JP2019087531A - マルチビームの個別ビーム検出器、マルチビーム照射装置、及びマルチビームの個別ビーム検出方法 - Google Patents

マルチビームの個別ビーム検出器、マルチビーム照射装置、及びマルチビームの個別ビーム検出方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2019087531A
JP2019087531A JP2018200897A JP2018200897A JP2019087531A JP 2019087531 A JP2019087531 A JP 2019087531A JP 2018200897 A JP2018200897 A JP 2018200897A JP 2018200897 A JP2018200897 A JP 2018200897A JP 2019087531 A JP2019087531 A JP 2019087531A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
substrate
beams
opening
individual
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018200897A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7074639B2 (ja
Inventor
嘉国 五島
Yoshikuni Goto
嘉国 五島
カツァプ ヴィクター
Victor Katsap
カツァプ ヴィクター
ケンドール ロドニー
Kendall Rodney
ケンドール ロドニー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nuflare Technology Inc
Nuflare Technology America Inc
Original Assignee
Nuflare Technology Inc
Nuflare Technology America Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nuflare Technology Inc, Nuflare Technology America Inc filed Critical Nuflare Technology Inc
Publication of JP2019087531A publication Critical patent/JP2019087531A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7074639B2 publication Critical patent/JP7074639B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
    • H01J37/3045—Object or beam position registration
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085—Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2051—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
    • G03F7/2059—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a scanning corpuscular radiation beam, e.g. an electron beam
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70383—Direct write, i.e. pattern is written directly without the use of a mask by one or multiple beams
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716—Stages
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808—Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • G03F7/70825—Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/045—Beam blanking or chopping, i.e. arrangements for momentarily interrupting exposure to the discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
    • H01J37/3177—Multi-beam, e.g. fly's eye, comb probe
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/04—Means for controlling the discharge
    • H01J2237/043—Beam blanking
    • H01J2237/0435—Multi-aperture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/245—Detection characterised by the variable being measured
    • H01J2237/24507—Intensity, dose or other characteristics of particle beams or electromagnetic radiation
    • H01J2237/24514—Beam diagnostics including control of the parameter or property diagnosed

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Atmospheric Sciences (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

【課題】不純物によって短期間で塞がってしまうことを防止することが可能なマルチビームの個別ビーム検出器を提供する。【解決手段】電子ビームにより構成されるマルチビームのビーム間ピッチよりも小さく、ビーム径より大きいサイズの通過孔が１つ形成された、マルチビームが透過可能な膜厚の基板１２と、基板を支持すると共に、基板における通過孔を含む領域下に開口部が形成され、開口部の幅サイズが基板にマルチビームが照射される場合に基板における通過孔の周縁の温度が周縁に付着する不純物の蒸発温度よりも高い温度になるサイズに形成された支持台１４と、基板表面をマルチビームで走査する場合に、基板の通過孔を通過した１本の検出対象ビームが、支持台によって遮蔽されずに開口部を通過する基板を透過した透過ビーム群から識別可能なコントラストを有する検出値が得られる基板からの距離に配置されたセンサ１８と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図６

