JP6750981B2 - Multi charged particle beam exposure system - Google Patents
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Description
本発明は、マルチ荷電粒子ビーム露光装置に係り、例えば、同じビームから形成されるマルチビームを試料に照射する露光装置に関する。 The present invention relates to a multi-charged particle beam exposure apparatus, for example, an exposure apparatus that irradiates a sample with multi-beams formed from the same beam.
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、LSIの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。ここで、電子線(電子ビーム)描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、ウェハ等へ電子線を使って描画することが行われている。 Lithography technology, which is responsible for the progress of miniaturization of semiconductor devices, is a very important process that generates a pattern only in the semiconductor manufacturing process. 2. Description of the Related Art In recent years, circuit line widths required for semiconductor devices have been miniaturized year by year with the high integration of LSIs. Here, the electron beam (electron beam) drawing technique has essentially excellent resolution, and drawing is performed on a wafer or the like using an electron beam.
例えば、マルチビームを使った描画装置がある。1本の電子ビームで描画する場合に比べて、マルチビームを用いることで一度に多くのビームを照射できるのでスループットを大幅に向上させることができる。かかるマルチビーム方式の描画装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームを複数の穴を持ったマスクに通してマルチビームを形成し、各々、ブランキング制御され、遮蔽されなかった各ビームが試料上の所望の位置へと照射される。かかるマルチビーム方式の描画装置では、複数の穴を持ったマスク(マルチビーム形成アパーチャ)に高エネルギーの電子ビームを照射する。そして、かかるマスクの複数の穴をビームがそれぞれ通過することによって、マルチビームが形成される。その際、照射された高エネルギーの電子ビームのうちの多くがかかるマスクによって遮蔽されるので、マスクからは散乱電子やx線が発生する。かかる散乱電子やx線は、かかるマスク基板に近い位置に配置される、ブランキング制御するブランキング偏向電極アレイに流入し、ブランキング偏向電極アレイの絶縁物部分を帯電させてしまう他、ブランキング偏向電極アレイが配置される基板に形成される各電極用の個別制御回路に損傷を与えるといった問題があった。そのため、マルチビーム形成アパーチャとブランキング偏向電極アレイの間にダブレットレンズを配置し、ダブレットレンズを構成する電磁レンズ間でクロスオーバを形成させ、クロスオーバ付近にアパーチャ(コントラストアパーチャ)を配置することで、ブランキング偏向電極アレイに侵入する散乱電子を排除するといった手法が考案された(例えば、特許文献1参照)。 For example, there is a drawing device using a multi-beam. As compared with the case of writing with one electron beam, a large number of beams can be irradiated at one time by using a multi-beam, so that the throughput can be significantly improved. In such a multi-beam type drawing apparatus, for example, an electron beam emitted from an electron gun is passed through a mask having a plurality of holes to form a multi-beam, each of which is blanked and is not shielded. The desired position on the sample is irradiated. In such a multi-beam type drawing apparatus, a mask having a plurality of holes (multi-beam forming aperture) is irradiated with a high-energy electron beam. Then, the beams pass through the plurality of holes of the mask to form a multi-beam. At this time, most of the irradiated high-energy electron beam is shielded by such a mask, so that scattered electrons and x-rays are generated from the mask. Such scattered electrons and x-rays flow into a blanking deflection electrode array for blanking control, which is arranged in a position close to the mask substrate, and electrically charges the insulator portion of the blanking deflection electrode array, and also causes blanking. There is a problem that the individual control circuit for each electrode formed on the substrate on which the deflection electrode array is arranged is damaged. Therefore, by arranging a doublet lens between the multi-beam forming aperture and the blanking deflection electrode array, forming a crossover between the electromagnetic lenses forming the doublet lens, and arranging an aperture (contrast aperture) near the crossover. , A method of eliminating scattered electrons that enter the blanking deflection electrode array has been devised (see, for example, Patent Document 1).
しかし、マルチビーム描画では、マルチビーム全体でのビームサイズが大きくなるので、クロスオーバ結像系の光軸上の収差が大きくなってしまう。特に、ビーム数を多くするとその分ビームサイズが大きくなり、さらに収差が大きくなってしまう。ダブレットレンズをもちいることで歪曲収差を小さくすることも可能となるが、マルチビームのビームサイズが大きい場合かかるダブレットレンズによるクロスオーバ像の球面収差が大きくなるという新たな問題が生じてしまう。そのため、クロスオーバ位置でのマルチビーム径が大きくなってしまう。 However, in multi-beam writing, the beam size of the entire multi-beam is large, so that the aberration on the optical axis of the crossover imaging system becomes large. Particularly, if the number of beams is increased, the beam size is increased accordingly, and the aberration is further increased. Although it is possible to reduce the distortion aberration by using the doublet lens, there is a new problem that the spherical aberration of the crossover image due to the doublet lens becomes large when the beam size of the multi-beam is large. Therefore, the multi-beam diameter at the crossover position becomes large.
そこで、本発明は、マルチビームの収差を抑えながら、散乱電子等による不具合を抑制可能なマルチ荷電粒子ビーム露光装置を提供する。 Therefore, the present invention provides a multi-charged particle beam exposure apparatus capable of suppressing defects due to scattered electrons while suppressing multi-beam aberrations.
本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム露光装置は、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
荷電粒子ビームを照明する照明レンズと、
複数の第1の開口部が形成され、複数の第1の開口部全体が含まれる第1の領域に、照明された荷電粒子ビームの照射を受け、複数の第1の開口部を荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、第1のマルチビームを形成する第1の成形アパーチャアレイ基板と、
第1のマルチビームの各ビームの軌道に合わせた複数の第2の開口部が形成され、第1のマルチビームの各ビームの一部が複数の第2の開口部の対応する開口部をそれぞれ通過することにより、第2のマルチビームを形成する第2の成形アパーチャアレイ基板と、
第2の成形アパーチャアレイ基板を通過した第2のマルチビームの少なくとも一部のビーム群の照射を受ける試料を載置するステージと、
を備え、
第1の成形アパーチャアレイ基板と第2の成形アパーチャアレイ基板との間の距離が、第1のマルチビーム全体のビーム径の中心を通る第1のマルチビームの軌道に沿った中心軸と第2の成形アパーチャアレイ基板表面上における複数の第2の開口部全体が含まれる第2の領域との交点からビーム径の方向に向かう第2の領域の最大寸法の3倍以上の値になるように構成されることを特徴とする。
A multi-charged particle beam exposure apparatus according to one embodiment of the present invention is
An emission part for emitting a charged particle beam,
An illumination lens for illuminating the charged particle beam,
A plurality of first openings are formed, and a first region including all of the plurality of first openings is irradiated with the illuminated charged particle beam, and the plurality of first openings are charged to the charged particle beam. A first shaping aperture array substrate for forming a first multi-beam by passing a part of each of
A plurality of second openings corresponding to the trajectories of the respective beams of the first multi-beam are formed, and a part of each beam of the first multi-beam respectively forms corresponding openings of the plurality of second openings. A second shaped aperture array substrate that forms a second multi-beam by passing through;
A stage on which a sample to be irradiated with at least a part of a beam group of the second multi-beam that has passed through the second shaping aperture array substrate is placed;
Equipped with
The distance between the first shaping aperture array substrate and the second shaping aperture array substrate is equal to the central axis along the trajectory of the first multi-beam passing through the center of the beam diameter of the first multi-beam and the second axis. So as to have a value that is three times or more of the maximum dimension of the second region extending in the beam diameter direction from the intersection with the second region including the entire plurality of second apertures on the surface of the shaping aperture array substrate. It is characterized by being configured.
