JPH0344916A - 電子ビーム照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子ビームをターゲット上の所定位置に照
射する電子ビーム照射装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は例えば特開昭５９−１２４７１９号公報に示さ
れた従来の電子ビーム照射装置の偏向系のブロック図で
あり、図において、（１〉は電子銃、（２）は電子銃（
１）から放射される電子ビーム、（３）は磁界を発生し
て電子ビーム（２）を大振幅で偏向する電磁偏向レンズ
、（４）は電磁偏向レンズ（３）に出力電流Ｉを供給す
る電磁偏向アンプで、電磁偏向レンズ（３）と共に電磁
偏向系を構成している。（６）は静電的に電子ビーム（
２）を偏向する広帯域偏向レンズ、（７Ａ）。

（７Ｂ）は広帯域偏向レンズ（６）に電圧を供給する広
帯域偏向アンプで、広帯域偏向レンズ（６）と共に広帯
域偏向系を構成している。（８）は電子ビーム（２）が
照射されるターゲットである。（９）は電子ビーム（２
）を偏向してターゲット（８）上に所望のパターンを描
くためのパターンデータが格納されたコンピュータ、α
Ｑはコンピュータ（９〉に接続されたデジタル制御回路
（以下、ＤＣＴと称す）、αυはＤＣＴα０からのパタ
ーンデータをデジタル値からアナログ値に変換するデジ
タルアナログ変換器（以下、ＤＡＣと称す）、ＯはＤＡ
ＣＱυからのアナログパターンデータを増幅して電磁偏
向信号ＤＩを電磁偏向アンブ（４）へ出力するアンプ、
０はアンプ＠に接続されて電磁偏向信号Ｄ１を反転した
基準信号を出す反転アンプ、０４は電磁偏向レンズ（３
〉とグランドとの間に挿入された出力モニタ抵抗で、出
力電流Ｉを検出するようになっている。（至）は反転ア
ンプＯからの基準信号と出力モニタ抵抗α尋からの出力
電流Ｉの信号とを比較する加算アンプであり、比較結果
を誤差信号ｅ１として出力している。αＧは加算アンプ
（至）からの誤差信号ｅ！を反転した誤差信号ｅ２を出
力する反転アンプであり、誤差信号ｅ１．ｅ２はそれぞ
れ抵抗器を介して広帯域偏向アンプ（７Ａ）　。

（７Ｂ）に入力されている。α力はコンピュータ（９）
に接続されたＤＣＴｌ（１８Ａ）、　（１８Ｂ）はＤＣ
Ｔ（ロ）に接続されたＤＡＣ，（１９Ａ）、（１９Ｂ）
はそれぞれＤＡＣ（１８Ａ）、（１８Ｂ）に接続されて
広帯域偏向信号Ｄ２Ａ、　Ｄ２Ｂを出力するアンプであ
り、広帯域偏向信号Ｄ２Ａ、Ｄ２Ｂはそれぞれ抵抗器を
介して広帯域偏向アンプ（７Ａ）、（７Ｂ）に入力され
ている。

次に動作について説明する。電子銃（１）から放射され
た電子ビーム（２）は集束レンズ（図示せず）によりタ
ーゲット（８）上に集束される。同時に、コンピュータ
（９）からのパターンデータに基づく電磁偏向信号Ｄ１
および広帯域偏向信号Ｄ２Ａ、　Ｄ２Ｂが生成されて、
それぞれ電磁偏向アンプ（４）、広帯域偏向アンプ（７
Ａ）、（７Ｂ）に入力される。電磁偏向アンプ（４）は
電磁偏向レンズ（３）を駆動し、電子ビーム（２）をタ
ーゲット（８）上の全偏向領域（例えば、大きさ５Ｉｌ
ｌＩｎ×５ＩｎＩ１１）内の所望の小区画領域（例えば
、１００μｍＸ１００μｍ）（共に図示せず）に位置決
めする。一方、広帯域偏向アンプ（７Ａ）、　（７Ｂ）
　　は広帯域偏向レンズ（６）を駆動し、電子ビーム（
２）を上記小区画領域内で走査して高精度なパターンを
描く。