Description

本発明は、マルチビームの個別ビーム検出器、マルチビーム照射装置、及びマルチビームの個別ビーム検出方法に係り、例えば、マルチビーム描画における個別ビームを検出する検出器に関する。
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、電子ビーム描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、マスクブランクスへ電子ビームを使ってマスクパターンを描画することが行われている。
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光学系で縮小され、縮小された各ビームが偏向器で偏向され試料上の所望の位置へと照射される。
試料面上でのマルチビームの照射位置を高精度に保つためには、マルチビームを構成する各ビームの試料面上での位置を個別に高精度に把握することが重要である。ビーム本数が少なく、例えば、数本程度であり、ビーム間ピッチが十分に広い構成では、各ビーム用にビーム本数と同数のマークをステージ上に配置して、各ビームを対応するマーク上をスキャンさせることで各ビームの位置を測定できる（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、回路パターンの微細化に伴い、スループットを大幅に向上させるためには、より多くのビーム数によるマルチビームが必要となる。そして、ビーム本数の増加に伴い、ビーム径は、小さくなり、ビーム間ピッチは狭くなる。
このように、ビーム本数が増加しビーム間ピッチが狭くなるのに伴い、照射されたマルチビームの中から各ビームを１本ずつ個別にステージ上に配置されたマークを使って検出することは容易ではない。反射マークを使った例では、マルチビームを１列分のみに絞ったビーム群で順にマーク上を走査し、２次電子を検出する検出器が検討されている（例えば、特開２００４−０７１６９１号公報）。しかし、かかる構成では、検出器とは別に１列分のビーム以外をビームＯＦＦにする機構が必要となる。透過マークを使った例では、例えば、他のビーム群から十分なコントラストを得るために、できるだけ厚い重金属に１つの微小孔を開けることで、微小孔を通過する１本のビーム以外の他のビーム群を重金属で遮蔽する検出器が検討されている。しかし、かかる検出器では、コントラストが得られる代わりに、微小孔が、付着する不純物によって短期間で塞がってしまうといった問題があった。例えば、数時間で微小孔が塞がってしまう。
特開２００９−００９８８２号公報
そこで、本発明の一態様は、不純物によって短期間で塞がってしまうことを防止することが可能なマルチビームの個別ビーム検出器、個別ビーム検出器が搭載される装置および検出方法を提供する。
本発明の一態様のマルチビームの個別ビーム検出器は、
電子ビームにより構成されるマルチビームのビーム間ピッチよりも小さく、前記ビーム径より大きいサイズの通過孔が１つ形成された、前記マルチビームが透過可能な膜厚の薄膜と、
前記薄膜を支持すると共に、前記薄膜における前記通過孔を含む領域下に開口部が形成され、前記開口部の幅サイズが前記薄膜に前記マルチビームが照射される場合に前記薄膜における前記通過孔の周縁の温度が前記周縁に付着する不純物の蒸発温度よりも高い温度になるサイズに形成された支持台と、
前記薄膜表面を前記マルチビームで走査する場合に、前記薄膜の前記通過孔を通過した１本の検出対象ビームが、前記支持台によって遮蔽されずに前記開口部を通過する前記薄膜を透過した透過ビーム群から識別可能なコントラストを有する検出値が得られる前記薄膜からの距離に配置されたセンサと、
を備えたことを特徴とする。
本発明の一態様のマルチビーム照射装置は、
試料を載置するステージと、
電子ビームを放出する放出源と、
前記電子ビームの照射を受け、それぞれ前記電子ビームの一部を通過させることによってマルチビームを形成する成形アパーチャアレイ基板と、
前記マルチビームを前記試料上に照射する電子光学系と、
電子ビームにより構成されるマルチビームのビーム間ピッチよりも小さく、前記ビーム径より大きいサイズの通過孔が１つ形成された、前記マルチビームが透過可能な膜厚の薄膜と、
前記薄膜を支持すると共に、前記薄膜における前記通過孔を含む領域下に開口部が形成され、前記開口部の幅サイズが前記薄膜に前記マルチビームが照射される場合に前記薄膜における前記通過孔の周縁の温度が前記周縁に付着する不純物の蒸発温度よりも高い温度になるサイズに形成された支持台と、
前記薄膜上を前記マルチビームで走査する場合に、前記薄膜の前記通過孔を通過した１本の検出対象ビームが、前記支持台によって遮蔽されずに前記開口部を通過する前記薄膜を透過した透過ビーム群から識別可能なコントラストを有する検出値が得られる前記薄膜からの距離に配置されたセンサと、
を有し、前記ステージ上に配置され、前記マルチビームの各ビームを個別に検出する個別ビーム検出器と、
を備えたことを特徴とする。
本発明の一態様のマルチビームの個別ビーム検出方法は、
電子ビームにより構成されるマルチビームのビーム間ピッチよりも小さく、前記ビーム径より大きいサイズの通過孔が形成された薄膜上に、前記マルチビームを照射し、
前記通過孔に、前記薄膜における前記通過孔の周縁の温度を前記周縁に付着する不純物の蒸発温度よりも高い温度に維持した状態で、前記マルチビームのうちの１本のビームを通過させるとともに、前記薄膜に、前記一本のビームの周辺のビーム群を透過させ、
前記通過孔を通過した前記１本のビームを、透過した前記ビーム群から識別可能なコントラストが得られる前記薄膜からの距離に配置されたセンサで検出することを特徴とする。
本発明の一態様によれば、不純物によって短期間で塞がってしまうことを防止することが可能なマルチビームの個別ビーム検出器を提供できる。
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。 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。 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。 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。 実施の形態１における描画動作の一例を説明するための概念図である。 実施の形態１における透過マーク型の個別ビーム検出器の構成断面図である。 実施の形態１と比較例との間における伝熱の様子を説明するための図である。 実施の形態１における個別ビーム検出器内での測定対象ビームと薄膜透過ビームの様子の一例を示す図である。 実施形態１における個別ビーム検出器の検出回路を説明するための図である。 実施の形態１における個別ビーム検出器の適用範囲を説明するための図である。 実施の形態１における個別ビーム検出方法を説明するための図である。 実施の形態１におけるマルチビームを検出した画像の一例を示す図である。 実施の形態１におけるマルチビームの位置を測定する手法を説明するための図である。
また、以下、実施の形態では、個別ビーム検出器が搭載される装置の一例として、マルチビーム描画装置について説明する。但し、これに限るものではなく、例えば、パターンの欠陥を検査する検査装置等のマルチビームを照射する装置であれば、同様に搭載することができる。
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描画装置の一例である。描画機構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、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、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ブランクス等の試料１０１が配置される。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。ＸＹステージ１０５上には、さらに、ＸＹステージ１０５の位置測定用のミラー２１０が配置される。また、ＸＹステージ１０５上には、透過マーク型の個別ビーム検出器１０６が配置される。ビームが走査する個別ビーム検出器１０６の上面高さは、試料１０１の表面高さ位置と実質的に同一高さに配置されると好適である。或いは、高さ調整可能に配置されると好適である。
