KR101570362B1 - 캐소드의 동작 온도 조정 방법 및 전자빔 묘화 장치 - Google Patents

캐소드의 동작 온도 조정 방법 및 전자빔 묘화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일태양의 캐소드의 동작 온도 조정 방법은, 캐소드를 이용한 전자빔원에서의 이미션 전류값과, 이러한 이미션 전류에 있어서 바이어스 전압이 포화되는 캐소드의 동작 온도와의 상관 관계를 근사한 근사식을 취득하고, 제 n 번째(n은 자연수)의 이미션 전류값과 캐소드의 제 n 번째의 동작 온도가 전자빔원에 설정된 상태에서, 캐소드로부터 방출된 전자빔의 전류 밀도를 측정하고, 측정된 전류 밀도가 허용 범위 내인지 여부를 판정하고, 전류 밀도가 허용 범위 내가 아닐 경우, 설정된 제 n 번째의 이미션 전류값을 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값으로 변경하고, 근사식을 이용하여, 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값에 대응하는 캐소드의 동작 온도를 연산하고, 캐소드의 제 n ＋ 1 번째의 동작 온도로서 전자빔원에 설정하는 것을 특징으로 한다.

Description

캐소드의 동작 온도 조정 방법 및 전자빔 묘화 장치{METHOD FOR ADJUSTING OPERATING TEMPERATURE OF CATHOD AND ELECTRON BEAM WRITING DEVICE}
본 발명은 캐소드의 동작 온도 조정 방법 및 전자빔 묘화 장치에 관한 것으로, 특히 전자빔 묘화 장치에서 이용하는 빔원의 캐소드의 동작 온도를 조정하는 방법에 관한 것이다.
전자빔 장치에서는 빔원이 되는 전자총이 이용된다. 전자빔 장치에는, 예를 들면 전자빔 묘화 장치, 전자 현미경과 같은 다양한 장치가 존재한다. 예를 들면, 전자빔 묘화에 대해 말하면, 본질적으로 뛰어난 해상성을 가지고 있어, 고정밀도의 원화(原畵) 패턴의 생산에 이용된다.
반도체 디바이스의 미세화의 진전을 담당하는 리소그래피 기술은 반도체 제조 프로세스 중에서도 유일하게 패턴을 생성하는 매우 중요한 프로세스이다. 최근, LSI의 고집적화에 수반하여, 반도체 디바이스에 요구되는 회로 선폭은 해마다 미세화되고 있다. 이들 반도체 디바이스에 원하는 회로 패턴을 형성하기 위해서는, 고정밀도의 원화 패턴(레티클 혹은 마스크라고도 함)이 필요해진다. 전자빔 묘화 장치는 이러한 고정밀도의 원화 패턴의 생산에 이용된다.
도 7은, 가변 성형형 전자선 묘화 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
가변 성형형 전자선(EB : Electron beam) 묘화 장치는 이하와 같이 동작한다. 제1 애퍼처(410)에는, 전자선(330)을 성형하기 위한 직사각형의 개구(411)가 형성되어 있다. 또한 제2 애퍼처(420)에는, 제1 애퍼처(410)의 개구(411)를 통과한 전자선(330)을 원하는 직사각형 형상으로 성형하기 위한 가변 성형 개구(421)가 형성되어 있다. 하전 입자 소스(430)로부터 조사되어 제1 애퍼처(410)의 개구(411)를 통과한 전자선(330)은, 편향기에 의해 편향되고, 제2 애퍼처(420)의 가변 성형 개구(421)의 일부를 통과하여, 소정의 일방향(예를 들면, X 방향이라고 함)으로 연속적으로 이동하는 스테이지 상에 탑재된 시료(340)에 조사된다. 즉, 제1 애퍼처(410)의 개구(411)와 제2 애퍼처(420)의 가변 성형 개구(421)의 양방을 통과할 수 있는 직사각형 형상이, X 방향으로 연속적으로 이동하는 스테이지 상에 탑재된 시료(340)의 묘화 영역에 묘화 된다. 제1 애퍼처(410)의 개구(411)와 제2 애퍼처(420)의 가변 성형 개구(421)의 양방을 통과시켜, 임의 형상을 작성하는 방식을 가변 성형 방식(VSB 방식)이라고 한다.
전자빔 묘화 장치의 스루풋을 향상시키기 위해서는, 빔의 전류 밀도의 증대가 불가결하게 되어 있다. 그리고, 그 대전류 밀도를 실현시키기 위해서는, 전자총의 캐소드 온도를 고온으로 설정할 필요가 생긴다. 그러나, 캐소드를 고온으로 설정하면 캐소드 재료의 증발 속도가 커지기 때문에, 묘화 중에 캐소드 선단 형상이 변화한다. 따라서, 고온화하는 것에도 한계가 있었다.
한편, 전류 밀도는, 캐소드로부터 방출되는 전자에 의해 흐르는 이미션 전류를 조정함으로써 조정된다. 따라서, 종래의 전자빔 묘화 장치에서는, 당초 설정한 이미션 전류가 항상 일정하게 되도록 전자총을 제어하고 있었다. 이러한 제어 방법인 채로 대전류 밀도 조건하에서 묘화를 행하면, 캐소드 선단 형상의 변화 등(캐소드의 열화)에 의해, 당초의 이미션 전류에 대한 캐소드의 최적 동작 온도가 변화한다. 이 때문에, 캐소드의 열화 후에 있어서는, 당초의 캐소드의 동작 온도에서는, 이미션 전류가 불안정해진다. 이 때문에, 이러한 캐소드 상태에서, 안정적인 이미션 전류를 얻기 위한 캐소드의 최적 동작 온도를 새롭게 구할 필요가 생긴다. 그러나, 캐소드 온도를 변화시키면 전류 밀도가 변화한다. 전류 밀도가 변화하면 시료에의 조사량(Dose)이 변화하므로, 묘화되어 있는 패턴의 묘화 정밀도가 열화되는 것과 같은 문제를 일으킨다. 따라서, 전류 밀도를 유지하는 것이 필요해진다.
