JP4875921B2 - 電子ビーム描画装置および電子ビーム検査装置および電子ビーム顕微鏡 - Google Patents
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Description
これらより、インピーダンス整合が取れ、かつ構造が簡易な偏向器を実現する必要がある。
(実施例1)
図1に、本発明の電子ビーム描画装置の一実施例を示す。電子ビーム描画装置は、真空ポンプ110により内部を真空排気した真空筐体101の内部に、電子ビーム102を発生する電子銃103、電子ビームを収束させるレンズ104a、104b、電子ビーム102をオン/オフするための偏向器であるブランキング偏向器105、ブランキング絞り106、電子ビームの位置を制御するための偏向器である静電偏向器112を備える。ブランキング偏向器105や静電偏向器112は、電子ビームを中心としてn対の対向する電極によって構成される。ここで、nは自然数である。また、これらを駆動するために、レンズ信号発生器107、ブランキング信号発生器108、走査信号発生器109などを有する。電子ビームをブランキングする際は、ブランキング信号発生器108から発生されたブランキング偏向信号が信号伝送手段であるブランキング信号伝送ケーブル118を介して、ブランキング偏向器105に印加される。この偏向信号により、電子ビーム102は偏向された電子ビーム116aとなる。偏向された電子ビーム116aはブランキング絞り106に遮断され、ブランキング絞り106より下には通過しないことになる。また、電子ビームを走査する場合、走査信号発生器109から発生された偏向信号が信号伝送手段である走査信号伝送ケーブル120を介して、静電偏向器112に印加される。この偏向信号により、偏向された電子ビーム116bとなり、ウェハやマスクなどの試料113、電子ビーム検出器115を搭載する試料ステージ116に到達し、試料上に任意のパターンを描画することが可能となる。ステージ制御部121は、試料ステージ116を制御する。真空ポンプ110、レンズ信号発生器107、ブランキング信号発生器108、走査信号発生器109、ステージ制御部121を統括・制御するのが、CPU122である。
となる。ここで、Zを終端箇所のインピーダンス、Rは終端抵抗値、Lは終端抵抗におけるインダクタンス、Cは電極および終端抵抗箇所におけるコンダクタンス成分である。終端抵抗値Rに対して、終端箇所のコンダクタンスCおよびインダクタンスLが十分小さく、無視できる場合、終端箇所のインピーダンスZは終端抵抗値Rのみで決まる。しかし、実際は終端抵抗の配線などに存在するインダクタンス成分により、終端抵抗器を接続しても204a、204bのような波形リンギングが発生する。高精度な偏向を可能にするためには、このリンギングを抑える必要がある。
1/Z0 ≒ 1/R1 + 1/R2 + … + 1/Rn (式2)
かつ、
R1 ≒ R2 ≒ … ≒Rn (式3)
を満たし(≒の誤差は5%以内)、これらの終端抵抗を(360/n)度ずつ等間隔に配置することが望ましい。
(式4)
I1 ≒ I2 ≒ I3 ≒ I4 ≒ I0/4
(式5)
H1 ≒ H2 ≒ H3 ≒ H4 ≒ H0/4
となる。I0、H0はそれぞれひとつの抵抗器で接続した場合に発生する電流と誘導磁場である。図5において、それぞれの終端抵抗に流れる電流I1505、I2506、I3507、I4508の電流量は、ひとつの抵抗器の場合の電流量I0の1/4であり、内部導体104cを貫く磁束も1/4となる。さらに、図5において磁束H1505、H2506、H3507、H4508は、内部導体404aにおいては対向する磁場により互いに打ち消しあい、内部導体404aを貫く磁束はほぼゼロとなる。nが大きいほど、磁場の打ち消しあう効果は大きく、nが無限大、つまり円筒上の抵抗器を用いる場合が最も理想的である。
(実施例2)