制御系回路１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、検出アンプ１３８、ステージ位置検出器１３９及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０、検出アンプ１３８、ステージ位置検出器１３９及び記憶装置１４０，１４２は、図示しないバスを介して互いに接続されている。記憶装置１４０（記憶部）には、描画データが外部から入力され、格納されている。
制御計算機１１０内には、測定部５４、データ処理部５６、及び、描画制御部５８が配置されている。測定部５４、データ処理部５６、及び、描画制御部５８といった各「〜部」は、処理回路を含み、その処理回路には、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置等が含まれる。また、各「〜部」は、共通する処理回路（同じ処理回路）を用いてもよい。或いは、異なる処理回路（別々の処理回路）を用いても良い。測定部５４、データ処理部５６、及び、描画制御部５８に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。
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。
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２において、成形アパーチャアレイ基板２０３には、縦（ｙ方向）ｐ列×横（ｘ方向）ｑ列（ｐ，ｑ≧２）の穴（開口部）２２が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。図２では、例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）に５１２×５１２列の穴２２が形成される。各穴２２は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ直径の円形であっても構わない。これらの複数の穴２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム２０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。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。また、穴２２の配列の仕方は、図２のように、縦横が格子状に配置される場合に限るものではない。例えば、縦方向（ｙ方向）ｋ段目の列と、ｋ＋１段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ａだけずれて配置されてもよい。同様に、縦方向（ｙ方向）ｋ＋１段目の列と、ｋ＋２段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ｂだけずれて配置されてもよい。
図３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３と図４において、スイッチング電極２４と対向電極２６と制御回路４１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、図３に示すように、支持基板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３３０（第１の領域）に加工されている。メンブレン領域３３０を取り囲む周囲は、厚い膜厚Ｈの外周領域３３２（第２の領域）となる。メンブレン領域３３０の上面と外周領域３３２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３３２の裏面で支持基板３３上に保持される。支持基板３３の中央部は開口しており、メンブレン領域３３０の位置は、支持基板３３の開口した領域に位置している。
メンブレン領域３３０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。言い換えれば、基板３１には、電子線を用いたマルチビームが通過する、アレイ配置された複数の通過孔２５が形成される。そして、メンブレン領域３３０上には、図３及び図４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スイッチング電極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３３０の膜厚方向内部であって、各通過孔２５の近傍には、各通過孔２５用のスイッチング電極２４に２値（正の電位Ｖｄｄとグランド（ＧＮＤ）電位）の偏向電圧を切り替え可能に印加する制御回路４１（ロジック回路）がそれぞれ配置される。各ビーム用の対向電極２６は、グランド（ＧＮＤ）電位が印加される。また、基板３１に形成された複数の通過孔２５の周囲には、複数の制御回路４１に照射時間データを含む制御信号送信するための複数のパッド４３が配置される。
なお、図３及び図４の例では、スイッチング電極２４の数と対向電極２６の数が同数の場合を示しているが、これに限るものではない。アレイ配置される複数のスイッチング電極２４の例えば同じ行或いは列毎に、共通の対向電極２６を配置してもよい。よって、複数の対向電極２６と複数のスイッチング電極２４の構成比は、１：１或いは１：多であっても良い。
また、図４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、スイッチング電極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３の例では、スイッチング電極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３３０に配置される。
複数の通過孔２５を通過するマルチビーム２０の各電子ビームは、それぞれ独立にかかる対となる２つの電極２４，２６に印加される電位差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、スイッチング電極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個別にブランキング偏向する。
図５は、実施の形態１における描画動作の一例を説明するための概念図である。図５に示すように、試料１０１の描画領域３０には、例えば、チップ１０が描画される。チップ１０の領域は、例えば、ｙ方向に向かって所定の幅で短冊状の複数のストライプ領域３２に仮想分割される。かかる各ストライプ領域３２は、描画単位領域となる。まず、ＸＹステージ１０５を移動させて、第１番目のストライプ領域３２の左端、或いはさらに左側の位置に一回のマルチビーム２０の照射で照射可能な照射領域３４が位置するように調整し、描画が開始される。照射領域３４は、ｘ方向のビーム間ピッチにｘ方向のビーム数を乗じたｘ方向のサイズと、ｙ方向のビーム間ピッチにｙ方向のビーム数を乗じたｙ方向のサイズとによって囲まれる領域で定義できる。第１番目のストライプ領域３２を描画する際には、ＸＹステージ１０５を例えば−ｘ方向に移動させることにより、照射領域３４が相対的にｘ方向へ移動するように描画を進めていく。ＸＹステージ１０５は所定の速度で例えば連続移動させる。第１番目のストライプ領域３２の描画終了後、ステージ位置を−ｙ方向に移動させて、第２番目のストライプ領域３２の右端、或いはさらに右側の位置に照射領域３４が相対的にｙ方向に位置するように調整し、今度は、ＸＹステージ１０５を例えばｘ方向に移動させることにより、−ｘ方向にむかって同様に描画を行う。第３番目のストライプ領域３２では、ｘ方向に向かって描画し、第４番目のストライプ領域３２では、−ｘ方向に向かって描画するといったように、交互に向きを変えながら描画することで描画時間を短縮できる。但し、かかる交互に向きを変えながら描画する場合に限らず、各ストライプ領域３２を描画する際、同じ方向に向かって描画を進めるようにしても構わない。１回のショットでは、成形アパーチャアレイ基板２０３の各穴２２を通過することによって形成されたマルチビームによって、各穴２２と同数の複数のショットパターンが一度に形成される。
