KR101598161B1 - 하전 입자빔 묘화 장치, 시료면에의 빔 입사각 조정 방법 및 하전 입자빔 묘화 방법 - Google Patents

하전 입자빔 묘화 장치, 시료면에의 빔 입사각 조정 방법 및 하전 입자빔 묘화 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101598161B1
KR101598161B1 KR1020140006114A KR20140006114A KR101598161B1 KR 101598161 B1 KR101598161 B1 KR 101598161B1 KR 1020140006114 A KR1020140006114 A KR 1020140006114A KR 20140006114 A KR20140006114 A KR 20140006114A KR 101598161 B1 KR101598161 B1 KR 101598161B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
charged particle
particle beam
blanking
blanking deflector
electron
Prior art date
Application number
KR1020140006114A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140093638A (ko
Inventor
타카히토 나카야마
타카나오 토우야
Original Assignee
가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 filed Critical 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
Publication of KR20140093638A publication Critical patent/KR20140093638A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101598161B1 publication Critical patent/KR101598161B1/ko

Links

Images

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
    • H01J37/02—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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • 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
    • H01J37/10—Lenses
    • 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
    • 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
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/304—Controlling tubes
    • H01J2237/30455—Correction during exposure
    • H01J2237/30461—Correction during exposure pre-calculated
    • 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
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317—Processing objects on a microscale
    • H01J2237/3175—Lithography
    • H01J2237/31776—Shaped beam

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

본 발명의 일태양의 하전 입자빔 묘화 장치는, 하전 입자빔을 방출하는 방출부와,
상기 하전 입자빔을 수속시키는 전자 렌즈와, 광축 방향에 대하여 전자 렌즈보다 후측에 배치되고, 빔 ON과 빔 OFF를 전환하는 블랭킹 제어를 행할 경우에, 하전 입자빔을 편향하는 블랭킹 편향기와, 광축 방향에 대하여 블랭킹 편향기보다 후측에 배치되고, 빔 OFF의 상태가 되도록 편향된 하전 입자빔을 차폐하는 블랭킹 애퍼처 부재와, 블랭킹 편향기의 중심 높이 위치에 배치되고, 하전 입자빔을 편향하는 전자 코일을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

하전 입자빔 묘화 장치, 시료면에의 빔 입사각 조정 방법 및 하전 입자빔 묘화 방법 {CHARGED PARTICLE BEAM WRITING DEVICE, CHARGED PARTICLE BEAM WRITING METHOD AND METHOD FOR ADJUSTING INCIDENCE ANGLE OF BEAM TO SURFACE OF SAMPLE}
본 발명은 하전 입자빔 묘화 장치, 시료면에의 빔 입사각 조정 방법 및 하전 입자빔 묘화 방법에 관한 것으로, 예를 들면 블랭킹 동작하면서 전자빔을 시료 상에 조사하는 전자빔 묘화 장치에서의 전자빔의 시료면에의 빔 입사각을 조정하는 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. 이들 반도체 디바이스에 원하는 회로 패턴을 형성하기 위해서는, 고정밀도의 원화(原畵) 패턴(레티클 혹은 마스크라고도 함)이 필요해진다. 여기서, 전자빔(EB : Electron beam) 묘화 기술은 본질적으로 뛰어난 해상성을 가지고 있어, 고정밀도의 원화 패턴의 생산에 이용된다.
도 19는, 가변 성형형 전자선 묘화 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
가변 성형형 전자선 묘화 장치는 이하와 같이 동작한다. 제1 애퍼처(aperture)(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 조사되고 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 묘화된다. 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.
예를 들면, VSB 방식의 묘화 장치에서는, 블랭킹 동작에 의해 1 회의 샷용의 빔을 형성한다. 묘화 장치에서는, 일반적으로, 블랭킹 편향기의 후단에 복수의 빔 편향 기능을 구비하고 있고, 이러한 빔 편향 기능으로 빔을 편향시키면서 시료면에 빔을 조사한다(예를 들면, 일본특허공개공보 2000-251827호 참조).
여기서, 묘화의 위치 정밀도를 높이기 위해서는, 빔 ON 시의 블랭킹 전압이 변동했을 경우라도, 블랭킹 전압의 변동에 기인하여 시료면에의 빔의 입사각의 변동이 발생하지 않도록 할 필요가 있다. 예를 들면, 블랭킹 동작 이외의 빔 편향을 행하지 않을 경우, 빔 ON 시의 블랭킹의 전압이 변동했을 경우라도 시료면에의 빔의 입사각이 모두 수직 입사로 하는 것이 요망된다. 입사각이 수직 입사로부터 벗어나면 디포커스했을 시 시료면 상의 빔의 조사 위치에 위치 이탈이 발생한다. 이러한 문제를 해소하기 위해서는, 빔 ON 시의 블랭킹 전압을 미조정하여 빔을 편향시켰을 경우의 빔의 입사각(랜딩 앵글)을 측정할 필요가 있다. 그러나 일반적으로, 블랭킹 동작에 이용하는 전압은, 블랭킹 속도(응답성)와 전압 안정성을 확보하기 위하여, 빔 ON 시의 전압과 빔 OFF 시의 전압의 2 값이 블랭킹 편향기에 전압을 인가하는 앰프에 설정되어 있다. 예를 들면, 0 V와 수 V와 같은 2 값으로 구성된다. 그리고, 빔 OFF 시의 전압으로 편향된 빔은 블랭킹 애퍼처에 의해 차폐되므로, 빔이 시료면까지 도달하지 않는다. 따라서, 빔 ON 시의 블랭킹 전압을 미조정할 수 없어, 기존의 블랭킹 동작의 전압을 이용하여 빔의 입사각을 측정하는 것은 곤란했다.
본 발명의 일태양의 하전 입자빔 묘화 장치는,
하전 입자빔을 방출하는 방출부와,
상기 하전 입자빔을 수속시키는 전자 렌즈와,
광축 방향에 대하여 전자 렌즈보다 후측에 배치되고, 빔 ON과 빔 OFF를 전환하는 블랭킹 제어를 행할 경우에, 하전 입자빔을 편향하는 블랭킹 편향기와,
광축 방향에 대하여 블랭킹 편향기보다 후측에 배치되고, 빔 OFF의 상태가 되도록 편향된 하전 입자빔을 차폐하는 블랭킹 애퍼처 부재와,
블랭킹 편향기의 중심 높이 위치에 배치되고, 하전 입자빔을 편향하는 전자 코일
을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 태양의 하전 입자빔 묘화 장치는,
하전 입자빔을 방출하는 방출부와,
하전 입자빔을 수속시키는 전자 렌즈와,
광축 방향에 대하여 상기 전자 렌즈보다 후측에 배치되고, 빔 ON과 빔 OFF를 전환하는 블랭킹 제어를 행할 경우에, 하전 입자빔을 편향하는 블랭킹 편향기와,
광축 방향에 대하여 블랭킹 편향기보다 후측에 배치되고, 빔 OFF의 상태가 되도록 편향된 하전 입자빔을 차폐하는 블랭킹 애퍼처 부재와,
광축 방향에 대하여 블랭킹 편향기보다 후측에 배치되고, 하전 입자빔을 편향하는 복수의 전자 코일
을 구비하고,
복수의 전자 코일에 의해 편향된 하전 입자빔의 궤도의 연장선과 광축의 교점이, 블랭킹 편향기의 중심 높이 위치가 되도록, 복수의 전자 코일에 의해 형성되는 자기장이 조정되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일태양의 시료면에의 빔 입사각 조정 방법은,