따라서, 원하는 전류 밀도를 유지하기 위하여, 캐소드의 열화 상태에 맞추어 그때마다 이미션 전류를 조정할 필요가 있다. 그러나, 이미션 전류를 조정하면 캐소드의 최적 동작 온도가 변화하기 때문에, 이번에는 캐소드 온도의 최적화를 행할 필요가 있다. 또한, 캐소드 온도를 변화시키면 또한 전류 밀도가 변화한다. 이 때문에, 캐소드의 열화 상태에 맞추어 그때마다, 이미션 전류의 조정과 캐소드 온도의 조정을 몇 번이나 반복하여 행함으로써, 원하는 전류 밀도가 되도록, 이미션 전류와 캐소드 온도를 최적화할 필요가 생긴다. 따라서, 조정에 시간이 걸리는 것과 같은 문제가 있었다. 특히, 이러한 이미션 전류를 조정할 시 캐소드 온도의 최적화에 시간이 걸리는 것과 같은 문제가 있었다.
여기서 본원 발명자는, 장치 개시 시의 아직 캐소드가 열화되기 전의 단계에서 수많은 이미션 전류의 각 값에서의 캐소드의 최적 동작 온도를 각각 측정에 의해 구하고, 플롯함으로써, 장치 개시 시에서의 원하는 전류 밀도에 대한 이미션 전류와 캐소드 온도의 최적화를 행하는 기술에 대하여 제안하고 있다(예를 들면, 일본특허공개공보 2010-62374호 참조). 그러나, 이러한 플롯 데이터는 캐소드가 열화된 다음에는 적합하지 않다.
본 발명은, 원하는 전류 밀도를 얻기 위하여 이미션 전류를 조정할 시 전자총의 캐소드 온도의 최적화를 단시간에 실시하는 것이 가능한, 캐소드의 동작 온도 조정 방법 및 전자빔 묘화 장치를 제공한다.
본 발명의 일태양의 캐소드의 동작 온도 조정 방법은,
캐소드를 이용한 전자빔원에서의 이미션 전류값과, 이러한 이미션 전류에 있어서 바이어스 전압이 포화되는 캐소드의 동작 온도와의 상관 관계를 근사한 근사식을 취득하고,
제 n 번째(n은 자연수)의 이미션 전류값과 캐소드의 제 n 번째의 동작 온도가 전자빔원에 설정된 상태에서, 캐소드로부터 방출된 전자빔의 전류 밀도를 측정하고,
측정된 전류 밀도가 허용 범위 내인지 여부를 판정하고,
전류 밀도가 허용 범위 내가 아닐 경우, 설정된 제 n 번째의 이미션 전류값을 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값으로 변경하고,
근사식을 이용하여, 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값에 대응하는 캐소드의 동작 온도를 연산하고, 캐소드의 제 n ＋ 1 번째의 동작 온도로서 전자빔원에 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일태양의 전자빔 묘화 장치는,
캐소드를 이용한 전자빔원과,
전자빔원에서의 이미션 전류값과, 이미션 전류에 있어서 바이어스 전압이 포화되는 캐소드의 동작 온도와의 상관 관계를 근사한 근사식 혹은 근사식의 계수를 기억하는 기억부와,
제 n 번째의 이미션 전류값과 캐소드의 제 n 번째의 동작 온도가 전자빔원에 설정된 상태에서 캐소드로부터 방출된 전자빔의 전류 밀도가 허용 범위 내인지 여부를 판정하는 판정부와,
전류 밀도가 허용 범위 내가 아닐 경우, 설정된 제 n 번째의 이미션 전류값을 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값으로 변경하는 이미션 전류 설정 변경부와,
근사식을 이용하여, 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값에 대응하는 캐소드의 동작 온도를 취득하는 취득부와,
설정된 제 n 번째의 동작 온도를, 취득된 동작 온도로 제 n ＋ 1 번째의 동작 온도로서 변경하는 동작 온도 설정 변경부와,
허용 범위 내의 전류 밀도의 전자빔을 이용하여 시료에 패턴을 묘화하는 묘화부
를 구비한 것을 특징으로 한다.
도 1은 실시예에서의 묘화 장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 2는 실시예에서의 이미션 전류와 필라멘트 전력과의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예에서의 전류 밀도와 필라멘트 전력과의 관계를 나타낸 개념도이다.
도 4는 실시예에서의 묘화 방법의 주요부 공정을 나타낸 순서도이다.
도 5는 실시예에서의 최대 이미션 전류(Ie(max))와 최소 이미션 전류(Ie(min))에서의 바이어스 전압과 캐소드 온도(필라멘트 전력(W))의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 6은 실시예에서의 이미션 전류(Ie)와 동작 온도와의 상관의 일례를 나타낸 그래프이다.
도 7은 가변 성형형 전자선 묘화 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
이하, 실시예에서는, 원하는 전류 밀도를 얻기 위하여 이미션 전류를 조정할 시의 전자총의 캐소드 온도의 최적화를 단시간에 실시하는 것이 가능한 장치 및 방법에 대하여 설명한다.
도 1은, 실시예에서의 묘화 장치의 구성을 도시한 개념도이다. 도 1에서, 묘화 장치(100)는 묘화부(150)와 제어부(160)를 구비하고 있다. 묘화 장치(100)는 전자빔 묘화 장치의 일례가 된다. 그리고, 묘화 장치(100)는 시료에 원하는 패턴을 묘화한다. 묘화부(150)는 전자 경통(102), 묘화실(103)을 가지고 있다. 전자 경통(102) 내에는 전자총(201), 조명 렌즈(202), 제1 성형 애퍼처(203), 성형 렌즈(204), 성형 편향기(205), 제2 성형 애퍼처(206), 대물 렌즈(207), 부편향기(212) 및 주편향기(214)가 배치되어 있다. 또한 묘화실(103) 내에는, 이동 가능하게 배치된 XY 스테이지(105)가 배치되어 있다. 또한 XY 스테이지(105)에는, 전자빔(200)의 전류를 측정하기 위한 빔 흡수 전극(패러데이 컵(209))이 배치되어 있다. 전자총(201)(전자빔원)은 캐소드(222), 웨넬트(Wehnelt)(224)(웨넬트 전극) 및 애노드(226)(애노드 전극)를 가지고 있다. 또한, 애노드(226)는 접지(지락(地絡))되어 있다. 또한, XY 스테이지(105) 상에는 묘화 대상이 되는 시료가 배치된다. 시료로서, 예를 들면 웨이퍼에 패턴을 전사하는 노광용의 마스크 기판이 포함된다. 마스크 기판으로서는, 레지스트가 도포된, 아직 아무것도 묘화되지 않은 마스크 블랭크스가 포함된다.