描画処理は以下のように行う。具体的には、データ処理部５６が、記憶装置１４０から描画データを読み出し、各ストライプ領域３２がメッシュ状に仮想分割された複数のメッシュ領域のメッシュ領域毎にその内部に配置されるパターンの面積密度を算出する。メッシュ領域のサイズは、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。データ処理部５６は、例えば、ストライプ領域毎に記憶装置１４０から対応する描画データを読み出し、描画データ内に定義された複数の図形パターンをメッシュ領域に割り当てる。そして、メッシュ領域毎に配置される図形パターンの面積密度を算出すればよい。
また、データ処理部５６は、所定のサイズのメッシュ領域毎に、１ショットあたりの電子ビームの照射時間Ｔ（ショット時間、或いは露光時間ともいう。以下、同じ）を算出する。多重描画を行う場合には、各階層における１ショットあたりの電子ビームの照射時間Ｔを算出すればよい。基準となる照射時間Ｔは、算出されたパターンの面積密度に比例して求めると好適である。また、最終的に算出される照射時間Ｔは、図示しない近接効果、かぶり効果、ローディング効果等の寸法変動を引き起こす現象に対する寸法変動分を照射量によって補正した補正後の照射量に相当する時間にすると好適である。照射時間Ｔを定義する複数のメッシュ領域とパターンの面積密度を定義した複数のメッシュ領域とは同一サイズであってもよいし、異なるサイズで構成されても構わない。異なるサイズで構成されている場合には、線形補間等によって面積密度を補間した後、各照射時間Ｔを求めればよい。メッシュ領域毎の照射時間Ｔは、照射時間マップに定義され、照射時間マップが例えば記憶装置１４２に格納される。
また、データ処理部５６は、対応するビームの照射時間のデータをｎビットのデータに変換し、照射時間配列データを作成する。作成された照射時間配列データは、偏向制御回路１３０に出力する。
偏向制御回路１３０は、ショット毎に、各制御回路４１に照射時間配列データを出力する。
そして、描画工程として、描画制御部５８の制御のもとで、描画機構１５０は、各ビームのショット毎に、該当する照射時間の描画を実施する。具体的には以下のように動作する。
電子銃２０１（放出源）から所定の加速電圧（例えば、１０〜１００ｋｅＶ）で放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２によりほぼ垂直に成形アパーチャアレイ基板２０３全体を照明する。成形アパーチャアレイ基板２０３には、矩形の複数の穴２２（開口部）が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の穴２２が含まれる領域を照明する。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、かかる成形アパーチャアレイ基板２０３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（マルチビーム）２０ａ〜ｅが形成される。かかるマルチビーム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）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）。
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を通過したマルチビーム２０ａ〜ｅは、電子光学系によって試料１０１上に照射される。具体的には以下のように動作する。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によって、縮小され、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。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２０ａ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２０ｂ〜ｅ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。かか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により焦点が合わされ、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）が同方向にまとめて偏向され、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。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、ステージ位置検出器１３９からレーザをＸＹステージ１０５上のミラー２１０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、照射領域３４をｘ方向に相対的に移動させながら、マルチビームで上述したメッシュ領域（画素）を順に描画していく。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。
ここで、マルチビーム２０を用いて高精度にパターンを描画するためには、マルチビーム２０を構成する各ビームの照射位置を個別に把握する必要がある。しかしながら、上述したように、他のビームを排除しながら１本ずつ位置を検出することは容易ではない。例えば、マルチビーム２０全体で透過マーク上を走査させる場合、従来、できるだけ厚い重金属に１つだけ微小孔を開けた透過マークを用いることが検討されていた。厚い重金属を用いることによって検査対象ビーム以外のビームの透過を遮断でき、検査対象ビームと他のビームとの間でコントラストを得ることができるためであった。しかし、厚い重金属では構造上、熱が逃げやすい。そのため、マルチビームの照射により生じた熱が放熱されてしまい、微小孔がコンタミネーションの付着により短期間で塞がってしまう。そこで、実施の形態１では、微小孔がコンタミネーションの付着により塞がることを回避する透過マーク型の個別ビーム検出器１０６を提供する。
図６は、実施の形態１における透過マーク型の個別ビーム検出器の構成断面図である。図６において、実施の形態１における透過マーク型の個別ビーム検出器１０６は、マーク基板１２（薄膜）、支持台１４、センサ１８、及び筐体１９を有している。
マーク基板１２（薄膜）には、中央に微小孔１１（通過孔）が１つ形成される。そして、マーク基板１２は、マルチビームが透過可能な膜厚の薄膜で形成される。具体的には、マーク基板１２は、重金属材を用いて例えば、３００〜１０００ｎｍの膜厚Ｄ１の薄膜平板に形成される。より好ましくは５００ｎｍ±５０ｎｍ程度に形成されると良い。例えば、加速電圧が５０ｋｅＶで放出された電子ビームは、かかる膜厚Ｄ１では吸収しきれず、透過してしまう。マーク基板１２を薄膜構造にすることで、マーク基板１２が加熱された場合に、加熱された位置から周囲への熱伝達をし難くし、放熱を低減できる。材料となる重金属材として、例えば、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、或いはタングステン（Ｗ）等が好適である。膜厚を薄くする場合でも、重金属を用いることで、マルチビーム２０が照射された場合に電子の透過量を低減できる。微小孔１１（通過孔）は、電子ビームにより構成されるマルチビーム２０のビーム径より大きく、ビーム間ピッチよりも小さい直径サイズφ１で形成される。マルチビーム２０のビーム間ピッチが例えば１５０〜２００ｎｍ程度の場合、直径φ１が、例えば、８０〜１２０ｎｍ程度の穴になるように形成される。図６の例では、例えば、直径１００ｎｍの円に形成される。微小孔１１の直径をマルチビーム２０のビーム径より大きく、ビーム間ピッチよりも小さくすることで、マルチビーム２０を走査した場合でも同時に複数のビームが微小孔１１を通過しないようにできる。そして、マーク基板１２は、支持台１４に支持される。
支持台１４は、マーク基板１２（薄膜）における微小孔１１を含む領域下に開口部１３が形成される。図６の例では、中央に開口部１３が形成される。開口部１３の直径サイズφ２（幅サイズ）は、マーク基板１２にマルチビーム２０が照射される場合にマーク基板１２における微小孔１１の周縁の温度が周縁に付着する不純物（コンタミ）の蒸発温度よりも高い温度になるサイズに形成される。コンタミの蒸発温度として、例えば、１００℃以上の温度を用いると好適である。支持台１４の材料として、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）、タンタル（Ｔａ）、或いはシリコン（Ｓｉ）等を用いると好適である。支持台１４の厚さＤ３は、照射されるマルチビーム２０を構成する電子ビームを透過させずに遮蔽できる厚さで形成される。例えば、１５μｍ以上に設定されると好適である。例えば、１ｍｍの厚さに設定される。かかる厚さがあれば、例えば、５０ｋｅＶで加速された電子ビームを遮蔽できる。
