特許 7296274 描画装置および偏向器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-14

(45)【発行日】2023-06-22

(54)【発明の名称】描画装置および偏向器

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20230615BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20230615BHJP

   H01J 37/305 20060101ALI20230615BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 541W

G03F7/20 504

H01J37/305 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019150251

(22)【出願日】2019-08-20

(65)【公開番号】P2021034437

(43)【公開日】2021-03-01

【審査請求日】2022-02-22

(73)【特許権者】

【識別番号】504162958

【氏名又は名称】株式会社ニューフレアテクノロジー

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100118843

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 明

(72)【発明者】

【氏名】岸 和宏

(72)【発明者】

【氏名】小笠原 宗博

【審査官】植木 隆和

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－１０６１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１００３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１０８１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２２５７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７６５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９８２６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｈ０１Ｊ ３７／３０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１絶縁体と、該第１絶縁体の表面全体を被覆し該第１絶縁体よりも抵抗が低い第１材料膜と、該第１材料膜の表面の少なくとも一部を被覆し該第１材料膜よりも抵抗が低い第１低抵抗膜とを有する第１電極と、
第２絶縁体と、該第２絶縁体の表面全体を被覆し該第２絶縁体よりも抵抗が低い第２材料膜と、該第２材料膜の表面の少なくとも一部を被覆し該第２材料膜よりも抵抗が低い第２低抵抗膜とを有する第２電極と、を備え、
該第１電極と該第２電極との間に前記荷電粒子ビームを通過させて該荷電粒子ビームを前記試料に照射するか否かを制御するブランキング偏向器。

【請求項2】

前記第２低抵抗膜は、前記第２電極の表面のうち、前記第１電極に対する対向面に設けられ、該対向面とは反対側の面には設けられていない、請求項１に記載のブランキング偏向器。

【請求項3】

前記第１電極は、板状または棒状の形状を有し、
前記第２電極は、前記第１電極の周囲を取り囲む筒状の形状を有する、請求項１または請求項２に記載のブランキング偏向器。

【請求項4】

前記第１低抵抗膜は、前記第１電極の表面全体に設けられており、
前記第２低抵抗膜は、前記第２電極の表面のうち内側面のみに設けられている、請求項３に記載のブランキング偏向器。

【請求項5】

試料に照射する荷電粒子ビームを生成するビーム照射部と、
第１および第２電極を有し、試料に照射する荷電粒子ビームを該第１電極と該第２電極との間に通過させて、該荷電粒子ビームを前記試料に照射するか否かを制御する偏向器を備え、
前記第１電極は、第１絶縁体と、該第１絶縁体の表面全体を被覆し該第１絶縁体よりも抵抗が低い第１材料膜と、該第１材料膜の表面の少なくとも一部を被覆し該第１材料膜よりも抵抗が低い第１低抵抗膜とを有し、
前記第２電極は、第２絶縁体と、該第２絶縁体の表面全体を被覆し該第２絶縁体よりも抵抗が低い第２材料膜と、該第２材料膜の表面の少なくとも一部を被覆し該第２材料膜よりも抵抗が低い第２低抵抗膜とを有する、荷電粒子ビーム装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、描画装置および偏向器に関する。

【背景技術】

【0002】

描画装置は、電子銃から放出された荷電粒子ビームをマスクブランクスに照射して、マスクブランクスに所望のパターンを描画する。描画装置は、荷電粒子ビームを成形アパーチャアレイに通過させてマルチビームに成形する場合がある。

【0003】

マルチビームの照射量は、個別にまたは全体的に制御される。マルチビームを個別にブランキング制御するためにブランカおよびブランキングアパーチャアレイが設けられている。ブランキングアパーチャアレイは、ブランカによって偏向されたビームを遮蔽し、偏向されなかったビームを通過させる。また、マルチビームの個別制御とは別に、マルチビーム全体をブランキング制御するためにブランキング偏向器およびブランキングアパーチャが設けられている。ブランキングアパーチャは、マルチビームがブランキング偏向器で偏向されたときにマルチビーム全体を遮蔽し、あるいは、マルチビームが偏向されなかったときにマルチビーム全体を通過させる。

