KR101598154B1 - 멀티 하전 입자빔 묘화 장치 - Google Patents

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무네히로 오가사와라
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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

멀티 하전 입자빔 묘화 장치는, 시료를 재치하는 스테이지와, 하전 입자빔을 방출하는 방출부와, 복수의 개구부가 형성되고, 상기 복수의 개구부 전체가 포함되는 개구부 형성 영역에 상기 하전 입자빔의 조사를 받아, 상기 복수의 개구부를 상기 하전 입자빔의 일부가 각각 통과함으로써 멀티빔을 형성하는 애퍼처 부재와, 자장이 반대 방향인 복수의 전자 렌즈와, 각 전자 렌즈의 자장 중에 적어도 1개씩 배치되고, 1개 이상이 멀티빔을 상기 시료 상으로 일괄하여 편향하는 편향기를 겸한 3개 이상의 정전 렌즈를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

멀티 하전 입자빔 묘화 장치{MULTI CHARGED PARTICLE BEAM WRITING DEVICE}
본 발명은, 멀티 하전 입자빔 묘화 장치에 관한 것으로, 예를 들면 스테이지 상의 시료에 멀티빔을 조사함으로써 패턴을 묘화하는 방법에 관한 것이다.
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. 여기서, 전자선(전자빔) 묘화 기술은 본질적으로 뛰어난 해상성을 가지고 있어, 웨이퍼 등에 전자선을 사용하여 묘화하는 것이 행해지고 있다.
예를 들면 멀티빔을 사용한 묘화 장치가 있다. 1개의 전자빔으로 묘화할 경우에 비해, 멀티빔을 이용함으로써 한 번에 많은 빔을 조사할 수 있으므로 스루풋을 큰 폭으로 향상시킬 수 있다. 이러한 멀티빔 방식의 묘화 장치에서는, 예를 들면 전자총으로부터 방출된 전자빔을 복수의 홀을 가진 마스크에 통과시켜 멀티빔을 형성하고, 각각 블랭킹(blanking) 제어되고, 차폐되지 않은 각 빔이 시료 상의 원하는 위치로 조사된다(예를 들면 일본특허공개공보 2006-261342호 참조).
전자빔 묘화 장치에서는, 각 샷의 빔을 대물 렌즈로 시료면 상에 초점을 맞추고, 또한 예를 들면 정전 렌즈를 사용하여, 시료면의 요철(凹凸)에 대응하도록 묘화 중에 동적으로 초점 보정(다이내믹 포커스(dynamic focus))을 행하고 있다. 그러나, 다이내믹 포커스를 행하면, 시료면 상에서 빔 이미지에 회전 변동을 발생시킨다. 또한, 배율 변동을 발생시킨다. 이러한 문제에 의해, 묘화 위치 정밀도가 열화된다. 싱글빔 방식에서는, 빔 개수가 1개이므로, 1개의 샷에 대하여 회전과 배율 변동이 발생하기 때문에, 위치 오차로서는, 그다지 큰 오차가 되지는 않는 경우가 많다. 그러나 싱글빔 방식과는 달리 멀티빔 방식에서는, 1회의 샷으로 동시에 조사되는 빔 개수가 많기 때문에, 멀티빔 전체에 회전과 배율 변동이 발생하면, 묘화 위치 오차로서는 허용할 수 없는 것이 될 수 있다. 이 때문에, 이러한 다이내믹 포커스에 의존하는 이미지의 회전과 배율 변동을 최대한 저감시키는 것이 요구된다. 그러나, 이러한 보정을 수많은 광학 기기를 이용하여 행하게 되면, 전자 경통 내에서의 설치 공간이 부족해진다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은, 멀티빔 묘화를 행할 경우에 초점 보정과 이미지의 회전 억제와 배율 변동 억제를 행하면서, 광학 기기의 설치에 필요한 공간을 저감시키는 것이 가능한 묘화 장치를 제공한다.
본 발명의 일태양의 멀티 하전 입자빔 묘화 장치는,
시료를 재치(載置)하는 스테이지와,
하전 입자빔을 방출하는 방출부와,
복수의 개구부가 형성되고, 복수의 개구부 전체가 포함되는 개구부 형성 영역에 하전 입자빔의 조사를 받아, 복수의 개구부를 하전 입자빔의 일부가 각각 통과함으로써 멀티빔을 형성하는 애퍼처 부재와,
자장이 반대 방향인 복수의 전자 렌즈와,
각 전자 렌즈의 자장 내에서 적어도 1개씩 배치되고, 1개 이상이 멀티빔을 시료 상으로 일괄하여 편향하는 편향기를 겸한 3개 이상의 정전 렌즈
를 구비한 것을 특징으로 한다.
도 1은 실시예 1에서의 묘화 장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 2a와 도 2b는 실시예 1에서의 애퍼처 부재의 구성을 도시한 개념도이다.
도 3은 실시예 1에서의 블랭킹 플레이트의 구성을 도시한 개념도이다.
도 4a ~ 도 4c는 실시예 1에서의 묘화 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 실시예 1에서의 전자 렌즈와 정전 렌즈의 배치 위치의 일례를 도시한 도이다.
도 6은 실시예 1에서의 정전 렌즈의 일례를 도시한 구성도이다.
도 7은 실시예 1에서의 정전 렌즈의 다른 일례를 도시한 구성도이다.
도 8은 실시예 1에서의 편향기를 겸한 정전 렌즈의 일례를 도시한 상면도이다.
도 9는 실시예 1에서의 3개의 정전 렌즈에서 전압을 가변으로 했을 시의 이미지의 회전 변동과 배율 변동의 일례를 나타낸 도이다.
도 10은 실시예 1에서의 3개의 정전 렌즈에서 전압을 가변으로 했을 시의 이미지의 회전 변동과 배율 변동의 일례를 나타낸 도이다.
도 11은 실시예 1에서의 3개의 정전 렌즈에서 전압을 가변으로 했을 시의 이미지의 회전 변동과 배율 변동의 다른 일례를 나타낸 도이다.
도 12a와 도 12b는 실시예 1에서의 3단의 정전 렌즈의 효과의 일례를 설명하기 위한 개념도이다.
도 13a와 도 13b는 실시예 3에서의 3단의 정전 렌즈의 효과의 다른 일례를 설명하기 위한 개념도이다.
도 14는 실시예 2에서의 묘화 장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 15는 전자 렌즈와 정전 렌즈의 배치 관계를 도시한 도이다.