전자 렌즈와, 광축 방향에 대하여 전자 렌즈보다 후측에 배치된 블랭킹 편향기와, 블랭킹 편향기의 중심 높이 위치에 배치된 전자 코일을 이용하여, 블랭킹 편향기에 빔 ON이 되는 전압을 인가하고, 전자 코일에 블랭킹 편향기로 빔 OFF가 되도록 편향하는 편향량보다 작은 편향량이 되는 전류를 흘린 상태에서, 전자 렌즈에 인가하는 전압을 가변으로 하여 하전 입자빔을 수속시키고, 전자 렌즈에 인가하는 전압마다, 시료 상에 조사된 상기 하전 입자빔의 조사 위치의 위치 이탈량을 측정하는 공정과,
전자 렌즈에 인가하는 전압마다, 위치 이탈량이 허용치 내인지 여부를 판정하는 공정
을 구비하고,
전자 렌즈에 인가하는 전압은, 위치 이탈량이 허용치 내에 들어가도록 조정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 태양의 시료면에의 빔 입사각 조정 방법은,
전자 렌즈와, 광축 방향에 대하여 전자 렌즈보다 후측에 배치된 블랭킹 편향기와, 광축 방향에 대하여 블랭킹 편향기보다 후측에 배치된 복수의 전자 코일을 이용하여, 블랭킹 편향기에 빔 ON이 되는 전압을 인가하고, 복수의 전자 코일에, 블랭킹 편향기로 빔 OFF가 되도록 편향하는 편향량보다 작은 편향량이 되는 전류로서, 복수의 전자 코일에 의해 편향된 하전 입자빔의 궤도의 연장선과 광축의 교점이, 블랭킹 편향기의 중심 높이 위치가 되는 전류를 흘린 상태에서, 전자 렌즈에 인가하는 전압을 가변으로 하여 하전 입자빔을 수속시키고, 전자 렌즈에 인가하는 전압마다, 시료 상에 조사된 하전 입자빔의 조사 위치의 위치 이탈량을 측정하고,
전자 렌즈에 인가하는 전압마다, 위치 이탈량이 허용치 내인지 여부를 판정하고,
전자 렌즈에 인가하는 전압은, 위치 이탈량이 허용치 내에 들어가도록 조정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일태양의 하전 입자빔 묘화 방법은,
상술한 어느 하나의 시료면에의 빔 입사각 조정 방법에 의해 시료면에의 빔 입사각이 조정된 하전 입자빔을 이용하여, 블랭킹 편향기를 이용하여 블랭킹 동작을 행하면서 시료에 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 태양의 하전 입자빔 묘화 장치는,
하전 입자빔을 방출하는 방출부와,
하전 입자빔을 수속시키는 전자 렌즈와,
광축 방향에 대하여 상기 전자 렌즈보다 후측에 배치되고, 빔 ON과 빔 OFF를 전환하는 블랭킹 제어를 행할 경우에, 하전 입자빔을 편향하는 블랭킹 편향기와,
광축 방향에 대하여 상기 블랭킹 편향기보다 후측에 배치되고, 빔 OFF의 상태가 되도록 편향된 상기 하전 입자빔을 차폐하는 블랭킹 애퍼처 부재와,
블랭킹 편향기에 빔 ON의 전압과 빔 OFF의 전압을 인가하는 제1 앰프와,
제1 앰프와 병렬로 상기 블랭킹 편향기에 접속되고, 블랭킹 편향기에 의한 빔 ON의 상태로부터, 또한 빔 OFF가 되지 않을 정도로 하전 입자빔을 편향하는 전압을 블랭킹 편향기에 인가하는 제2 앰프
를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 태양의 시료면에의 빔 입사각 조정 방법은,
하전 입자빔을 수속시키는 전자 렌즈에 인가하는 전압을 설정하고,
광축 방향에 대하여 상기 전자 렌즈보다 후측에 배치된 블랭킹 편향기에 의해 빔 ON의 상태로 제어하고,
빔 ON의 상태로 제어된 상태에서, 블랭킹 편향기보다 후단측에 배치된 대물 렌즈로 조정되는 제1과 제2 초점 위치마다, 제1과 제2 초점 위치와는 상이한 높이 위치에 배치된 마크 상에 조사된 하전 입자빔의 조사 위치를 측정하고, 측정된 조사 위치 간의 위치 이탈량이 제1 임계치 이하가 되도록, 블랭킹 편향기와 대물 렌즈의 사이에 배치된 전자 코일을 이용하여, 대물 렌즈의 렌즈 중심측으로 하전 입자빔의 빔 중심을 이동시키고,
블랭킹 편향기에 의한 빔 ON의 상태로부터, 블랭킹 편향기의 중심 높이 위치를 편향 지점으로 하여, 또한 빔 OFF가 되지 않을 정도로 하전 입자빔을 편향하고,
하전 입자빔이 편향된 상태에서, 대물 렌즈로 조정되는 제1과 제2 초점 위치마다, 마크 상에 조사된 하전 입자빔의 조사 위치를 측정하고, 측정된 조사 위치 간의 위치 이탈량이 제1 임계치 이하가 되도록, 전자 코일을 이용하여, 대물 렌즈의 렌즈 중심측으로 하전 입자빔의 빔 중심을 이동시키고,
빔 ON의 상태로 제어된 상태에서의 하전 입자빔의 빔 중심의 이동량과, 하전 입자빔이 편향된 상태에서의 하전 입자빔의 빔 중심의 이동량의 차분이 제2 임계치 이하인지 여부를 판정하고,
차분이 제2 임계치보다 작아질 때까지, 전자 렌즈에 인가하는 전압을 가변으로 하면서 상기 각 공정(process)을 반복하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 실시예 1에서의 묘화 장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 2는 실시예 1에서의 각 영역을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3a와 도 3b는 실시예 1에서의 크로스 오버 위치가 블랭킹 편향기의 중심 높이 위치로 제어되고 있는 경우의 블랭킹 전압 변동의 유무를 비교한 개념도이다.
도 4a와 도 4b는 실시예 1에서의 크로스 오버 위치가 블랭킹 편향기의 중심 높이 위치로부터 벗어난 위치로 제어되고 있는 경우의 블랭킹 전압 변동의 유무를 비교한 개념도이다.
도 5a에서 도 5d는 실시예 1에서의 블랭킹 동작 시의 편향 지점 위치와 크로스 오버 위치의 관계를 도시한 도이다.
도 6a와 도 6b는 실시예 1에서의 빔 입사각과 초점 위치의 관계를 도시한 도이다.
도 7은 실시예 1에서의 전자 코일의 구성을 도시한 개념도이다.
도 8은 실시예 1에서의 빔 입사각 조정 방법의 주요부 공정을 나타낸 순서도이다.
도 9a와 도 9b는 실시예 1에서의 전자 코일에 의한 빔 편향을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 실시예 1에서의 블랭킹 궤도와 코일에 의한 빔 궤도의 일례를 나타낸 도이다.
도 11은 실시예 1에서의 전자 코일의 배치 위치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 12는 실시예 2에서의 묘화 장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 13은 실시예 2에서의 복수의 전자 코일의 배치 위치와 복수의 전자 코일에 의한 빔 편향을 설명하기 위한 개념도이다.
도 14는 실시예 3에서의 묘화 장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 15는 실시예 4에서의 묘화 장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 16은 실시예 4에서의 묘화 장치의 다른 구성을 도시한 개념도이다.
도 17은 실시예 4에서의 빔 입사각 조정 방법의 주요부 공정을 나타낸 순서도이다.
도 18은 실시예 4에서의 초점 위치의 일례를 나타낸 도이다.
도 19는 가변 성형형 전자선 묘화 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
이하에, 실시예에서는, 하전 입자빔의 일례로서 전자빔을 이용한 구성에 대하여 설명한다. 단, 하전 입자빔은 전자빔에 한정되지 않고, 이온빔 등의 하전 입자를 이용한 빔이어도 상관없다. 또한, 하전 입자빔 장치의 일례로서 가변 성형형의 묘화 장치에 대하여 설명한다.
이하에, 실시예에서는, 빔 ON 시의 블랭킹 전압이 변동했을 경우라도, 블랭킹 전압의 변동에 기인하여 시료면에의 빔의 입사각의 변동이 발생하지 않도록 하는 것이 가능한 장치 및 방법에 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 하전 입자빔 묘화 장치의 일례이다. 특히, 가변 성형형(VSB형)의 묘화 장치의 일례이다. 묘화부(150)는 전자 경통(102)과 묘화실(103)을 구비하고 있다. 전자 경통(102) 내에는 전자총(201), 전자 렌즈(211), 조명 렌즈(202), 블랭킹 편향기(212), 전자 코일(216), 블랭킹 애퍼처(214), 제1 애퍼처(203), 투영 렌즈(204), 편향기(205), 제2 애퍼처(206), 대물 렌즈(207), 주편향기(208), 부편향기(209), 검출기(220)가 배치되어 있다. 묘화실(103) 내에는 XY 스테이지(105)가 배치된다. XY 스테이지(105) 상에는, 묘화 시에는 묘화 대상이 되는 마스크 등의 시료(101)가 배치된다. 시료(101)에는 반도체 장치를 제조할 시의 노광용 마스크가 포함된다. 또한 시료(101)에는, 레지스트가 도포된, 아직 아무것도 묘화되어 있지 않은 마스크 블랭크스가 포함된다. 또한, XY 스테이지(105)면 상에는, 시료(101)가 배치되는 위치와는 상이한 위치에 마크(106)가 형성되어 있다. 마크(106)는, 예를 들면 십자형으로 형성된 것을 이용하면 적합하다. 또한 전자 코일(216)은, 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치에 배치되면 적합하다. 블랭킹 편향기(212)로서, 예를 들면 1 쌍의 전극이 이용된다.
제어부(160)는 제어 계산기(110), 메모리(111), 외부 인터페이스(I / F) 회로(112), 제어 회로(120), DAC(디지털·아날로그 컨버터) 앰프(122), 렌즈 제어 회로(130), 코일 제어 회로(132) 및 앰프(138)를 가지고 있다. 제어 계산기(110), 메모리(111), 외부 I / F 회로(112), 제어 회로(120), 렌즈 제어 회로(130), 코일 제어 회로(132) 및 앰프(138)는 도시하지 않은 버스를 개재하여 서로 접속되어 있다.