【0004】

一般に、ブランキング偏向器は、複数の電極間にマルチビーム全体を通過させて該ビームを偏向する。しかし、マルチビームのような径の大きなビームをブランキング制御するためには、ブランキング偏向器の電極を大きくする必要がある。しかし、表面積の大きな電極の母材に均一に金属膜を薄く成膜することは困難であり、金属膜の膜厚がばらつくことがある。電極の金属膜の膜厚がばらつくと、高周波動作時と低周波動作時とにおける磁場の大きさが渦電流の影響によって変化する。これにより、高周波動作時と低周波動作時とにおけるビームの偏向角度が不安定となり、ビームドリフトの原因となる。その結果、マルチビームの偏向精度を悪化させる。

【0005】

一方、渦電流を抑制するために、電極の金属膜の膜厚を薄膜化することが考えられる。しかし、この場合、膜厚のばらつきによって母材が露出すると、母材がビームによってチャージアップして描画精度を悪化させるという問題が生じる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１０－２２５７２８号公報

【文献】特開２０１８－０９８２６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

偏向器の電極のチャージアップを抑制しつつ、荷電粒子ビームの偏向精度を向上させることができる描画装置および偏向器を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本実施形態によるブランキング偏向器は、第１絶縁体と、第１絶縁体の表面全体を被覆し第１絶縁体よりも抵抗が低い第１材料膜と、第１材料膜の表面の少なくとも一部を被覆し第１材料膜よりも抵抗が低い第１低抵抗膜とを有する第１電極と、第２絶縁体と、第２絶縁体の表面全体を被覆し第２絶縁体よりも抵抗が低い第２材料膜と、第２材料膜の表面の少なくとも一部を被覆し第２材料膜よりも抵抗が低い第２低抵抗膜とを有する第２電極と、を備え、第１電極と第２電極との間に荷電粒子ビームを通過させて荷電粒子ビームを試料に照射するか否かを制御する。

【0009】

本実施形態による荷電粒子ビーム装置は、試料に照射する荷電粒子ビームを生成するビーム照射部と、第１および第２電極を有し、試料に照射する荷電粒子ビームを第１電極と第２電極との間に通過させて、荷電粒子ビームを試料に照射するか否かを制御する偏向器を備え、第１電極は、第１絶縁体と、第１絶縁体の表面全体を被覆し第１絶縁体よりも抵抗が低い第１材料膜と、第１材料膜の表面の少なくとも一部を被覆し第１材料膜よりも抵抗が低い第１低抵抗膜とを有し、第２電極は、第２絶縁体と、第２絶縁体の表面全体を被覆し第２絶縁体よりも抵抗が低い第２材料膜と、第２材料膜の表面の少なくとも一部を被覆し第２材料膜よりも抵抗が低い第２低抵抗膜とを有する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態による描画装置の構成例を示す図。

【図2】ブランキング偏向器の構成例を示す断面図。

【図3】第１および第２電極のより詳細な構成を示す断面図。

【図4】渦電流の流れを示す概念図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

【0012】

（第１実施形態）

【0013】

図１は、第１実施形態による描画装置の構成例を示す図である。描画装置１００は、例えば、マルチビーム方式の荷電粒子ビーム露光装置であり、半導体装置の製造に用いられるリソグラフィのフォトマスクやテンプレートを描画するために用いられる。本実施形態は、描画装置の他、露光装置、電子顕微鏡等の電子ビーム、イオンビームを試料Ｗに照射する装置であってもよい。従って、処理対象としての試料Ｗは、マスクブランクスの他、半導体基板等であってもよい。

【0014】

描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０とを備えている。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と、描画室１０３とを備えている。制御部１６０は、照射制御部４と、ステージ制御部５と、ステージ位置測定器７とを備えている。