제어부(160)는 전자총 전원 장치(110), 묘화 제어 회로(120) 및 제어 회로(130)를 가지고 있다. 전자총 전원 장치(110), 묘화 제어 회로(120) 및 제어 회로(130)는 도시하지 않은 버스에 의해 서로 접속되어 있다.
전자총 전원 장치(110) 내에서는 제어 계산기(232), 메모리(112), 자기 디스크 장치 등의 기억 장치(140), 가속 전압 전원 회로(236), 바이어스 전압 전원 회로(234), 필라멘트 전력 공급 회로(231)(필라멘트 전력 공급부) 및 전류계(238)가 배치된다. 제어 계산기(232)에는 메모리(112), 기억 장치(140), 가속 전압 전원 회로(236), 바이어스 전압 전원 회로(234), 필라멘트 전력 공급 회로(231) 및 전류계(238)가 도시하지 않은 버스에 의해 접속되어 있다.
제어 계산기(232) 내에는 이미션 전류(Ie) 설정부(50), 필라멘트 전력(W) 설정부(52), 근사 연산부(54), 판정부(56), 이미션 전류(Ie) 변경부(58), 판정부(60), 필라멘트 전력(W) 연산부(62), 판정부(64), 필라멘트 전력(W) 변경부(66), 가속 전압(VA) 제어부(68), 바이어스 전압(VB) 제어부(69) 및 필라멘트 전력(W) 제어부(70)가 배치된다. 이미션 전류(Ie) 설정부(50), 필라멘트 전력(W) 설정부(52), 근사 연산부(54), 판정부(56), 이미션 전류(Ie) 변경부(58), 판정부(60), 필라멘트 전력(W) 연산부(62), 판정부(64), 필라멘트 전력(W) 변경부(66), 가속 전압(VA) 제어부(68), 바이어스 전압(VB) 제어부(69) 및 필라멘트 전력(W) 제어부(70)와 같은 각 기능은 전기 회로 등의 하드웨어로 구성되어도 되고, 이들의 기능을 실행하는 프로그램 등의 소프트웨어로 구성되어도 된다. 혹은, 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 구성되어도 된다. 이미션 전류(Ie) 설정부(50), 필라멘트 전력(W) 설정부(52), 근사 연산부(54), 판정부(56), 이미션 전류(Ie) 변경부(58), 판정부(60), 필라멘트 전력(W) 연산부(62), 판정부(64), 필라멘트 전력(W) 변경부(66), 가속 전압(VA) 제어부(68), 바이어스 전압(VB) 제어부(69) 및 필라멘트 전력(W) 제어부(70)에 입출력되는 정보 및 연산 중의 정보는 메모리(112)에 그때마다 저장된다.
가속 전압 전원 회로(236)의 음극(－)측이 전자 경통(102) 내의 캐소드(222)의 양극에 접속된다. 가속 전압 전원 회로(236)의 양극(＋)측은, 직렬로 접속된 전류계(238)를 개재하여 접지(그라운드 접속)되어 있다. 또한 가속 전압 전원 회로(236)의 음극(－)은, 바이어스 전압 전원 회로(234)의 양극(＋)으로도 분기하여 접속되고, 바이어스 전압 전원 회로(234)의 음극(－)은, 캐소드(222)와 애노드(226)의 사이에 배치된 웨넬트(224)에 전기적으로 접속된다. 환언하면, 바이어스 전압 전원 회로(234)는, 가속 전압 전원 회로(236)의 음극(－)과 웨넬트(224)의 사이에 전기적으로 접속되도록 배치된다. 그리고, 필라멘트 전력(W) 제어부(70)에 의해 제어된 필라멘트 전력 공급 회로(231)는, 이러한 캐소드(222)의 양극 간에 전류를 흘려 캐소드(222)를 소정의 온도로 가열한다. 환언하면, 필라멘트 전력 공급 회로(231)는 캐소드(222)에 필라멘트 전력(W)을 공급하게 된다. 필라멘트 전력(W)과 캐소드 온도는 일정한 관계로 정의 가능하며, 필라멘트 전력(W)에 의해, 원하는 캐소드 온도로 가열할 수 있다. 따라서, 캐소드 온도는 필라멘트 전력(W)에 의해 제어된다. 필라멘트 전력(W)은, 캐소드(222)의 양극 사이에 흐르는 전류와 캐소드(222)의 양극 간에 필라멘트 전력 공급 회로(231)에 의해 인가한 전압의 곱으로 정의된다. 가속 전압(VA) 제어부(68)에 의해 제어된 가속 전압 전원 회로(236)는, 캐소드(222)와 애노드(226) 간에 가속 전압을 인가하게 된다. 바이어스 전압(VB) 제어부(69)에 의해 제어된 바이어스 전압 전원 회로(234)는, 웨넬트(224)에 음의 바이어스 전압을 인가하게 된다.
묘화 제어 회로(120) 내에는 묘화 데이터 처리부(122), 묘화 제어부(124) 및 전류 밀도 측정부(242)가 배치된다. 묘화 데이터 처리부(122), 묘화 제어부(124) 및 전류 밀도 측정부(242)와 같은 각 기능은 전기 회로 등의 하드웨어로 구성되어도 되고, 이들의 기능을 실행하는 프로그램 등의 소프트웨어로 구성되어도 된다. 혹은, 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 구성되어도 된다. 묘화 데이터 처리부(122), 묘화 제어부(124) 및 전류 밀도 측정부(242)에 입출력되는 정보 및 연산 중의 정보는 도시하지 않은 메모리에 그때마다 저장된다.
도 1에서는, 본 실시예를 설명함에 있어서 필요한 구성 부분에 대하여 기재하고 있다. 묘화 장치(100)에 있어, 통상, 필요한 그 외의 구성이 포함되어도 상관없다.