また、第1の成形アパーチャアレイ基板と第2の成形アパーチャアレイ基板とを内部に配置する電子ビーム鏡筒と、
電子ビーム鏡筒内であって第1の成形アパーチャアレイ基板と第2の成形アパーチャアレイ基板との間に配置され、第1のマルチビーム全体のビーム径よりも大きい開口部が形成された、電子或いはx線の少なくとも1つを吸収する吸収構造体と、
をさらに備えると好適である。
Also, an electron beam lens barrel in which the first shaping aperture array substrate and the second shaping aperture array substrate are arranged,
The electron beam is arranged in the electron beam column between the first shaping aperture array substrate and the second shaping aperture array substrate and has an opening larger than the beam diameter of the entire first multi-beam. Or an absorbing structure that absorbs at least one of the x-rays,
It is preferable to further include
また、第1の成形アパーチャアレイ基板を格子として利用した格子レンズをさらに備える好適である。 Further, it is preferable to further include a grating lens using the first shaping aperture array substrate as a grating.
また、吸収構造体は、
原子番号が13番以下の原子を材料とし、内壁面側に凹部が形成された、原子番号が13番以下の原子を材料とする内側吸収体と、
内側吸収体の外側に配置され、原子番号が74番以上の原子を材料とする外側吸収体と、
を有すると好適である。
Also, the absorbent structure is
An inner absorber made of atoms having an atomic number of 13 or less and having a concave portion formed on the inner wall surface side, and made of atoms having an atomic number of 13 or less,
An outer absorber that is arranged outside the inner absorber and has an atomic number of 74 or more as a material,
Is preferred.
或いは、吸収構造体は、
原子番号が13番以下の原子を材料とし、内壁面側に静翼を有する、原子番号が13番以下の原子を材料とする内側吸収体と、
内側吸収体の外側に配置され、原子番号が74番以上の原子を材料とする外側吸収体と、
を有すると好適である。
Alternatively, the absorbent structure is
An inner absorber made of atoms having an atomic number of 13 or less and having a vane on the inner wall surface side and made of atoms having an atomic number of 13 or less,
An outer absorber that is arranged outside the inner absorber and has an atomic number of 74 or more as a material,
Is preferred.
本発明の一態様によれば、マルチビームの収差を抑えながら、散乱電子等による不具合を抑制できる。 According to one embodiment of the present invention, defects due to scattered electrons or the like can be suppressed while suppressing multi-beam aberrations.
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。 Hereinafter, in the embodiment, a configuration using an electron beam will be described as an example of a charged particle beam. However, the charged particle beam is not limited to the electron beam, and may be a beam using charged particles such as an ion beam.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1における描画装置の構成を示す概念図である。図1において、描画装置100は、描画機構150と制御系回路160を備えている。描画装置100は、マルチ荷電粒子ビーム装置の一例であると共に、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画機構150は、電子鏡筒102(「電子ビーム鏡筒」或いは「カラム」ともいう。)と描画室103を備えている。電子鏡筒102内には、電子銃201、照明レンズ202、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224、静電レンズ212、吸収構造体210、成形アパーチャアレイ基板203、ブランキングアパーチャアレイ機構204、縮小レンズ205、制限アパーチャ基板206(ブランキングアパーチャ)、対物レンズ207、及び偏向器208が配置されている。描画室103内には、XYステージ105が配置される。XYステージ105上には、描画時には描画対象基板となるマスク等の試料101が配置される。試料101は、例えば、図示しない3点支持によりXYステージ105上に保持される。試料101には、半導体装置を製造する際の露光用マスク、或いは、半導体装置が製造される半導体基板(シリコンウェハ)等が含まれる。また、試料101には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。
ここで、照明レンズ202には、磁気レンズを用いる。そして、球面収差を小さくする為に、磁場分布の変化が小さくなるように設定すると良い。また、照明レンズ202中での軸上軌道の軸に対する磁場分布の傾き及び磁場分布の変化が小さくなるように構成すると良い。これらを実現するため、許される範囲において、成形アパーチャアレイ基板203の後述する複数の穴22全体が含まれる領域(開口領域)の大きさ(最大寸法)よりも光軸方向に向かって長い距離に磁場分布を有する様にする。かかる磁場分布の長さは、さらに、照明レンズ202による球面収差そのもの或いは、後述する収差補正を行った場合の収差補正後の球面収差が許容範囲になる様に決められる。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of the drawing apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the
Here, a magnetic lens is used as the
コリメータ成形アパーチャアレイ基板224は、電子鏡筒102の中心軸に回転軸が平行な図示しない回転ステージ上に配置され、電子鏡筒102外部からの制御によりコリメータ成形アパーチャアレイ基板224の向きを変えられるように構成されることが望ましい。構造が複雑になるが、光学系の軸に垂直な2次元水平方向、更には光学系の軸方向の平行移動も可能なステージを用いることは更に望ましい。
The collimator shaping
静電レンズ212は、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224(第1の成形アパーチャアレイ基板)に対して電子銃201側直近に配置される。そして、静電レンズ212は、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224を格子として利用した格子レンズ220(第1の格子レンズ)になる。
The
成形アパーチャアレイ基板203は、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224裏面から距離Dを開けて配置される。そして、電子鏡筒102内であって、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224と成形アパーチャアレイ基板203との間には、吸収構造体210が配置される。吸収構造体210は、マルチビーム20(20a〜20e)全体のビーム径よりも大きい開口部が形成され、電子(散乱電子)及び/或いはx線を吸収する。ここでは、主に、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224に電子ビーム200が照射されることによって発生する散乱電子及び/或いはx線を吸収する。吸収構造体210は、外側吸収体214と内側吸収体216とを有する。
The shaping
内側吸収体216は、例えば、所定の肉厚を持った円形の筒状に形成される。また、内側吸収体216は、内壁面側に、中心方向やや上側に向かって延びる少なくとも1つの静翼218を有する。図1の例では、例えば、5段階の静翼218が高さ位置をずらして配置される場合を示している。各静翼218は、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224に形成される、後述する複数の開口部全体の領域の中心を向くように角度調整されると好適である。かかる角度調整により、散乱電子及びx線を効率良く取り込むことができる。また、各段の静翼218は、周方向につながった円錐台状に形成されても良いし、複数の翼が周方向に沿って並んで配置されても好適である。
The
静翼218を含む内側吸収体216は、原子番号が13番(アルミニウム:Al)以下の原子(低Z材料)を材料とする。アルミニウム(Al)の他、例えば、炭素(C)等を用いると好適である。また、静翼218を含む内側吸収体216は、帯電しないように導電性の材料が用いられる。低Z材料を用いることで、散乱電子が衝突した場合に、衝突点からさらに散乱電子及びx線が発生することを低減できる。また、内側吸収体216の内壁面に衝突した散乱電子は、反射しても、反射軌道上に位置する静翼218によって軌道が干渉され、エネルギーを消費させられる。よって、電子鏡筒102中心領域(マルチビーム20の通過領域)へと戻りにくくできる。このように内側吸収体216は、散乱電子を捕集(トラップ)することによって散乱電子を吸収する。