【0015】

電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１と、照明レンズ２０２と、成形アパーチャアレイ基板２０３と、ブランキングアパーチャアレイ機構２０４と、縮小レンズ２０５と、制限アパーチャ基板２０６と、対物レンズ２０７と、主偏向器２０８と、副偏向器２０９と、ブランキング偏向器２１２とが配置されている。描画室１０３内には、互いに直交するＸ方向およびＹ方向に移動可能なステージ１０５が配置される。ステージ１０５は、描画時に処理対象となるマスクブランクス等の試料Ｗを搭載可能である。試料Ｗは、例えば、ガラス基板上にクロム膜等の遮光膜とレジスト膜とが積層されたマスクブランクスである。また、ステージ３１上には、ステージ３１の位置を測定するためにミラー２１０が配置される。尚、電子鏡筒１０２および描画室１０３の内部は、真空引きされており、減圧状態となっている。

【0016】

ビーム照射部としての電子銃２０１は、荷電粒子ビームＢを生成する。荷電粒子ビーム（以下、単にビームとも言う）Ｂは、例えば、電子ビーム、イオンビームである。電子銃２０１で生成されたビームＢは、試料Ｗに照射される。

【0017】

ブランキングアパーチャアレイ機構２０４は、成形アパーチャアレイ基板２０３を通過したそれぞれ対応するビームに対して個別にビームのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う複数の個別ブランカであり、ビーム毎にブランキング偏向を行う。

【0018】

ブランキングアパーチャアレイ機構２０４の下方には、マルチビーム全体を一括してブランキング制御するブランキング偏向器２１２が設けられている。ブランキング偏向器の下方には、中心部に穴が形成された制限アパーチャ基板２０６が設けられている。ブランキングアパーチャ機構２０４またはブランキング偏向器２１２によってビームＯＦＦの状態になるように偏向された電子ビームは、制限アパーチャ基板の中心の穴から位置が外れ、制限アパーチャ基板によって遮蔽される。ブランキングアパーチャ機構２０４またはブランキング偏向器２１２によって偏向されなかった電子ビームは制限アパーチャ基板を通過し、偏向器２０８、２０９で偏向されて基板Ｗ上の所望の位置へと照射される。

【0019】

ステージ制御部５は、ステージ１０５をＸ方向またはＹ方向に移動させるように制御する。

【0020】

ステージ位置測定器７は、例えば、レーザ測長計で構成され、ステージ１０５に固定されたミラー２１０へレーザ光を照射し、その反射光でステージ１０５のＸ方向の位置を測定する。ステージ位置測定器７およびミラー２１０と同様の構成は、Ｘ方向だけでなく、Ｙ方向にも設けられており、ステージ１０５のＹ方向の位置も測定する。

【0021】

図１では、第１実施形態を説明する上で必要な構成を記載している。描画装置１００は、その他の必要な構成を備えていても構わない。

【0022】

描画装置１００は、ＸＹステージ１０５が移動しながらショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画動作を行い、所望のパターンを描画する際、パターンに応じて必要なビームがブランキング制御によりビームＯＮに制御される。

【0023】

図２は、ブランキング偏向器２１２の構成例を示す断面図である。第１偏向器としてのブランキング偏向器２１２は、第１電極２３１と、第２電極２３２とを備える。ブランキング偏向器２１２は、第１電極２３１と該第２電極２３２との間にビームＢを通過させてビームＢを偏向する。これにより、ブランキング偏向器２１２は、ビームＢを試料Ｗに照射するかあるいは照射しないように制御することができる。