도 2는, 실시예에서의 이미션 전류와 필라멘트 전력과의 관계를 나타낸 그래프이다. 상술한 바와 같이, 캐소드 온도는 필라멘트 전력(W)에 의해 결정된다. 따라서 제어계에서는, 캐소드 온도를 필라멘트 전력(W)에 의해 제어한다. 이미션 전류(Ie)의 캐소드 최적 동작 온도는, 바이어스 포화 특성에 의해 구할 수 있다. 이미션 전류(Ie)에 대하여, 바이어스 전압과 필라멘트 전력(W)(캐소드 온도)을 올리면, 곧 바이어스 전압이 포화된다. 이러한 이미션 전류(Ie)에서의 캐소드의 최적 동작 온도는, 필라멘트 전력을 서서히 올렸을 때의 최대 바이어스 전압의 예를 들면 99.6%의 값의 시점의 필라멘트 전력(캐소드 온도)으로 정의할 수 있다. 이러한 캐소드 최적 동작 온도보다 낮은 온도로 설정하면, 이미션 전류(Ie)가 불안정해져, 안정적인 빔 전류가 얻어지지 않게 되어, 묘화 정밀도가 열화된다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 이미션 전류(Ie)를 이미션 전류(Ie(1))로부터 이미션 전류(Ie(4))로 높이면, 그에 수반하여, 최적 필라멘트 전력(캐소드 최적 동작 온도)이, W1로부터 W4로 차례로 예를 들면 높아지도록 변화한다. 캐소드 상태가 동일한 상태라면, 이러한 관계는 동일시할 수 있다. 캐소드가 열화되면, 각 이미션 전류(Ie)에서의 바이어스 포화 특성이 변화한다. 예를 들면, 이미션 전류(Ie(1))에 대하여, 도 2의 실선의 그래프로부터 점선의 그래프로 바이어스 포화 특성이 변화한다. 이러한 변화에 수반하여, 캐소드 최적 동작 온도도 변화하게 된다.
도 3은, 실시예에서의 전류 밀도와 필라멘트 전력과의 관계를 나타낸 개념도이다. 도 3에서, 전류 밀도(J)는 필라멘트 전력(캐소드 온도)이 변화하면 변화하는 관계에 있다. 여기서는, 우측으로 상승하는 직선으로 나타내고 있지만 이는 편의상 나타낸 것에 불과하며, 이에 한정되는 것은 아니다.
이상과 같이, 캐소드가 열화되면, 각 이미션 전류(Ie)에서의 바이어스 포화 특성이 변화한다. 또한 전류 밀도(J)는, 필라멘트 전력(캐소드 온도)의 변화에 수반하여 변화한다. 따라서, 캐소드(222)의 열화 상태에 맞추어, 원하는 전류 밀도(J)가 얻어지는 이미션 전류(Ie)와 그 최적 필라멘트 전력(캐소드 최적 동작 온도)을 구할 필요가 생긴다. 그러나 상술한 바와 같이, 원하는 전류 밀도(J)가 얻어지는 이미션 전류(Ie)와 필라멘트 전력(캐소드 동작 온도)의 최적화에는 시간이 걸린다. 따라서 실시예에서는, 이하와 같이 각 공정을 실시함으로써 이러한 시간을 단축한다.
도 4는, 실시예에서의 묘화 방법의 주요부 공정을 나타낸 순서도이다. 도 4에서, 실시예에서의 묘화 방법은, 캐소드의 동작 온도 조정 방법이 되는 각 공정과, 묘화 공정(S130)을 실시한다. 캐소드의 동작 온도 조정 방법은, 그 내부 공정으로서, 최대 이미션 전류(Ie(max))와 최소 이미션 전류(Ie(min)) 입력 공정(S102)과, 최대 이미션 전류(Ie(max))에서의 동작 온도 측정 공정(S104)과, 최소 이미션 전류(Ie(min))에서의 동작 온도 측정 공정(S106)과, 이미션 전류(Ie)－동작 온도 상관식 취득 공정(S108)과, 초기값 설정 공정(S110)과, 전류 밀도(J) 측정 공정(S112)과, 판정 공정(S114)과, 이미션 전류(Ie) 변경(설정) 공정(S116)과, 판정 공정(S118)과, 동작 온도(필라멘트 전력(W)) 취득 공정(S120)과, 판정 공정(S122)과, 동작 온도(필라멘트 전력(W)) 변경(설정) 공정(S124)과, 광축 조정 공정(S126)이라고 하는 일련의 공정을 실시한다.
최대 이미션 전류(Ie(max))와 최소 이미션 전류(Ie(min)) 입력 공정(S102)으로서, 이미션 전류(Ie) 설정부(50)는, 허용되는 최대 이미션 전류(Ie(max))와 최소 이미션 전류(Ie(min))의 값을 입력한다.
최대 이미션 전류(Ie(max))에서의 동작 온도 측정 공정(S104)으로서, 이미션 전류(Ie) 설정부(50)는, 입력된 최대 이미션 전류(Ie(max))를 목표값으로서 설정한다. 그리고, 허용되는 최대 이미션 전류값(Ie(max))에 있어서 바이어스 전압이 포화되는 캐소드의 동작 온도(필라멘트 전력(W))를 측정한다. 구체적으로, 가속 전압(VA) 제어부(68)에 의해 제어된 가속 전압 전원 회로(236)가, 캐소드(222)와 애노드(226) 간에 가속 전압을 인가한다. 그리고, 필라멘트 전력(W) 제어부(70)에 의해 제어된 필라멘트 전력 공급 회로(231)로부터 캐소드(222)에 필라멘트 전력(W)을 공급한다. 이러한 상태에서, 바이어스 전압(VB) 제어부(69)에 의해 제어된 바이어스 전압 전원 회로(234)는, 전류계(238)에서 검출되는 전류값이 최대 이미션 전류(Ie(max))가 되도록, 웨넬트(224)에 인가하는 음의 바이어스 전압을 조정한다. 필라멘트 전력(W)과 바이어스 전압을 각각 가변으로 하여, 바이어스 전압이 포화될 때까지, 전류계(238)에서 검출되는 전류값이 최대 이미션 전류(Ie(max))가 되는 필라멘트 전력(W)과 바이어스 전압의 조를 순차적으로 측정한다.
도 5는, 실시예에서의 최대 이미션 전류(Ie(max))와 최소 이미션 전류(Ie(min))에서의 바이어스 전압과 캐소드 온도(필라멘트 전력(W))의 관계를 나타낸 그래프이다. 필라멘트 전력(W)과 바이어스 전압을 각각 가변으로 하여, 최대 이미션 전류(Ie(max))가 되는 필라멘트 전력(W)과 바이어스 전압의 조를 순차적으로 측정하면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 캐소드 온도(필라멘트 전력(W))가 어느 온도(전력) 이상에 대해서는 캐소드 온도(필라멘트 전력(W))에 관계없이 바이어스 전압이 포화된다. 이러한 최대 이미션 전류(Ie(max))에서의 캐소드의 최적 동작 온도(필라멘트 전력(WI(max)))는, 필라멘트 전력을 서서히 올렸을 때의 최대 바이어스 전압의 예를 들면 99.6%의 값의 시점의 필라멘트 전력(캐소드 온도)으로 정의할 수 있다.