The
外側吸収体214は、例えば、所定の肉厚を持った円形の筒状に形成される。また、外側吸収体214は、内側吸収体216の外側に配置される。外側吸収体214は、原子番号が74番(タングステン:W)以上の原子(高Z材料)を材料とする。また、外側吸収体214は、帯電しないように導電性の材料が用いられる。タングステン(W)の他、例えば、タンタル(Ta)及びモリブデン(Mo)といった高融点金属等を用いると好適である。高Z材料を用いることで、x線吸収率が高くでき、内側吸収体216を通過したx線を吸収できる。また、外側吸収体214は、内側吸収体216の外側に配置されることで、散乱電子の直接的な衝突を回避でき、電子の衝突による新たなx線の放出を回避できる。
The
上述した例では、吸収構造体210が、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224と成形アパーチャアレイ基板203との間の電子鏡筒102の内壁のうち、実質的に内壁全面を覆うように配置される場合を示したがこれに限るものではない。リメータ成形アパーチャアレイ基板224と成形アパーチャアレイ基板203との間の電子鏡筒102の内壁のうちの一部であっても構わない。かかる一部であっても望ましくは、周方向全面に配置されると良い。さらに望ましくは、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224と成形アパーチャアレイ基板203との間の電子鏡筒102の内壁のうち、実質的に内壁全面を覆うように配置されると良い。
In the above-described example, the case where the
制御系回路160は、制御計算機110、メモリ112、レンズ制御回路120、偏向制御回路130、偏向制御回路132、デジタル・アナログ変換(DAC)アンプ136、及び磁気ディスク装置等の記憶装置140を有している。制御計算機110、メモリ112、レンズ制御回路120、偏向制御回路130、偏向制御回路132、及び記憶装置140は、図示しないバスを介して互いに接続されている。偏向制御回路132には、DACアンプ136が接続されている。描画データが描画装置100の外部から入力され、記憶装置140(記憶部)に格納されている。レンズ制御回路120及び偏向制御回路130,132は、制御計算機110によって制御される。
The
静電レンズ212は、レンズ制御回路120に接続され、制御される。ブランキングアパーチャアレイ機構204は、偏向制御回路130に接続され、制御される。偏向器208は、DACアンプ136を介して偏向制御回路132に接続され、制御される。
The
ここで、図1では、実施の形態1を説明する上で必要な構成を記載している。描画装置100にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。
Here, in FIG. 1, a configuration necessary for explaining the first embodiment is described. The
図2は、実施の形態1における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す概念図である。
図3は、実施の形態1における成形アパーチャアレイ基板の構成を示す断面図である。なお、図2と図3において、サイズ、開口部22(226)の位置等は一致させて記載していない。成形アパーチャアレイ基板203には、図3に示すように、シリコン等からなる基板331が配置される。基板331の中央部は、例えば裏面側から薄く削られ、薄い膜厚hのメンブレン領域23(第2の領域)に加工されている。メンブレン領域23を取り囲む周囲は、厚い膜厚Hの外周領域21となる。メンブレン領域23の上面と外周領域21の上面とは、同じ高さ位置、或いは、実質的に高さ位置になるように形成される。図2(a)において、成形アパーチャアレイ基板203のメンブレン領域23には、縦(y方向)m列×横(x方向)n列(m,n≧2)の穴22(第2の開口部)が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。例えば、512列×512列の穴22が形成される。図2(a)の例では、例えば、8列×8列の穴22が形成される場合を示している。各穴22は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ外径の円形であっても構わない。これらの複数の穴22を後述する仮のマルチビーム19(第1のマルチビーム)の各ビームの一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム20(第2のマルチビーム)が形成されることになる。ここでは、縦横(x,y方向)が共に2列以上の穴22が配置された例を示したが、これに限るものではない。その他、例えば、縦横(x,y方向)どちらか一方が複数列で他方は1列だけであっても構わない。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of the shaping aperture array substrate in the first embodiment.
FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of the shaping aperture array substrate in the first embodiment. 2 and 3, the size, the position of the opening 22 (226), and the like are not shown in a matched manner. A
また、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224も成形アパーチャアレイ基板203と同様に構成される。コリメータ成形アパーチャアレイ基板224には、図3に示すように、シリコン等からなる基板333が配置される。基板333の中央部は、例えば裏面側から薄く削られ、薄い膜厚hのメンブレン領域323(第1の領域)に加工されている。メンブレン領域323を取り囲む周囲は、厚い膜厚Hの外周領域321となる。メンブレン領域323の上面と外周領域321の上面とは、同じ高さ位置、或いは、実質的に高さ位置になるように形成される。図2(a)において、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224のメンブレン領域323には、縦(y方向)m列×横(x方向)n列(m,n≧2)の穴322(第1の開口部)が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。コリメータ成形アパーチャアレイ基板224を通過したビーム群が成形アパーチャアレイ基板203上の対応する穴22(開口)を通過する様に、ピッチが場所によって異なる場合があっても良い。例えば、512列×512列の穴322が形成される。図2(a)の例では、例えば、8列×8列の穴322が形成される場合を示している。各穴322は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ外径の円形であっても構わない。また、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224を通過したビーム群が成形アパーチャアレイ基板203上の対応する穴22(開口)を通過する様に、例えば外周部の穴322(開口)を大きくして、アライメントを容易にすることも出来る。この場合、外周部の穴の一つを通過したビームが成形アパーチャアレイ基板203上の複数の穴に入射する様にすることも出来る。これらの複数の穴322を電子ビーム200の一部がそれぞれ通過することで、仮のマルチビーム19(第1のマルチビーム)が形成されることになる。ここでは、縦横(x,y方向)が共に2列以上の穴22が配置された例を示したが、これに限るものではない。その他、例えば、縦横(x,y方向)どちらか一方が複数列で他方は1列だけであっても構わない。
Further, the collimator shaping
コリメータ成形アパーチャアレイ基板224に形成される複数の穴322(第1の開口部)は、成形アパーチャアレイ基板203に形成される複数の対応する穴22と同じ位置関係になるように形成される。但し、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224に形成される複数の穴323は、通過したビームの成形アパーチャアレイ基板203上での断面寸法が成形アパーチャアレイ基板203に形成される対応する複数の穴22よりも大きなサイズになる様に形成される。これにより、マルチビーム20の形状は、成形アパーチャアレイ基板203によって決定される。成形アパーチャアレイ基板203上の穴22の中のビームの電流分布がほぼ一様となる大きさにすることが望ましい。
The plurality of holes 322 (first openings) formed in the collimator shaped
図4は、実施の形態1におけるブランキングアパーチャアレイ機構の構成を示す断面図である。
図5は、実施の形態1におけるブランキングアパーチャアレイ機構のメンブレン領域内の構成の一部を示す上面概念図である。なお、図4と図5において、制御電極24と対向電極26と制御回路41とパッド43の位置関係は一致させて記載していない。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の裏面(電子ビームの下流側)であって、成形アパーチャアレイ基板203の近傍に配置されると好適である。ブランキングアパーチャアレイ機構204には、図4に示すように、支持台33上にシリコン等からなる半導体基板31が配置される。基板31の中央部は、例えば裏面側から薄く削られ、薄い膜厚hのメンブレン領域30に加工されている。メンブレン領域30を取り囲む周囲は、厚い膜厚Hの外周領域32となる。メンブレン領域30の上面と外周領域32の上面とは、同じ高さ位置、或いは、実質的に高さ位置になるように形成される。基板31は、外周領域32の裏面で支持台33上に保持される。支持台33の中央部は開口しており、メンブレン領域30の位置は、支持台33の開口した領域に位置している。
FIG. 4 is a sectional view showing the configuration of the blanking aperture array mechanism in the first embodiment.