제어 계산기(110) 내에는 측정부(60), 위치 이탈량 연산부(62), 판정부(64) 및 묘화 제어부(66)가 배치된다. 측정부(60), 위치 이탈량 연산부(62), 판정부(64) 및 묘화 제어부(66)와 같은 기능은, 각각 전기 회로 등의 하드웨어로 구성되어도 되고, 혹은 이들 기능을 실행하는 프로그램 등의 소프트웨어로 구성되어도 된다. 혹은, 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 구성되어도 된다. 측정부(60), 위치 이탈량 연산부(62), 판정부(64) 및 묘화 제어부(66)에 입출력되는 정보 및 연산 중의 정보는 메모리(112)에 그때마다 저장된다.
여기서 도 1에서는, 실시예 1을 설명함에 있어서 필요한 구성을 기재하고 있다. 묘화 장치(100)에 있어서, 통상, 필요한 그 외의 구성을 구비하고 있어도 상관없다. 예를 들면, 위치 편향용에는, 주편향기(208)와 부편향기(209)의 주부 2 단의 다단 편향기를 이용하고 있지만, 1 단의 편향기 혹은 3 단 이상의 다단 편향기에 의해 위치 편향을 행하는 경우여도 된다. 또한 묘화 장치(100)에는, 마우스 또는 키보드 등의 입력장치 및 모니터 장치 등이 접속되어 있어도 상관없다. 또한 도 1의 예에서는, 블랭킹 애퍼처(214)가 제1 애퍼처(203)보다 상방측에 배치되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 블랭킹 동작이 가능한 위치이면 상관없다. 예를 들면, 제1 애퍼처(203) 혹은 제2 애퍼처(206)보다 하방측에 배치되어도 상관없다.
도 2는, 실시예 1에서의 각 영역을 설명하기 위한 개념도이다. 도 2에서, 시료(101)의 묘화 영역(10)은 주편향기(208)의 Y 방향 편향 가능 폭인, 직사각형 형상의 복수의 스트라이프 영역(20)으로 가상 분할된다. 또한 각 스트라이프 영역(20)은, 부편향기(209)의 편향 가능 사이즈인 복수의 서브 필드(SF)(30)(소영역)로 가상 분할된다. 그리고, 각 SF(30)의 각 샷 위치에 샷 도형(52, 54, 56)이 묘화된다.
제어 회로(120)로부터 블랭킹 제어용의 DAC 앰프(122)에 대하여, 블랭킹 제어용의 디지털 신호가 출력된다. 그리고, 블랭킹 제어용의 DAC 앰프(122)에서, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 증폭시킨 다음 편향 전압으로서 블랭킹 편향기(212)에 인가한다. 이러한 편향 전압에 의해 전자빔(200)이 편향되어, 각 샷의 조사 시간(조사량)이 제어된다.
제어 회로(120)로부터 도시하지 않은 DAC 앰프에 대하여, 주편향 제어용의 디지털 신호가 출력된다. 그리고, 주편향 제어용의 DAC 앰프에서는, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 증폭시킨 다음 편향 전압으로서 주편향기(208)에 인가한다. 이러한 편향 전압에 의해 전자빔(200)이 편향되고, 각 샷의 빔이 메쉬 형상으로 가상 분할된, 목표가 되는 SF(30)의 기준 위치에 편향된다.
제어 회로(120)로부터 도시하지 않은 DAC 앰프에 대하여, 부편향 제어용의 디지털 신호가 출력된다. 그리고, 부편향 제어용의 DAC 앰프에서는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 증폭시킨 다음 편향 전압으로서 부편향기(209)에 인가한다. 이러한 편향 전압에 의해 전자빔(200)이 편향되고, 각 샷의 빔이 대상이 되는 SF(30) 내의 각 샷 위치에 편향된다.
묘화 장치(100)에서는, 복수 단의 다단 편향기를 이용하여, 스트라이프 영역(20)마다 묘화 처리를 진행시킨다. 여기서는, 일례로서 주편향기(208) 및 부편향기(209)와 같은 2 단 편향기가 이용된다. XY 스테이지(105)가 예를 들면 -x 방향을 향해 연속 이동하면서, 1 번째의 스트라이프 영역(20)에 대하여 x 방향을 향해 묘화를 진행시킨다. 그리고, 1 번째의 스트라이프 영역(20)의 묘화 종료 후, 마찬가지로, 혹은 반대 방향을 향해 2 번째의 스트라이프 영역(20)의 묘화를 진행시킨다. 이후, 마찬가지로 3 번째 이후의 스트라이프 영역(20)의 묘화를 진행시킨다. 그리고, 주편향기(208)가 XY 스테이지(105)의 이동에 추종하도록, SF(30)의 기준 위치에 전자빔(200)을 차례로 편향한다. 또한 부편향기(209)가, 각 SF(30)의 기준 위치로부터 당해 SF(30) 내에 조사되는 빔의 각 샷 위치에 전자빔(200)을 편향한다. 이와 같이, 주편향기(208) 및 부편향기(209)는 사이즈가 상이한 편향 영역을 가진다. 그리고, SF(30)는 이러한 복수 단의 편향기의 편향 영역 중 최소 편향 영역이 된다.
전자총(201)(방출부)으로부터 방출된 전자빔(200)은, 전자 렌즈(211)에 의해 예를 들면 블랭킹 편향기(212) 내의 소정의 높이 위치에 수속되고, 수속점(크로스 오버 : C.O.)을 형성한다. 그리고, 광축 방향에 대하여 전자 렌즈(211)보다 후측에 배치된 블랭킹 편향기(212) 내를 통과할 시, 블랭킹용의 DAC 앰프(122)로부터의 편향 신호에 의해 제어되는 블랭킹 편향기(212)에 의해 빔의 ON / OFF가 제어된다. 환언하면, 블랭킹 편향기(212)는, 빔 ON과 빔 OFF를 전환하는 블랭킹 제어를 행할 경우에, 전자빔을 편향한다. 광축 방향에 대하여 블랭킹 편향기(212)보다 후측에 배치된 블랭킹 애퍼처(214)(블랭킹 애퍼처 부재)에 의해, 빔 OFF의 상태가 되도록 편향된 전자빔은 차폐된다. 즉, 빔 ON의 상태에서는 블랭킹 애퍼처(214)를 통과하도록 제어되고, 빔 OFF 상태에서는 빔 전체가 블랭킹 애퍼처(214)로 차폐되도록 편향된다. 빔 OFF의 상태로부터 빔 ON이 되고, 이 후 빔 OFF가 될 때까지 블랭킹 애퍼처(214)를 통과한 전자빔(200)이 1 회의 전자빔의 샷이 된다. 블랭킹 편향기(212)는, 통과하는 전자빔(200)의 방향을 제어하여, 빔 ON의 상태와 빔 OFF의 상태를 교호로 생성한다. 예를 들면, 빔 ON의 상태에서는 전압 0 V를 인가하고(혹은 전압을 인가하지 않고), 빔 OFF 시에 블랭킹 편향기(212)에 수 V의 전압을 인가하면 된다. 이러한 각 샷의 조사 시간(t)으로 시료(101)에 조사되는 전자빔(200)의 샷당 조사량이 조정되게 된다.
이상과 같이 블랭킹 편향기(212)와 블랭킹 애퍼처(214)를 통과함으로써 생성된 각 샷의 전자빔(200)은, 조명 렌즈(202)에 의해 직사각형의 홀을 가지는 제1 성형 애퍼처(203) 전체를 조명한다. 여기서, 전자빔(200)을 우선 직사각형으로 성형한다. 그리고, 제1 성형 애퍼처(203)를 통과한 제1 애퍼처 상의 전자빔(200)은, 투영 렌즈(204)에 의해 제2 성형 애퍼처(206) 상에 투영된다. 편향기(205)에 의해, 이러한 제2 성형 애퍼처(206) 상에서의 제1 애퍼처 상은 편향 제어되고, 빔 형상과 치수를 변화시킬(가변 성형을 행할) 수 있다. 이러한 가변 성형은 샷마다 행해지고, 통상 샷마다 상이한 빔 형상과 치수로 성형된다. 그리고, 제2 성형 애퍼처(206)를 통과한 제2 애퍼처 상의 전자빔(200)은, 대물 렌즈(207)에 의해 초점을 맞추고, 주편향기(208) 및 부편향기(209)에 의해 편향되고, 연속적으로 이동하는 XY 스테이지(105)에 배치된 시료(101)의 원하는 위치에 조사된다. 도 1에서는, 위치 편향에 주부 2 단의 다단 편향을 이용한 경우를 나타내고 있다. 이러한 경우에는, 주편향기(208)로 SF(30)의 기준 위치에 스테이지 이동에 추종하면서 해당 샷의 전자빔(200)을 편향하고, 부편향기(209)로 SF 내의 각 조사 위치에 이러한 해당 샷의 빔을 편향하면 된다. 이러한 동작을 반복하여, 각 샷의 샷 도형을 연결함으로써, 묘화 데이터에 정의된 도형 패턴을 묘화한다.
여기서, 블랭킹 제어용의 DAC 앰프(122)가 불안정할 경우 등에, 빔 ON 시의 전압이 변동하는 경우가 있다. 예를 들면, 수 mV의 전압 변동(예를 들면 ±5 mV)이 발생한다. 혹은 더 큰 전압 변동이 발생할 경우도 상정된다. 이러한 변동에 의해, 블랭킹 편향기(212)를 통과하는 전자빔(200)이 편향되게 된다.