이하 실시예에서는, 하전 입자빔의 일례로서, 전자빔을 이용한 구성에 대하여 설명한다. 단, 하전 입자빔은 전자빔에 한정되지 않고, 이온빔 등의 하전 입자를 이용한 빔이어도 상관없다.
또한, 이하 실시예에서는, 멀티빔 묘화를 행할 경우에 초점 보정과 이미지의 회전 억제와 배율 변동 억제를 행하면서, 광학 기기의 설치에 필요한 공간을 저감시키는 것이 가능한 묘화 장치에 대하여 설명한다.
실시예 1.
도 1은, 실시예 1에서의 묘화 장치의 구성을 도시한 개념도이다. 도 1에서, 묘화 장치(100)는 묘화부(150)와 제어부(160)를 구비하고 있다. 묘화 장치(100)는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치의 일례이다. 묘화부(150)는 전자 경통(102)과 묘화실(103)을 구비하고 있다. 전자 경통(102) 내에는 전자총(201), 조명 렌즈(202), 애퍼처 부재(203), 블랭킹 플레이트(204), 축소 렌즈(205), 제한 애퍼처 부재(206), 대물 렌즈(207) 및 3단의 정전 렌즈(212, 214, 216)가 배치되어 있다. 묘화실(103) 내에는 XY 스테이지(105)가 배치된다. XY 스테이지(105) 상에는, 묘화 시에는 묘화 대상 기판이 되는 마스크 등의 시료(101)가 배치된다. 시료(101)에는, 반도체 장치를 제조할 시의 노광용 마스크, 혹은 반도체 장치가 제조되는 반도체 기판(실리콘 웨이퍼) 등이 포함된다. 또한 시료(101)에는, 레지스터가 도포된, 아직 아무것도 묘화되어 있지 않은 마스크 블랭크스가 포함된다. XY 스테이지(105) 상에는, 레이저 측장용의 미러(106)가 배치된다. 또한, 묘화실(103) 상 혹은 묘화실(103) 상부에는, 시료(101)면의 높이 위치(Z 방향 위치)를 측정하기 위한 Z 센서가 배치된다. Z 센서는, 시료(101)면에 레이저 광을 조사하는 투광기(220)와, 시료(101)면으로부터 반사된 반사광을 수광하는 수광기(222)를 가지고 있다.
또한, 축소 렌즈(205)와 대물 렌즈(207)는 모두 전자 렌즈로 구성되고, 자장이 반대 방향에서 자장 여기의 크기가 동일해지도록 배치된다. 또한, 정전 렌즈(212, 216)는 축소 렌즈(205)의 자장 내에 배치된다. 정전 렌즈(214)는 대물 렌즈(207)의 자장 내에 배치된다. 정전 렌즈(212, 216)는 정전 렌즈의 초점 보정 범위를 크게 하기 위하여, 정전 렌즈(212, 216)는, 축소 렌즈(205)의 자장 내에 완전히 포함되는 위치에 배치되면 적합하다. 마찬가지로 정전 렌즈(214)는, 대물 렌즈(207)의 자장에 효율 좋게 작용시키기 위하여, 정전 렌즈(214)는, 대물 렌즈(207)의 자장 내에 완전히 포함되는 위치에 배치되면 적합하다.
제어부(160)는 제어 회로(110), 앰프(120, 122, 124), 자기 디스크 장치 등의 기억 장치(140) 및 레이저 측장기(130)를 가지고 있다. 제어 회로(110), 앰프(120, 122, 124), 기억 장치(140) 및 레이저 측장기(130)는 도시하지 않은 버스를 개재하여 서로 접속되어 있다.
여기서 도 1에서는, 실시예 1을 설명함에 있어서 필요한 구성을 기재하고 있다. 묘화 장치(100)에 있어서, 통상, 필요한 그 외의 구성을 구비하고 있어도 상관없다. 또한 도 1에서는, 축소 렌즈(205)측에 2개의 정전 렌즈(212, 216)가 배치되고, 대물 렌즈(207)측에 1개의 정전 렌즈(214)가 배치되는 경우를 도시했지만, 이에 한정되지 않는다. 축소 렌즈(205)측에 1개의 정전 렌즈가 배치되고, 대물 렌즈(207)측에 2개의 정전 렌즈가 배치되어도 된다. 또한 여기서는, 3개의 정전 렌즈를 배치하고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 정전 렌즈의 수는, 축소 렌즈(205)와 대물 렌즈(207)의 자장 내에 적어도 3개 이상 있으면 된다. 적어도 3개의 정전 렌즈를 이용하면, 초점 보정과 이미지의 회전 억제와 배율 변동 억제를 행할 수 있다. 그리고, 정전 렌즈의 수가 전체로 적어도 3 개 이상이 된다면, 축소 렌즈(205) 혹은 대물 렌즈(207)의 전자 렌즈의 자장 내에 정전 렌즈는 1개여도 된다. 축소 렌즈(205)와 대물 렌즈(207)에의 정전 렌즈의 배분수는, 일방에 1개 이상의 정전 렌즈가 배치되면 그 외에 한정되지는 않는다. 또한 도 1에서는, 축소 렌즈(205)와 대물 렌즈(207)의 배율이 n : 1이 되어 상이하지만, 자장 여기의 크기가 동일하고 자장이 반대 방향인 전자 렌즈의 조이면, 배율이, n : 1(n > 1 : n은 정수여도 정수가 아니어도 됨)이어도 되고, 1 : 1이어도 상관없다.
도 2a와 도 2b는, 실시예 1에서의 애퍼처 부재의 구성을 도시한 개념도이다. 도 2a에서, 애퍼처 부재(203)에는 종(y 방향) m 열 × 횡(x 방향) n 열(m, n ≥ 2)의 홀(개구부)(22)이 소정의 배열 피치로 매트릭스 형상으로 형성되어 있다. 도 2a에서는, 예를 들면 512 × 8 열의 홀(22)이 형성된다. 각 홀(22)은 모두 동일한 치수 형상의 직사각형으로 형성된다. 혹은 동일한 외경의 원형이어도 상관없다. 여기서는, y 방향의 각 열에 대하여, x 방향으로 A부터 H까지의 8 개의 홀(22)이 각각 형성되는 예가 도시되어 있다. 이들 복수의 홀(22)을 전자빔(200)의 일부가 각각 통과함으로써 멀티빔(20)이 형성되게 된다. 여기서는, 종횡(x, y 방향)이 모두 2 열 이상의 홀(22)이 배치된 예를 도시했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 종횡(x, y 방향) 어느 일방이 복수열이고 타방은 1열 뿐이어도 상관없다. 또한, 홀(22)의 배열의 방법은, 도 2a에 도시한 바와 같이, 종횡이 격자 형상으로 배치되는 경우에 한정되지 않는다. 도 2b에 도시한 바와 같이, 예를 들면 종 방향(y 방향) 1단째의 열과 2단째의 열의 홀끼리가, 횡 방향(x 방향)으로 치수(a)만큼 어긋나 배치되어도 된다. 마찬가지로, 종 방향(y 방향) 2단째의 열과 3단째의 열의 홀끼리가, 횡 방향(x 방향)으로 치수(b)만큼 어긋나 배치되어도 된다.