ところで、大きな偏向領域を持つ電磁偏向レンズ（３〉
を駆動する電磁偏向アンプ（４〉は誘導性負荷のため周
波数帯域が狭く、過渡特性が悪い。第６図は、何ら補正
が行なわれないと仮想して第５図の電磁偏向アンプ（４
）へステップ状の入力をしたときの出力電流Ｉを説明す
るための波形図で、出力電流■が設定値に達して落ちつ
くまでに長い時間ｔｌを要することを示す。そこで、こ
れを改善するために、以下のように補正が行われている
。まず、電磁偏向レンズ（３）の電流Ｉを出力モニタ抵
抗α◆で検出し、これを加算アンプ（至）により、反転
アンプ０の出力として得られる基準信号と比較して誤差
信号ｅｌを取り出す。誤差信号ｅ１およびこれを反転し
た誤差信号ｅ２はそれぞれ広帯域偏向アンプ（７Ａ）、
　（７Ｂ）に入力される。広帯域偏向アンプ（７Ａ）、
　（７Ｂ）は広帯域偏向信号Ｄ２Ａ、　Ｄ２Ｂにそれぞ
れ誤差信号ｅ１．　ｅ２が加算された信号により広帯域
偏向レンズ（６）を駆動する。こうして、電磁偏向系の
過渡特性の悪さに起因する電子ビーム（２）のターゲッ
ト（８）への照射位置誤差を補正し、位置設定に要する
時間ｔｌを短かくしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の電子ビーム照射装置は以上のように構成されてい
るので、電磁偏向レンズの電流に現われる誤差は補正で
きるが、それ以降の現象、即ち、電流によって生じる磁
界については誤差を補正できない。電磁偏向レンズ自体
や他のレンズ、あるいは真空保持用の筒などの構造体に
導電体が用いられており、電磁偏向レンズに電流が流れ
るとこれら近辺の構造体などに電磁誘導で過渡的に渦電
流が流れる。この渦電流による磁界は、電子ビームを偏
向する磁界の誤差となり、ターゲット上の電子ビーム照
射位置の誤差となる。

第７図は電子ビーム照射位置の時間変化の一例を示すグ
ラフであり、誤差がオーバーシュートとして現われる場
合を示す。上記渦電流による磁界で電子ビームが偏向さ
れ、−旦、設定位置を通り過ぎた後、渦電流の減衰につ
れて、徐々に設定位置に戻る場合を示し、従来の電子ビ
ーム照射装置では、このような誤差は補正できなかった
。更に渦電流による磁界の過渡特性は、電磁偏向系など
の電気的な応答の遅れよりも時定数が大きい場合が多く
、そのため誤差量は長い時間、減衰しないなど、高速か
つ高精度を要する加工や露光に用いられる電子ビーム照
射装置にとって、重大な問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、渦電流に起因する誤差を補正して、高速か
つ高精度にターゲット上に電子ビーム照射位置を定める
ことができる電子ビーム原波 射装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る電子ビーム照射装置は、電磁偏向レンズ
の電流により電磁誘導で電磁偏向レンズ近辺の導電体に
過渡的に生じる渦電流に起因する電子ビーム照射位置誤
差を電気回路で模擬する補正回路を設け、この補正回路
により電磁偏向レンズに供給される電流を補正するよう
にしたものである。

〔作　用〕

この発明における電子ビーム照射装置は、パターンデー
タなどに基づいて本来、電磁偏向レンズに流すべき電流
に、渦電流による磁界が電子ビームの偏向に及ぼす効果
を打ち消す電流を付加して電磁偏向レンズに流すよう、
補正回路により補正する。つまり、電磁偏向レンズに流
された電流と渦電流の両者により生じる磁界で偏向され
た電子ト上の正しい位置に照射される。

ビームはターゲラ 〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例による電子ビーム照射装置の偏
向系のブロック図であり、図において、（１）〜０４は
第５図の場合と同様であるので説明を省略する。（ハ）
は補正回路で、電磁偏光レンズ（３）に流れる電流によ
り電磁誘導でその近辺の構造体（図示せず）などに生じ
る渦電流に起因する電子ビーム照射位置誤差を電気回路
で模擬して補正するためのものであり、コンピュータ（
９〉のパターンデータに基づく信号ＶｉをＤＣＴ　Ｑｌ
　、　ＤＡＣＱｌ）を介して受け、上記補正を加えた信
号Ｖｏを電磁偏向アンプ（４）へ出力している。

電子ビーム（２）の実際の偏向応答特性は、上述のよう
に渦電流の影響を受けるので、電磁偏向レンズ（３）近
辺の構造物などの材質、形状０位置で大きく異る。＠２
図は、もし補正がなければ第７図のようなオーバーシュ
ートの誤差が生じる場合に用いる補正回路の一例を示す
回路図で、第３図は第２図の回路図における各信号の波
形図である。第３図（４）に示すような波高値Ｖのステ
ップ状電圧の入力信号Ｖｉが補正回路に入力されると、
抵抗Ｒ３゜Ｒ４，Ｒ・、コンデンサＣにより演算増幅器
＠の＋（プラス）入力端には誤差の模擬信号Ｖｅ　　が
生じる。