도 3a와 도 3b는, 실시예 1에서의 크로스 오버 위치가 블랭킹 편향기의 중심 높이 위치로 제어되고 있는 경우의 블랭킹 전압 변동의 유무를 비교한 개념도이다. 도 3a에서는, 블랭킹 편향기(212)에 빔 ON 시의 블랭킹 전압(예를 들면 0 V)이 인가되고, 이러한 블랭킹 전압에 전압 변동이 발생하지 않은(혹은 무시할 수 있을 정도의 변동인) 경우를 나타내고 있다. 또한 도 3a에서는, 블랭킹 동작 이외의 빔 편향을 성형용의 편향기(205), 부편향기(209) 및 주편향기(208) 등에 의해 행하지 않고, 예를 들면 광축 상을 빔이 통과하는 경우를 나타내고 있다. 도 3a에서, 전자총(201)(방출부)으로부터 방출된 전자빔(200)은, 전자 렌즈(211)에 의해 블랭킹 편향기(212) 내의 중심 높이 위치(H)에 수속점(크로스 오버 : C.O.)을 형성하도록 제어되어 있다. 여기서는, 빔 ON의 상태이므로, 전자빔(200)은 블랭킹 편향기(212)에 의해 편향되지 않고 통과한다. 도 3a에서는, 크로스 오버계의 광로를 도시하고 있다. 블랭킹 편향기(212)를 통과한 전자빔은, 조명 렌즈(202)에 의해 제1 성형 애퍼처(203) 전체를 조명한다. 그리고, 제1 성형 애퍼처(203)를 통과한 제1 애퍼처 상의 전자빔(200)은, 투영 렌즈(204)에 의해 제2 성형 애퍼처(206)에 형성된 개구부 상에 투영된다. 그리고, 제2 성형 애퍼처(206)를 통과한 제2 애퍼처 상의 전자빔(200)은, 대물 렌즈(207)에 의해 시료(101)면 상에 초점을 맞추어 결상한다. 이러한 구성에서는, 전자빔(200)은 시료(101)면에 수직 입사한다. 환언하면, 빔 입사각(θ)이 0°가 된다.
도 3a에 도시한 상태로부터 블랭킹 편향기(212)에 인가되는 블랭킹 전압에 빔 OFF가 되지 않을 정도로 전압 변동이 발생한 경우를 도 3b에 도시하고 있다. 도 3b에 도시한 바와 같이, 블랭킹 전압의 전압 변동에 의해 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)에서 빔이 편향된다. 그러나, 크로스 오버 위치가 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치로 제어되고 있을 경우, 블랭킹 전압의 전압 변동이 발생해도, 전자빔(200)은 시료(101)면에 수직 입사와 실질적으로 동등한 각도로 입사한다. 환언하면, 빔 입사각(θ)을 대략 0°로 할 수 있다. 이러한 구성에서는, 후술하는 바와 같이 크로스 오버 위치가 광축 상으로부터 벗어나지 않기 때문에, 전자빔(200)은 시료(101)면에 수직 입사할 수 있다.
도 4a와 도 4b는, 실시예 1에서의 크로스 오버 위치가 블랭킹 편향기의 중심 높이 위치로부터 벗어난 위치로 제어되고 있는 경우의 블랭킹 전압 변동의 유무를 비교한 개념도이다. 도 4a에서는, 블랭킹 편향기(212)에 빔 ON 시의 블랭킹 전압(예를 들면 0 V)이 인가되고, 이러한 블랭킹 전압에 전압 변동이 발생하지 않은(혹은 무시할 수 있을 정도의 변동인) 경우를 나타내고 있다. 또한 도 4a에서는, 블랭킹 동작 이외의 빔 편향, 예를 들면 성형용의 편향기(205), 부편향기(209) 및 주편향기(208) 등에 의한 편향 동작을 행하지 않고, 예를 들면 광축 상을 빔이 통과할 경우를 나타내고 있다. 도 4a에서, 전자총(201)(방출부)으로부터 방출된 전자빔(200)은, 전자 렌즈(211)에 의해 블랭킹 편향기(212) 내의 중심 높이 위치(H)보다 예를 들면 상방에 수속점(크로스 오버 : C.O.)을 형성하도록 조정되어 있다. 여기서는, 빔 ON의 상태이므로, 전자빔(200)은 블랭킹 편향기(212)에 의해 편향되지 않고 통과한다. 도 4a에서는, 크로스 오버계의 광로를 도시하고 있다. 블랭킹 편향기(212)를 통과한 전자빔은, 조명 렌즈(202)에 의해 제1 성형 애퍼처(203) 전체를 조명한다. 그리고, 제1 성형 애퍼처(203)를 통과한 제1 애퍼처 상의 전자빔(200)은, 투영 렌즈(204)에 의해 제2 성형 애퍼처(206)에 형성된 개구부 상에 투영된다. 그리고, 제2 성형 애퍼처(206)를 통과한 제2 애퍼처 상의 전자빔(200)은, 대물 렌즈(207)에 의해 시료(101)면 상에 초점을 맞추어 결상한다. 이러한 상태에서는, 후술하는 바와 같이 크로스 오버 위치가 광축 상으로부터 벗어나지 않기 때문에, 전자빔(200)은 시료(101)면에 수직 입사한다. 환언하면, 빔 입사각(θ)이 0°가 된다.
도 4a에 도시한 상태로부터 블랭킹 편향기(212)에 인가되는 블랭킹 전압에 빔 OFF가 되지 않을 정도로 전압 변동이 발생한 경우를 도 4b에 도시하고 있다. 도 4b에 도시한 바와 같이, 블랭킹 전압의 전압 변동에 의해 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)에서 빔이 편향된다. 그러나, 크로스 오버 위치가 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)보다 상방으로 제어되고 있을 경우, 블랭킹 전압의 전압 변동이 발생하면, 전자빔(200)은 시료(101)면에 수직 방향으로부터 벗어난 방향으로부터 입사한다. 환언하면, 빔 입사각(θ)이 0°는 아니게 된다. 그 결과, 디포커스된 상태에서는 시료(101) 상에 조사된 빔 위치가 설계상의 원하는 위치로부터 위치 이탈을 발생시킨다. 도 4b에서, 블랭킹 편향기(212) 중의 파선 부분은, 후술하는 바와 같이 편향 후의 빔에 있어서, 외관상, 크로스 오버 위치는 광축 상의 위치로부터 파선의 위치로 이동한 것이 된다.
도 5a에서 도 5d는, 실시예 1에서의 블랭킹 동작 시의 편향 지점 위치와 크로스 오버 위치의 관계를 도시한 도이다. 도 5a에서는, 전자 렌즈(211)에 의해 블랭킹 편향기(212) 내의 중심 높이 위치(H)에 수속점(크로스 오버 : C.O.)을 형성하도록 조정되어 있는 경우를 나타내고 있다. 블랭킹 편향기(212)에 전압이 인가되고, 전자빔(200)이 편향될 경우, 그 편향 지점은 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)가 된다. 크로스 오버 위치가 블랭킹 편향기(212) 내의 중심 높이 위치(H)에 있을 경우, 편향 지점과 위치가 일치하므로, 크로스 오버 위치는 광축 상에 존재하게 된다. 이 때문에 도 5c에 도시한 바와 같이, 최종의 크로스 오버 위치도 광축 상의 위치에 형성된다. 이에 대하여, 도 4b에 도시한 바와 같이, 크로스 오버 위치가 블랭킹 편향기(212) 내의 중심 높이 위치(H)로부터 벗어나 있을 경우, 도 5b에 도시한 바와 같이 크로스 오버 위치와 편향 지점의 위치가 불일치가 된다. 상술한 바와 같이, 편향 지점은 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)가 되므로, 편향 후의 빔에 있어서, 외관상, 크로스 오버 위치는 편향 후의 빔의 궤도와 편향 지점의 연장선상이 된다. 이 때문에, 크로스 오버 위치는, 광축 상의 점(A)의 위치로부터 점(B)의 위치로 이동한 것이 된다. 환언하면, 크로스 오버 위치가 광축 상으로부터 벗어난 위치에 형성되고 있게 된다. 이러한 빔은, 도 5d에 도시한 바와 같이, 최종의 크로스 오버 위치도 광축 상으로부터 ΔL만큼 벗어난 위치에 형성된다. 이 때문에, 블랭킹 전압의 전압 변동에 의해 편향된 빔은, 수직 입사(θ = 0)가 아닌 빔 입사각(θ)을 가지고 시료(101) 상에 조사된다. 그 결과, 초점 위치가 벗어난 경우(디포커스된 경우), 조사된 빔의 중심 위치가 설계 상의 원하는 위치로부터 위치 이탈을 발생시킨다. 한편 도 4a에 도시한 바와 같이, 블랭킹 전압의 전압 변동이 없는 상태에서는, 블랭킹 편향기(212) 내에서의 편향 지점이 본래 발생하지 않으므로, 크로스 오버 위치는 광축 상에 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 빔은, 수직 입사(θ = 0)를 가지고 시료(101) 상에 조사된다. 또한 상술한 예에서는, 크로스 오버 위치가, 블랭킹 편향기(212) 내의 중심 높이 위치(H)보다 상방으로 벗어난 경우에 대하여 설명했지만, 하방으로 벗어나도, 최종의 크로스 오버가 축으로부터 벗어난다고 하는 효과는 동일하다.