도 3은, 실시예 1에서의 블랭킹 플레이트의 구성을 도시한 개념도이다. 블랭킹 플레이트(204)에는, 애퍼처 부재(203)의 각 홀(22)의 배치 위치에 맞추어 통과홀이 형성되고, 각 통과홀에는, 쌍이 되는 2개의 전극(24, 26)의 조(블랭커 : 제1 편향기)가 각각 배치된다. 각 통과홀을 통과하는 전자빔(20)은, 각각 독립으로 이러한 쌍이 되는 2개의 전극(24, 26)에 인가되는 전압에 의해 편향된다. 이러한 편향에 의해 블랭킹 제어된다. 이와 같이, 복수의 블랭커가, 애퍼처 부재(203)의 복수의 홀(22)(개구부)을 통과한 멀티빔 중, 각각 대응하는 빔의 블랭킹 편향을 행한다.
전자총(201)(방출부)으로부터 방출된 전자빔(200)은, 조명 렌즈(202)에 의해 대략 수직으로 애퍼처 부재(203) 전체를 조명한다. 애퍼처 부재(203)에는 직사각형의 복수의 홀(개구부)이 형성되고, 전자빔(200)은 모든 복수의 홀이 포함되는 영역을 조명한다. 복수의 홀의 위치에 조사된 전자빔(200)의 각 일부가, 이러한 애퍼처 부재(203)의 복수의 홀을 각각 통과함으로써, 예를 들면 직사각형 형상의 복수의 전자빔(멀티빔)(20a ~ e)이 형성된다. 이러한 멀티빔(20a~e)은, 블랭킹 플레이트(204)의 각각 대응하는 블랭커(제1 편향기) 내를 통과한다. 이러한 블랭커는, 각각 개별로 통과하는 전자빔(20)을 편향한다(블랭킹 편향을 행한다). 그리고, 블랭킹 플레이트(204)를 통과한 멀티빔(20a ~ e)은 축소 렌즈(205)에 의해 축소되고, 제한 애퍼처 부재(206)에 형성된 중심의 홀을 향해 나아간다. 여기서, 블랭킹 플레이트(204)의 블랭커에 의해 편향된 전자빔(20)은, 제한 애퍼처 부재(206)(블랭킹 애퍼처 부재)의 중심의 홀로부터 위치가 빗나가고, 제한 애퍼처 부재(206)에 의해 차폐된다. 한편, 블랭킹 플레이트(204)의 블랭커에 의해 편향되지 않은 전자빔(20)은, 제한 애퍼처 부재(206)의 중심의 홀을 통과한다. 이러한 블랭커의 ON / OFF에 의해 블랭킹 제어가 행해지고, 빔의 ON / OFF가 제어된다. 이와 같이, 제한 애퍼처 부재(206)는, 복수의 블랭커에 의해 빔 OFF 상태가 되도록 편향된 각 빔을 차폐한다. 그리고, 빔 ON이 되고 나서 빔 OFF가 될 때까지 형성된, 제한 애퍼처 부재(206)를 통과한 빔에 의해 1 회분의 샷의 빔이 형성된다. 제한 애퍼처 부재(206)를 통과한 멀티빔(20)의 패턴 이미지는, 대물 렌즈(207)에 의해 초점이 맞춰지고, 편향기의 기능을 겸한 정전 렌즈(212, 214, 216) 중 적어도 1 개에 의해 일괄하여 편향되어, 시료(101) 상의 각각의 조사 위치에 조사된다.
묘화 장치(100)는, XY 스테이지(105)가 이동하면서 샷 빔을 연속하여 차례로 조사해 가는 래스터 스캔(raster scan) 방식으로 묘화 동작을 행하여, 원하는 패턴을 묘화하는 경우, 패턴에 따라 필요한 빔이 블랭킹 제어에 의해 빔 ON으로 제어된다.
도 4a ~ 도 4c는, 실시예 1에서의 묘화 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 도 4a에 도시한 바와 같이, 시료(101)의 묘화 영역(30)은, 예를 들면 y 방향을 향해 소정의 폭으로 사각형(短冊) 형상의 복수의 스트라이프 영역(32)으로 가상 분할된다. 이러한 각 스트라이프 영역(32)은 묘화 단위 영역이 된다. 우선, XY 스테이지(105)를 이동시켜, 제1 번째의 스트라이프 영역(32)의 좌단, 혹은 더 좌측의 위치에 1회의 멀티빔(20)의 조사로 조사 가능한 조사 영역(34)이 위치하도록 조정하고, 묘화가 개시된다. 제1 번째의 스트라이프 영역(32)을 묘화할 시에는, XY 스테이지(105)를 예를 들면 -x 방향으로 이동시킴으로써, 상대적으로 x 방향으로 묘화를 진행시킨다. XY 스테이지(105)는 소정의 속도로 예를 들면 연속 이동시킨다. 제1 번째의 스트라이프 영역(32)의 묘화 종료 후, 스테이지 위치를 -y 방향으로 이동시켜, 제2 번째의 스트라이프 영역(32)의 우단, 혹은 더 우측의 위치에 조사 영역(34)이 상대적으로 y 방향에 위치하도록 조정하고, 이번에는 도 4b에 도시한 바와 같이, XY 스테이지(105)를 예를 들면 x 방향으로 이동시킴으로써, -x 방향을 향해 마찬가지로 묘화를 행한다. 제3 번째의 스트라이프 영역(32)에서는, x 방향을 향해 묘화하고, 제 4 번째의 스트라이프 영역(32)에서는 -x 방향을 향해 묘화하는 것과 같이, 교호로 방향을 변경하면서 묘화함으로써 묘화 시간을 단축할 수 있다. 단, 이러한 교호로 방향을 변경하면서 묘화할 경우에 한정되지 않고, 각 스트라이프 영역(32)을 묘화할 시, 동일한 방향을 향해 묘화를 진행시키도록 해도 상관없다. 1회의 샷에서는, 도 4c에 도시한 바와 같이, 애퍼처 부재(203)의 각 홀(22)을 통과함으로써 형성된 멀티빔에 의해, 각 홀(22)과 동일한 수의 복수의 샷 패턴(36)이 한 번에 형성된다. 예를 들면 애퍼처 부재(203)의 1 개의 홀(A)을 통과한 빔은, 도 4c에서 나타낸 'A'의 위치에 조사되고, 그 위치에 샷 패턴(36)을 형성한다. 마찬가지로, 예를 들면 애퍼처 부재(203)의 1 개의 홀(B)을 통과한 빔은 도 4c에서 나타낸 'B'의 위치에 조사되고, 그 위치에 샷 패턴(36)을 형성한다. 이하, C ~ H에 대해서도 동일하다. 그리고, 각 스트라이프(32)를 묘화할 시, x 방향을 향해 XY 스테이지(105)가 이동하는 동안, 편향기의 기능을 겸한 정전 렌즈(212, 214, 216) 중 적어도 1개에 의해 모든 빔(멀티빔)을 일괄하여 편향하면서, 샷 빔을 연속하여 차례로 조사하는 래스터 스캔 방식으로 묘화한다.