図７は、実施の形態１と比較例との間における伝熱の様子を説明するための図である。図７（ａ）では、比較例として、１つの重金属材を使った基板４０２の裏面から膜厚途中まで開口部４０３を形成し、開口部４０３の中央にビーム間ピッチより小さい径サイズの通過孔４０４を１つ設けるといった一体構造の透過マーク４００の一例を示す。開口部４０３の形成によって薄くなった基板４０２の厚さＤ１’は、電子ビームが透過できない厚さに設定される。かかる透過マーク４００上をマルチビーム２００で走査する場合、通過孔４０４と照射位置が重なる１本のビーム３０１だけは基板４０２を通過できるが、その他のビームは基板４０２を透過できずに遮蔽される。そして、通過孔４０４の周辺には、他のビームが照射するので基板４０２が加熱されることになる。しかし、電子ビームが透過できない厚さＤ１’の基板４０２では、水平方向に熱が逃げてしまう。そのため、基板４０２の温度は、コンタミを除去する温度までは上がらない。その結果、微小孔となる通過孔４０４にコンタミ４０６が付着し、通過孔４０４を塞いでしまう。これに対して、実施の形態１では、１つの重金属材の裏面から途中まで開口部を形成し、開口部中央に通過孔を設けるといった一体構造にしないで、図７（ｂ）に示すように、敢えて薄膜のマーク基板１２と支持台１４とを別部品に分けて製造している。そして、マーク基板１２の裏面および支持台１４の上面（表面）は、完全な平坦面（鏡面仕上げ）には敢えてしない。そのため、マーク基板１２の裏面および／若しくは支持台１４の上面には、例えばなだらかな凹凸が存在することになる。よって、支持台１４の上面でマーク基板１２の裏面を支持する場合、かかる凹凸によって、マーク基板１２と支持台１４を、面接触ではなく、実質的に点接触にできる。そのため、マーク基板１２と支持台１４の間に隙間１６を形成できる。かかる隙間１６が断熱層を形成する。これにより、マーク基板１２に照射されたマルチビーム２０により加熱された熱を支持台１４側に伝達しにくくできる。しかし、これだけでは、微小孔１１の周辺温度を、コンタミを除去する温度に維持することは難しい。そこで、実施の形態１では、微小孔１１を含む領域下の開口部１３の直径サイズφ２を調整する。直径サイズφ２を大きくすれば、微小孔１１付近の熱が支持台１４へと伝熱しにくくなり温度の低下を抑制できる。逆に、直径サイズφ２を小さくすれば、微小孔１１付近の熱が支持台１４側への伝熱により低下してしまう。
実施の形態１では、まず、マーク基板１２にマルチビーム２０を照射した場合に、微小孔１１の周縁の温度が周縁に付着する不純物（コンタミ）の蒸発温度よりも高い温度になる開口部１３の直径サイズφ２を実験により探索する。その結果、例えば、１ｐＡ〜２ｐＡのビームが３０００本程度照射される直径サイズφ２が好適であった。そこで、実施の形態１では、微小孔１１（通過孔）の周縁の温度が周縁に付着する不純物の蒸発温度（例えば１００℃）よりも高い温度になる直径サイズφ２（幅サイズ）の下限値以上であって下限値から所定のマージン内の幅サイズで開口部１３を形成する。かかる所定のマージンとして、例えば直径サイズφ２（幅サイズ）の下限値の３０％以下に設定されると好適である。さらに望ましくは、下限値の２５％以下に設定されると良い。実施の形態１では、開口部１３の直径サイズφ２が８〜１０μｍに設定されると好適である。
また、支持台１４の裏面側の開口部１３の周縁を電子が透過しない程度の厚さＤ３まで掘る開口部１７をさらに設けることで、開口部１３の周縁付近でマーク基板１２から支持台１４側に伝熱された熱を水平方向に伝熱しにくくできる。その結果、開口部１３上のマーク基板１２の微小孔１１付近の領域６２の温度の低下をさらに抑制できる。
以上のように、実施の形態１において、微小孔１１の周縁の温度は、マーク基板１２（薄膜）を支持する支持台１４に形成されるマーク基板１２を支持しない開口部１３の直径サイズφ２（幅サイズ）によって制御される。微小孔１１周縁が不純物（コンタミ）の蒸発温度よりも高い温度を維持できるように支持台１４の開口部１３の直径サイズφ２（幅サイズ）が決まったところで、次に、微小孔１１を通過する１本のビームを検出するセンサ１８の高さ位置を設定する。
図８は、実施の形態１における個別ビーム検出器内での測定対象ビームと薄膜透過ビームの様子の一例を示す図である。図８において、マーク基板１２表面にはマルチビーム２０が照射される。マルチビーム２０のうち開口部１３上の領域６２に照射されたビーム群については、対象ビーム３００が微小孔１１を通過して進む。また、残りのビーム群３１０がマーク基板１２中を透過してマーク基板１２裏面側から散乱する。一方、マルチビーム２０のうち開口部１３上の領域６２以外のマーク基板１２の領域６０に照射されたビーム群については、支持台１４によって遮蔽される。センサ１８の受光面に到達するマーク基板１２中を透過した透過ビーム群３１０の数が多すぎると、対象ビーム３００が周囲との間でコントラストが得られず対象ビーム３００を検出することが困難になる。よって、実施の形態１では、マーク基板１２表面をマルチビーム２０で走査する場合に、マーク基板１２の微小孔１１を通過した１本の検出対象ビームが、支持台１４によって遮蔽されずに開口部１３を通過するマーク基板１２を透過した透過ビーム群３１０から識別可能なコントラストを有する検出値が得られるマーク基板１２からの距離Ｌ１にセンサ１８を配置する。
図９は、実施形態１における個別ビーム検出器の検出回路を説明するための図である。なお、ここで「識別可能なコントラスト」の「識別可能な」とは、単にバックグラウンドとシグナルの差ではなく、例えば図９（ａ）に示す検出回路において、検出されるシグナルがセンサ１８の出力レンジ及びアンプの入力レンジに収まるよう、オフセットがダイナミックレンジ内に収まり、かつ分解能以上のシグナルが得られることを意味する。
マーク基板１２とセンサ１８との間の距離が遠ければ透過ビーム群３１０の散乱によって、その分、センサ１８が受光する透過ビーム群３１０の数を少なくできる。しかし、距離が遠くなると、その分、個別ビーム検出器１０６自体の高さ方向（ｚ方向）サイズが大きくなってしまう。ＸＹステージ１０５上の試料１０１面と同等の高さ位置でマルチビーム２０を構成する個別ビームを検出するためには、個別ビーム検出器１０６自体の高さ方向（ｚ方向）サイズが大きくなりすぎてしまうと、マーク基板１２をＸＹステージ１０５上に配置し、センサ１８をＸＹステージ１０５内に設けられた凹部内や、ＸＹステージ１０５に貫通孔を設けてＸＹステージ１０５の下面に取り付けて配置することができなくなる。或いは、センサ１８を、ＸＹステージ１０５に設けられる貫通孔を介して検出できるよう、描画室１０３の底面上に独立して設ける必要がある。その場合、マーク基板１２にセンサ１８を追従させる駆動系も別途設ける必要が生じる。
そこで、実施の形態１では、検出対象ビーム３００が透過ビーム群３１０から識別可能なコントラストを有する検出値が得られるマーク基板１２からの距離の下限値以上であって、センサ１８がＸＹステージ１０５に取り付け可能なることができる上限値以下（ＸＹステージ１０５の上面と下面との距離以下）となるように、マーク基板１２からセンサ１８の受光面までの距離Ｌ１が設定される。例えば、マーク基板１２からセンサ１８の受光面までの距離Ｌ１が８〜２４ｍｍに設定されると好適である。より望ましくは、マーク基板１２からセンサ１８の受光面までの距離Ｌ１が１０〜１５ｍｍに設定されると好適である。また、センサ１８として、ＳＳＤ（ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｄｒｉｖｅ）検出器を用いると好適であるが、必ずしもＳＳＤに限定されるものではない。例えば、センサ１８として、光電子増倍管やファラデーカップも適用可能である。
なお、図９（ａ）に示されるように、検出回路を、センサ１８がアンプに接続され、センサ１８とアンプをグランドで接続するグランドモードとして構成し、オフセットをかけることにより、識別可能なコントラストを得ることができる。或いは、図９（ｂ）に示すように、検出回路を、センサ１８がアンプに接続され、センサ１８及びアンプが、バイアス回路に接続されるバイアスモードとして構成し、バイアス回路によるバイアスバッファが設けられることにより、ノイズを低減することが可能となる。