도 6a와 도 6b는, 실시예 1에서의 빔 입사각과 초점 위치의 관계를 도시한 도이다. 초점 위치가 시료(101)면 상에 맞춰져 있을(포커스되어 있을) 경우, 도 6a에 도시한 바와 같이, 빔 입사각(θ)이 0°가 아니라도(수직 입사하고 있지 않아도), 빔의 조사 위치는 설계상의 원하는 위치가 된다. 이에 대하여, 초점 위치가 시료(101)면 상으로부터 벗어날(디포커스되어 있을) 경우, 도 6b에 도시한 바와 같이, 빔 입사각(θ)이 0°가 아닐 경우(수직 입사하고 있지 않을 경우), 빔의 조사 위치는 설계상의 원하는 위치로부터 위치 이탈량(Δx)의 위치로 벗어나게 된다.
따라서 실시예 1에서는, 빔 입사각을 조정하기 위하여, 크로스 오버 위치가 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치가 되도록 전자 렌즈(211)를 조정한다. 이러한 조정에는, 빔 ON 시에 빔 OFF가 되지 않을 정도의 편향량으로 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)에 편향 지점이 형성되도록 빔을 편향시킬 필요가 있다. 따라서 실시예 1에서는, 전자 코일(216)을 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치에 배치하고, 빔 OFF가 되지 않을 정도의 편향량으로 전자빔(200)을 편향한다.
도 7은, 실시예 1에서의 전자 코일의 구성을 도시한 개념도이다. 도 7에서, 전자 코일(216)(예를 들면, 얼라이먼트 코일)은 도너츠 형상의 중공 원판의 코어에 전선을 감아 형성된다. 전선은, 예를 들면 90° 방향씩 4 개소에 감겨져 있는 것을 이용할 수 있다. 전자 코일(216)은, 예를 들면 블랭킹 편향기(212)의 외측에 배치되면 된다.
도 8은, 실시예 1에서의 빔 입사각 조정 방법의 주요부 공정을 나타낸 순서도이다. 도 8에서, 실시예 1에서의 빔 입사각 조정 방법은, 디포커스 설정 공정(S102)과, 빔 ON 설정 공정(S104)과, 코일 전류 설정 공정(S106)과, 렌즈값 임시 설정 공정(S108)과, 조사 위치 측정 공정(S110)과, 위치 이탈량 산출 공정(S112)과, 판정 공정(S114)과, 렌즈값 설정 공정(S120)과 같은 일련의 공정을 실시한다. 또한 실시예 1에서의 묘화 방법은, 이러한 빔 입사각 조정 방법의 각 공정과, 묘화 공정(S122)과 같은 일련의 공정을 실시한다.
우선은, 통상의 전자 광학계의 조정을 행한다. 이러한 상태에서는, 예를 들면 블랭킹 동작 이외의 빔 편향을 행하지 않을 경우, 빔 ON 시의 블랭킹 전압에서의 전자빔(200)의 시료(101)면에의 입사각(θ)(랜딩 앵글)은 분명하지 않다.
디포커스 설정 공정(S102)으로서, 우선, 대물 렌즈(207)로의 인가 전압을 조정하여, 의도적으로, 전자빔(200)의 초점 위치를 시료(101)면(마크(106)면) 상으로부터 벗어나게 한다(디포커스시킨다). 혹은, 도시하지 않은 정전 렌즈 등을 이용하여 초점 위치를 벗어나게 하여도 된다. 구체적으로, 묘화 제어부(66)가 제어 신호를 제어 회로(120)에 출력한다. 제어 회로(120)는 지시받은 렌즈값이 되도록, 대물 렌즈(207)에 전압을 인가한다.
여기서, 상술한 예에서는, XY 스테이지(105) 상의 마크(106)의 높이 위치가 시료(101)면의 높이 위치와 동일한 높이 위치가 되도록 설정되어 있을 경우에 특히 유효하다. 그러나, 대물 렌즈(207)로 초점 위치를 벗어나게 할 경우에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, XY 스테이지(105) 상의 마크(106)의 높이 위치를 시료(101)면의 높이 위치로부터 미리 ΔZ의 높이 위치만큼 벗어나게 하여 형성해도 된다. 혹은, XY 스테이지(105)에 Z 스테이지 기구를 추가하여, XY 스테이지(105)를 높이 방향으로 이동시킴으로써, 전자빔(200)의 초점 위치를 시료(101)면 상으로부터 벗어나도록 해도 된다.
빔 ON 설정 공정(S104)으로서, 블랭킹 편향기(212)에 빔 ON이 되는 전압을 인가한다. 여기서는, 블랭킹 편향기(212)의 빔 ON 시의 전압에 전압 변동은 발생하지 않는, 혹은 무시할 수 있는 정도의 것이라고 한다. 혹은, 전압 변동이 발생하고 있어도 된다. 구체적으로, 묘화 제어부(66)가 제어 신호를 제어 회로(120)에 출력한다. 제어 회로(120)는 지시받은 편향량이 되도록, DAC 앰프(122)에 제어 신호를 출력한다. DAC 앰프(122)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한 후, 증폭하여 블랭킹 편향기(212)에 편향 전압을 인가한다. 여기서는, 빔 ON이 되는 전압이므로, 예를 들면 0 V의 전압을 인가한다.
코일 전류 설정 공정(S106)으로서, 전자 코일(216)에, 블랭킹 편향기(212)로 빔 OFF가 되도록 편향하는 편향량보다 작은 편향량이 되는 전류를 흘린다. 환언하면, 블랭킹 애퍼처(214)에 의해 빔 OFF가 되지 않을 정도로 전자빔(200)을 편향한다. 이러한 편향량은, 블랭킹 편향기(212)의 빔 ON 시의 전압 변동으로 발생하는 편향량보다 큰 편향량이면 적합하다. 보다 큰 편향량(편향 전압)으로 후술하는 설정이 행해지면, 그 이하의 전압 변동량으로는 빔 입사각이 벗어나지 않기 때문이다. 구체적으로, 묘화 제어부(66)가 제어 신호를 제어 회로(120)에 출력한다. 제어 회로(120)는 지시받은 전류값이 되도록, 코일 제어 회로(132)에 제어 신호를 출력한다. 코일 제어 회로(132)는 전자 코일(216)에 지시받은 전류를 흘린다.
도 9a와 도 9b는, 실시예 1에서의 전자 코일에 의한 빔 편향을 설명하기 위한 개념도이다. 상술한 바와 같이, 블랭킹 편향기(212)로 전자빔(200)의 블랭킹 편향을 행할 경우, 편향 지점이 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)에 위치하게 된다. 따라서 도 9a에 도시한 바와 같이, 전자 코일(216)을 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)에 배치한다. 이에 의해, 도 9b에 도시한 바와 같이, 전자 코일(216)의 자기장 중심을 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)에 형성할 수 있다. 그리고, 전자 코일(216)에 의해 전자빔을 편향함으로써, 흡사 블랭킹 편향기(212)로 편향했을 시와 동일(상사(相似))한 빔 궤도를 형성할 수 있다.
도 10은, 실시예 1에서의 블랭킹 궤도와 코일에 의한 빔 궤도의 일례를 나타낸 도이다. 도 10에서는, 블랭킹 편향기(212)로 빔 OFF가 되지 않을 정도로 블랭킹 편향 시킨 빔 궤도를 시뮬레이션에 의해 연산한 결과를 나타낸다. 그리고, 동일한 편향량이 되도록 전자 코일(216)로 빔 편향시켰을 시의 빔 궤도를 시뮬레이션에 의해 연산한 결과를 더 거듭하여 나타내고 있다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 양자는 거의 동일한 궤도를 나타낸다. 따라서, 빔 입사각을 측정함에 있어서, 블랭킹 편향기(212) 대신에 전자 코일(216)에 의해 전자빔(200)을 편향하는 것이 유효하다는 것을 알 수 있다.
도 11은, 실시예 1에서의 전자 코일의 배치 위치를 설명하기 위한 개념도이다. 상술한 예에서는, 전자 코일(216)을 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)에 배치했지만, 전자 코일(216)의 중심이 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)에 완전 일치시킬 경우에 한정되는 것은 아니다. 도 11에 도시한 바와 같이, 예를 들면 전자 코일(216)의 일부가 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)에 배치될 정도이면, 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
렌즈값 임시 설정 공정(S108)으로서, 전자 렌즈(211)에 임시의 인가 전압을 설정한다. 처음에는, 통상의 전자 광학계의 조정으로 설정된 렌즈값을 그대로 이용해도 된다. 구체적으로, 묘화 제어부(66)가 제어 신호를 제어 회로(120)에 출력한다. 제어 회로(120)는 지시받은 전압값이 되도록, 렌즈 제어 회로(130)에 제어 신호를 출력한다. 렌즈 제어 회로(130)는 전자 렌즈(211)에 지시받은 전압을 인가한다.
