JPH0567563A - 電子ビーム描画装置 - Google Patents

電子ビーム描画装置

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JPH0567563A
JPH0567563A JP3229070A JP22907091A JPH0567563A JP H0567563 A JPH0567563 A JP H0567563A JP 3229070 A JP3229070 A JP 3229070A JP 22907091 A JP22907091 A JP 22907091A JP H0567563 A JPH0567563 A JP H0567563A
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JP
Japan
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electron beam
deflection
scanning
output
signal
Prior art date
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JP3229070A
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English (en)
Inventor
Taizo Iwami
泰造 石見
Eishin Murakami
英信 村上
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 渦電流による電子ビーム照射位置誤差を補正
し、高速・高精度な描画を可能とする構成が簡単で安価
な電子ビーム描画装置を得る。 【構成】 直行する2軸の少なくとも一方の軸で走査時
に電磁偏向レンズ3A,3B周辺の導電性の構造体に誘
導される渦電流による磁界により走査方向に垂直方向に
発生する電子ビーム照射位置の誤差を走査軸の偏向信号
に基づいて補正回路20A,20Bで模擬し、その出力
により非走査軸の偏向信号を補正する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電子ビームをターゲ
ット上の所定の位置に高精度位置決めして照射する電子
ビーム描画装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は例えば特開昭59ー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
を示す構成図であり、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を供給する電流偏向アン
プで、電流偏向レンズ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、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、10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)、11は
DCT10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、DA
Cと称す)、12はDAC11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D1を電磁偏向アンプ4
へ出力するアンプ、13はアンプ12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、1
4は電磁偏向レンズ3とグランドとの間に挿入された出
力モニタ抵抗器で、出力電流Iを検出するようになって
いる。15は反転アンプ13からの基準信号と出力モニ
タ抵抗器14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。16は加算アンプ15からの誤差信号e1 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。17はコンピュータ9
に接続されたDCT、18A,18BはDCT17に接
続されたDAC、19A,19BはそれぞれDAC18
A,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,D2
Bはそれぞれ抵抗器を介して広帯域偏向アンプ7A,7
Bに入力されている。なお、図5では2軸(X軸,Y
軸)のうち1軸のみの構成が示されている。
【0003】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7A,7Bに入
力される。電磁偏向アンプ4はその出力電流Iにより電
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5mm×5mm)内の
所望の小区画領域(例えば、100μm×100μm)
(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はその出力信号により広帯域偏向レンズ
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。
図6は、何ら補正が行なわれないと仮想して図5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I が設定値に達