FIG. 5 is a top conceptual view showing a part of the configuration in the membrane region of the blanking aperture array mechanism in the first embodiment. 4 and 5, the
メンブレン領域30には、図2に示した成形アパーチャアレイ基板203の各穴22に対応する位置にマルチビームのそれぞれのビームの通過用の通過孔25(開口部)が開口される。各通過孔25は、成形アパーチャアレイ基板203に形成された穴22よりも大きく形成される。そして、メンブレン領域30上には、図4及び図5に示すように、各通過孔25の近傍位置に該当する通過孔25を挟んでブランキング偏向用の制御電極24と対向電極26の組(ブランカー:ブランキング偏向器)がそれぞれ配置される。また、メンブレン領域30上の各通過孔25の近傍には、各通過孔25用の制御電極24に偏向電圧を印加する制御回路41(ロジック回路)が配置される。各ビーム用の対向電極26は、グランド接続される。各制御回路41は、基板31内に加工される。
In the
また、図5に示すように、各制御回路41は、制御信号用のnビット(例えば10ビット)のパラレル配線が接続される。各制御回路41は、制御信号用のnビットのパラレル配線の他、クロック信号線および電源用の配線が接続される。クロック信号線および電源用の配線はパラレル配線の一部の配線を流用しても構わない。マルチビームを構成するそれぞれのビーム毎に、制御電極24と対向電極26と制御回路41とによる個別ブランキング機構47が構成される。また、図4の例では、制御電極24と対向電極26と制御回路41とが基板31の膜厚が薄いメンブレン領域30に配置される。但し、これに限るものではない。また、メンブレン領域30にアレイ状に形成された複数の制御回路41は、例えば、同じ行或いは同じ列によってグループ化され、グループ内の制御回路41群は、図5に示すように、直列に接続される。そして、グループ毎に配置されたパッド43からの信号がグループ内の制御回路41に伝達される。
Further, as shown in FIG. 5, each
各通過孔25を通過する電子ビーム20は、それぞれ独立にかかる対となる2つの電極24,26に印加される電圧によって偏向される。かかる偏向によってブランキング制御される。言い換えれば、制御電極24と対向電極26の組は、成形アパーチャアレイ基板203の複数の穴22(開口部)を通過したマルチビームのうちの対応ビームをそれぞれブランキング偏向する。
The
次に描画装置100における描画機構150の動作について説明する。電子銃201(放出部)から放出された電子ビーム200は、照明レンズ202によりほぼ垂直にコリメータ成形アパーチャアレイ基板224(第1の成形アパーチャアレイ基板)全体を照明する。コリメータ成形アパーチャアレイ基板224には、矩形の複数の穴22(第1の開口部)が形成され、電子ビーム200は、メンブレン領域23或いはすべての複数の穴22が含まれるメンブレン領域23内の領域を照明する。複数の穴22の位置に照射された電子ビーム200の各一部が、かかるコリメータ成形アパーチャアレイ基板224の複数の穴22をそれぞれ通過することによって、例えば矩形形状の複数の電子ビーム(仮のマルチビーム)19a〜eが形成される。かかるマルチビーム19は、成形アパーチャアレイ基板203にほぼ垂直のまま投影される。
Next, the operation of the
成形アパーチャアレイ基板203(第2の成形アパーチャアレイ基板)には、矩形の複数の穴22(第2の開口部)が形成され、複数の電子ビーム(仮のマルチビーム)19a〜eは、成形アパーチャアレイ基板203の複数の穴22(第2の開口部)のうちの対応する穴22をそれぞれ通過することによって、所望のサイズの例えば矩形形状の複数の電子ビーム(マルチビーム)20a〜eに成形される。言い換えれば、成形アパーチャアレイ基板203(第2の成形アパーチャアレイ基板)の複数の穴22をマルチビーム19a〜eのうちの対応するビームの少なくとも一部がそれぞれ通過する。言い換えれば、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224(第1のアパーチャアレイ部材)を通過したアパーチャアレイ像(第1のアパーチャアレイ像)が成形アパーチャアレイ基板203(第2のアパーチャアレイ部材)上に形成される。
A plurality of rectangular holes 22 (second openings) are formed in the shaping aperture array substrate 203 (second shaping aperture array substrate), and a plurality of electron beams (temporary multi-beams) 19a to 19e are shaped. By passing through the corresponding
ここで、仮のマルチビーム19a〜eの下流側成形アパーチャアレイ基板203に対する回転方向の位置ずれについては、上流側コリメータ成形アパーチャアレイ基板224用の図示しない回転機構を動作させることによって調整すればよい。水平方向の位置ずれは図示していない1個以上のアライメントコイルを用いて仮のマルチビーム19a〜eの軌道を調整してもよい。或いは水平または垂直方向の移動機構を動作させて上流側コリメータ成形アパーチャアレイ基板224の位置を調整することも可能である。
Here, the positional deviation of the provisional multi-beams 19a to 19e in the rotational direction with respect to the downstream shaping
実施の形態1では、上流側にコリメータ成形アパーチャアレイ基板224を配置することで、1本の電子ビーム200のうち、仮のマルチビーム19の形成に使用されない残部をコリメータ成形アパーチャアレイ基板224で遮蔽する。かかる電子ビーム200の遮蔽される部分(残部)は、電子ビーム200の大半部分に相当する。例えば、70〜90%に相当する。よって、下流側の成形アパーチャアレイ基板203に到達する仮のマルチビーム19のビーム全体のエネルギー量を大幅に減らすことができる。よって、下流側の成形アパーチャアレイ基板203に衝突する電子ビームのエネルギー量を大幅に減らすことができるので、開口部22の変形量を大幅に低減できる。よって、高精度な寸法のマルチビーム20を形成できる。ここで、実施の形態1では、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224の穴322のサイズを、穴322を通過したビームの下流側の成形アパーチャアレイ基板203上における断面寸法が下流側の成形アパーチャアレイ基板203の穴22のサイズよりも大きくなる様にする。よって、マルチビーム20のビーム形状(サイズ)は、下流側の成形アパーチャアレイ基板203によって決定されるようにできる。そのため、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224に電子ビーム200が持つ大きなビームエネルギーが加わって、温度上昇により穴322のサイズが変形したとしても、最終的なマルチビーム20のビーム形状(サイズ)に影響を与えないようにできる。
