動回路１１に入る。この結果、コイル２にはコイル１と電流値は同じで、逆向きの電流が流れる。
【００２６】
この結果、コイル２の駆動状態は、図２の（ｂ）のｃに示すように急激に負の状態になる（図２のｄ）。これにより、コイル１に流れる電流とコイル２に流れる電流は値が同じで互いに逆極性になることから、ブランキングされていた電子ビームは図３の（ｂ）に示すようにビーム偏向時と同じ速度で光軸中心方向にビームが戻る。この状態（図２のｅ）で、電子ビーム描画が行なわれることになる。
（III）印加電圧オフ時
制御ＣＰＵ４はＤＡＣ１とＤＡＣ２にデータ零をセットする。この結果、駆動回路１０と１１はオフになり、コイル１とコイル２には電流が流れなくなる（図２のｆ）。従って、ブランキングはオフになり、電子ビームは光軸上に戻ってくる。
【００２７】
次に、ビームドリフト補正について説明する。電子ビームが図２のｅに示すように軸中心に戻ると、コイル１，コイル２に通電した状態でコイル１，コイル２の温度が変化する。この結果、コイル１，コイル２に流れる電流が変化し、ビームドリフトが起こる。そこで、このビームドリフトを監視し、ビームドリフトに応じてＤＡＣ１，ＤＡＣ２に設定するデジタルデータを変更させてビームドリフトを補正することが行なわれる。
【００２８】
具体的には、コイル１に流れる電流を抵抗Ｒ１に発生した電圧で、コイル２に流れる電流を抵抗Ｒ２に発生して電圧でそれぞれ監視し、アンプＵ３，Ｕ４を介して差動アンプＵ５に与える。該差動アンプＵ５は、アンプＵ３の出力と、アンプＵ４の出力との差分を増幅してＡ／Ｄ変換器３に与える。該Ａ／Ｄ変換器３は、入力信号に応じたデジタルデータに変換し、制御ＣＰＵ４に与える。
【００２９】
該制御ＣＰＵ４は、入力データ（差動アンプＵ５の出力）が零になるように、ＤＡＣ１とＤＡＣ２にデジタルデータを与える。なお、差動アンプＵ５の極性で、Ｕ３の出力とＵ４の出力のどちらが大きいかが分かるので、制御ＣＰＵ４は、差動アンプＵ５の出力が零になるように、ＤＡＣ１とＤＡＣ２に与えるデータの設定を変更することができる。
【００３０】
上述の実施の形態では、荷電粒子ビームとして電子ビームを用いたが、本発明はこれに限るものではなく、例えばイオンビーム等にも同様に適用することができる。
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、コイルを２つ設け、ブランキング時にはこれら２つのコイルを同方向に電流を流して励磁し、ブランキングオフ時にはこれら２つのコイルにその極性が逆極性でその絶対値が同じになる電流を流すようにしているので、ブランキングがオフ時の高速動作が可能になる。
【００３１】
また、ブランキング時には一対のコイルに同方向の電流を流し、ブランキングオフ時には一対のコイルに絶対値が同じで逆極性の電流を流すことにより、ブランキングオフ時の高速動作を行わせることができる。更に、コイル駆動回路の入力段に設定されたＤ／Ａ変換器の設定データを調整することにより、ブランキングオフ時のドリフトを補正して最適なブランキングを行なうことができる。
【００３２】
また、ブランキングオフ的には一対のコイルに流す電流を絶対値が等しく極性を逆極性にすることで、高速でブランキングオフ動作を行わせることができる。
更に、本発明によれば、一対のコイルに流れる電流の差分を増幅する差動増幅回路の出力が零になるようにＤ／Ａ変換器のそれぞれにデジタルデータを設定するので、ブランキングオフ時のドリフトを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】本発明の動作シーケンスの説明図である。
【図３】本発明のブランキング動作の説明図である。
【図４】ブランキングオン／オフの説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）
２    Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）
３    Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）
４    制御ＣＰＵ
１０  駆動回路
１１  駆動回路
Ｕ１  アンプ
Ｕ２  アンプ
Ｕ３  アンプ
Ｕ４  アンプ
Ｕ５  差動アンプ
Ｌ１  コイル（コイル１）
Ｌ２  コイル（コイル２）
Ｒ１  抵抗
Ｒ２  抵抗
Ｑ１  ＮＰＮトランジスタ
Ｑ２  ＰＮＰトランジスタ
Ｑ３  ＮＰＮトランジスタ
Ｑ４  ＰＮＰトランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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