여기서 묘화 장치(100)는, 시료(101)를 XY 스테이지(105) 상에 재치하여, XY 스테이지(105)를 연속 이동시키면서, 혹은 스텝 앤드 리피트(step and reapet) 동작시키면서 시료(101) 상에 패턴을 묘화한다.
도 5는, 실시예 1에서의 전자 렌즈와 정전 렌즈의 배치 위치의 일례를 도시한 도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 축소 렌즈(205)와 대물 렌즈(207)는 모두 전자 렌즈로 구성되고, 자장이 반대 방향이 되도록 배치된다. 또한, 2단의 정전 렌즈(212, 216)는 축소 렌즈(205)의 자장 내에 배치된다. 1단의 정전 렌즈(214)는 대물 렌즈(207)의 자장 내에 배치된다. 그리고, 자장이 반대 방향이 되는 복수의 전자 렌즈의 일방의 자장 중에 적어도 2단의 정전 렌즈가 배치되고, 타방의 자장 중에 적어도 1단의 정전 렌즈가 배치되면 된다. 따라서, 축소 렌즈(205)측에 1단의 정전 렌즈가 배치되고, 대물 렌즈(207)측에 2단의 정전 렌즈가 배치되어도 된다.
정전 렌즈에 전압을 인가하면, 전자빔의 초점 위치가 변화하고, 전자빔의 빔 이미지가 회전하고, 전자빔의 빔 이미지의 배율이 변화한다. 실시예 1에서는, 3단의 정전 렌즈를 이용하여, 초점 위치 보정과 이미지의 회전과 이미지의 배율의 제어를 동시에 행한다.
도 6은, 실시예 1에서의 정전 렌즈의 일례를 도시한 구성도이다. 예를 들면 정전 렌즈(212, 216)의 각각은, 예를 들면 링 형상의 3단의 전극(50, 52, 54)으로 구성된다. 상하의 전극(50, 54)에는 0 V의 전압이, 중단의 전극(52)에는 양의 전압이 인가됨으로써 멀티빔(20)의 초점을 조정할 수 있다. 한편, 이러한 정전 렌즈(212, 216)를 통과하는 전자는, 전압 변동에 수반하여 속도(v)가 변화하게 된다. 또한, 이미지의 회전량(θ)은, 자장(B)을 전자의 이동 속도(v)로 나눈 값을 이동 속도(v)로 적분한 값에 비례한다.
θ = 1 / 2 ? e / m ? ∫(B / v ? dv)
e : 전하
m : 전자 질량
B : 자장
v : 속도
따라서, 정전 렌즈(212, 216)는 이미지의 회전량(θ)을 조정할 수 있다. 따라서, 정전 렌즈(212, 216)에 인가하는 전압을 조정함으로써, 초점을 맞추면서 빔 이미지를 회전시킬 수 있다. 또한, 정전 렌즈(212, 216)는 빔 이미지의 배율을 변화시킬 수 있다. 단, 2개의 정전 렌즈(212, 216)로는, 초점 보정과 빔 이미지의 회전과 빔 이미지의 배율 중, 2개의 제어라면 가능하다. 3개를 동시에 제어하기 위해서는 3개의 정전 렌즈(212, 214, 216)가 필요하다.
정전 렌즈(212)에는, 제어 회로(110)로부터의 디지털 신호가 앰프(120)에 출력되면, 앰프(120)는 아날로그 변환 후 증폭하여 편향 전압으로서 정전 렌즈(212)에 인가한다. 여기서는, 정전 렌즈(212) 내의 2단째의 전극(52)에 편향 전압을 인가한다. 정전 렌즈(212) 내의 상하의 전극(50, 54)에는 0 V의 전압을 도시하지 않은 앰프 등으로부터 미리 인가해 두면 된다. 마찬가지로 정전 렌즈(216)에는, 제어 회로(110)로부터의 디지털 신호가 앰프(122)에 출력되면, 앰프(122)는 아날로그 변환 후 증폭하여 편향 전압으로서 정전 렌즈(216)에 인가한다. 여기서는, 정전 렌즈(216) 내의 2단째의 전극(52)에 편향 전압을 인가한다. 정전 렌즈(216) 내의 상하의 전극(50, 54)에는 0 V의 전압을 도시하지 않은 앰프 등으로부터 미리 인가해 두면 된다.
도 7은, 실시예 1에서의 정전 렌즈의 다른 일례를 도시한 구성도이다. 예를 들면 정전 렌즈(214)는, 예를 들면 링 형상의 1단째의 전극(51)과, 원주 방향을 따라 분리된 2단째의 복수의 전극(53(a ~ h))과, 링 형상의 3단째의 55로 구성된다. 정전 렌즈(214)는 멀티빔을 일괄하여 편향하는 편향기를 겸한다. 이 때문에, 원하는 방향으로 빔을 편향하는 것이 가능하도록 복수의 동일 형상의 전극(53)에 분리되어 있다. 정전 렌즈로서 사용할 경우에는, 상하의 전극(51, 55)에는 0 V의 전압이 인가되고, 중단의 복수의 전극(53)에는 동일하게 양의 전압이 인가됨으로써 멀티빔(20)의 초점, 이미지의 회전 및 이미지의 배율 중 어느 하나를 조정할 수 있다.