In the first embodiment, by arranging the collimator shaping
成形アパーチャアレイ基板203を通過したマルチビーム20a〜eは、ブランキングアパーチャアレイ機構204のそれぞれ対応するブランカー(第1の偏向器:個別ブランキング機構47)内を通過する。かかるブランカーは、それぞれ、個別に通過する電子ビーム20を偏向する(ブランキング偏向を行う)。
The multi-beams 20a to 20e that have passed through the shaping
ブランキングアパーチャアレイ機構204を通過したマルチビーム20a〜eは、縮小レンズ205(電磁レンズ)によって、集束させられる。言い換えれば、縮小レンズ205は、成形アパーチャアレイ基板203を通過したマルチビーム20a〜eを集束する。その際、マルチビーム20a〜e像のサイズは、縮小レンズ205によって、縮小される。縮小レンズ205(電磁レンズ)によって集束方向に屈折させられたマルチビーム20a〜eは、制限アパーチャ基板206に形成された中心の穴に向かって進む。制限アパーチャ基板206は、縮小レンズ205により集束させられたマルチビーム20a〜eの集束点位置に配置され、マルチビーム20a〜eの集束点から外れた電子ビーム20の通過を制限する。ここで、ブランキングアパーチャアレイ機構204のブランカーによって偏向された電子ビーム20は、制限アパーチャ基板206の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ基板206によって遮蔽される。一方、ブランキングアパーチャアレイ機構204のブランカーによって偏向されなかった電子ビーム20は、図1に示すように制限アパーチャ基板206の中心の穴を通過する。個別ブランキング機構47のON/OFFによって、ブランキング制御が行われ、ビームのON/OFFが制御される。このように、制限アパーチャ基板206は、個別ブランキング機構47によってビームOFFの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。そして、ビーム毎に、ビームONになってからビームOFFになるまでに形成された、制限アパーチャ基板206を通過したビームにより、1回分のショットのビームが形成される。制限アパーチャ基板206を通過したマルチビーム20は、対物レンズ207により試料101面上に焦点が合わされると共に、所望の縮小率のパターン像となり、偏向器208によって、制限アパーチャ基板206を通過した各ビーム(マルチビーム20全体)が同方向に一括して偏向され、各ビームの試料101上のそれぞれの照射位置に照射される。言い換えれば、XYステージ105(ステージ)上に載置された試料101は、成形アパーチャアレイ基板203(第2の成形アパーチャアレイ基板)を通過したマルチビーム20(第2のマルチビーム)の少なくとも一部のビーム群の照射を受ける。また、例えばXYステージ105が連続移動している時、ビームの照射位置がXYステージ105の移動に追従(トラッキング)するように偏向器208によって制御される。XYステージ105の位置は、図示しないステージ位置検出器からレーザをXYステージ105上の図示しないミラーに向けて照射し、その反射光を用いて測定される。一度に照射されるマルチビーム20は、理想的には成形アパーチャアレイ基板203の複数の穴22の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。描画装置100は、各回のトラッキング動作中にXYステージ105の移動に追従しながらショットビームとなるマルチビーム20を偏向器208によるビーム偏向位置の移動によって各ビームが1画素ずつ描画シーケンスに沿って照射していく描画動作を行う。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。
The multi-beams 20a to 20e that have passed through the blanking
図6は、実施の形態1におけるコリメータ成形アパーチャアレイ基板と成形アパーチャアレイ基板との間の距離と散乱電子の到達分布との関係を説明するための図である。コリメータ成形アパーチャアレイ基板224に電子ビーム200が衝突することによって、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224からは、散乱電子及びx線が放出される。かかる散乱電子及びx線の分布を余弦分布で近似すると、発生点(例えばコリメータ成形アパーチャアレイ基板224の複数の穴322全体の領域の中心)からの見込み角度θに対して、成形アパーチャアレイ基板203表面上において、見込み角度θの線との交点を光軸中心に回転させた場合に囲まれる領域内に到達する散乱電子及びx線の割合は、sinθの2乗で近似できる。ここでの光軸とは、マルチビーム19(第1のマルチビーム)全体のビーム径の中心を通るマルチビーム19の軌道に沿った中心軸とする。ここで、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224と成形アパーチャアレイ基板203との間の距離Dと、マルチビーム19の中心軸(光軸)と成形アパーチャアレイ基板203表面上における複数の穴22全体が含まれる例えばメンブレン領域23(第2の領域)との交点からビーム径の方向に向かう寸法rとを用いて、sinθの2乗を表現すると次の式(1)で定義できる。
(1) (sinθ)2=r2/(D2+r2)
FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the distance between the collimator shaping aperture array substrate and the shaping aperture array substrate and the arrival distribution of scattered electrons in the first embodiment. When the
(1) (sin θ) 2 =r 2 /(D 2 +r 2 ).