조사 위치 측정 공정(S110)으로서, 측정부(60)는, 상술한 상태에서 전자빔(200)을 시료(101) 상에 조사하여, 시료(101) 상에 조사된 전자빔(200)의 조사 위치를 측정한다.
구체적으로, 우선 XY 스테이지(105) 상의 마크(106)가 설계상의 전자빔(200)의 조사 위치에 배치되도록 XY 스테이지(105)를 이동시킨다. 이러한 상태에서, 전자빔(200)을 조사하여, 예를 들면 부편향기(209)로 빔을 x, y 방향으로 편향시킴으로써, 시료(101)면에 형성한 마크(106) 상을 x, y 방향으로 주사(스캔)한다. 그리고, 마크(106) 및 그 주변으로부터 발생한 반사 전자 혹은 2 차 전자를 검출기(220)로 검출(측정)한다. 검출기(220)의 출력은, 앰프(138)로 디지털 신호로 변환되고, 증폭된 후, 제어 계산기(110)에 입력된다. 제어 계산기(110) 내에서는, 측정부(60)가, 스캔 결과로부터 빔의 조사 위치를 연산한다. 빔의 조사 위치는 외부 I / F 회로(112) 등을 통하여 외부에 출력된다.
위치 이탈량 산출 공정(S112)으로서, 위치 이탈량 연산부(62)는, 빔의 조사 위치의 설계 위치로부터의 위치 이탈량을 연산한다. 위치 이탈량은 외부 I / F 회로(112) 등을 통하여 외부에 출력된다.
이상과 같이 하여, 빔의 조사 위치의 설계 위치로부터의 위치 이탈량(Δx)을 측정한다. 여기서는, 설명을 이해하기 쉽게 하기 위하여 x 방향의 위치 이탈량(Δx)을 나타냈지만, y 방향의 위치 이탈량도 마찬가지로 측정하면 적합하다.
판정 공정(S114)으로서, 판정부(64)는, 위치 이탈량이 허용치(L) 이하인지 여부를 판정한다. 판정 결과, 위치 이탈량이 허용치(L) 이하가 아닐 경우에는, 렌즈값 임시 설정 공정(S108)으로 돌아온다. 위치 이탈량이 허용치(L) 이하일 경우에는 렌즈값 설정 공정(S120)으로 진행된다. 렌즈값 임시 설정 공정(S108)에서는, 렌즈값을 가변으로 설정하여, 위치 이탈량이 허용치(L) 이하가 될 때까지, 렌즈값 임시 설정 공정(S108)으로부터 판정 공정(S114)까지를 반복한다.
이상과 같이, 블랭킹 편향기(212)에 빔 ON이 되는 전압을 인가하고, 전자 코일(216)에 블랭킹 편향기(212)로 빔 OFF가 되도록 편향하는 편향량보다 작은 편향량이 되는 전류를 흘린 상태에서, 전자 렌즈(211)에 인가하는 전압을 가변으로 하여 전자빔을 수속시키고, 전자 렌즈(211)에 인가되는 전압마다, 시료(101) 상에 조사된 전자빔(200)의 조사 위치의 위치 이탈량을 측정한다. 그리고, 전자 렌즈에 인가하는 전압마다, 위치 이탈량이 허용치(L) 이하인지 여부를 판정한다. 위치 이탈량이 허용치(L) 이하가 되면, 빔 입사각(θ)을 실질적으로 수직 입사한 상태로 할 수 있다.
렌즈값 설정 공정(S120)으로서, 위치 이탈량이 허용치(L) 이하가 되었을 시의 렌즈값(전압값)을 전자 렌즈(211)에 설정한다. 이상과 같이, 전자 렌즈(211)에 인가하는 전압은, 빔 조사 위치의 위치 이탈량이 허용치(L) 내에 들어가도록 조정된다. 구체적으로, 묘화 제어부(66)가 제어 신호를 제어 회로(120)에 출력한다. 제어 회로(120)는 지시받은 전압값이 되도록, 렌즈 제어 회로(130)에 제어 신호를 출력한다. 렌즈 제어 회로(130)는 전자 렌즈(211)에 지시받은 전압을 인가한다.
이상에 의해, 전자 렌즈(211)에 의해 수속되는 전자빔(200)의 크로스 오버 위치가 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)로 조정된다. 따라서 도 3b 및 도 5a에서 설명한 바와 같이, 크로스 오버 위치가 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치로 제어되어 있을 경우, 블랭킹 전압의 전압 변동이 발생해도, 전자빔(200)은 시료(101)면에 수직 입사와 실질적으로 동등한 각도로 입사한다. 환언하면, 빔 입사각(θ)을 대략 0°로 할 수 있다.
이상과 같이 실시예 1에 따르면, 빔 ON 시의 블랭킹 전압이 변동했을 경우라도, 블랭킹 전압의 변동에 기인하여 시료면에의 빔의 입사각의 변동이 발생하지 않도록 할 수 있다.
묘화 공정(S122)으로서, 상술한 시료(101)면에의 빔 입사각 조정 방법에 의해 시료면에의 빔 입사각이 조정된 전자빔(200)을 이용하여, 블랭킹 편향기(212)를 이용하여 블랭킹 동작을 행하면서 시료(101)에 패턴을 묘화한다. 묘화 동작은 상술한 바와 같다. 이러한 빔 입사각의 조정을 행한 묘화 장치(100)로 묘화를 행함으로써, 묘화의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다.
실시예 2.
실시예 1에서는, 전자 코일(216)을 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)에 배치했지만, 흡사 블랭킹 편향기(212)로 편향했을 시와 동일한 빔 궤도를 형성하기 위한 구성은 이에 한정되지 않는다. 실시예 2에서는, 복수의 전자 코일을 이용하여, 다른 구성에 의해 블랭킹 편향기(212)로 편향했을 시와 동일한 빔 궤도를 형성한다.
도 12는, 실시예 2에서의 묘화 장치의 구성을 도시한 개념도이다. 도 12에서, 전자 코일(216) 대신에, 복수의 전자 코일(218, 219)을 전자 코일(216)과는 다른 위치에 배치한 점 이외는, 도 1과 동일하다. 또한, 실시예 2에서의 빔 입사각 조정 방법의 주요부 공정을 나타낸 순서도는, 도 8과 동일하다. 이하에, 특별히 설명하는 점 이외의 내용은 실시예 1과 동일하다.
도 13은, 실시예 2에서의 복수의 전자 코일의 배치 위치와 복수의 전자 코일에 의한 빔 편향을 설명하기 위한 개념도이다. 실시예 2에서는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 광축 방향에 대하여 블랭킹 편향기(212)보다 후측에 복수의 전자 코일(218, 219)을 배치한다. 그리고, 복수의 전자 코일(218, 219)로 전자빔(200)을 편향한다. 또한 복수의 전자 코일(218, 219)의 배치 위치는, 광축 방향에 대하여 블랭킹 편향기(212)보다 후측에서, 최종의 크로스 오버 위치보다 앞측에 배치할 수 있으면 배치 위치는 임의로 해도 된다.
코일 전류 설정 공정(S106)으로서, 복수의 전자 코일(218, 219)에, 블랭킹 편향기(212)로 빔 OFF가 되도록 편향하는 편향량보다 작은 편향량이 되는 전류로서, 복수의 전자 코일(218, 219)에 의해 편향된 전자빔(200)의 궤도의 연장선과 광축의 교점이, 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)가 되는 전류를 흘린다. 환언하면, 블랭킹 애퍼처(214)에 의해 빔 OFF가 되지 않을 정도로 전자빔(200)을 편향한다. 이에 의해, 복수의 전자 코일(218, 219)에 의해 편향된 전자빔(200)의 궤도의 연장선과 광축의 교점이, 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치가 되도록, 복수의 전자 코일(218, 219)에 의해 형성되는 자기장이 조정되게 된다. 복수의 전자 코일(218, 219)을 이용함으로써, 전자 코일(218)에 의해 광축으로부터 빔을 편향하고, 전자 코일(219)에 의해 빔 편향의 일부를 되돌릴 수 있다. 이러한 다단 편향에 의해, 전자빔(200)의 궤도의 연장선과 광축의 교점이, 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치가 되도록 조정할 수 있다. 전자 코일을 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)에 배치하지 않을 경우에, 외관상, 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치에 편향 지점이 있도록 빔 궤도를 조정하기 위해서는, 편향한 빔을 되돌릴 필요가 있다. 복수의 전자 코일(218, 219)에 의해 이를 달성할 수 있다. 구체적으로, 묘화 제어부(66)가 제어 신호를 제어 회로(120)에 출력한다. 제어 회로(120)는 지시받은 전류값의 조합이 되도록, 코일 제어 회로(134)에 제어 신호를 출력한다. 코일 제어 회로(134)는 전자 코일(218, 219)에 지시받은 각각의 전류를 흘린다. 전자 코일(218, 219)에 의한 편향량은, 블랭킹 편향기(212)의 빔 ON 시의 전압 변동하는 전압보다 큰 전압이면 적합하다.