また、支持台１４の外周サイズは、例えばマーク基板１２の外周と同サイズ或いはマーク基板１２の外周よりも大きく形成される。支持台１４底面は、筐体１９によって支持される。なお、マーク基板１２裏面側とセンサ１８の受光面との間の空間は、筐体１９によって実質的に囲まれていると好適である。これにより、コントラストを高めるための障害となり得る外部からの散乱電子の侵入を防ぐことができる。なお、実施の形態１において、センサ１８は、開口部１３により露出されるマーク基板１２裏面の領域とセンサ１８との間の空間に遮蔽物を挟まずに配置される。センサ１８上方に制限アパーチャを配置することで、センサ１８に到達する透過ビーム群３１０の数を制限することも可能であるが、制限アパーチャを配置すると制限アパーチャの位置合わせが必要となってしまう。実施の形態１では、制限アパーチャを配置しなくても、十分にマーク基板１２からセンサ１８の受光面までの距離Ｌ１を小さくできる。よって、制限アパーチャを配置する場合に生じる位置合わせの手間も不要にできる。
図１０は、実施の形態１における個別ビーム検出器の適用範囲を説明するための図である。図１０の左縦軸はコントラストを示し、右縦軸は温度を示す。横軸はマーク基板１２の膜厚Ｄ１を示す。マーク基板１２の膜厚Ｄ１が小さくなると、その分、透過ビーム３１０数が増えるので検出対象ビーム３００のコントラストは低下する。一方、マーク基板１２の膜厚Ｄ１が大きくなると、その分、マルチビーム２０の照射によって加熱された熱が水平方向に放熱し、微小孔１１周縁の温度が低下してしまう。よって、マーク基板１２の膜厚Ｄ１は、必要なコントラストが得られる下限値以上になる範囲で設定する必要がある。同時に、マーク基板１２の膜厚Ｄ１は、必要な温度の下限値以上になる範囲で設定する必要がある。さらに、必要なサイズの微小孔１１のサイズに対してマーク基板１２の膜厚Ｄ１が大きくなると加工精度を維持することが困難になる。よってアスペクト比が大きくなり過ぎないことが必要となる。よって、マーク基板１２の膜厚Ｄ１は、必要なサイズの微小孔１１を加工できる加工限界以下にする必要がある。よって、これらの条件で囲まれた範囲がマーク基板１２の膜厚Ｄ１の適用範囲となる。なお、マーク基板１２からセンサ１８の受光面までの距離Ｌ１が変化すれば、コントラストを示すグラフの値が変化することは言うまでもない。
以上のように、実施の形態１における個別ビーム検出器１０６は、微小孔１１周縁で不純物（コンタミ）の蒸発温度よりも高い温度を維持すると共に、検出対象ビーム３００が透過ビーム群３１０から識別可能なコントラストを有する検出値が得られる高さサイズであってＸＹステージ１０５上に配置可能な高さサイズにできるように形成される。かかる個別ビーム検出器１０６を使って、マルチビーム２０の個別ビームを検出する。
図１１は、実施の形態１における個別ビーム検出方法を説明するための図である。図１１（ａ）では、マルチビーム２０の走査方向に並ぶ２つにビーム３００，３０２を示している。図１１（ａ）において隣接する２つにビーム３００，３０２間の距離をマルチビーム２０のビーム間ピッチＰとして示している。
スキャン工程として、マーク基板１２における微小孔１１周縁の温度を周縁に付着する不純物の蒸発温度よりも高い温度に維持した状態で、マルチビーム２０でマーク基板１２上を走査（スキャン）する。言い換えれば、マルチビーム２０のビーム間ピッチよりも小さく、ビーム径より大きいサイズの通過孔が形成された薄膜上に、マルチビーム２０を照射する。かかる動作により、図１１（ａ）に示す検出対象のビーム３００がマーク基板１２上の微小孔１１に徐々に近づき、微小孔１１に到達する（ビーム３００ａの状態）。そして、走査方向に沿って、ビーム３００が微小孔１１上を通過する。さらに走査が進むとビーム３００が微小孔１１周縁の最終位置に到達する（ビーム３００ｂの状態）。そして、ビーム３００が微小孔１１上を超えることになる。微小孔１１上を通過中のビーム３００は、微小孔１１を通過して、センサ１８に進むことになる。かかる場合に、微小孔１１は、電子ビームにより構成されるマルチビームのビーム間ピッチＰよりも小さいサイズでマーク基板１２（薄膜）に形成されているので、隣接するビーム３０２がビーム３００と一緒に微小孔１１を通過することはない。このように、微小孔１１にマルチビーム２０のうちの１本のビーム３００を通過させる。なお、かかる場合に、同時に、通過させた１本のビーム３００の周辺のビーム群を透過させることになる。
検出工程として、センサ１８は、微小孔１１を通過した１本のビーム３００を検出する。言い換えれば、微小孔１１（通過孔）を通過した１本のビーム３００を、透過したビーム群から識別可能なコントラストが得られる薄膜からの距離に配置されたセンサで検出する。微小孔１１周辺の支持台１４の開口部１３上の領域ではビーム３００の周辺のビーム群がマーク基板１２を透過してしまうが、実施の形態１の個別ビーム検出器１０６では、図１１（ｂ）に示すように、かかる透過ビーム群が存在しても十分に検出対象のビーム３００を検出可能なコントラストの信号強度を得ることができる。図１１（ｂ）の例では、マルチビーム２０を形成する成形アパーチャアレイ基板２０３を３つ（ＳＡＡ１〜３）設けて測定したそれぞれの結果を示している。
そして、実施の形態１における個別ビーム検出器１０６は、不純物（コンタミ）の蒸発温度よりも高い温度を維持しているので、微小孔１１がコンタミによって塞がれてしまうことなく、マルチビーム２０の各ビームの位置の検出を終了できる。
図１２は、実施の形態１におけるマルチビームを検出した画像の一例を示す図である。図１２では、マルチビーム２０の一部（９×９のビーム群）の検出画像を示している。各ビームは、微小孔１１のサイズφ１で検出される。しかし、実施の形態１における個別ビーム検出器１０６では、微小孔１１が電子ビームにより構成されるマルチビームのビーム径より大きく、ビーム間ピッチＰよりも小さいサイズでマーク基板１２（薄膜）に形成されているので、図１２に示すように、各ビームを識別できる。
図１３は、実施の形態１におけるマルチビームの位置を測定する手法を説明するための図である。図１３（ａ）では、図１２と同様、マルチビーム２０の一部（９×９のビーム群）の検出画像を示している。図１３（ａ）に示す検出画像の各ビームの中心位置を測定（演算）し、隣接する測定位置を互いに直線で結ぶことで、図１３（ｂ）に示すように、格子状の各ビームの位置マップ（位置ずれマップ）を作成できる。
また、実施の形態１における個別ビーム検出器１０６では、個別にビーム強度を測定できるので、各ビームの焦点位置の測定、及び非点収差の測定等に利用することもできる。
以上のように、実施の形態１によれば、不純物によって短期間で塞がってしまうことを防止することが可能なマルチビームの個別ビーム検出器を提供できる。
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。例えば、薄膜に設けられる通過孔は一つでなくても複数でもよい。
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。
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のブランキング装置、マルチ荷電粒子ビームのブランキング方法、及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、本発明の範囲に包含される。
１０ チップ
１１ 微小孔
１２ マーク基板
１３ 開口部
１４ 支持台
１８ センサ
１９ 筐体
２０ マルチビーム
２２ 穴
２４ スイッチング電極
２５ 通過孔
２６ 対向電極
３０ 描画領域
３１ 基板
３２ ストライプ領域
３３ 支持基板
３４ 照射領域
４１ 制御回路
５４ 測定部
５６ データ処理部
５８ 描画制御部
１００ 描画装置
１０１ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０６ 個別ビーム検出器
１１０ 制御計算機
１１２ メモリ
１３０ 偏向制御回路
１３８ 検出アンプ
１３９ ステージ位置検出器
１４０，１４２ 記憶装置
１５０ 描画機構
１６０ 制御系回路
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
２１０ ミラー
３３０ メンブレン領域
３３２ 外周領域