して落ちつくまでに長い時間t1 を要することを示す。
そこで、これを改善するために、以下ように補正が行わ
れている。まず、電磁偏向レンズ3の出力電流Iを出力
モニタ抵抗器14で検出し、これを加算アンプ15によ
り、反転アンプ13の出力として得られる基準信号と比
較して誤差信号e1 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e
1 ,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t1 を短くしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の電子ビーム描画
装置は以上のように構成されているので、電磁偏向レン
ズの電流偏向レンズの電流の現れる誤差量は補正できる
が、それ以降の時間に発生する現象、即ち、渦電流によ
つて生じる磁界については誤差を補正できない。電磁偏
向レンズ近辺の他のレンズ類、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
の発生する磁界が近辺の導体構造物内に過渡的に渦電流
を誘起する。この渦電流による磁界は電子ビームを偏向
する磁界の誤差になり、ターゲット上のビーム照射位置
の位置誤差となる。特に、電子ビーム走査方向と垂直方
向に発生する誤差は電子ビーム照射位置精度に直接影響
する。図4はターゲット上でX方向に電子ビームを走査
したときの電子ビーム軌跡の一例であり、電子ビーム走
査方向(X方向)に垂直方向(Y方向)に位置誤差を発
生する。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、高速かつ高精度を要する加工や露光に用いられ
る電子ビーム描画装置にとって、重大な問題点であっ
た。
【0005】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、渦電流に起因する走査方向に
垂直方向(以下、非走査方向と称す)に発生する誤差を
補正して、高速かつ高精度にターゲット上に電子ビーム
の照射位置を定めることができる簡単な構成で安価な電
子ビーム描画装置を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電子ビー
ム描画装置は電子ビームを直行する2軸の偏向器で偏向
し、ターゲット上の所定の位置に位置決めする電子ビー
ム描画装置において、上記2軸の少なくとも一方の軸で
走査時に、上記偏向器周辺の導電性の構造体に誘導され
る渦電流による磁界により走査方向に垂直方向に発生す
る電子ビーム照射位置の誤差を走査軸の偏向信号に基づ
いて模擬する補正回路を設け、該補正回路の出力により
非走査軸の偏向信号を補正するようにしたものである。
【0007】
【作用】この発明においては、渦電流による磁界が電子
ビームを非走査方向に偏向させる作用を走査方向の偏向
信号をもとに補正回路で模擬し、補正量として非走査軸
の偏向信号に付加し、その信号で非走査軸側の電磁偏向
アンプ、電磁偏向レンズを駆動することにより、渦電流
の影響と補正の影響が相殺しあい、電子ビームはターゲ
ット上の正しい位置に照射される。
【0008】
【実施例】
実施例1.以下、この発明の一実施例を図につにて説明
する。図1はこの発明の一実施例を示す構成図であり、
図において1〜4,8〜11は図5の場合と同様である
のでその説明を省略する。20A,20Bは夫々にDA
C11A,11Bの出力側に設けられた補正回路で、偏
向器としての電磁偏向レンズ3A,3Bが発生する磁界
によってその周辺の導電性の構造体(図示せず)に誘導
される渦電流に起因する電子ビーム照射位置の非走査方
向に発生する位置誤差を電気信号で模擬し補正するため
のものであり、コンピュータ9のパターンデータに基づ
く信号を夫々DCT10A,DAC11A及びDCT1
0B,DAC11Bを介して受け、走査方向の偏向信号
をもとに非走査方向の偏向信号を補正する。21Aは補
正回路20Bの出力をDAC11Aの出力に加算して電
磁偏向アンプ4Aに出力する加算器、21Bは補正回路
20Aの出力をDAC11Bの出力に加算して偏向アン
プ4Bに出力する加算器である。補正回路20Aと20
Bは同様の構成をしており、その構成の一例を代表的に
補正回路20Aについて図2に示す。図2において、2
2はDAC11Aの出力を微分する微分回路、23はD
AC11Aの出力に基づいて渦電流の時定数を模擬する
時定数回路例えばRC回路、24はDAC11Aの出力
と所定の比例定数を乗算する乗算器、25は微分回路2
2、RC回路23及び乗算器24の各出力を乗算する乗
算器である。
【0009】次に動作について説明する。通常、電磁偏
向レンズ3A,3Bが発生する磁界によってその周辺の
導電性の構造体に誘導される渦電流の大きさ、時定数、
電子ビームへの影響の度合いは電磁偏向レンズ3A,3
B近辺の導電性の構造体の材質、形状、位置や組み立て
精度に依存して異なる。また、渦電流の電子ビームに与
える影響は電磁偏向レンズ3A,3B付近の電子ビーム
2の通過位置にも依存する。さらに、渦電流の大きさは
電磁偏向レンズ3A,3Bの発生する磁界Bの時間変化
量dB/dtにも比例する。これらを補正回路20A,
20Bで模擬し、補正する。ここで、例えばX軸を走査
軸、Y軸を非走査軸とした場合を例に、渦電流による誤