이상과 같이 구성해도, 실시예 1과 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
실시예 3.
상술한 실시예에서는, 전자 코일(216) 혹은 전자 코일(218, 219)을 이용하여, 미소 편향을 만들고 있었지만, 이에 한정되지 않는다. 실시예 3에서는, 조정용의 앰프를 별도 마련하여 블랭킹 편향기(212)로 편향하는 구성에 대하여 설명한다.
도 14는, 실시예 3에서의 묘화 장치의 구성을 도시한 개념도이다. 도 14에서, 전자 코일(216)과 코일 제어 회로(132) 대신에 DAC 앰프(123)를 배치한 점 이외는, 도 1과 동일하다. 또한, 실시예 3에서의 빔 입사각 조정 방법의 주요부 공정을 나타낸 순서도는, 도 8의 S106의 코일 전류 설정(블랭킹 편향 조정)을 '블랭킹 편향 조정'이라고 바꿔 기재한 점 이외는, 도 8과 동일하다. 이하에, 특별히 설명하는 점 이외의 내용은 실시예 1 혹은 실시예 2와 동일하다.
도 14에서, DAC 앰프(123)(제2 앰프)는 DAC 앰프(122)(제1 앰프)와 병렬로 블랭킹 편향기(212)에 접속된다. DAC 앰프(123)는, 빔 OFF가 되지 않을 정도로 전자빔(200)을 편향하는 전압을 출력 가능하면 된다. 따라서, DAC 앰프(123)는 DAC 앰프(122)에 비해 응답 속도가 느려도 상관없다.
블랭킹 편향 조정 공정(S106)으로서, DAC 앰프(123)는, 블랭킹 편향기(122)에 의한 빔 ON의 상태로부터, 또한 빔 OFF가 되지 않을 정도로 전자빔(200)을 편향하는 전압을 블랭킹 편향기(212)에 인가한다. 이러한 편향량은, 블랭킹 편향기(212)의 빔 ON 시의 전압 변동으로 발생하는 편향량보다 큰 편향량이면 적합하다. 보다 큰 편향량(편향 전압)으로 후술하는 설정이 행해지면, 그 이하의 전압 변동량으로는 빔 입사각이 벗어나지 않기 때문이다. 구체적으로, 묘화 제어부(66)가 제어 신호를 제어 회로(120)에 출력한다. 제어 회로(120)는 지시받은 전압값이 되도록, DAC 앰프(123)에 제어 신호를 출력한다. DAC 앰프(123)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 증폭시킨 다음 편향 전압으로서 블랭킹 편향기(212)에 지시받은 전압을 인가한다.
이상과 같이, 조정용의 앰프를 별도 마련하여 블랭킹 편향기(212)로 편향해도 실시예 1 혹은 실시예 2와 동일한 효과를 발휘할 수 있다.
실시예 4.
실시예 4에서는, 대물 렌즈(207) 상에서의 빔 중심을 조정함으로써 빔 입사각의 조정을 행하는 구성에 대하여 설명한다. 실시예 4에서, 이하에, 특별히 설명하는 점 이외의 내용은 실시예 1 ~ 3 중 어느 하나와 동일하다.
도 15는, 실시예 4에서의 묘화 장치의 구성을 도시한 개념도이다. 도 15에서, 제어 계산기(110) 내의 측정부(60), 위치 이탈량 연산부(62) 및 판정부(64) 대신에, 제어 계산기(110) 내에 측정부(70), 위치 이탈량 연산부(72) 및 판정부(74, 76)를 배치한 점과, 전자 코일(218)과 코일 제어 회로(133)와 렌즈 제어 회로(131)를 추가한 점 이외는 도 1과 동일하다. 또한 측정부(70), 위치 이탈량 연산부(72), 판정부(74, 76) 및 묘화 제어부(66)와 같은 기능은, 각각 전기 회로 등의 하드웨어로 구성되어도 되고, 혹은 이들 기능을 실행하는 프로그램 등의 소프트웨어로 구성되어도 된다. 혹은, 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 구성되어도 된다. 측정부(70), 위치 이탈량 연산부(72), 판정부(74, 76) 및 묘화 제어부(66)에 입출력되는 정보 및 연산 중의 정보는 메모리(112)에 그때마다 저장된다. 또한 렌즈 제어 회로(131)에 대해서는, 실시예 1 ~ 3에서 존재하지 않는 것은 아니고, 도시를 생략했을 뿐, 혹은 제어 회로(120)로서 총괄하여 나타냈을 뿐이라는 것은 말할 필요도 없다. 또한 전자 코일(218)은, 블랭킹 편향기(212)와 대물 렌즈(207)의 사이에 배치된다. 또한, 마크(106)의 높이 위치는 시료(101)면과 동일한 높이 위치로 하면 적합하다. 마크(106)의 배치 위치 자체를 시료(101)면과 동일한 높이 위치로 해도 되고, 혹은 XY 스테이지(105)에 Z 스테이지 기구를 추가하여, XY 스테이지(105)를 높이 방향으로 이동시킴으로써, 마크(106)의 높이 위치를 묘화를 행할 시의 시료(101)면과 동일한 높이 위치로 조정해도 적합하다.
도 16은, 실시예 4에서의 묘화 장치의 다른 구성을 도시한 개념도이다. 도 16에서, 전자 코일(216)과 코일 제어 회로(132) 대신에 DAC 앰프(123)를 배치한 점 이외는, 도 15와 동일하다.
도 4b에 도시한 바와 같이, 크로스 오버 위치가 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)보다 예를 들면 상방으로 제어되고 있을 경우, 블랭킹 전압의 전압 변동이 발생하면, 대물 렌즈(207)의 자기장 중에서 전자빔(200)의 빔 중심 위치가 대물 렌즈(207)의 자기장 중심으로부터 벗어난 상태가 된다. 따라서 실시예 4에서는, 이러한 현상을 이용하여, 전자빔(200)의 빔 중심 위치가 대물 렌즈(207)의 자기장 중심에 가까워지도록 전자 렌즈(211)에의 인가 전압을 조정함으로써, 빔 입사각의 조정을 행한다.
도 17은, 실시예 4에서의 빔 입사각 조정 방법의 주요부 공정을 나타낸 순서도이다. 도 17에서, 실시예 1에서의 빔 입사각 조정 방법은 렌즈값 임시 설정 공정(S202)과, 빔 ON 설정 공정(S204)과, 빔 중심 이동 공정(S206)과, 대물 렌즈 설정(1) 공정(S208)과, 조사 위치 측정 공정(S210)과, 대물 렌즈 설정(2) 공정(S212)과, 조사 위치 측정 공정(S214)과, 판정 공정(S216)과, 블랭킹 편향 조정 공정(S218)과, 빔 중심 이동 공정(S220)과, 대물 렌즈 설정(1) 공정(S222)과, 조사 위치 측정 공정(S224)과, 대물 렌즈 설정(2) 공정(S226)과, 조사 위치 측정 공정(S228)과, 판정 공정(S230)과, 판정 공정(S232)과, 렌즈값 설정 공정(S234)과 같은 일련의 공정을 행한다. 또한 실시예 4에서의 묘화 방법은, 이러한 빔 입사각 조정 방법의 각 공정과 묘화 공정(S236)과 같은 일련의 공정을 실시한다.
렌즈값 임시 설정 공정(S202)으로서, 전자 렌즈(211)에 임시의 인가 전압을 설정한다. 처음에는, 통상의 전자 광학계의 조정으로 설정된 렌즈값을 그대로 이용해도 된다. 구체적으로, 묘화 제어부(66)가 제어 신호를 제어 회로(120)에 출력한다. 제어 회로(120)는 지시받은 전압값이 되도록, 렌즈 제어 회로(130)에 제어 신호를 출력한다. 렌즈 제어 회로(130)는 전자 렌즈(211)에 지시받은 전압을 인가한다.
빔 ON 설정 공정(S204)으로서, 블랭킹 편향기(212)에 빔 ON이 되는 전압을 인가한다. 여기서는, 블랭킹 편향기(212)의 빔 ON 시의 전압에 전압 변동은 발생하지 않는, 혹은 무시할 수 있는 정도의 것이라고 한다. 혹은, 전압 변동이 발생하고 있어도 된다. 구체적으로, 묘화 제어부(66)가 제어 신호를 제어 회로(120)에 출력한다. 제어 회로(120)는 지시받은 편향량이 되도록, DAC 앰프(122)에 제어 신호를 출력한다. DAC 앰프(122)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한 후, 증폭하여 블랭킹 편향기(212)에 편향 전압을 인가한다. 여기서는, 빔 ON이 되는 전압이므로, 예를 들면 0 V의 전압을 인가한다.
빔 중심 이동 공정(S206)으로서, 전자 코일(218)을 이용하여, 대물 렌즈(207)의 렌즈 중심측에 전자빔(200)을 편향하여, 전자빔(200)의 빔 중심을 이동시킨다. 전자빔(200)의 빔 중심 위치가 대물 렌즈(207)의 자기장 중심의 위치가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 묘화 제어부(66)가 제어 신호를 제어 회로(120)에 출력한다. 제어 회로(120)는 지시받은 전류값이 되도록, 코일 제어 회로(133)에 제어 신호를 출력한다. 코일 제어 회로(133)는 전자 코일(218)에 지시받은 전류를 흘린다. 여기서는, 우선 임시의 전류값을 설정한다.