정전 렌즈(214)에는, 제어 회로(110)로부터의 디지털 신호가 앰프(124)에 출력되면, 앰프(124)는 아날로그 변환 후 증폭하여 편향 전압으로서 정전 렌즈(214)에 인가한다. 여기서는, 정전 렌즈(214) 내의 2 단째의 전극(53)에 편향 전압을 인가한다. 정전 렌즈(214) 내의 상하의 전극(51, 55)에는 0 V의 전압을 도시하지 않은 앰프 등으로부터 미리 인가해 두면 된다.
이와 같이 실시예 1에서는, 3 개 이상의 정전 렌즈(212, 214, 216) 중 1개 이상이 멀티빔을 시료(101) 상으로 일괄하여 편향하는 편향기를 겸한다. 따라서, 별도로 편향기를 설치할 필요가 없다. 이 때문에, 그 만큼의 설치 공간을 불필요하게 할 수 있다. 특히, 전자 경통(102) 내에서 3개 이상의 정전 렌즈 외에, 높이 방향으로 편향기를 더 배치할 필요를 없앨 수 있다. 여기서, 편향기를 겸한 정전 렌즈(214)의 길이는, 멀티빔을 시료(101) 상으로 편향하기에 충분한 길이를 가지고 있다. 그리고, 정전 렌즈(214)에서, 정전 렌즈(214)의 초점 보정량에 대응한 전압이 복수의 전극(53)에 마찬가지로 인가된다.
도 8은, 실시예 1에서의 편향기를 겸한 정전 렌즈의 일례를 도시한 상면도이다. 도 8에서는, 2 단째의 복수의 전극(53)을 상방에서 본 상태를 도시하고 있다. 각 전극(53)은, 예를 들면 135°씩 각도를 틀어 둘레 방향에 배치된다. 그리고, 예를 들면 x 방향으로 멀티빔을 편향할 경우, 각 전극(53)에는 이하와 같은 전압이 인가된다. 전극(53a)에는 편향기의 기능용의 전압(V1)과 정전 렌즈 기능용의 전압(V0)이 병렬로 인가된다. 즉, 전극(53a)에는 V1 ＋ V0의 전압이 인가된다. 전극(53b)에는 편향기의 기능용의 전압((√2 - 1)V1)과 정전 렌즈 기능용의 전압(V0)이 병렬로 인가된다. 즉, 전극(53b)에는 (√2 - 1)V1 ＋ V0의 전압이 인가된다. 전극(53c)에는 편향기의 기능용의 음의 전압(-(√2 - 1)V1)과 정전 렌즈 기능용의 전압(V0)이 병렬로 인가된다. 즉 전극(53c)에는, -(√2 - 1)V1 ＋ V0의 전압이 인가된다. 전극(53d)에는 편향기의 기능용의 음의 전압(-V1)과 정전 렌즈 기능용의 전압(V0)이 병렬로 인가된다. 즉, 전극(53d)에는 -V1 ＋ V0의 전압이 인가된다. 전극(53e)에는 편향기의 기능용의 음의 전압(-V1)과 정전 렌즈 기능용의 전압(V0)이 병렬로 인가된다. 즉, 전극(53e)에는 -V1 ＋ V0의 전압이 인가된다. 전극(53f)에는 편향기의 기능용의 음의 전압(-(√2 - 1)V1)과 정전 렌즈 기능용의 전압(V0)이 병렬로 인가된다. 즉, 전극(53f)에는 -(√2 - 1)V1 ＋ V0의 전압이 인가된다. 전극(53g)에는 편향기의 기능용의 전압((√2 - 1)V1)과 정전 렌즈 기능용의 전압(V0)이 병렬로 인가된다. 즉, 전극(53g)에는 (√2 - 1)V1 ＋ V0의 전압이 인가된다. 전극(53h)에는 편향기의 기능용의 전압(V1)과 정전 렌즈 기능용의 전압(V0)이 병렬로 인가된다. 즉, 전극(53h)에는 V1 ＋ V0의 전압이 인가된다. 편향기용의 전압은, 각 전극(53)용에 도시하지 않은 앰프를 각각 준비하고, 각각의 앰프로부터 필요한 전압이 인가되면 된다. 편향기용의 앰프는 대응하는 전극(53)에 대하여 앰프(124)와 병렬로 접속되면 된다.
또한, 이러한 편향기를 겸한 정전 렌즈(214)가 비점 보정 장치(Stigmator)를 겸하면 더 적합하다. 따라서, 별도로 비점 보정 장치를 설치할 필요가 없다. 이 때문에, 그 만큼의 설치 공간을 불필요하게 할 수 있다. 특히, 전자 경통(102) 내에서, 3 개 이상의 정전 렌즈 외에, 높이 방향으로 비점 보정 장치를 더 배치할 필요를 없앨 수 있다. 이러한 경우에는, 각 전극(53)에 비점 보정용의 전압(V2)이 더 인가되게 된다. 예를 들면 비점 보정을 위하여, x 방향측에 양의 전압을, y 방향측에 음의 전압을 인가할 경우에는, 각 전극(53)에는 이하와 같은 전압이 인가된다. 전극(53a)에는 편향기의 기능용의 전압(V1)과 정전 렌즈 기능용의 전압(V0)과 비점 보정 전압(V2)이 병렬로 인가된다. 즉, 전극(53a)에는 V1 ＋ V0 ＋ V2의 전압이 인가된다. 전극(53b)에는 편향기의 기능용의 전압((√2 - 1)V1)과 정전 렌즈 기능용의 전압(V0)과 비점 보정 전압(-V2)이 병렬로 인가된다. 즉, 전극(53b)에는 (√2 - 1)V1 ＋ V0 - V2의 전압이 인가된다. 전극(53c)에는 편향기의 기능용의 음의 전압(-(√2 - 1)V1)과 정전 렌즈 기능용의 전압(V0)과 비점 보정 전압(-V2)이 병렬로 인가된다. 즉, 전극(53c)에는 -(√2 - 1)V1 ＋ V0 - V2의 전압이 인가된다. 전극(53d)에는 편향기의 기능용의 음의 전압(-V1)과 정전 렌즈 기능용의 전압(V0), 비점 보정 전압(V2)이 병렬로 인가된다. 즉, 전극(53d)에는 -V1 ＋ V0 ＋ V2의 전압이 인가된다. 전극(53e)에는 편향기의 기능용의 음의 전압(-V1)과 정전 렌즈 기능용의 전압(V0)과 비점 보정 전압(V2)이 병렬로 인가된다. 즉, 전극(53e)에는 -V1 ＋ V0 ＋ V2의 전압이 인가된다. 전극(53f)에는 편향기의 기능용의 음의 전압(-(√2 - 1)V1)과 정전 렌즈 기능용의 전압(V0)과 비점 보정 전압(-V2)이 병렬로 인가된다. 즉, 전극(53f)에는 -(√2 - 1)V1 ＋ V0 - V2의 전압이 인가된다. 전극(53g)에는 편향기의 기능용의 전압((√2 - 1)V1)과 정전 렌즈 기능용의 전압(V0)과 비점 보정 전압(-V2)이 병렬로 인가된다. 즉, 전극(53g)에는 (√2 - 1)V1 ＋ V0 - V2의 전압이 인가된다. 전극(53h)에는 편향기의 기능용의 전압(V1)과 정전 렌즈 기능용의 전압(V0)과 비점 보정 전압(V2)이 병렬로 인가된다. 즉, 전극(53h)에는 V1 ＋ V0 ＋ V2의 전압이 인가된다. 비점 보정용의 전압은 각 전극(53)용에 도시하지 않은 앰프를 각각 준비하고, 각각의 앰프로부터 필요한 전압이 인가되면 된다. 비점 보정용의 앰프는 대응하는 전극(53)에 대하여 앰프(124) 및 편향용 앰프와 병렬로 접속되면 된다.