差量を求め補正する動作を説明する。電磁偏向レンズ3
Aの発生する磁界Bの時間変化量dB/dtはDAC1
1Aから出力されるX軸の偏向信号Vxの時間微分dV
x/dtに比例するため、微分回路22で時間変化量で
dB/dtに比例した電圧VD (=A・dVx/dt)
を算出する。また、渦電流の時定数は偏向信号Vxの変
動状態を時間の関数としてRC回路23で模擬し、電圧
Rc(例えばVRC =B(1−e -t/τ))を算出す
る。電磁偏向レンズ3A付近の電子ビーム2の通過位置
は電子ビーム照射位置を示す偏向信号Vxに比例してお
り、この偏向信号に比例した電圧VM (=C・Vx)を
乗算器24で算出できる。電磁偏向レンズ近辺の導電性
の構造体の材質等に依存する渦電流の大きさや電子ビー
ムへの影響の度合いに,基づいて決められる比例定数
A,B,Cや時定数τなどは予め把握して補正回路20
Aを調整しておく。これらの電圧VD ,VRC,VM の値
を乗算器25で乗算し、Y軸の補正量VCYとし、これを
DAC11Bから出力されるY軸の偏向信号Vyに加算
した偏向したVy´(=Vy+VCY)を加算器21Bで
求める。この補正された偏向信号Vy´を電磁偏向アン
プ4Bに入力し、その出力で電磁偏向レンズ3Bを駆動
する。これにより、渦電流の影響と補正の影響が相殺し
あい、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。Y軸を走査時も、上記説明と同様にDAC1
1Bから出力されるY軸の偏向信号Vyをもとに補正回
路20Bで補正量VCXを算出し、これをDAC11Aか
ら出力されるX軸の偏向信号Vxに加算器21Aで加算
して補正された偏向信号Vx´を得、これで電磁偏向ア
ンプ4A、電磁偏向レンズ3Aを駆動する。また、X,
Y両軸による走査時においても、同様の動作で補正でき
る。
【0010】実施例2.なお、上記実施例では補正回路
20Aと加算器21A及び補正回路20Bと加算器21
Bを夫々DAC11A及び11Bの出力側に設けてアナ
ログ信号で補正を行う場合について説明したが、図3に
示すように補正回路20A´と加算器21A´及び補正
回路20B´と加算器21B´を夫々DCT10A及び
10Bの出力側に設けてデジタル信号を用いデジタル演
算で補正を行っても同様の効果を奏する。また、上記実
施例における補正回路20A,20Bでは、微分回路、
RC回路、乗算器を用いたが、電子ビーム照射位置に現
れる誤差に応じて他の関数による回路を用いてもよい。
【0011】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電子
ビームを直行する2軸の偏向器で偏向し、ターゲット上
の所定の位置に位置決めする電子ビーム描画装置におい
て、上記2軸の少なくとも一方の軸で走査時に、上記偏
向器周辺の導電性の構造体に誘導される渦電流による磁
界により走査方向に垂直方向に発生する電子ビーム照射
位置の誤差を走査軸の偏向信号に基づいて模擬する補正
回路を設け該補正回路の出力により非走査軸の偏向信号
を補正するようにしたので、上記電子ビーム照射位置が
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、しかも従来例に比し構成
が簡単で安価になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】この発明の要部を示すブロック図である。
【図3】この発明の他の実施例を示す構成図である。
【図4】電子ビーム描画装置において補正のない場合の
ビーム照射位置の軌跡を示す図である。
【図5】従来の電子ビーム描画装置の偏向系を示す構成
図である。
【図6】図5の電子ビーム描画装置において補正なしと
仮定したときの電磁偏向アンプの出力電流を示す波形図
である。
【符号の説明】
2 電子ビーム 3A,3B 電磁偏向レンズ 8 ターゲット 20A,20B,20A´,20B´ 補正回路 21A,21B,21A´,21B´ 加算器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子ビームを直行する2軸の偏向器で偏
    向し、ターゲット上の所定の位置に位置決めする電子ビ
    ーム描画装置において、 上記2軸の少なくとも一方の軸で走査時に、上記偏向器
    周辺の導電性の構造体に誘導される渦電流による磁界に
    より走査方向に垂直方向に発生する電子ビーム照射位置
    の誤差を走査軸の偏向信号に基づいて模擬する補正回路
    を設け、 該補正回路の出力により非走査軸の偏向信号を補正する
    ようにしたことを特徴とする電子ビーム描画装置。
JP3229070A 1991-09-09 1991-09-09 電子ビーム描画装置 Pending JPH0567563A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017517882A (ja) * 2014-06-13 2017-06-29 インテル・コーポレーション 電子ビームのユニバーサルカッタ
JP2018160533A (ja) * 2017-03-22 2018-10-11 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチビーム用のブランキング装置

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