よって、成形アパーチャアレイ基板203の例えばメンブレン領域23に到達する散乱電子及びx線の割合を桁違いになる10%未満に抑えるためには、式(2)を満たせばよい。
(2) r2/(D2+r2)<(1/10)
Therefore, in order to suppress the proportion of scattered electrons and x-rays reaching the
(2) r 2 /(D 2 +r 2 )<(1/10)
よって、D>3rであれば、成形アパーチャアレイ基板203の例えばメンブレン領域23に到達する散乱電子及びx線の割合を桁違いになる10%未満に抑えることができる。よって、マルチビーム19の中心軸(光軸)と成形アパーチャアレイ基板203表面上における複数の穴22全体が含まれる領域との交点からビーム径の方向に向かうかかる領域の最大寸法rの3倍以上の値になるように距離Dを設定すればよい。複数の穴22全体が含まれる領域の最大寸法rは、図2に示すように、複数の穴22全体の中心から矩形の領域の角部までの距離、すなわち対角方向の最大距離(最大寸法)とすればよい。以上のように、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224にて散乱電子及びx線が発生したとしても、成形アパーチャアレイ基板203の複数の穴22まで到達する割合は桁違いに小さくできるので、散乱電子及びx線が持つエネルギーによって穴22が変形することを十分に抑制できる。また、到達する割合は桁違いに小さくできるので、x線によるブランキングアパーチャアレイ機構204の各制御回路41への影響も十分に抑制できる。
Therefore, if D>3r, the proportion of scattered electrons and x-rays that reach the
さらに、電子鏡筒102の内壁面に衝突する散乱電子及びx線については、上述したように、吸収構造体210によって吸収されるので、電子鏡筒102の内壁面から反射した散乱電子及びx線による成形アパーチャアレイ基板203及びブランキングアパーチャアレイ機構204への影響も実質的に無視できる。
上述した説明において、上流の基点を上流のコリメータ成形アパーチャアレイ基板224の複数の穴322全体が含まれる領域の中央、つまり、中心軸上にあるとして評価している。一般に基点位置が中心から離れるのに従い、下流の成形アパーチャアレイ基板203の中心領域を見込む立体角は、基点が中心にある場合よりも小さいから、上述した評価は、上流のコリメータ成形アパーチャアレイ基板224の複数の穴322全体が含まれる領域の中央において行うことは妥当である。
Further, the scattered electrons and x-rays that collide with the inner wall surface of the
In the above description, the upstream base point is evaluated as being located at the center of the region of the upstream collimator shaping
図7は、実施の形態1における描画順序を説明するための図である。試料101の描画領域10(或いは描画されるチップ領域)は、所定の幅で短冊上の複数のストライプ領域35(描画領域の他の一例)に分割される。そして、各ストライプ領域35は、複数のメッシュ状の画素領域36(画素)に分割される。画素領域36(画素)のサイズは、例えば、ビームサイズ、或いは、それ以下のサイズであると好適である。例えば、10nm程度のサイズにすると好適である。画素領域36(画素)は、マルチビーム20の1つのビームあたりの照射単位領域となる。
FIG. 7 is a diagram for explaining the drawing order in the first embodiment. The drawing area 10 (or the chip area to be drawn) of the
マルチビーム20で試料101を描画する際、マルチビーム20による1回の照射によって照射領域34を照射することになる。上述したように、トラッキング動作中にXYステージ105の移動に追従しながらショットビームとなるマルチビーム20全体を一括して偏向器208によるビーム偏向位置の移動によって例えば1画素ずつ順に連続して照射していく。そして、試料101上のどの画素をマルチビームのどのビームが照射するのかは描画シーケンスによって決まる。マルチビームのx,y方向にそれぞれ隣り合うビーム間のビームピッチを用いて、試料101面上におけるx,y方向にそれぞれ隣り合うビーム間のビームピッチ(x方向)×ビームピッチ(y方向)の領域はn×n画素の領域(サブピッチ領域)で構成される。例えば、1回のトラッキング動作で、XYステージ105が−x方向にビームピッチ(x方向)だけ移動する場合、x方向或いはy方向(或いは斜め方向)に1つのビームによって照射位置をシフトしながらn画素が描画される。同じn×n画素の領域内の他のn画素が次回のトラッキング動作で上述したビームとは異なるビームによって同様にn画素が描画される。このようにn回のトラッキング動作でそれぞれ異なるビームによってn画素ずつ描画されることにより、1つのn×n画素の領域内のすべての画素が描画される。マルチビームの照射領域内の他のn×n画素の領域についても同時期に同様の動作が実施され、同様に描画される。かかる動作によって、照射領域34内の全画素が描画可能となる。これらの動作を繰り返すことで、対応するストライプ領域35全体を描画することができる。そして、描画装置100では、必要な画素に必要な照射量のビームを照射することにより形成される画素パターン(ビットパターン)の組み合わせにより、所望のパターンを描画することができる。
When the
図8は、実施の形態1の比較例における構成とビーム軌道の一例を説明するための図である。図8において、比較例は、マルチビームを形成する成形アパーチャアレイ203とブランキングアパーチャアレイ機構204の間にダブレットレンズ312,314を配置し、ダブレットレンズ312,314を構成する電磁レンズ間でクロスオーバを形成させ、クロスオーバ付近にコントラストアパーチャ316を配置する。また、比較例は、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224を用いずに、電子ビーム200を成形アパーチャアレイ203で受ける。その他の構成は図1と同様である。かかる構成により、成形アパーチャアレイ203で生じた散乱電子をコントラストアパーチャ316で遮蔽する。これにより、ブランキング偏向電極アレイに侵入する散乱電子を排除する。比較例では、電子ビーム200を成形アパーチャアレイ203で受けるため、衝突するビームの大きなエネルギーにより成形アパーチャアレイ203の温度が上昇する。よって、穴22のサイズが変形し、形成されるマルチビームのサイズに誤差が生じてしまう。
FIG. 8 is a diagram for explaining an example of the configuration and beam trajectory in the comparative example of the first embodiment. 8, in the comparative example, the
また、上述したように、マルチビーム描画では、マルチビーム全体でのビームサイズが大きくなるので、クロスオーバ結像系の光軸上の収差が大きくなってしまう。よって、比較例において、ダブレットレンズ312,314を互いに磁場が逆向きかつ同じ大きさになるように励磁しても、各電磁レンズ312,314での球面収差により集束点でのクロスオーバ径が設計値よりも大きくなってしまう。電磁レンズ312の球面収差によりコントラストアパーチャ316面での集束点でのクロスオーバ径が大きくなってしまう。電磁レンズ314の球面収差により制限アパーチャ基板206面での集束点でのクロスオーバ径が大きくなってしまう。以上のように、クロスオーバ結像系において、ダブレットレンズ領域を狭く出来る様にダブレットレンズの焦点距離を短くしてダブレットレンズ312,314で像を大きく屈折させると、レンズ312による球面収差の為、その間に形成されるクロスオーバ径が設計値よりも大きくなってしまう。かかる点は、成形アパーチャアレイ203の上流側にコリメータ成形アパーチャアレイ基板224を配置した場合であっても同様に生じる。また、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224と成形アパーチャアレイ203との間にダブレットレンズ312,314を配置した場合も同様に生じる。電磁レンズ312,314の軸上磁場領域を長くすることにより球面収差を許容範囲に抑えることは可能であるが、その場合、電子鏡筒が長くなってしまう。
Further, as described above, in multi-beam writing, the beam size of the entire multi-beam is large, so that the aberration on the optical axis of the crossover imaging system becomes large. Therefore, in the comparative example, even when the
これに対して、実施の形態1では、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224で電子ビーム200を一旦受けるので、成形アパーチャアレイ203の温度上昇を抑制できる。さらに、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224と成形アパーチャアレイ203との間の距離が制御されることで、散乱電子及びx線の到達を低減できる。さらに、電子鏡筒102の内壁面に衝突する散乱電子及びx線については、上述したように、吸収構造体210によって吸収できる。よって、散乱電子及びx線による不具合を抑制できる。
On the other hand, in the first embodiment, the collimator shaping
さらに、実施の形態1では、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224と成形アパーチャアレイ203との間、及び成形アパーチャアレイ203とブランキングアパーチャアレイ機構204との間に、いずれもダブレットレンズ312,314を配置しない。よって、クロスオーバ結像系において、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224と成形アパーチャアレイ203との間、及び成形アパーチャアレイ203とブランキングアパーチャアレイ機構204との間に、いずれも電子ビームのクロスオーバを形成する様な大きな屈折をしない。そのため、ダブレットレンズ312,314による球面収差の発生を回避できると共に、ダブレットレンズ312,314によりクロスオーバを形成しないのでかかるクロスオーバ径が大きくなることもない。
Further, in the first embodiment, neither of the
よって、ダブレットレンズ312,314を配置する場合に比べてマルチビームの収差を抑えることができると共に、散乱電子等による不具合を抑制できる。
Therefore, compared with the case where the
なお、ダブレットレンズ312,314を配置しない場合であっても、照明レンズ202による球面収差の発生は残る。そこで、実施の形態1では、格子レンズ220によって、収差係数が負の球面収差を生じさせる。これにより、照明レンズ202での球面収差と相殺させる。照明レンズ202、縮小レンズ205、及び対物レンズ207といった電磁レンズは、共に、マルチビーム20をレンズの内側(光軸中心側)に向かって屈折させる凸レンズとして作用する。そのため、格子レンズ220は、電磁レンズによって生じる球面収差作用を打ち消すために、逆に、マルチビーム20をレンズの外側に向かって屈折させる凹レンズとして作用させる。かかる構成により、照明レンズ202による球面収差を小さくできる。よって、縮小レンズ205による球面収差の発生が生じたとしても、制限アパーチャ部材216の高さ位置で形成されるクロスオーバ径を十分に小さくできる。
Even when the
以上のように、実施の形態1によれば、マルチビームの収差を抑えながら、散乱電子等による不具合を抑制できる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to suppress defects due to scattered electrons and the like while suppressing multi-beam aberration.