최소 이미션 전류(Ie(min))에서의 동작 온도 측정 공정(S106)으로서, 이미션 전류(Ie) 설정부(50)는, 입력된 최소 이미션 전류(Ie(min))를 목표값으로서 설정한다. 그리고, 허용되는 최소 이미션 전류값(Ie(min))에 있어서 바이어스 전압이 포화되는 캐소드의 동작 온도(필라멘트 전력(W))를 측정한다. 구체적으로, 가속 전압(VA) 제어부(68)에 의해 제어된 가속 전압 전원 회로(236)가, 캐소드(222)와 애노드(226) 간에 가속 전압을 인가한다. 그리고, 필라멘트 전력(W) 제어부(70)에 의해 제어된 필라멘트 전력 공급 회로(231)로부터 캐소드(222)에 필라멘트 전력(W)을 공급한다. 이러한 상태에서, 바이어스 전압(VB) 제어부(69)에 의해 제어된 바이어스 전압 전원 회로(234)는, 전류계(238)에서 검출되는 전류값이 최소 이미션 전류(Ie(min))가 되도록, 웨넬트(224)에 인가하는 음의 바이어스 전압을 조정한다. 필라멘트 전력(W)과 바이어스 전압을 각각 가변으로 하여, 바이어스 전압이 포화될 때까지, 전류계(238)에서 검출되는 전류값이 최소 이미션 전류(Ie(min))가 되는 필라멘트 전력(W)과 바이어스 전압의 조를 순차적으로 측정한다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 캐소드 온도(필라멘트 전력(W))가 어느 온도(전력) 이상에 대해서는 캐소드 온도(필라멘트 전력(W))에 관계없이 바이어스 전압이 포화된다. 이러한 최소 이미션 전류(Ie(min))에서의 캐소드의 최적 동작 온도(필라멘트 전력(WI(min)))는, 필라멘트 전력을 서서히 올렸을 때의 최대 바이어스 전압의 예를 들면 99.6%의 값의 시점의 필라멘트 전력(캐소드 온도)으로 정의할 수 있다.
이미션 전류(Ie)－동작 온도 상관식 취득 공정(S108)으로서, 근사 연산부(54)는, 이미션 전류값과, 이미션 전류에 있어서 바이어스 전압이 포화되는 캐소드의 동작 온도와의 상관 관계를 근사한 근사식을 취득한다. 근사식은, 최대 이미션 전류값에 대응하는 캐소드의 동작 온도와 최소 이미션 전류값에 대응하는 캐소드의 동작 온도를 이용하여 취득된다.
도 6은, 실시예에서의 이미션 전류(Ie)와 동작 온도와의 상관의 일례를 나타낸 그래프이다. 도 6에서 종축에 캐소드 온도(필라멘트 전력(W))를 나타낸다. 횡축에 이미션 전류(Ie)를 나타낸다. 실시예에서는, 도 6에 나타낸 바와 같이 최대 이미션 전류(Ie(max))와 최소 이미션 전류(Ie(min))의 2 점의 양 이미션 전류값(Ie)에 대응하는 캐소드의 동작 온도(필라멘트 전력(W))의 측정 결과를 피팅하여 얻어지는 1 차 다항식에 의해 근사식(1)을 정의한다.
(1) W = a ˙ Ie ＋ b
얻어진 근사식(1) 혹은 근사식(1)의 계수(a, b)는 기억 장치(140)(기억부)에 기억된다. 실시예에서는, 최대 이미션 전류(Ie(max))와 최소 이미션 전류(Ie(min))의 2 점에서 근사 하므로, 수많은 이미션 전류(Ie)에서의 캐소드의 최적 동작 온도를 측정하는 것을 회피할 수 있다. 캐소드의 최적 동작 온도를 최적화하는 이미션 전류(Ie)의 수를 줄임으로써, 측정 시간을 단축할 수 있다. 이러한 근사식(1)을 캐소드(222)의 열화 상태에 따라 취득하면, 그 시점에서의 이미션 전류(Ie)와 동작 온도의 상관식을 보다 단시간에 취득할 수 있다.
초기값 설정 공정(S110)으로서, 이미션 전류(Ie) 설정부(50)는, 이미션 전류(Ie)의 초기값(제1 번째(n = 1)의 이미션 전류(Ie))를 설정한다. 이미션 전류(Ie)의 초기값은, 원하는 전류 밀도(J)에 상당할 것이라고 경험적으로 예상되는 값으로 하면 적합하다. 단, 이에 한정되지 않고, 예를 들면 최소 이미션 전류(Ie(min)) 혹은 최대 이미션 전류(Ie(max))로 설정해도 된다. 마찬가지로, 필라멘트 전력(W) 설정부(52)는, 이미션 전류(Ie)의 초기값에 대응하는 캐소드의 동작 온도(필라멘트 전력(W))의 초기값(제1 번째 (n = 1)의 필라멘트 전력(W))을 설정한다. 캐소드의 동작 온도(필라멘트 전력(W))의 초기값은, 상술한 근사식(1)에 이미션 전류(Ie)의 초기값을 대입하여 산출하면 된다.