도 9는, 실시예 1에서의 3개의 정전 렌즈에서 전압을 가변으로 했을 시의 이미지의 회전 변동과 배율 변동의 일례를 나타낸 도이다. 여기서는, 예를 들면 정전 렌즈에 의한 다이내믹 포커스를 행하지 않고, 대물 렌즈(207)에 의해 조정된 위치(Z0)에 초점 위치가 고정되는 것을 전제로, 당해 초점 위치에 초점이 고정되도록 하면서, 3단의 정전 렌즈(212, 214, 216)에 인가하는 전압의 조를 할당했을 경우에서의, 빔 이미지의 변동 회전각과 배율 변동률과 3단의 정전 렌즈에 인가하는 전압의 조와의 상관 관계가 정의된 상관 테이블의 일례를 나타낸다. 도 9에서는, 1단째의 정전 렌즈의 전압을 설정한 다음, 2단째, 3단째의 정전 렌즈(214, 216)에서 초점 위치를 Z0에 고정하도록 전압을 할당했을 시의 빔 이미지의 변동 회전각과 배율 변동률의 변화를 나타내고 있다. 이러한 그래프를 1단째의 정전 렌즈의 전압을 각각 변경했을 경우에 대하여 마찬가지로 나타내고 있다. 도 9에서는, 예를 들면 1단째의 정전 렌즈(212)를 52445 V로 하고, 1단째의 정전 렌즈(212)가 52445 V의 그래프 상에서, 빔 이미지의 변동 회전각이 값 0이 되고, 배율 변동률이 값 1이 될 때의 2단째, 3단째의 정전 렌즈(214, 216)의 각 전압을 설정하게 된다. 도 9에서는, 2단째, 3단째의 정전 렌즈(214, 216)의 각 전압은 나타나 있지 않지만, 상관 테이블의 데이터 상에서는, 1단째의 정전 렌즈(212)가 52445 V의 그래프 상에서, 빔 이미지의 변동 회전각이 값 0이 되고, 배율 변동률이 값 1이 될 때의 2단째, 3단째의 정전 렌즈(214, 216)의 각 전압이 상관 데이터로서 나타나 있다. 이러한 상관 테이블은 기억 장치(140)에 기억한다. 이러한 상관 관계는, 미리 시뮬레이션 혹은 실험 등에 의해 구하고, 상관 테이블을 작성하여, 기억 장치(140)에 저장해 두면 된다.
도 10은, 실시예 1에서의 3개의 정전 렌즈에서 전압을 가변으로 했을 시의 이미지의 회전 변동과 배율 변동의 일례를 나타낸 도이다. 여기서는, 예를 들면 정전 렌즈(212, 214, 216)에 의해 다이내믹 포커스를 행하는 것을 전제로, 어느 초점 위치로 변경했을 경우, 당해 초점 위치(Z = Z0 ＋ 10 μm)로 초점이 고정되도록 하면서, 3단의 정전 렌즈에 인가하는 전압의 조를 할당했을 경우에서의, 빔 이미지의 변동 회전각과 빔 이미지의 배율 변동률과 3단의 정전 렌즈에 인가하는 전압의 조와의 상관 관계의 일례를 나타내고 있다. 도 10에서는, 1단째의 정전 렌즈의 전압을 설정한 다음, 2단째, 3단째의 정전 렌즈(214, 216)에서 초점 위치를 Z0 ＋ 10 μm에 고정하도록 전압을 할당했을 시의 빔 이미지의 변동 회전각과 배율 변동률의 변화를 나타내고 있다. 이러한 그래프를 1단째의 정전 렌즈의 전압을 각각 변경했을 경우에 대하여 마찬가지로 나타내고 있다. 도 10에서는, 예를 들면 1단째의 정전 렌즈(212)를 53845 V 부근의 전압으로 하고, 1단째의 정전 렌즈(212)가 53845 V 부근의 이러한 전압의 그래프 상에서, 빔 이미지의 변동 회전각이 값 0이 되고, 배율 변동률이 값 1이 될 때의 2단째, 3단째의 정전 렌즈(214, 216)의 각 전압을 설정하게 된다. 도 10에서는, 2단째, 3단째의 정전 렌즈(214, 216)의 각 전압은 나타나 있지 않지만, 상관 테이블의 데이터 상에서는, 1단째의 정전 렌즈(212)가 53845 V 부근의 이러한 전압의 그래프 상에서, 빔 이미지의 변동 회전각이 값 0이 되고, 배율 변동률이 값 1이 될 때의 2단째, 3단째의 정전 렌즈(214, 216)의 각 전압이 상관 데이터로서 나타나 있다.
여기서 전압의 조는, 전자의 상대론 전위의 조로 표시하고 있다. 즉, 정전 렌즈에 전압(Vs)이 가해져, 정전 렌즈 중의 전자의 에너지가 eV0로부터
eVtot = e(V0 ＋ Vs)가 되었다고 할 때, Vtot(1 ＋ εVtot)로 표현되는 전위로 나타내고 있다. 여기서 e는 소전하(~ 1.6e-19Coulomb), ε ~ 0.9785 / (MV)이다. 본 계산에서는 V0 ~ 50 kV의 경우를 나타내고 있다. 도 11도 마찬가지로 나타내고 있다.
