JP2013093566A - マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents
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Abstract
【構成】描画装置100は、荷電粒子ビームを放出する電子銃201と、マルチビームを形成するマルチビーム形成アパーチャ部材203と、マルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数のブランカーが配置されたブランキングプレート204と、マルチビーム形成アパーチャ部材203とブランキングプレート204との間に配置された、電磁レンズ212,214と、電磁レンズ212,214の間であってマルチビームの集束点位置に配置され、集束点から外れた荷電粒子の通過を制限する制限アパーチャ部材216と、複数のブランカーによってビームoffの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する制限アパーチャ部材206と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の開口部を有し、複数の開口部全体が含まれる領域に荷電粒子ビームの照射を受け、複数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、マルチビームを形成する第1のアパーチャ部材と、
第1のアパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数のブランカーが配置されたブランカーアレイと、
第1のアパーチャ部材とブランカーアレイとの間に配置された、第1と第2の電子レンズと、
第1と第2の電子レンズの間であってマルチビームの集束点位置に配置され、集束点から外れた荷電粒子の通過を制限する第2のアパーチャ部材と、
複数のブランカーによってビームoffの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する第3のアパーチャ部材と、
を備えたことを特徴とする。
荷電粒子ビームを放出する工程と、
複数の開口部を有する第1のアパーチャ部材を用いて、複数の開口部全体が含まれる領域に荷電粒子ビームの照射を受け、複数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、マルチビームを形成する工程と、
マルチビームのブランキング偏向を行う前に、第1のアパーチャ部材を通過したマルチビームを集束させる工程と、
マルチビームのブランキング偏向を行う前であって第1のアパーチャ部材を通過したマルチビームを集束させた後に、第2のアパーチャ部材を用いて、集束点から外れた荷電粒子の通過を制限する工程と、
第2のアパーチャ部材を通過したマルチビームを、複数のブランカーを有するブランカーアレイに投影する工程と、
複数のブランカーを用いて、ブランカーアレイに投影されたマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う工程と、
第3のアパーチャ部材を用いて、複数のブランカーによってビームoffの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する工程と、
第3のアパーチャ部材を通過したマルチビームを用いて、試料にパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。
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、描画部150と制御部160を備えている。描画装置100は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画部150は、電子鏡筒102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、マルチビーム形成アパーチャ部材203、電磁レンズ212、制限アパーチャ部材216、電磁レンズ214、ブランキングプレート(ブランカーアレイ)204、電磁レンズ205、制限アパーチャ部材206、対物レンズ207、および偏向器208が配置されている。電磁レンズ212,214は、マルチビーム形成アパーチャ部材203とブランキングプレート204との間に配置されている。
電磁レンズ212,214によって、マルチビーム形成アパーチャ部材203の像がブランキングプレート(ブランカーアレイ)204の偏向中心及びその近傍に結像される。これは、ブランキングプレート動作時に試料面上のマルチビームの縮小された像の移動を抑制する為である。
また、電磁レンズ212,214の間に制限アパーチャ部材216が配置される。制限アパーチャ部材216は、電磁レンズ212,214の間であって電磁レンズ212によって集束されたマルチビームの集束点位置に配置される。制限アパーチャ部材216には、例えば、中央に開口部が形成され、集束点から外れたビームの通過を制限する。そして、制限アパーチャ部材216は、ビームの上流側の真空チャンバと下流側の真空チャンバとを仕切る差動排気用部材として用いられる。電子鏡筒102内の制限アパーチャ部材216より上部(上流側)は、真空ポンプ222によって真空引きされる。電子鏡筒102内の制限アパーチャ部材216より下部(下流側)は、真空ポンプ224によって真空引きされる。
今、上層部材としてカーボンを用い、これに50keVの電子が入射する場合を考える。この時飛程Rとして、
R(μm)=0.0276A×E0^1.67/(ρ×Z^0.889)
を使用する。右辺中、Aは部材の原子量、Zは原子番号、E0はkV単位の加速電圧、ρは密度(g/cm3)であり、この時、右辺はμm単位で電子の飛程を与える。(Jon Orloff編:Handbook of Charged Particle Optics,1997年, CRC Press、p377)
A=12、Z=6とし、ρ=2.25g/cm3とすると、R=20.5μmである。
また、第4の部材16によって、マルチビーム形成アパーチャ部材203によって発生したX線を遮蔽する。第4の部材16の材料は、例えば、タングステン(W)等が好適である。第4の部材16の厚さは、X線を遮蔽するに十分な厚さにすることが好適である。また、第3の部材14によってアパーチャの開口部の形状寸法を高精度に加工する。よって、第1の部材10は、第3の部材14よりも若干大きく開口部が形成される。また、第1の部材10の開口部は、下側に細くなっていくテーパ状に形成されるとよい。そして、最小径の寸法が第3の部材14の開口部よりも若干大きく形成される。第3の部材14の材料として、例えば、シリコン(Si)等が好適である。また、また、第2の部材12によって、第1と第3の部材10,14の密着性を向上させる。第2の部材12の材料は、例えば、SiCが好適である。ここでは、一例として、4層の部材で構成されているが、これに限るものではない。例えば、第1と第4の部材10,16の2層によって構成されてもよい。かかる2層により、散乱電子とX線を遮蔽できる。