전류 밀도(J) 측정 공정(S112)으로서, 제 n 번째(n은 자연수)의 이미션 전류값과 캐소드(222)의 제 n 번째의 동작 온도가 전자총 장치에 설정된 상태에서, 캐소드(222)로부터 방출된 전자빔의 전류 밀도(J)를 측정한다. 여기서는, 우선 이미션 전류값의 초기값(n = 1)과 캐소드의 동작 온도(필라멘트 전력(W))의 초기값(n = 1)이 전자총 장치에 설정된 상태에서, 캐소드(222)로부터 방출된 전자빔의 전류 밀도(J)를 측정한다. 구체적으로, 가속 전압(VA) 제어부(68)에 의해 제어된 가속 전압 전원 회로(236)가, 캐소드(222)와 애노드(226) 간에 가속 전압을 인가한다. 그리고, 필라멘트 전력(W) 제어부(70)에 의해 제어된 필라멘트 전력 공급 회로(231)로부터 캐소드(222)에 필라멘트 전력(W)의 초기값(n = 1)을 공급한다. 이러한 상태에서, 바이어스 전압(VB) 제어부(69)에 의해 제어된 바이어스 전압 전원 회로(234)는, 전류계(238)에서 검출되는 전류값이 이미션 전류값의 초기값(n = 1)이 되도록, 웨넬트(224)에 인가하는 음의 바이어스 전압을 조정한다. 이상과 같이 하여, 전자총(201)으로부터 전자빔(200)을 방출한다. 그리고, 전류 밀도 측정부(242)는 전자빔(200)의 전류 밀도(J)를 측정한다. 즉, 개구 사이즈가 정해져 있는 제1 성형 애퍼처(203)를 통과한 모든 빔을 패러데이 컵(209)으로 받는다. 구체적으로, 전자총(201)으로부터 조사된 전자빔(200)은, 조명 렌즈(202)에 의해 제1 성형 애퍼처(203) 상에 조명된다. 그리고, 제1 성형 애퍼처(203)를 통과한 제1 성형 애퍼처(203) 상이 제2 성형 애퍼처(206)에 차폐되지 않도록 성형 편향기(205)로 전자빔(200)을 편향한다. 그리고, 제2 성형 애퍼처(206)를 통과한 모든 빔의 빔 전류를 패러데이 컵(209)으로 측정한다. 그리고, 패러데이 컵(209)의 출력이 전류 밀도 측정부(242)에 송신된다. 그리고, 전류 밀도 측정부(242)에서 제1 성형 애퍼처 전류값을 제1 성형 애퍼처(203)의 개구 면적으로 나눔으로써 전류 밀도(J)를 산출한다. 제1 성형 애퍼처 전류를 측정함으로써, 성형 렌즈(204) 또는 성형 편향기(205)의 변동(잡음)이 전류 밀도 산출 정밀도에 악영향을 미치는 것을 회피할 수 있다.
여기서 상술한 예에서는, 제1 성형 애퍼처(203)를 통과한 모든 빔으로부터 전류 밀도(J)를 산출하고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 성형 애퍼처(203)와 제2 성형 애퍼처(206)에 의해 예를 들면 1 μm 각의 빔을 성형한다. 그리고, 그 성형된 빔을 패러데이 컵(209)으로 측정하도록 해도 된다. 그리고, 성형된 면적으로 빔 전류값을 나누면 전류 밀도(J)를 구할 수 있다. 이와 같이, 성형되는 면적을 미리 결정하면 전류 밀도(J)를 측정할 수 있다.
판정 공정(S114)으로서, 판정부(56)는, 측정된 전류 밀도가 허용 범위 내인지 여부를 판정한다. 전류 밀도가 허용 범위 내가 아닐 경우, 이미션 전류(Ie) 변경(설정) 공정(S116)으로 진행된다. 전류 밀도가 허용 범위 내일 경우, 묘화 공정(S130)으로 진행된다.
이미션 전류(Ie) 변경(설정) 공정(S116)으로서, 전류 밀도가 허용 범위 내가 아닐 경우, 설정된 제 n 번째의 이미션 전류값을 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값으로 변경한다. 초기값(n = 1)이 설정되어 있을 경우에는, 제2 번째의 이미션 전류값으로 변경한다.
판정 공정(S118)으로서, 판정부(60)는, 변경된 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값이 허용치 내인지 여부를 판정한다. 통상, 제2 번째의 이미션 전류값은 허용치 내에 들어가도록 이미션 전류값을 가변 제어하는데, 반복 변경함으로써, 머지 않아 변경된 이미션 전류값이 허용치로부터 벗어나는 경우도 있을 수 있다. 변경된 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값이 허용치 내가 아닐 경우에는, NG로서 처리를 종료한다. 그리고 예를 들면, 캐소드(222)의 교환을 행한다. 변경된 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값이 허용치 내일 경우, 동작 온도(필라멘트 전력(W)) 취득 공정(S120)으로 진행된다.
동작 온도(필라멘트 전력(W)) 취득 공정(S120)으로서, 필라멘트 전력(W) 연산부(62)는, 근사식(1)을 이용하여, 변경된 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값에 대응하는 캐소드의 제 n ＋ 1 번째의 동작 온도를 연산한다. 필라멘트 전력(W) 연산부(62)는, 기억 장치(140)로부터 근사식(1) 혹은 계수(a, b)를 독출하여, 근사식(1)에 변경된 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값(Ie)을 대입함으로써 필라멘트 전력(W)을 연산할 수 있다. 이상과 같이, 실시예에 따르면, 근사식(1)으로부터 즉시 필라멘트 전력(W)을 연산할 수 있다. 따라서 종래와 같이, 이미션 전류값(Ie)을 변경할 때마다, 바이어스 전압과 필라멘트 전력(W)의 조를 구하는 측정을 반복하여 행하여, 바이어스 전압의 포화 곡선을 구할 필요를 없앨 수 있다. 따라서, 이미션 전류값(Ie)을 변경할 때마다, 단시간에 필라멘트 전력(W)의 최적화를 도모할 수 있다.
판정 공정(S122)으로서, 판정부(64)는, 연산된 캐소드의 동작 온도(필라멘트 전력(W))가 허용치 내인지 여부를 판정한다. 통상, 연산된 제2 번째의 필라멘트 전력(W)은 허용치 내에 들어간다고 예상되는데, 이미션 전류를 반복하여 변경함으로써, 머지 않아 대응하는 동작 온도(필라멘트 전력(W))가 허용치로부터 벗어나는 경우도 있을 수 있다. 연산된 동작 온도(필라멘트 전력(W))가 허용치 내가 아닐 경우에는, NG로서 처리를 종료한다. 캐소드(222)의 동작 온도는, 허용치 내의 범위에서 조정된다. 그리고 예를 들면, 캐소드(222)의 교환을 행한다. 연산된 동작 온도(필라멘트 전력(W))가 허용치 내일 경우, 동작 온도(필라멘트 전력(W)) 변경(설정) 공정(S124)으로 진행된다.
동작 온도(필라멘트 전력(W)) 변경(설정) 공정(S124)으로서, 필라멘트 전력(W) 변경부(66)(동작 온도 설정 변경부)는, 현재 설정되어 있는 제 n 번째의 동작 온도(필라멘트 전력(W))를 연산된 캐소드(222)의 동작 온도(필라멘트 전력(W))로 변경하고, 캐소드(222)의 제 n ＋ 1 번째의 동작 온도(필라멘트 전력(W))로서 설정한다.