実施の形態2.
実施の形態1では、内側吸収体216に静翼218を配置することにより、散乱電子の反射軌道を阻害する場合について説明したが、散乱電子の反射軌道を阻害する手法はこれに限るものではない。実施の形態2では、異なる手法について説明する。
Embodiment 2.
In the first embodiment, the case where the
図9は、実施の形態2における描画装置の構成を示す概念図である。図9において、静翼218が配置されていない点、及び内側吸収体216の構造が異なる点、以外は図1と同様である。また、以下特に説明する点以外の内容は実施の形態1と同様である。
FIG. 9 is a conceptual diagram showing the configuration of the drawing apparatus according to the second embodiment. 9 is the same as FIG. 1 except that the
図9において、内側吸収体216は、例えば、所定の肉厚を持った円形の筒状に形成される。但し、内側吸収体216は、内壁面側に、少なくとも1つの凹部219が形成される。凹部219は、内側吸収体216の内壁面から外壁面側(外側)に向かって凹んだ形状に形成される。図9の例では、例えば、8段階の凹部219が高さ位置をずらして配置される場合を示している。かかる凹部219の幅(描画装置100において高さ方向のサイズ)及び形成ピッチを調整することで散乱電子及びx線を効率良く取り込むことができる。また、各段の凹部219は、周方向につながった溝状に形成されても良いし、複数の凹部が周方向に沿って並んで配置されても好適である。
In FIG. 9, the
内側吸収体216は、原子番号が13番(アルミニウム:Al)以下の原子(低Z材料)を材料とする。アルミニウム(Al)の他、例えば、炭素(C)等を用いると好適である。また、内側吸収体216は、帯電しないように導電性の材料が用いられる。低Z材料を用いることで、散乱電子が衝突した場合に、衝突点からさらに散乱電子及びx線が発生することを低減できる。また、内側吸収体216の内壁面に衝突した散乱電子は、反射しても、反射軌道上に位置する凹部219の内壁面によって軌道が干渉され、エネルギーを消費させられる。よって、電子鏡筒102中心領域(マルチビーム20の通過領域)へと戻りにくくできる。このように内側吸収体216は、散乱電子を捕集(トラップ)することによって散乱電子を吸収する。
The
以上のように、実施の形態2によれば、実施の形態1と同様、マルチビームの収差を抑えながら、散乱電子等による不具合を抑制できる。 As described above, according to the second embodiment, similar to the first embodiment, it is possible to suppress the aberrations of the multi-beams and suppress the defects due to scattered electrons and the like.
実施の形態3.
実施の形態1では、1段の格子レンズ220で収差の補正を行う場合について説明したがこれに限るものではない。実施の形態3では、異なる手法について説明する。
Embodiment 3.
In the first embodiment, the case where the one-
図10は、実施の形態3における描画装置の構成を示す概念図である。図10において、静電レンズ212が、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224(第1の成形アパーチャアレイ基板)に対して電子銃201側とは反端側(成形アパーチャアレイ基板203側)直近に配置された点、成形アパーチャアレイ基板203に対して電子銃201側直近に静電レンズ232が配置された点、及びレンズ制御回路122が追加された点、以外は図1と同様である。また、以下特に説明する点以外の内容は実施の形態1と同様である。
FIG. 10 is a conceptual diagram showing the configuration of the drawing apparatus according to the third embodiment. In FIG. 10, the
静電レンズ212は、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224を格子として利用した格子レンズ220(第1の格子レンズ)になる。また、静電レンズ232は、成形アパーチャアレイ基板203を格子として利用した格子レンズ230(第2の格子レンズ)になる。実施の形態3では、格子レンズを格子レンズ220,230と複数段構成にすることで、1つの格子レンズあたりに印可する電位を小さくできる。2段構成であれば、1つの格子レンズあたりに印可する電位を半分にできる。なお、静電レンズ232は、レンズ制御回路122に接続され、制御される。実施の形態3では、実施の形態1と同様、格子レンズ220及び格子レンズ230を共に凹レンズとして作用させ、収差係数が負の球面収差を生じさせる。
The
なお、静電レンズ212が、図1と同様、コリメータ成形アパーチャアレイ基板224(第1の成形アパーチャアレイ基板)に対して電子銃201側直近に配置されるように構成しても構わない。また、実施の形態3の2段構成の格子レンズは、実施の形態2の構成についても適用できる。
Note that the
以上のように、実施の形態3によれば、格子レンズに印可する電位を小さくできると共に、実施の形態1と同様、マルチビームの収差を抑えながら、散乱電子等による不具合を抑制できる。 As described above, according to the third embodiment, it is possible to reduce the potential applied to the grating lens, and similarly to the first embodiment, it is possible to suppress the aberrations of the multi-beam and suppress the defects due to scattered electrons and the like.
実施の形態4.
実施の形態3では、格子レンズ毎にレンズ制御回路を配置する場合について説明したがこれに限るものではない。実施の形態4では、異なる手法について説明する。
Fourth Embodiment
In the third embodiment, the case where the lens control circuit is arranged for each grating lens has been described, but the present invention is not limited to this. In the fourth embodiment, a different method will be described.
図11は、実施の形態4における描画装置の構成を示す概念図である。図11において、レンズ制御回路120が、静電レンズ212及び静電レンズ232が同じレンズ制御回路120に接続され、共に制御される点以外は、図10と同様である。また、以下特に説明する点以外の内容は実施の形態3と同様である。
FIG. 11 is a conceptual diagram showing the structure of the drawing apparatus according to the fourth embodiment. 11, the
レンズ制御回路120から静電レンズ212及び静電レンズ232に同一電圧を印加すれば、電源を1つにできる。
If the same voltage is applied from the
以上のように、実施の形態4によれば、電源数を減らすことができると共に、実施の形態3と同様、マルチビームの収差を抑えながら、散乱電子等による不具合を抑制できる。 As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to reduce the number of power sources and, like the third embodiment, it is possible to suppress defects due to scattered electrons and the like while suppressing aberrations of multi-beams.