図8に本発明における温度制御部を有した静電偏向器の一実施例を示す。図1と共通する箇所の符号は同じ符号を用いている。走査信号発生装置109により走査偏向信号を発生し、伝送手段である走査信号伝送ケーブル120を介して、走査偏向信号を静電偏向電極705に印加する。ここで走査信号伝送ケーブル120は、大気側同軸ケーブル702、真空導入用ハーメチックシール802、高周波用コネクタ811、真空内同軸ケーブル704で構成されている。偏向信号が真空内同軸ケーブル704の内部導体を介して偏向信号電極705に印加されると、終端抵抗器119には帰還電流808が流れる。帰還電流808によって終端抵抗器119は発熱する。この熱により終端抵抗値が変化すると、それに伴い偏向信号の出力電圧が変化する。偏向信号の出力電圧の変化は、電子ビームの偏向感度を変化させ、電子ビームの位置精度に重大な欠陥を与える。終端抵抗器119に発生する熱による温度変化を低減するため、温度制御ユニット804から温度制御媒体805を大気側高周波同軸ケーブル104の周囲を囲んでいる温度制御部801に通し、その後温度制御媒体805は温度制御ユニット804に戻り、循環させる。本実施例は冷却構造の場合であり、温度制御媒体805には冷却水を用いた。真空筐体101の内部への熱伝導媒体として大気側同軸ケーブル702、高周波用コネクタ811、真空内同軸ケーブル704の外部導体を用いた。真空ハーメチックシール802は、熱が拡散し、真空筐体101を介して、他の制御系に影響を与えることを防ぐために熱伝導度の低い絶縁物803を有する。真空内同軸ケーブル704の外部導体により、終端抵抗器119で発生した熱を効率的に外部に伝達する。
(実施例3)
図10に、本発明の電子ビーム検査装置の一実施例を示す。本実施例の電子ビーム検査装置は、真空ポンプ1010により内部を真空排気した真空筐体1001の内部に形成された電子光学系、当該電子光学系を制御する電子光学系制御ユニット、電子光学系から出力される出力信号を処理して試料の検査を行う情報処理ユニットなどにより構成される。
(実施例4)
特に図示はしないが、図1、図10とも複数本のビームを照射するマルチビーム電子光学系であっても、本発明は有効である。
Claims (3)
- パターンが形成された試料を載置する試料台と、該試料上に電子ビームを走査し、当該電子ビームの走査により発生する2次電子を検出して2次電子信号として出力する電子光学系と、当該電子光学系を格納する真空筐体と、前記2次電子信号を処理して前記試料の検査または特定位置間の距離を測定する情報処理装置とを備えた電子ビーム計測装置において、
前記電子光学系は、前記電子ビームに対して偏向信号を印加するための電極を備えた偏向器を有し、
前記真空筐体の外部に配置された前記偏向信号を発生する信号発生器と、
前記電極に対して、前記真空筐体を介して前記偏向信号を供給する信号伝送手段と、
前記信号発生器と前記伝送手段のインピーダンスに対して、前記電極のインピーダンスを整合させるインピーダンス整合手段とを備え、
当該インピーダンス整合手段が、該信号伝送手段の終端部に配置された抵抗器を含み、且つ前記伝送手段の終端と前記電極との間に配置されたシールド電極であることを特徴とする電子ビーム計測装置。 - 請求項1に記載の電子ビーム計測装置において、
前記シールド電極と前記偏向器の電極との間隔を調整する手段を備えたことを特徴とする電子ビーム計測装置。 - パターンが形成された試料を載置する試料台と、該試料上に電子ビームを走査し、当該電子ビームの走査により発生する2次電子を検出して2次電子信号として出力する電子光学系と、当該電子光学系を格納する真空筐体と、前記2次電子信号を処理して前記試料の検査または特定位置間の距離を測定する情報処理装置とを備えた電子ビーム計測装置において、
前記電子光学系は、前記電子ビームに対して偏向信号を印加するための電極を備えた偏向器を有し、
前記真空筐体の外部に配置された前記偏向信号を発生する信号発生器と、
前記電極に対して、前記真空筐体を介して前記偏向信号を供給する信号伝送手段と、
前記信号発生器と前記伝送手段のインピーダンスに対して、前記電極のインピーダンスを整合させるインピーダンス整合手段とを備え、
当該インピーダンス整合手段が、該信号伝送手段の終端部に配置された抵抗器を含み、
前記信号伝送手段、前記インピーダンス整合手段および前記偏向器に対する温度制御手段を有し、
前記信号伝送手段は、内部導体と、該内部導体とは絶縁体により絶縁された外部導体とを有し、
前記温度制御手段は、熱伝達手段として前記外部導体を用いることを特徴とした電子ビーム計測装置。
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