광축 조정 공정(S126)으로서, 이미션 전류와 동작 온도(필라멘트 전력(W))를 변경한 것에 수반하는 광축의 어긋남을 필요에 따라 조정한다.
그리고, 전류 밀도(J) 측정 공정(S112)으로 돌아와, 판정 공정(S114)에서 측정된 전류 밀도가 허용 범위 내가 될 때까지, 전류 밀도(J) 측정 공정(S112)으로부터 광축 조정 공정(S126)까지의 각 공정을 반복한다. 그리고, 전류 밀도가 허용 범위 내에 들어간 후, 묘화 공정(S130)으로 진행된다.
묘화 공정(S130)으로서, 묘화부(150)는, 허용 범위 내의 전류 밀도의 전자빔을 이용하여 시료(101)에 패턴을 묘화한다. 구체적으로, 이하와 같이 동작한다. 우선, 묘화 데이터 처리부(122)에 의해, 도시하지 않은 묘화 데이터를 입력하여, 이러한 묘화 데이터에 대하여, 복수 단의 데이터 변환 처리를 행하여 장치 고유의 샷 데이터를 생성한다. 여기서 묘화 데이터에는, 통상, 복수의 도형 패턴이 정의된다. 묘화 장치(100)로 도형 패턴을 묘화하기 위해서는, 1 회의 빔의 샷으로 조사할 수 있는 사이즈로 각 도형 패턴을 분할할 필요가 있다. 따라서, 묘화 데이터 처리부(122) 내에서는, 실제로 묘화하기 위하여, 각 도형 패턴을 1 회의 빔의 샷으로 조사할 수 있는 사이즈로 분할하여 샷 도형을 생성한다. 그리고, 샷 도형마다 샷 데이터를 생성한다. 샷 데이터에는, 예를 들면 도형 종류, 도형 사이즈 및 조사 위치와 같은 도형 데이터가 정의된다. 그 외에, 조사량(조사 시간) 데이터 등이 정의된다. 생성된 샷 데이터는 도시하지 않은 기억 장치에 기억된다. 묘화 제어부(124)에 제어 회로(130)를 개재하여 제어된 묘화부(150)는, 이러한 샷 데이터에 따라, 이하와 같이 동작한다.
전자총(201) 내에서는, 웨넬트(224)에 음의 웨넬트 전압(바이어스 전압)이 인가되고, 캐소드(222)에 일정한 음의 가속 전압이 인가된 상태에서, 캐소드(222)를 설정된 동작 온도(필라멘트 전력(W))로 가열하면, 캐소드(222)로부터 전자(전자군)가 방출되고, 방출 전자(전자군)는 가속 전압에 의해 가속되어 전자빔이 되어 애노드(226)를 향해 나아간다. 이에 의해 전자빔(200)이 전자총(201)으로부터 방출된다. 웨넬트(224)에 인가되는 바이어스 전압은, 설정된 이미션 전류가 흐르도록 바이어스 전압 전원 회로(234)에 의해 가변 제어된다.
전자총(201)(방출부)으로부터 방출된 전자빔(200)은, 조명 렌즈(202)에 의해 직사각형의 홀을 가지는 제1 애퍼처(203) 전체를 조명한다. 여기서, 전자빔(200)을 우선 직사각형으로 성형한다. 그리고, 제1 애퍼처(203)를 통과한 제1 애퍼처 상(像)의 전자빔(200)은, 투영 렌즈(204)에 의해 제2 애퍼처(206) 상에 투영된다. 성형 편향기(205)에 의해, 이러한 제2 애퍼처(206) 상에서의 제1 애퍼처 상은 편향 제어되고, 빔 형상과 치수를 변화시킬(가변 성형시킬) 수 있다. 그리고, 제2 애퍼처(206)를 통과한 제2 애퍼처 상의 전자빔(200)은, 대물 렌즈(207)에 의해 초점을 맞추고, 주편향기(214) 및 부편향기(212)에 의해 편향되어, 연속적으로 이동하는 XY 스테이지(105)에 배치된 시료의 원하는 위치에 조사된다. 도 1에서는, 위치 편향에 주부 2 단의 다단 편향을 이용한 경우를 나타내고 있다. 이러한 경우에는, 시료의 묘화 영역이 직사각형 형상으로 분할된 스트라이프 영역을 더 가상 분할한 서브 필드(SF)의 기준 위치에 주편향기(214)에 의해 스테이지 이동에 추종하면서 해당 샷의 전자빔(200)을 편향하고, 부편향기(212)로 SF 내의 각 조사 위치에 이러한 해당 샷의 빔을 편향하면 된다.
묘화 공정(S130) 이후는, 정기적으로 전류 밀도(J) 측정 공정(S112)으로 돌아와, 판정 공정(S114)에서 측정된 전류 밀도가 허용 범위 내가 될 때까지, 전류 밀도(J) 측정 공정(S112)으로부터 광축 조정 공정(S126)까지의 각 공정을 반복하면 된다. 그리고, 전류 밀도가 허용 범위 내에 들어간 후, 그 후의 묘화 공정(S130)으로 진행되면 된다. 또한 묘화 공정(S130)을 복수 회 행한 후에, 전류 밀도 조정을 행했을 시, 판정 공정(S118) 혹은 판정 공정(S122)에서 변경된 이미션 전류값 혹은 필라멘트 전력이 허용치로부터 벗어날 때까지 판정 공정(S114)에서 측정된 전류 밀도가 허용 범위 내에 들어가지 않는 경우도 있을 수 있다. 이러한 경우에는, 캐소드(222)의 열화가 진행되어 근사식(1)이 성립되어 있지 않을 가능성이 있다. 그 경우에는, 재차 도 4의 각 공정을 실시해도 된다. 이와 같이, 캐소드(222)가 사용 불가가 될 때까지, 캐소드(222)의 열화 상태에 맞추어, 도 4의 각 공정을 실시하면 된다.
이상과 같이, 실시예에 따르면, 이미션 전류를 조정할 시의 전자총의 캐소드의 최적 동작 온도의 최적화를 단시간에 실시할 수 있다. 따라서, 원하는 전류 밀도를 얻을 시의 조정 시간을 단축할 수 있다.
이상, 구체예를 참조하여 실시예에 대하여 설명했다. 그러나, 본 발명은 이들 구체예에 한정되지 않는다. 선별된 캐소드를 탑재하는 전자빔 장치는 묘화 장치에 한정되지 않고, 전자 현미경 등의 그 외의 전자빔 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 캐소드 재료로서 6 붕화 란탄(LaB6) 결정을 이용하면 적합하다. LaB6 결정 외에도, 텅스텐(W), 6 붕화 세륨(CeB6) 등, 그 외의 열전자 방출 재료에도 적용할 수 있다.