Claims (6)

  1. 電子ビームにより構成されるマルチビームのビーム間ピッチよりも小さく、前記ビーム径より大きいサイズの通過孔が１つ形成された、前記マルチビームが透過可能な膜厚の薄膜と、
    前記薄膜を支持すると共に、前記薄膜における前記通過孔を含む領域下に開口部が形成され、前記開口部の幅サイズが前記薄膜に前記マルチビームが照射される場合に前記薄膜における前記通過孔の周縁の温度が前記周縁に付着する不純物の蒸発温度よりも高い温度になるサイズに形成された支持台と、
    前記薄膜表面を前記マルチビームで走査する場合に、前記薄膜の前記通過孔を通過した１本の検出対象ビームが、前記支持台によって遮蔽されずに前記開口部を通過する前記薄膜を透過した透過ビーム群から識別可能なコントラストを有する検出値が得られる前記薄膜からの距離に配置されたセンサと、
    を備えたことを特徴とするマルチビームの個別ビーム検出器。
  2. 前記薄膜と前記支持台との間に断熱層が形成されることを特徴とする請求項１記載の個別ビーム検出器。
  3. 前記センサは、前記開口部により露出される前記薄膜裏面の領域と前記センサとの間の空間に遮蔽物を挟まずに配置されることを特徴とする請求項１記載の個別ビーム検出器。
  4. 前記開口部は、前記通過孔の周縁の温度が前記周縁に付着する不純物の蒸発温度よりも高い温度になる幅サイズの下限値以上であって前記下限値から所定のマージン内の幅サイズで形成されることを特徴とする請求項３記載の個別ビーム検出器。
  5. 試料を載置するステージと、
    電子ビームを放出する放出源と、
    前記電子ビームの照射を受け、それぞれ前記電子ビームの一部を通過させることによってマルチビームを形成する成形アパーチャアレイ基板と、
    前記マルチビームを前記試料上に照射する電子光学系と、
    電子ビームにより構成されるマルチビームのビーム間ピッチよりも小さく、前記ビーム径より大きいサイズの通過孔が１つ形成された、前記マルチビームが透過可能な膜厚の薄膜と、
    前記薄膜を支持すると共に、前記薄膜における前記通過孔を含む領域下に開口部が形成され、前記開口部の幅サイズが前記薄膜に前記マルチビームが照射される場合に前記薄膜における前記通過孔の周縁の温度が前記周縁に付着する不純物の蒸発温度よりも高い温度になるサイズに形成された支持台と、
    前記薄膜上を前記マルチビームで走査する場合に、前記薄膜の前記通過孔を通過した１本の検出対象ビームが、前記支持台によって遮蔽されずに前記開口部を通過する前記薄膜を透過した透過ビーム群から識別可能なコントラストを有する検出値が得られる前記薄膜からの距離に配置されたセンサと、
    を有し、前記ステージ上に配置され、前記マルチビームの各ビームを個別に検出する個別ビーム検出器と、
    を備えたことを特徴とするマルチビーム照射装置。
  6. 電子ビームにより構成されるマルチビームのビーム間ピッチよりも小さく、前記ビーム径より大きいサイズの通過孔が形成された薄膜上に、前記マルチビームを照射し、
    前記通過孔に、前記薄膜における前記通過孔の周縁の温度を前記周縁に付着する不純物の蒸発温度よりも高い温度に維持した状態で、前記マルチビームのうちの１本のビームを通過させるとともに、前記薄膜に、前記一本のビームの周辺のビーム群を透過させ、
    前記通過孔を通過した前記１本のビームを、透過した前記ビーム群から識別可能なコントラストが得られる前記薄膜からの距離に配置されたセンサで検出することを特徴とするマルチビームの個別ビーム検出方法。
JP2018200897A 2017-11-03 2018-10-25 マルチビームの個別ビーム検出器、マルチビーム照射装置、及びマルチビームの個別ビーム検出方法 Active JP7074639B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762581382P 2017-11-03 2017-11-03
US62/581,382 2017-11-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019087531A true JP2019087531A (ja) 2019-06-06
JP7074639B2 JP7074639B2 (ja) 2022-05-24