【0024】

第１電極２３１は、板状または棒状の形状を有する電極であり、正電圧または負電圧が印加される。第２電極２３２は、第１電極２３１の周囲を取り囲む筒状の形状を有する電極であり、第１電極２３１に対して異なる電圧（例えば、接地電圧）が印加される。第２電極２３２は、第１電極２３１を取り囲む筒状であるので、図２では、鉛直方向断面において、第１電極２３１の両側に現れている。ビームＢは、第２電極２３２の内側を通過する。その際に、ビームＢは、第２電極２３２の内側面と第１電極２３１の外側面との間を通過し、第１および第２電極２３１，２３２に印加された電圧差に応じた電場および磁場を受ける。よって、第１電極２３１と第２電極２３２との間に電圧差がほとんどない場合、ビームＢは、偏向されず、制限アパーチャ基板２０６の開口を通過して試料Ｗに照射される。一方、第１電極２３１と第２電極２３２との間に電圧差がある場合、ビームＢは、偏向され、制限アパーチャ基板２０６で遮蔽される。このように、ブランキング偏向器２１２は、ビームＢをブランキング制御する。尚、第１および第２電極２３１，２３２のより詳細な構成は、図３を参照して後で説明する。

【0025】

第１電極２３１および第２電極２３２のそれぞれの一端（例えば、下端部）は、コネクタ２３５を介して電子鏡筒１０２の外部にある抵抗素子２３３に電気的に接続されている。第１電極２３１および第２電極２３２のそれぞれの他端（例えば、上端部）は、同軸ケーブル２３４の芯線（信号線）２３４ａおよびシールド（グランド線）２３４ｂに電気的に接続されている。信号線２３４ａおよびグランド線２３４ｂは、コネクタ２３５を介してブランキングアンプ４１に電気的に接続されている。これにより、ブランキングアンプ４１は、第１電極２３１から抵抗素子２３３を介して第２電極２３２に電流を流すことで、第１電極２３１と第２電極２３２との間を通過するビームＢに電界および磁界を印加することができる。尚、信号線２３４ａに印加される電圧（即ち、第１電極２３１に印加される電圧）は、正電圧または負電圧のいずれでもよい。

【0026】

図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、第１および第２電極２３１、２３２のより詳細な構成を示す断面図である。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＢ－Ｂ線に沿った断面を示す。即ち、図３（Ａ）は、ビームＢの進行方向に沿った断面を示し、図３（Ｂ）は、ビームＢの進行方向に対して略垂直方向の断面を示している。

【0027】

第１電極２３１は、母材２３１＿１と、第１材料膜２３１＿２と、第１低抵抗膜２３１＿３とを備えている。第１絶縁体としての母材２３１＿１は、非導電性の絶縁材料で構成されており、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ)で構成されている。母材２３１＿１は、棒状または板状の形状を有する。

【0028】

第１材料膜２３１＿２は、母材２３１＿１を実質的に被覆しており、母材２３１＿１よりも抵抗が低い材料で構成されている。また、第１材料膜２３１＿２は、母材２３１＿１の表面に容易に成膜可能な材料であることが好ましい。このような第１材料膜２３１＿２は、例えば、真空蒸着またはスパッタリング等を用いて母材２３１＿１の表面上に成膜され得る。第１材料膜２３１＿２は、絶縁材料ではなく、或る程度の導電性を有するが、比較的高抵抗な材料で構成されている。例えば、第１材料膜２３１＿２は、電子線リソグラフィで使用される帯電防止剤(導電性ポリマ)の抵抗値(例えば、１０^６オーム)以下の材料であれば、チャージアップを抑制できると考えられる。より具体的には、第１材料膜２３１＿２は、例えば、カーボン（Ｃ）、チタン（Ｔｉ）または窒化チタン（ＴｉＮ）等のいずれかの材料で構成されている。第１材料膜２３１＿２は、荷電粒子線への影響を考慮して非磁性材が好ましい。

【0029】

第１材料膜２３１＿２は、母材２３１＿１が露出しないように実質的に母材２３１＿１の表面全体を被覆する。母材２３１＿１の表面のラフネスにも依るが、母材２３１＿１の表面全体を被覆するために、第１材料膜２３１＿２の膜厚は、例えば、０．３μｍ以上であることが好ましい。これにより、母材２３１＿１が露出することによりビームＢでチャージアップすることを抑制できる。