또한, 장치 구성 또는 제어 방법 등 본 발명의 설명에 직접 필요하지 않은 부분 등에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요로 하는 장치 구성 또는 제어 방법을 적절히 선택하여 이용할 수 있다. 예를 들면, 묘화 장치(100)를 제어하는 제어부 구성에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요로 하는 제어부 구성을 적절히 선택하여 이용하는 것은 말할 필요도 없다.
그 외에, 본 발명의 요소를 구비하고, 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 전자빔 묘화 장치, 전자빔 묘화 방법 및 캐소드의 동작 온도 조정 방법은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (11)

  1. 캐소드를 이용한 전자빔원에서의 이미션 전류값과, 상기 이미션 전류에 있어서 바이어스 전압이 포화되는 상기 캐소드의 동작 온도와의 상관 관계를 근사한 근사식을 취득하는 단계와,
    제 n 번째(n은 자연수)의 이미션 전류값과 상기 캐소드의 제 n 번째의 동작 온도가 상기 전자빔원에 설정된 상태에서, 상기 캐소드로부터 방출된 전자빔의 전류 밀도를 측정하는 단계와,
    측정된 전류 밀도가 허용 범위 내인지 여부를 판정하는 단계와,
    상기 전류 밀도가 허용 범위 내가 아닐 경우, 설정된 상기 제 n 번째의 이미션 전류값을 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값으로 변경하는 단계와,
    상기 근사식을 이용하여, 상기 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값에 대응하는 캐소드의 동작 온도를 연산하고, 캐소드의 제 n ＋ 1 번째의 동작 온도로서 상기 전자빔원에 설정하는 단계와,
    허용되는 최대 이미션 전류값에 있어서 바이어스 전압이 포화되는 캐소드의 동작 온도를 측정하는 단계와,
    허용되는 최소 이미션 전류값에 있어서 바이어스 전압이 포화되는 캐소드의 동작 온도를 측정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 근사식은, 상기 최대 이미션 전류값에 대응하는 캐소드의 동작 온도와 상기 최소 이미션 전류값에 대응하는 캐소드의 동작 온도를 이용하여 취득되는 것을 특징으로 하는 캐소드의 동작 온도 조정 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    연산된 캐소드의 동작 온도가 허용치 내인지 여부를 판정하는 단계를 더 가지고,
    상기 캐소드의 동작 온도는 허용치 내의 범위에서 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 근사식은, 양 이미션 전류값에 대응하는 캐소드의 동작 온도의 측정 결과를 피팅하여 얻어지는 1 차 다항식에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    허용되는 최대 이미션 전류와 최소 이미션 전류의 값을 입력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    변경된 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값이 허용치 내인지 여부를 판정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 캐소드를 이용한 전자빔원과,
    상기 전자빔원에서의 이미션 전류값과, 상기 이미션 전류에 있어서 바이어스 전압이 포화되는 캐소드의 동작 온도와의 상관 관계를 근사한 근사식 혹은 상기 근사식의 계수를 기억하는 기억부와,
    제 n 번째의 이미션 전류값과 캐소드의 제 n 번째의 동작 온도가 상기 전자빔원에 설정된 상태에서 상기 캐소드로부터 방출된 전자빔의 전류 밀도가 허용 범위 내인지 여부를 판정하는 판정부와,
    상기 전류 밀도가 허용 범위 내가 아닐 경우, 설정된 상기 제 n 번째의 이미션 전류값을 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값으로 변경하는 이미션 전류 설정 변경부와,
    상기 근사식을 이용하여, 상기 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값에 대응하는 캐소드의 동작 온도를 취득하는 취득부와,
    설정된 상기 제 n 번째의 동작 온도를, 취득된 동작 온도로 제 n ＋ 1 번째의 동작 온도로서 변경하는 동작 온도 설정 변경부와,
    상기 허용 범위 내의 전류 밀도의 전자빔을 이용하여 시료에 패턴을 묘화하는 묘화부와,
    최대 이미션 전류값에 대응하는 캐소드의 동작 온도와 최소 이미션 전류값에 대응하는 캐소드의 동작 온도를 이용하여 상기 근사식을 연산하는 근사 연산부
    를 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔 묘화 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    허용되는 상기 최대 이미션 전류 값과 상기 최소 이미션 전류 값을 입력하고, 상기 최대 이미션 전류의 값과 상기 최소 이미션 전류의 값 중 적어도 1 개를 목표값으로서 설정하는 설정부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    취득된 캐소드의 동작 온도가 허용치 내인지 여부를 판정하는 제2 판정부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 캐소드를 이용한 전자빔원과,
    상기 전자빔원에서의 이미션 전류값과, 상기 이미션 전류에 있어서 바이어스 전압이 포화되는 캐소드의 동작 온도와의 상관 관계를 근사한 근사식 혹은 상기 근사식의 계수를 기억하는 기억 수단과,
    제 n 번째의 이미션 전류값과 캐소드의 제 n 번째의 동작 온도가 상기 전자빔원에 설정된 상태에서 상기 캐소드로부터 방출된 전자빔의 전류 밀도가 허용 범위 내인지 여부를 판정하는 판정 수단과,
    상기 전류 밀도가 허용 범위 내가 아닐 경우, 설정된 상기 제 n 번째의 이미션 전류값을 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값으로 변경하는 이미션 전류 설정 변경 수단과,
    상기 근사식을 이용하여, 상기 제 n ＋ 1 번째의 이미션 전류값에 대응하는 캐소드의 동작 온도를 취득하는 취득 수단과,
    설정된 상기 제 n 번째의 동작 온도를, 취득된 동작 온도로 제 n ＋ 1 번째의 동작 온도로서 변경하는 동작 온도 설정 변경 수단과,
    상기 허용 범위 내의 전류 밀도의 전자빔을 이용하여 시료에 패턴을 묘화하는 묘화 수단과,
    최대 이미션 전류값에 대응하는 캐소드의 동작 온도와 최소 이미션 전류값에 대응하는 캐소드의 동작 온도를 이용하여 상기 근사식을 연산하는 근사 연산 수단
    을 구비한 것을 특징으로 하는 전자빔 묘화 장치.
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