도 11은, 실시예 1에서의 3개의 정전 렌즈에서 전압을 가변으로 했을 시의 이미지의 회전 변동과 배율 변동의 다른 일례를 나타낸 도이다. 여기서는, 예를 들면 정전 렌즈(212, 214, 216)에 의해 다이내믹 포커스를 행하는 것을 전제로, 초점 위치를 할당하여, 초점 위치마다, 당해 초점 위치로 초점이 고정되도록 하면서, 3단의 정전 렌즈에 인가하는 전압의 조를 할당했을 경우에서의, 빔 이미지의 변동 회전각과 빔 이미지의 배율 변동률과 3단의 정전 렌즈에 인가하는 전압의 조와의 상관 관계가 정의된 상관 테이블의 일례를 나타낸다. 이러한 상관 테이블은 기억 장치(140)에 기억한다. 이러한 상관 관계는, 미리 시뮬레이션 혹은 실험 등에 의해 구하고, 상관 테이블을 작성하여, 기억 장치(140)에 저장해 두면 된다. 도 11에서는, 1단째의 정전 렌즈의 전압을 설정한 다음, 2단째, 3단째의 정전 렌즈(214, 216)에서 각 초점 위치(Z)가 되도록 전압을 할당했을 시의 빔 이미지의 변동 회전각과 배율 변동률의 변화를 나타내고 있다. 이러한 그래프를 1단째의 정전 렌즈의 전압을 각각 변경했을 경우에 대하여 마찬가지로 나타내고 있다. 도 11에서는, 예를 들면 초점 위치(Z = Z0)로 할 경우에는, 예를 들면 1단째의 정전 렌즈(212)를 52445 V로 하고, 1단째의 정전 렌즈(212)가 52445 V의 그래프 상에서, 빔 이미지의 변동 회전각이 값 0이 되고, 배율 변동률이 값 1이 될 때의 2단째, 3단째의 정전 렌즈(214, 216)의 각 전압을 설정하게 된다. 도 11에서는, 2단째, 3단째의 정전 렌즈(214, 216)의 각 전압은 나타나 있지 않지만, 상관 테이블의 데이터 상에서는, 1단째의 정전 렌즈(212)가 52445 V의 그래프 상에서, 빔 이미지의 변동 회전각이 값 0이 되고, 배율 변동률이 값 1이 될 때의 2단째, 3단째의 정전 렌즈(214, 216)의 각 전압이 상관 데이터로서 나타나 있다.
이러한 묘화 장치(100)에서 시료(101)에 패턴을 묘화할 경우에는, 이하와 같이 동작한다. 우선, Z 센서를 이용하여, XY 스테이지(105) 상의 시료(101)의 표면 높이를 측정한다. 그리고, 기억 장치(140)에 저장된 상관 테이블을 참조하여, 측정된 시료(101)의 표면 높이에 따라 전자빔의 초점을 동적으로 맞추면서, 또한 빔 이미지의 배율을 일정하게 유지하면서, 또한 빔 이미지를 회전시키지 않도록 제어하는, 정전 렌즈(212, 214, 216)에 인가하는 전압의 조를 취득한다. 그리고, 이러한 조의 대응 전압을 각각의 정전 렌즈(212, 214, 216)에 인가함으로써, 시료의 표면 높이에 따라 멀티빔의 초점을 동적으로 맞추면서, 또한 빔 이미지의 배율을 일정하게 유지하도록, 또한 빔 이미지를 회전시키지 않도록 조정할 수 있다.
도 12a와 도 12b는, 실시예 1에서의 3단의 정전 렌즈의 효과의 일례를 설명하기 위한 개념도이다. 싱글빔 방식에서는, 도 12a에 도시한 바와 같이, 조사 영역이 1개의 빔의 샷 도형(11)이 되므로, 회전 반경(r0)이 작다. 따라서, 스테이지의 회전 오차가 발생해도 그 위치 오차는 작다. 이에 대하여, 멀티빔 방식에서는, 도 12b에 도시한 바와 같이, 다수의 빔 개수에 의한 다수의 샷 도형(36)이 1회의 샷으로 조사되기 때문에, 조사 영역(10)이 크다. 따라서, 그에 수반하여 회전 반경(r1)도 커진다. 따라서, 스테이지의 회전 오차가 발생하면 조사 영역(10) 전체가 회전하므로 각 샷 도형(36)의 위치 이탈량도 커져 버린다. 따라서 실시예 1과 같이, 3단의 정전 렌즈를 배치하여, 스테이지의 회전 오차를 상쇄함으로써, 이러한 위치 이탈을 억제할 수 있다. 특히, 멀티빔 방식에서 그 효과가 큰 것이 된다.
도 13a와 도 13b는, 실시예 1에서의 3단의 정전 렌즈의 효과의 다른 일례를 설명하기 위한 개념도이다. 싱글빔 방식에서는, 도 13a에 도시한 바와 같이 조사 영역이 1개의 빔의 샷 도형(11)이 되므로, 배율 변동이 발생해도 그 위치 오차는 작다. 이에 대하여, 멀티빔 방식에서는, 도 13b에 도시한 바와 같이, 다수의 빔 개수에 의한 다수의 샷 도형(36)이 1회의 샷으로 조사되기 때문에, 조사 영역(10)이 크다. 따라서, 배율 변동이 발생하면 조사 영역(10) 전체의 배율이 변동하므로, 싱글빔 방식과 동일한 배율 변동이 발생했을 경우 각 샷 도형(36)의 위치 이탈량도 커져 버린다. 따라서 실시예 1과 같이, 3단의 정전 렌즈를 배치하여, 이미지의 배율 변동을 상쇄함으로써, 이러한 위치 이탈을 억제할 수 있다. 특히, 멀티빔 방식에서 그 효과가 큰 것이 된다.
이상과 같이 실시예 1에 따르면, 편향기 및 / 혹은 비점 보정 장치와 같은 구성 요소의 기능을 정전 렌즈에 겸하게 하여 일체화시킴으로써 구성 요소를 줄일 수 있다. 따라서, 설치에 필요한 공간을 저감시킬 수 있다. 이 때문에, 설치 공간을 유효하게 활용할 수 있다.
이상과 같이 실시예 1에 따르면, 멀티빔 묘화를 행할 경우에 초점 보정과 이미지의 회전 억제와 배율 변동 억제를 행하면서, 광학 기기의 설치에 필요한 공간을 저감시킬 수 있다.