（以下、抵抗Ｒ１〜Ｒ５，コンデンサＣそれぞれの抵抗
１１ｄ、容量値もＲ１〜Ｒ，、Ｃで表わす。）こ＼で、
Ｒ３，Ｒ４＞＞Ｒ５とし、入力信号Ｖｉが入力されてか
らの時間をｔとすると、Ｖｅは次のようになる。

これを図示すると、Ｖｅは第３図［Ｆ］）のように、そ
の波高値の入力信号Ｖｉの波高値Ｖに対する比ＰがＲ５
／　（Ｒ３＋Ｒ６）であって、時定数τがＣ／（１／Ｒ
３＋１／Ｒ４）で減衰する波形となる。演算増幅器＠は
ＶｅとＶｉの１Ｖｅ−Ｖｉに基づいて出力するので、出
力信号は第３図（Ｃ）のようにアンダーシュート波形に
なる。（なお、演算期雇器のは反転増幅器として使用し
ているため符号が反軽するが、同図では符どにより変わ
る補正なしのときの電子ビーム照射位置誤差、例えば第
７図のような波形を予め握把し、その波高値と時定数に
合せて誤差の模擬信号のＰ、τを決めて補正回路（財）
を構成しておく。第３図供給し、過渡的に発生する渦電
流による磁界を補正した磁界で電子ビーム（２）を偏向
する。従って、電子ビーム（２）はターゲット（８）上
の正しい位置に照射される。第２図の実施例では波高値
０．１４％９時定数１．１ｍｓのオーバーシュートを打
ち消すことができる。

なお、上記実施例では、電子ビーム照射位置の誤差がオ
ーバーシュートの場合を示したが、誤差がアンダーシュ
ートの場合でも、例えば第４図の補正回路の回路図に示
すように誤差の模擬信号Ｖｅを演算増幅器の−（マイナ
ス）入力端に入力し、模擬信号と入力信号を加算するこ
とにより、電子ビーム照射位置誤差を補正することがで
きる。

また、上記実施例では補正回路Ｑυを独立して設けたが
、電磁偏向アンプ（４）と共通に設けるなど、偏向系の
他の位置に設けるようにしても同様の効果がある。更に
、渦電流の発生箇所が複数箇所あって、電子ビーム照射
位置に、複数の渦電流特性が合成された誤差を生じる場
合は、それぞれの渦電流に対応する複数の模擬信号の演
算を行って補正するようにしてもよい。

また、上記実施例では偏向系として電磁偏向系のみを備
えた例を示したが、従来例と同様の広帯域偏向系を併用
し、これにより小区画領域内の描画を行うものにも適用
できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば補正回路を設けて、こ
れにより渦電流に起因する電子ビーム照射位置誤差を模
擬して、電磁偏向レンズに供給される電流を補正するよ
う構成したので、上記電子ビーム照射位置誤差が補正さ
れ、高速かつ高精度にターゲット上に電子ビーム照射位
置を定めることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電子ビーム照射装置
の偏向系のブロック図、第２図は第１図の電子ビーム、
照射装置の偏向系に用いられる補正回路の回路図、第３
図は第２図の回路図における各信号の波形図、第４図は
この発明の他の実施例による電子ビーム照射装置に用い
られる補正回路の回路図、第５図は従来の電子ビーム照
射装置の偏向系のブロック図、第６図は第５図の電子ビ
ーム照射装置において補正なしと仮想したときの電磁偏
向アンプの出力電流の波形図、第７図は従来の電子ビー
ム照射装置における電子ビーム照射位置の時間変化を示
すグラフである。 図において、（２）はぼ子ビーム、（３）は電磁偏向レ
ンズ、（４）は電磁偏向アンプ、（８）はターゲット、
ＱＤは補正回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電子ビームを、電磁偏向レンズに供給される電流により
   生じる磁界で偏向して、ターゲット上の所定の位置に照
   射するものにおいて、上記電流により電磁誘導で上記電
   磁偏向レンズ近辺に生じる渦電流に起因する電子ビーム
   照射位置誤差を電気回路で模擬する補正回路を設け、こ
   の補正回路により上記電磁偏向レンズに供給される電流
   を補正するようにしたことを特徴とする電子ビーム照射
   装置。