【0030】

第１低抵抗膜２３１＿３は、第１材料膜２３１＿２を介して母材２３１＿１の表面を被覆しており、第１材料膜２３１＿２よりも抵抗が低い材料で構成されている。また、第１低抵抗膜２３１＿３の酸化および変質によるビームドリフトを抑制するために、第１低抵抗膜２３１＿３は、例えば、金、白金等の低抵抗な貴金属材料で構成されていることが好ましい。このような第１低抵抗膜２３１＿３は、例えば、真空蒸着またはスパッタリング等を用いて第１材料膜２３１＿２の表面上に成膜される。

【0031】

第１低抵抗膜２３１＿３は、実質的に母材２３１＿１の表面全体に設けられた第１材料膜２３１＿２上に設けられている。ただし、第１材料膜２３１＿２が実質的に母材２３１＿１の表面全体を被覆しているので、第１低抵抗膜２３１＿３は、チャージアップを考慮せずに、第１材料膜２３１＿２の表面の少なくとも一部を被覆してもよい。例えば、第１低抵抗膜２３１＿３は、第２電極２３２に対向する母材２３１＿１の面のみに設けてもよい。第１電極が板状の場合、両側面に設けることができる。尚、この場合、ブランキングアンプ４１が第１低抵抗膜２３１＿３に電力供給するために、母材２３１＿１の両側面に設けられた第１低抵抗膜２３１＿３の両方とも、信号線２３４ａに電気的に接続されている。

【0032】

第２電極２３２は、母材２３２＿１と、第２材料膜２３２＿２と、第２低抵抗膜２３２＿３とを備えている。第２絶縁体としての母材２３２＿１は、母材２３１＿１と同様に、非導電性の絶縁材料で構成されており、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ)で構成されている。母材２３２＿１は、図３（Ｂ）に示すように、筒状（円筒状、略矩形筒状）の形状を有する。

【0033】

第２材料膜２３２＿２は、実質的に母材２３２＿１の表面全体を被覆しており、母材２３２＿１よりも抵抗が低い材料で構成されている。また、第２材料膜２３２＿２は、母材２３２＿１の表面に容易に成膜可能な材料であることが好ましい。このような第２材料膜２３２＿２は、例えば、真空蒸着またはスパッタリング等を用いて母材２３２＿１の表面上に成膜され得る。第２材料膜２３２＿２は、絶縁材料ではなく、或る程度の導電性を有するが、比較的高抵抗な材料で構成されている。例えば、第１材料膜２３１＿２は、電子線リソグラフィで使用される帯電防止剤(導電性ポリマ)の抵抗値(例えば、１０^６オーム)以下の材料であれば、チャージアップを抑制できると考えられる。より具体的には、第２材料膜２３２＿２は、第１材料膜２３１＿２と同様に、カーボン（Ｃ）、チタン（Ｔｉ）または窒化チタン（ＴｉＮ）等のいずれかの材料で構成されている。荷電粒子線への影響を考慮して非磁性材が好ましい。

【0034】

第２材料膜２３２＿２は、母材２３２＿１が露出しないように母材２３２＿１の表面を被覆する。母材２３２＿１の表面のラフネスにも依るが、実質的に母材２３２＿１の表面全体を被覆するために、第２材料膜２３２＿２の膜厚は、例えば、０．３μｍ以上であることが好ましい。これにより、母材２３２＿１が露出することによりビームＢでチャージアップすることを抑制できる。

【0035】

第２低抵抗膜２３２＿３は、第２材料膜２３２＿２を介して母材２３２＿１の表面を被覆しており、第２材料膜２３２＿２よりも抵抗が低い材料で構成されている。また、第２低抵抗膜２３２＿３の酸化および変質を抑制するために、第２低抵抗膜２３２＿３は、例えば、第１低抵抗膜２３１＿３と同様に、金、白金等の低抵抗貴金属材料で構成されていることが好ましい。このような第２低抵抗膜２３２＿３は、例えば、真空蒸着またはスパッタリング等を用いて第２材料膜２３２＿２の表面上に成膜される。