실시예 2.
실시예 1에서는, 1단의 편향기에 의해, 멀티빔을 일괄 편향하는 경우를 나타냈지만, 이에 한정되지 않는다. 2단 이상의 다단 편향에 의해 멀티빔을 일괄 편향해도 된다. 실시예 2에서는, 예를 들면 주부 2단의 2단 편향에 의해 멀티빔을 일괄 편향할 경우를 설명한다. 특히 실시예 2에서는, 또한 주편향을 2단으로 할 경우를 설명한다.
도 14는, 실시예 2에서의 묘화 장치의 구성을 도시한 개념도이다. 도 14에서, 부편향기(219)와 앰프(126)를 추가한 점 이외는 도 1과 동일하다. 그리고 실시예 2에서는, 정전 렌즈(212, 214, 216) 중 2개가, 2개의 주편향기의 일방씩을 겸한다. 예를 들면 정전 렌즈(216)가 2개의 주편향기의 일방을 겸한다. 그리고, 정전 렌즈(214)가 2개의 주편향기의 타방을 겸한다. 부편향기(219)는, 2개의 주편향기(정전 렌즈(216, 214))의 사이에 배치되면 적합하다. 2개의 주편향기의 전단에 의해 편향한 멀티빔을 후단의 주편향기에 의해 되돌리기 위하여, 빔을 되돌리기 위한 거리가 필요하다. 따라서, 부편향기(219)를 2개의 주편향기의 사이에 배치함으로써, 2개의 주편향기 간의 공간을 유효하게 활용할 수 있다. 2개의 주편향기를 겸하는 2개의 정전 렌즈(216, 214)의 구성은, 도 7과 동일해도 상관없다. 나머지 정전 렌즈(212)의 구성은 도 6과 동일하다. 주편향을 2단으로 함으로써, 코마 수차(coma aberration)를 저감시킬 수 있다. 부편향기(219)에는 앰프(126)로부터 편향 전압을 인가하면 된다.
주부 2단의 2단 편향에서는, 부편향기로 편향 가능한 영역의 기준 위치에 주편향기로 빔을 편향하고, 그 상태에서, 부편향기(219)가 이러한 영역 내의 각 위치에 멀티빔을 편향함으로써 묘화한다.
도 15는, 전자 렌즈와 정전 렌즈의 배치 관계를 도시한 도이다. 상술한 각 실시예에서, 전자 렌즈의 조로서 축소 렌즈(205)와 대물 렌즈(207)를 나타냈지만, 이에 한정되지 않는다. 전자빔이 통과하는 광학계 내에 배치되고, 자장이 반대 방향이 되는 전자 렌즈(70, 72)의 조이면 된다. 그리고, 이러한 자장이 반대 방향이 되는 전자 렌즈(70, 72)의 자장 중에, 일방에 2단, 타방에 1단의 합계 3단의 정전 렌즈(80, 82, 84)를 배치함으로써, 상술한 내용과 동일한 제어를 행할 수 있다.
이상, 구체예를 참조하여 실시예에 대하여 설명했다. 그러나, 본 발명은 이들 구체예에 한정되지 않는다. 상술한 래스터 스캔 동작은 일례로서, 멀티빔을 이용한 래스터 스캔 동작 이외의 그 외의 동작 방법이어도 된다. 또한, 정전 렌즈의 수는 3개 이상이면 되고, 또한 편향기를 겸한 정전 렌즈의 수도 1개 이상이면 된다.
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 하전 입자빔 묘화 방법 및 하전 입자빔 묘화 장치는 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 몇 개의 실시예를 설명했지만, 이러한 실시예는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규 실시예는 그 외의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 생략, 치환 변경을 행할 수 있다. 이들 실시예 또는 그 변형은 발명의 범위 또는 요지에 포함되고, 또한 특허 청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. 시료를 재치하는 스테이지와,
    하전 입자빔을 방출하는 방출부와,
    복수의 개구부가 형성되고, 상기 복수의 개구부 전체가 포함되는 개구부 형성 영역에 상기 하전 입자빔의 조사를 받아, 상기 복수의 개구부를 상기 하전 입자빔의 일부가 각각 통과함으로써 멀티빔을 형성하는 애퍼처 부재와,
    자장이 반대 방향인 복수의 전자 렌즈와,
    각 전자 렌즈의 자장 내에 적어도 1개씩 배치되어 적어도 3개가 상기 복수의 전자 렌즈의 자장 내에 배치되고, 1개 이상이 상기 멀티빔을 상기 시료 상으로 일괄하여 편향하는 편향기를 겸한 3개 이상의 정전 렌즈
    를 구비하고,
    상기 멀티빔은 주부 2단의 2단 편향에 의해 편향되고,
    상기 3개 이상의 정전 렌즈는 상기 편향기로서 2개의 주편향기를 겸하고,
    상기 2개의 주편향기의 사이에 배치된 부편향기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 3개 이상의 정전 렌즈는, 상기 편향기를 겸한 정전 렌즈를 포함하는 1개 이상이 비점 보정 장치를 겸하는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 3개 이상의 정전 렌즈를 이용하여, 상기 시료의 표면 높이에 따라 상기 멀티빔의 초점을 동적으로 맞추면서, 또한 빔 이미지의 배율을 일정하게 유지하도록, 또한 빔 이미지를 회전시키지 않도록 조정하는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 편향기를 겸한 정전 렌즈는 둘레 방향을 따라 복수의 전극으로 분할되고,
    상기 편향기를 겸한 정전 렌즈의 길이는, 상기 멀티빔을 상기 시료 상으로 편향 가능하게 하는 길이를 가지고, 정전 렌즈의 초점 보정량에 대응하는 전압이 상기 복수의 전극에 마찬가지로 인가되는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 3개 이상의 정전 렌즈 중 2개는, 각각 링 형상의 3단의 전극의 조합에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 3개 이상의 정전 렌즈 중 1개는, 링 형상의 1단째의 전극과, 원주 방향을 따라 분리된 2단째의 복수의 전극과, 링 형상의 3단째의 전극의 조합에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 1개는 상기 편향기를 겸하는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 1개는 비점 보정 장치를 겸하는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전자 렌즈의 일방의 자장 내에, 상기 3개 이상의 정전 렌즈 중 2개의 정전 렌즈가 배치되고,
    상기 복수의 전자 렌즈의 타방의 자장 내에, 상기 3개 이상의 정전 렌즈 중 1개의 정전 렌즈와 상기 부편향기가 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
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