更に、マルチビーム形成アパーチャ部材203の周囲部分または保持部分に図示していない加熱手段を設けて、マルチビーム形成アパーチャ部材203の温度を例えば150℃以上に保つ様にすることもコンタミの成長を抑制する上で有効である。加熱手段としては例えば抵抗加熱を用いることができる。この時に抵抗に流す電流による磁場が電子ビーム軌道に影響を与えない様に電流の流れを規定することが望ましい。 例えば加熱用抵抗としてニクロム線を用いる場合は、電気的に絶縁させた、戻り電流を流す銅線とより線構造にすることが有効である。この時、制限アパーチャ部材216は、常温で一定温度になる様に温度制御された鏡筒本体に接続することにより、温度を一定に保つ様にする。これにより制限アパーチャ部材216は熱シールドとしても機能する。この様にすることで、ブランキングプレート204へのマルチビーム成型アパーチャ203からの熱輻射による熱流入を抑制することが出来る。
制限アパーチャ部材216を通過したマルチビームを、複数のブランカーを有するブランカーアレイに投影する。かかる構成により、マルチビーム形成アパーチャ部材203で生じた散乱電子とX線とがブランカーアレイに入射することを抑制できる。
実施の形態1では、ブランキングプレート204には、マルチビーム形成アパーチャ部材203の各穴22の配置位置に合わせて通過孔が形成された例を示した。これにより、ブランキングプレート204は、マルチビーム形成アパーチャ部材203で形成されたマルチビームと同じサイズのビームを偏向している。実施の形態2では、マルチビーム形成アパーチャ部材203で形成されたマルチビームのサイズを変更可能な装置構成について説明する。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。
22 穴
24,26 電極
28 ロジック回路
30 描画領域
32 ストライプ領域
34 照射領域
36,37,38 ショットパターン
100 描画装置
101,340 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
130,132 偏向制御回路
136 DACアンプ
140 記憶装置
150 描画部
160 制御部
200,310 電子ビーム
201 電子銃
202 照明レンズ
203 マルチビーム形成アパーチャ部材
204 ブランキングプレート
205 電磁レンズ
206,216 制限アパーチャ部材
207 対物レンズ
208 偏向器
212,213,214,215 電磁レンズ
222,224 真空ポンプ
300 散乱電子
500 電子ビーム
501 電子銃
510 マスク
512 ブランキング偏向電極アレイ
520 コンタミ
Claims (5)
- 荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の開口部を有し、前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数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、マルチビームを形成する第1のアパーチャ部材と、
前記第1のアパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数のブランカーが配置されたブランカーアレイと、
前記第1のアパーチャ部材と前記ブランカーアレイとの間に配置された、第1と第2の電子レンズと、
前記第1と第2の電子レンズの間であって前記マルチビームの集束点位置に配置され、前記集束点から外れた荷電粒子の通過を制限する第2のアパーチャ部材と、
前記複数のブランカーによってビームoffの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する第3のアパーチャ部材と、
を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。 - 前記第1と第2の電子レンズに対し、逆向きかつ同じ大きさで励磁するレンズ制御部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描画装置。
- 前記第2のアパーチャ部材は、積層構造によって形成され、ビームの入射方向に対して上層部材が下層部材よりも低原子番号の材料によって形成され、上層部材の厚さが荷電粒子の飛程よりも厚く形成されたことを特徴とする請求項1又は2記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
- 前記第2のアパーチャ部材は、ビームの上流側の真空チャンバと下流側の真空チャンバとを仕切る差動排気用部材として用いられることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
- 荷電粒子ビームを放出する工程と、
複数の開口部を有する第1のアパーチャ部材を用いて、前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数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、マルチビームを形成する工程と、
マルチビームのブランキング偏向を行う前に、前記第1のアパーチャ部材を通過したマルチビームを集束させる工程と、
マルチビームのブランキング偏向を行う前であって前記第1のアパーチャ部材を通過したマルチビームを集束させた後に、第2のアパーチャ部材を用いて、集束点から外れた荷電粒子の通過を制限する工程と、
前記第2のアパーチャ部材を通過したマルチビームを、複数のブランカーを有するブランカーアレイに投影する工程と、
複数のブランカーを用いて、ブランカーアレイに投影されたマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う工程と、
第3のアパーチャ部材を用いて、前記複数のブランカーによってビームoffの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する工程と、
前記第3のアパーチャ部材を通過したマルチビームを用いて、試料にパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画方法。
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