【0036】

第２低抵抗膜２３２＿３は、母材２３２＿１の表面にある第２材料膜２３２＿２上に設けられている。ただし、第２材料膜２３２＿２が母材２３２＿１のチャージアップを抑制するので、第２低抵抗膜２３２＿３は、第２材料膜２３２＿２の表面の少なくとも一部を被覆すればよい。例えば、第２低抵抗膜２３２＿３は、図３（Ｂ）に示すように、第１電極２３１に対向する母材２３２＿１の内側面Ｆｉｎのみに設けてもよい。この場合、第２低抵抗膜２３２＿３は、内側面Ｆｉｎとは反対側の母材２３１＿１の外側面Ｆｏｕｔには設けられていない。また、母材２３２＿１の内側面Ｆｉｎに設けられた第２低抵抗膜２３２＿３は、グランド線２３４ｂに電気的に接続されている。これにより、ブランキングアンプ４１は、第２低抵抗膜２３２＿３を接地電圧にすることができる。

【0037】

尚、母材２３２＿１の内側面Ｆｉｎのみに第２低抵抗膜２３２＿３を成膜する場合、リソグラフィ等を用いて、母材２３１＿１の外側面Ｆｏｕｔをマスクした後、真空蒸着またはスパッタリング等を用いて第２低抵抗膜２３２＿３を内側面Ｆｉｎの第２材料膜２３２＿２の表面上に選択的に成膜すればよい。

【0038】

母材２３２＿１の内側面に真空蒸着またはスパッタリングを行うことが困難である場合、第２材料膜２３２＿２は分割して真空蒸着またはスパッタリングを行ってもよい。母材２３１＿１の外側面Ｆｏｕｔ側をマスキングした後、真空蒸着またはスパッタリング等を用いて第２低抵抗膜２３２＿３を内側面Ｆｉｎの第２材料膜２３２＿２の表面上に選択的に成膜することができる。

【0039】

（高周波信号の表皮効果に基づく考察）
ところで、ビームＢを高速でブランキング制御するために、ブランキング偏向器２１２を高周波信号（例えば、１ＧＨｚ以上の高周波パルス信号）で動作させた場合、電流は、表皮効果によって第１電極２３１および第２電極２３２の対向面における表面近傍を流れる。本実施形態において、第１電極２３１および第２電極２３２の対向面には、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、第１低抵抗膜２３１＿３および第２低抵抗膜２３２＿３が設けられている。本実施形態では、表皮効果による電流が第１低抵抗膜２３１＿３および第２低抵抗膜２３２＿３の全体に流れるように、第１低抵抗膜２３１＿３および第２低抵抗膜２３２＿３の膜厚を設定する。

【0040】

ここで、一般に、表皮効果によって電流が流れる導体の深さｄは、式１のように表される。

【数1】

尚、ρは、第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３の電気抵抗率である。ωは、第１および第２電極２３１、２３２に流れる電流の角周波数である。μは、第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３の絶対透磁率である。