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。上述した例では、格子レンズ220,230が、成形アパーチャアレイ基板203(コリメータ成形アパーチャアレイ基板224)を格子として利用する場合を説明したが、これに限るものではない。別途、格子材を用意してもよい。或いは、電子ビームを透過する材料をフォイルとして利用して、格子レンズ220,230の代わりに、凹レンズとなるフォイルレンズを配置しても良い。また、格子レンズ230については、成形アパーチャアレイ基板203の代わりに、ブランキングアパーチャアレイ機構204を格子しても利用しても良い。かかる場合には、ブランキングアパーチャアレイ機構204の電極24,26形成面ではない平坦な面側に静電レンズ232を配置すればよい。
The embodiments have been described above with reference to the specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. In the example described above, the case where the
また、格子レンズを凹レンズとして作用させるには、静電レンズを例えば3段の環状電極で構成し、最も格子側の電極に正の電位を印加し、残りの電極をグランド電位に接続すればよい。 Further, in order to make the lattice lens act as a concave lens, the electrostatic lens may be composed of, for example, three-stage annular electrodes, a positive potential is applied to the electrode closest to the lattice, and the remaining electrodes are connected to the ground potential. ..
また、上述した例では、描画装置100を一例として説明したが、本発明は、描画装置に限定されるものではなく、検査装置等を含むマルチ荷電粒子ビーム装置全般に適用できる。
Further, although the
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置100を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
Further, although the description of the parts such as the device configuration and the control method that are not directly necessary for the description of the present invention is omitted, the required device configuration and the control method can be appropriately selected and used. For example, although the description of the control unit configuration for controlling the
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのマルチ荷電粒子ビーム装置は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all multi-charged particle beam devices that include the elements of the present invention and can be appropriately designed and modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.
10 描画領域
19,20 マルチビーム
22,322 穴
24 制御電極
25 通過孔
26 対向電極
31,331,333 基板
23,323,30 メンブレン領域
21,32,321 外周領域
33 支持台
34 照射領域
35 ストライプ領域
36 画素領域
41 制御回路
43 パッド
47 個別ブランキング機構
100 描画装置
101 試料
102 電子鏡筒
103 描画室
105 XYステージ
110 制御計算機
112 メモリ
120,122 レンズ制御回路
130 偏向制御回路
132 偏向制御回路
136 DACアンプ
140 記憶装置
150 描画機構
160 制御系回路
200 電子ビーム
201 電子銃
202 照明レンズ
203 成形アパーチャアレイ基板
204 ブランキングアパーチャアレイ機構
205 縮小レンズ
206 制限アパーチャ基板
207 対物レンズ
208 偏向器
212,232 静電レンズ
220,230 格子レンズ
224 コリメータ成形アパーチャアレイ基板
10
Claims (5)
前記荷電粒子ビームを照明する照明レンズと、
複数の第1の開口部が形成され、前記複数の第1の開口部全体が含まれる第1の領域に、照明された前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の第1の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、第1のマルチビームを形成する第1の成形アパーチャアレイ基板と、
前記第1のマルチビームの各ビームの軌道に合わせた複数の第2の開口部が形成され、前記第1のマルチビームの各ビームの一部が前記複数の第2の開口部の対応する開口部をそれぞれ通過することにより、第2のマルチビームを形成する第2の成形アパーチャアレイ基板と、
前記第2の成形アパーチャアレイ基板を通過した前記第2のマルチビームの少なくとも一部のビーム群の照射を受ける試料を載置するステージと、
を備え、
前記第1の成形アパーチャアレイ基板と前記第2の成形アパーチャアレイ基板との間の距離が、前記第1のマルチビーム全体のビーム径の中心を通る前記第1のマルチビームの軌道に沿った中心軸と前記第2の成形アパーチャアレイ基板表面上における前記複数の第2の開口部全体が含まれる第2の領域との交点から前記ビーム径の方向に向かう前記第2の領域の最大寸法の3倍以上の値になるように構成されることを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム露光装置。 An emission part for emitting a charged particle beam,
An illumination lens for illuminating the charged particle beam,
A plurality of first openings are formed, and a first region including all of the plurality of first openings is irradiated with the illuminated charged particle beam to open the plurality of first openings. A first shaping aperture array substrate for forming a first multi-beam by passing a part of the charged particle beam respectively;
A plurality of second openings corresponding to the trajectories of the respective beams of the first multi-beam are formed, and a part of each beam of the first multi-beam corresponds to the openings of the plurality of second openings. A second shaping aperture array substrate for forming a second multi-beam by passing through the respective portions,
A stage on which a sample to be irradiated with at least a part of the beam group of the second multi-beam that has passed through the second shaping aperture array substrate is placed;
Equipped with
The distance between the first shaping aperture array substrate and the second shaping aperture array substrate is the center along the trajectory of the first multi-beam passing through the center of the beam diameter of the first first multi-beam. 3 of the maximum dimension of the second region extending in the direction of the beam diameter from the intersection of the axis and the second region on the surface of the second shaping aperture array substrate that includes the entire second openings. A multi-charged particle beam exposure apparatus, which is configured to have a value more than double.
前記電子ビーム鏡筒内であって前記第1の成形アパーチャアレイ基板と前記第2の成形アパーチャアレイ基板との間に配置され、前記第1のマルチビーム全体のビーム径よりも大きい開口部が形成された、電子或いはx線の少なくとも1つを吸収する吸収構造体と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載のマルチ荷電粒子ビーム露光装置。 An electron beam column in which the first shaping aperture array substrate and the second shaping aperture array substrate are arranged,
An opening is formed in the electron beam column and between the first shaping aperture array substrate and the second shaping aperture array substrate, and has an opening larger than the beam diameter of the entire first multi-beam. An absorbing structure that absorbs at least one of electrons or x-rays,
The multi-charged particle beam exposure apparatus according to claim 1, further comprising:
原子番号が13番以下の原子を材料とし、内壁面側に凹部が形成された、原子番号が13番以下の原子を材料とする内側吸収体と、
前記内側吸収体の外側に配置され、原子番号が74番以上の原子を材料とする外側吸収体と、
を有することを特徴とする請求項2記載のマルチ荷電粒子ビーム露光装置。 The absorbent structure is
An inner absorber made of atoms having an atomic number of 13 or less and having a concave portion formed on the inner wall surface side, and made of atoms having an atomic number of 13 or less,
An outer absorber that is arranged outside the inner absorber and has an atomic number of 74 or more as a material;
The multi-charged particle beam exposure apparatus according to claim 2, further comprising:
原子番号が13番以下の原子を材料とし、内壁面側に静翼を有する、原子番号が13番以下の原子を材料とする内側吸収体と、
前記内側吸収体の外側に配置され、原子番号が74番以上の原子を材料とする外側吸収体と、
を有することを特徴とする請求項2記載のマルチ荷電粒子ビーム露光装置。 The absorbent structure is
An inner absorber made of atoms having an atomic number of 13 or less and having a vane on the inner wall surface side and made of atoms having an atomic number of 13 or less,
An outer absorber that is arranged outside the inner absorber and has an atomic number of 74 or more as a material;
The multi-charged particle beam exposure apparatus according to claim 2, further comprising:
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