Family

ID=66327581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018200897A Active JP7074639B2 (ja) 2017-11-03 2018-10-25 マルチビームの個別ビーム検出器、マルチビーム照射装置、及びマルチビームの個別ビーム検出方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10714311B2 (ja)
JP (1) JP7074639B2 (ja)
KR (1) KR102178486B1 (ja)
TW (1) TWI684834B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021077458A (ja) * 2019-11-05 2021-05-20 株式会社ニューフレアテクノロジー ステージ機構
JP7473672B2 (ja) 2020-03-23 2024-04-23 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド イオン注入システムのための熱的に絶縁された捕捉フィーチャ

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220153040A (ko) * 2020-03-12 2022-11-17 칼 짜이스 멀티셈 게엠베하 멀티빔 생성 유닛 및 멀티빔 편향 유닛의 명백한 개선
CN113495081B (zh) * 2020-03-19 2022-10-18 清华大学 二次电子发射系数的测量方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10261566A (ja) * 1997-03-18 1998-09-29 Toshiba Corp ビーム電流測定用貫通孔の製造方法
JP2005197335A (ja) * 2004-01-05 2005-07-21 Nikon Corp 荷電粒子線露光装置の結像性能の計測方法、調整方法及び荷電粒子線露光装置
JP2005347054A (ja) * 2004-06-02 2005-12-15 Hitachi High-Technologies Corp 電子ビーム検出器、並びにそれを用いた電子ビーム描画方法及び電子ビーム描画装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4557603B2 (ja) * 2004-05-24 2010-10-06 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子ビーム応用装置および電子線描画装置
US8581188B2 (en) * 2011-08-05 2013-11-12 Pulsetor, Llc Electron detector including one or more intimately-coupled scintillator-photomultiplier combinations, and electron microscope employing same
JP5977941B2 (ja) * 2011-12-19 2016-08-24 株式会社ニューフレアテクノロジー 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
JP6014342B2 (ja) * 2012-03-22 2016-10-25 株式会社ニューフレアテクノロジー 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
JP5977550B2 (ja) * 2012-03-22 2016-08-24 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画装置
JP6057700B2 (ja) 2012-12-26 2017-01-11 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画装置
JP6061741B2 (ja) 2013-03-13 2017-01-18 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチビームの電流調整方法
JP6403045B2 (ja) 2014-04-15 2018-10-10 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチビーム描画方法およびマルチビーム描画装置
JP6589597B2 (ja) * 2015-11-25 2019-10-16 株式会社ニューフレアテクノロジー アパーチャのアライメント方法及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置
JP6834817B2 (ja) * 2016-08-08 2021-02-24 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチビーム検査用アパーチャ、マルチビーム用ビーム検査装置、及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10261566A (ja) * 1997-03-18 1998-09-29 Toshiba Corp ビーム電流測定用貫通孔の製造方法
JP2005197335A (ja) * 2004-01-05 2005-07-21 Nikon Corp 荷電粒子線露光装置の結像性能の計測方法、調整方法及び荷電粒子線露光装置
JP2005347054A (ja) * 2004-06-02 2005-12-15 Hitachi High-Technologies Corp 電子ビーム検出器、並びにそれを用いた電子ビーム描画方法及び電子ビーム描画装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021077458A (ja) * 2019-11-05 2021-05-20 株式会社ニューフレアテクノロジー ステージ機構
JP7352446B2 (ja) 2019-11-05 2023-09-28 株式会社ニューフレアテクノロジー ステージ機構
JP7473672B2 (ja) 2020-03-23 2024-04-23 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド イオン注入システムのための熱的に絶縁された捕捉フィーチャ

Also Published As

Publication number Publication date
US20190139739A1 (en) 2019-05-09
KR20190050703A (ko) 2019-05-13
US10714311B2 (en) 2020-07-14
KR102178486B1 (ko) 2020-11-16
JP7074639B2 (ja) 2022-05-24
TWI684834B (zh) 2020-02-11
TW201931022A (zh) 2019-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6709109B2 (ja) マルチ荷電粒子ビームのブランキング装置及びマルチ荷電粒子ビーム照射装置
JP7074639B2 (ja) マルチビームの個別ビーム検出器、マルチビーム照射装置、及びマルチビームの個別ビーム検出方法
KR101934320B1 (ko) 멀티 하전 입자빔의 블랭킹 장치, 멀티 하전 입자빔 묘화 장치, 및 멀티 하전 입자빔의 불량빔 차폐 방법
JP6966255B2 (ja) 画像取得装置の光学系調整方法
US10483088B2 (en) Multi charged particle beam writing apparatus and multi charged particle beam writing method
TW202004816A (zh) 多電子束影像取得裝置以及多電子束光學系統的定位方法
JP2013197469A (ja) 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
JP2016134486A (ja) マルチ荷電粒子ビーム像の回転角測定方法、マルチ荷電粒子ビーム像の回転角調整方法、及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置
JP2016115946A (ja) マルチ荷電粒子ビーム描画方法
US11145489B2 (en) Multi-charged-particle beam writing apparatus and multi-charged-particle beam writing method
KR101958926B1 (ko) 멀티 하전 입자빔의 블랭킹 장치, 멀티 하전 입자빔의 블랭킹 방법 및 멀티 하전 입자빔 묘화 장치
KR102469012B1 (ko) 수치 보정기 및 다중 전자 빔 조사 장치
KR20200049622A (ko) 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치 및 멀티 하전 입자 빔 묘화 방법
JP2021077492A (ja) 電子ビーム検査装置及び電子ビーム検査方法
US20240071714A1 (en) Beam detector, multi charged particle beam irradiation apparatus, and beam detector adjustment method
US11664191B2 (en) Electron beam irradiation apparatus and electron beam irradiation method
WO2021039419A1 (ja) 電子銃及び電子ビーム照射装置
JP6449940B2 (ja) マルチ荷電粒子ビーム描画方法
JP6845000B2 (ja) マルチ荷電粒子ビーム露光装置およびマルチ荷電粒子ビーム露光方法
CN117930318A (zh) 束检测器、多带电粒子束照射装置及束检测器的调整方法
TW202410116A (zh) 射束檢測器，多帶電粒子束照射裝置，及射束檢測器的調整方法
KR20220068928A (ko) 전자 방출원의 동작 제어 방법, 전자 빔 묘화 방법 및 전자 빔 묘화 장치
JP2020178055A (ja) マルチ荷電粒子ビーム描画装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210907

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220428

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220510

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220512

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7074639

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150