【0041】

第１低抵抗膜２３１＿３および第２低抵抗膜２３２＿３のそれぞれの膜厚がｄよりも厚い場合、高周波電流に対して、渦電流が第１低抵抗膜２３１＿３および第２低抵抗膜２３２＿３に発生する。渦電流が発生すると、上述の通り、磁場の変化によって、ビームＢのドリフトが生じ、偏向精度が悪化するおそれがある。従って、第１低抵抗膜２３１＿３および第２低抵抗膜２３２＿３の膜厚は、ｄ以下であることが好ましい。例えば、第１および第２低抵抗膜が金（Ａｕ）であり、電流の周波数を１ＧＨｚとした場合、ｄは、約２．３μｍとなる。この場合、第１および第２電極２３１，２３２の表面から約２．３μｍの深さまでの表層部分に電流が流れる。従って、第１低抵抗膜２３１＿３および第２低抵抗膜２３２＿３の膜厚は、２．３μｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは、例えば、第１低抵抗膜２３１＿３および第２低抵抗膜２３２＿３の膜厚は、０．２μｍ以下（例えば、０．１μｍ～０．２μｍ）にする。この場合、高周波信号による電流は、低抵抗な第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３の全体を確実に流れ、一方、比較的高抵抗な第１材料膜２３１＿２および第２材料膜２３２＿２並びに絶縁体の母材２３１＿１，２３２＿１にはほとんど流れない。よって、第１低抵抗膜２３１＿３および第２低抵抗膜２３２＿３の膜厚を０．２μｍ以下にすることによって、電流は、確実に第１低抵抗膜２３１＿３および第２低抵抗膜２３２＿３の全体に流れつつ、第１材料膜２３１＿２および第２材料膜２３２＿２に流れることを抑制することができる。その結果、ブランキング偏向器２１２は、高周波信号によるブランキング制御において、渦電流を抑制して磁場を安定化させ、ビームＢの偏向精度を向上させることができる。

【0042】

（低周波信号のオームの法則に基づく考察）
高周波信号でブランキング制御する場合、表皮効果により、電流のほとんどは、第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３を流れる。一方、低周波信号（例えば、約１ＭＨｚの低周波パルス信号）でブランキング制御する場合、オームの法則に従って、電流は、第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３並びに第１および第２材料膜２３１＿２, ２３２＿２の両方を流れようとする。

【0043】

低周波信号では、電流密度を一定にしようとして、渦電流が発生する。図４は、渦電流の流れを示す概念図である。Ｉ１は、例えば、図４の紙面下方向へ流れる電流を示す。Ｉ２は、例えば、図４の紙面上方向へ流れる電流を示す。ブランキングアンプ４１が電流Ｉ１を流そうとすると、渦電流として電流Ｉ２が電流Ｉ１とは逆方向に流れようとする。

【0044】

図４の例では、第１電極２３１において、電流Ｉ１は、第１電極２３１の一方の面（第２電極２３２に近い面）Ｆ２３１＿１に設けられた第１材料膜２３１＿２および第１低抵抗膜２３１＿３を流れる。渦電流として電流Ｉ２は、第１電極２３１の他方の面（第２電極２３２から遠い面）Ｆ２３１＿２に設けられた第１材料膜２３１＿２および第１低抵抗膜２３１＿３を流れる。これにより、第１電極２３１において、電流密度を一定に維持しようとする。第２電極２３２において、電流Ｉ１が第２電極２３２の内側面Ｆｉｎに設けられた第２材料膜２３２＿２および第２低抵抗膜２３２＿３を流れる。渦電流として電流Ｉ２は、第２電極２３２の外側面Ｆｏｕｔに設けられた第２材料膜２３２＿２を流れる。これにより、第２電極２３２において、電流密度を一定に維持しようとする。

【0045】

一般に、このような、渦電流は、高周波信号によるブランキング制御と低周波信号によるブランキング制御とで磁場を不安定にさせ、偏向精度を悪化させる。

【0046】

これに対し、本実施形態では、母材２３１＿１，２３２＿１が絶縁体であり、第１および第２材料膜２３１＿２，２３２＿２は、それぞれ第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３よりも高抵抗の材料で構成されている。

【0047】

ここで、第１および第２材料膜２３１＿２，２３２＿２は、上述の通り、母材２３１＿１，２３２＿１のチャージアップを抑制できる程度の抵抗値（例えば、１０^６オーム以下）を有する。一方、第１および第２材料膜２３１＿２，２３２＿２は、第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３と比較して高抵抗な材料で形成されている。例えば、第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３の材料が、金、白金（約２μオーム）である場合、第１および第２材料膜２３１＿２，２３２＿２の材料を、例えば、カーボン、チタンあるいは窒化チタン（約２０μオーム）にする。これにより、低周波信号によるブランキング制御であっても、電流Ｉ１の多くは第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３を流れ、第１および第２材料膜２３１＿２，２３２＿２に流れる電流量を抑制することができる。

【0048】

経験上、第１および第２材料膜２３１＿２，２３２＿２に流れる電流を電流Ｉ１全体の１％以下にすれば、低周波信号におけるブランキング制御においても、渦電流が抑制され、ブランキング制御の偏向精度が維持され得る。

【0049】

そこで、第１および第２材料膜２３１＿２，２３２＿２並びに第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３のそれぞれの材料および膜厚は、式２を満たすように設定される。

【数2】

尚、Ｉはブランキング偏向器２１２に流れる電流である。ｒ_Ｌは、第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３の抵抗値である。ｉ_Ｈは、第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３に流れる電流である。ｒ_Ｈは、第１および第２材料膜２３１＿２，２３２＿２の抵抗値である。

【0050】

例えば、第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３が膜厚約０．１μｍの金とした場合、第１および第２材料膜２３１＿２，２３２＿２は、膜厚約０．３μｍのチタンとすればよい。これにより、第１および第２材料膜２３１＿２，２３２＿２に流れる電流を電流Ｉ１全体の１％以下にすることができる。尚、第１および第２材料膜２３１＿２，２３２＿２並びに第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３のそれぞれの材料および膜厚は、これに限定されず、式２を満たす材料および膜厚であればよい。なお、第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３はサブミクロンオーダの厚さで例えば０．１～０．２μｍ程度であればよく、第１および第２材料膜２３１＿２，２３２＿２並びに第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３のそれぞれ合計の膜厚としては０．４μ程度は必要である。

【0051】

以上のように、本実施形態によれば、第１および第２電極２３１，２３２は、母材２３１＿１，２３２＿１として絶縁体を用いている。これにより、ブランキング制御における電流は、第１および第２電極２３１，２３２の中心部に流れず、渦電流が抑制される。

【0052】

また、第１および第２材料膜２３１＿２，２３２＿２が実質的に母材２３１＿１，２３２＿１の表面全体を被覆している。第１および第２材料膜２３１＿２，２３２＿２は、母材２３１＿１，２３２＿１が露出しない程度、かつ、式２を満たす膜厚を有する。第１および第２材料膜２３１＿２，２３２＿２は、比較的高抵抗であるが、わずかに導電性を有する材料で構成される。これにより、母材２３１＿１，２３２＿１のチャージアップを抑制することができる。さらに、第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３が第１および第２電極２３１，２３２の対向面において第１および第２材料膜２３１＿２，２３２＿２上に設けられている。第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３は、式１のｄ以下の膜厚を有し、かつ、式２を満たす膜厚を有する。第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３は、非常に低抵抗な貴金属材料で構成される。

【0053】

これにより、本実施形態によるブランキング偏向器２１２は、高周波信号によるブランキング制御において、表皮効果によって電流のほとんどを第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３に流す。一方、ブランキング偏向器２１２は、低周波信号によるブランキング制御においても、オームの法則によって電流のほとんどを第１および第２低抵抗膜２３１＿３，２３２＿３に流す。その結果、高周波信号および低周波信号の両方のブランキング制御において、渦電流および磁場の変化が小さく抑制され、偏向精度を向上させることができる。

【0054】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0055】

１００ 描画装置、１５０ 描画部、１６０ 制御部、１０２ 電子鏡筒、１０３ 描画室、４ 照射制御部、５ ステージ制御部、７ ステージ位置測定器、２１２ ブランキング偏向器、２３１ 第１電極、２３２ 第２電極、２３１＿１，２３２＿１ 母材、２３１＿２，２３２＿２ 材料膜、２３１＿３，２３２＿３ 低抵抗膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】