대물 렌즈 설정(1) 공정(S208)으로서, 대물 렌즈(207)에 의해 전자빔(200)의 초점 위치를 설정한다. 여기서는, 마크(106) 높이와는 상이한 높이 위치에 초점을 설정한다. 구체적으로, 묘화 제어부(66)가 제어 신호를 제어 회로(120)에 출력한다. 제어 회로(120)는 지시받은 전압값이 되도록, 렌즈 제어 회로(131)에 제어 신호를 출력한다. 렌즈 제어 회로(131)는 대물 렌즈(207)에 지시받은 전압을 인가한다.
도 18은, 실시예 4에서의 초점 위치의 일례를 나타낸 도이다. 도 18에서, 마크(106)높이 위치(시료(101)면 위치)에 대하여, 상방 혹은 하방에 초점 위치를 설정한다. 여기서는, 예를 들면 상방(Z 방향 ＋측)에 초점 위치(초점(1))를 조정한다.
조사 위치 측정 공정(S210)으로서, 측정부(70)는, 상술한 상태에서 전자빔(200)을 마크(106)(시료(101)) 상에 조사하여, 마크(106)(시료(101)) 상에 조사된 전자빔(200)의 조사 위치를 측정한다. 구체적으로, 우선 XY 스테이지(105) 상의 마크(106)가 설계상의 전자빔(200)의 조사 위치에 배치되도록 XY 스테이지(105)를 이동시킨다. 이러한 상태에서, 전자빔(200)을 조사하여, 예를 들면 부편향기(209)로 빔을 x, y 방향으로 편향시킴으로써, 마크(106) 상을 x, y 방향으로 주사(스캔)한다. 그리고, 마크(106) 및 그 주변으로부터 발생한 반사 전자 혹은 2 차 전자를 검출기(220)로 검출(측정)한다. 검출기(220)의 출력은, 앰프(138)로 디지털 신호로 변환되고, 증폭된 후, 제어 계산기(110)에 입력된다. 제어 계산기(110) 내에서는, 측정부(70)가 스캔 결과로부터 빔의 조사 위치를 연산한다. 빔의 조사 위치는 외부 I / F 회로(112) 등을 통하여 외부에 출력된다.
대물 렌즈 설정(2) 공정(S212)으로서, 대물 렌즈(207)에 의해 전자빔(200)의 초점 위치를 다른 높이 위치로 설정한다. 여기서도, 마크(106) 높이와는 상이한 높이 위치에 초점을 설정한다. 여기서는, 예를 들면 도 18에 나타낸 바와 같이, 하방(Z 방향 -측)으로 초점 위치(초점(2))를 조정한다.
조사 위치 측정 공정(S214)으로서, 측정부(70)는, 상술한 상태에서 전자빔(200)을 마크(106)(시료(101)) 상에 조사하여, 마크(106)(시료(101)) 상에 조사된 전자빔(200)의 조사 위치를 측정한다. 구체적으로, 전자빔(200)을 조사하여, 예를 들면 부편향기(209)로 빔을 x, y 방향으로 편향시킴으로써, 마크(106) 상을 x, y 방향으로 주사(스캔)한다. 그리고, 마크(106) 및 그 주변으로부터 발생한 반사 전자 혹은 2 차 전자를 검출기(220)로 검출(측정)한다. 검출기(220)의 출력은, 앰프(138)로 디지털 신호로 변환되고, 증폭된 후, 제어 계산기(110)에 입력된다. 제어 계산기(110) 내에서는, 측정부(70)가 스캔 결과로부터 빔의 조사 위치를 연산한다. 빔의 조사 위치는 외부 I / F 회로(112) 등을 통하여 외부에 출력된다.
판정 공정(S216)으로서, 우선 위치 이탈량 연산부(72)가, 초점(1)으로 나타낸 ＋측의 초점 위치에서의 마크(106) 상의 조사 위치와, 초점(2)으로 나타낸 -측의 초점 위치에서의 마크(106) 상의 조사 위치의 차를 연산한다. 그리고 판정부(74)는, 측정된 조사 위치 간의 위치 이탈량이 임계치(Δ1)(제1 임계치) 이하인지 여부를 판정한다. 측정된 조사 위치 간의 위치 이탈량이 임계치(Δ1) 이하가 아닐 경우에는, 빔 중심 이동 공정(S206)으로 돌아와, 임계치(Δ1) 이하가 될 때까지 빔 중심 이동 공정(S206)으로부터 판정 공정(S216)을 반복한다. 전자빔(200)의 빔 중심 위치가 대물 렌즈(207)의 자기장 중심의 위치에 가까워질수록, 측정되는 조사 위치 간의 위치 이탈량은 작아진다. 즉, 측정된 조사 위치 간의 위치 이탈량이 임계치(Δ1) 이하이면, 전자빔(200)의 빔 중심 위치가 대물 렌즈(207)의 자기장 중심의 위치에 보다 가까워진 것이 된다. 환언하면, 측정된 조사 위치 간의 위치 이탈량이 임계치(Δ1) 이하가 되도록, 전자 코일(218)을 이용하여, 대물 렌즈(207)의 렌즈 중심측으로 전자빔(200)의 빔 중심을 이동시킨다.
블랭킹 편향 조정 공정(S218)으로서, 도 15의 예이면, 전자 코일(216)에, 블랭킹 편향기(212)로 빔 OFF가 되도록 편향하는 편향량보다 작은 편향량이 되는 전류를 흘린다. 환언하면, 블랭킹 애퍼처(214)에 의해 빔 OFF가 되지 않을 정도로 전자빔(200)을 편향한다. 이러한 편향량은, 블랭킹 편향기(212)의 빔 ON 시의 전압 변동으로 발생하는 편향량보다 큰 편향량이면 적합하다. 보다 큰 편향량(편향 전압)으로 후술하는 설정이 행해지면, 그 이하의 전압 변동량에서는 빔 입사각이 벗어나지 않기 때문이다. 구체적으로, 묘화 제어부(66)가 제어 신호를 제어 회로(120)에 출력한다. 제어 회로(120)는 지시받은 전류값이 되도록, 코일 제어 회로(132)에 제어 신호를 출력한다. 코일 제어 회로(132)는 전자 코일(216)에 지시받은 전류를 흘린다.
혹은 도 16의 예이면, DAC 앰프(123)는, 블랭킹 편향기(122)에 의한 빔 ON의 상태로부터, 또한 빔 OFF가 되지 않을 정도로 전자빔(200)을 편향하는 전압을 블랭킹 편향기(212)에 인가한다. 이러한 편향량은, 블랭킹 편향기(212)의 빔 ON 시의 전압 변동으로 발생하는 편향량보다 큰 편향량이면 적합하다. 보다 큰 편향량(편향 전압)으로 후술하는 설정이 행해지면, 그 이하의 전압 변동량으로는 빔 입사각이 벗어나지 않기 때문이다. 구체적으로, 묘화 제어부(66)가 제어 신호를 제어 회로(120)에 출력한다. 제어 회로(120)는 지시받은 전압값이 되도록, DAC 앰프(123)에 제어 신호를 출력한다. DAC 앰프(123)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 증폭시킨 다음 편향 전압으로서 블랭킹 편향기(212)에 지시받은 전압을 인가한다.
빔 중심 이동 공정(S220)으로서, 전자 코일(218)을 이용하여, 대물 렌즈(207)의 렌즈 중심측에 전자빔(200)을 편향하여, 전자빔(200)의 빔 중심을 이동시킨다. 전자빔(200)의 빔 중심 위치가 대물 렌즈(207)의 자기장 중심의 위치가 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 묘화 제어부(66)가 제어 신호를 제어 회로(120)에 출력한다. 제어 회로(120)는 지시받은 전류값이 되도록, 코일 제어 회로(133)에 제어 신호를 출력한다. 코일 제어 회로(133)는 전자 코일(218)에 지시받은 전류를 흘린다. 여기서는, 우선 임시의 전류값을 설정한다.
대물 렌즈 설정(1) 공정(S222)으로서, 대물 렌즈(207)에 의해 전자빔(200)의 초점 위치를 설정한다. 여기서는, 마크(106) 높이와는 상이한 높이 위치에 초점을 설정한다. 여기서는, 도 18에 나타낸 상방(Z 방향 ＋측)으로 초점 위치(초점(1))를 조정한다.
조사 위치 측정 공정(S224)으로서, 측정부(70)는, 상술한 상태에서 전자빔(200)을 마크(106)(시료(101)) 상에 조사하여, 마크(106)(시료(101)) 상에 조사된 전자빔(200)의 조사 위치를 측정한다. 구체적으로, 우선 XY 스테이지(105) 상의 마크(106)가 설계상의 전자빔(200)의 조사 위치에 배치되도록 XY 스테이지(105)를 이동시킨다. 이러한 상태에서, 전자빔(200)을 조사하여, 예를 들면 부편향기(209)로 빔을 x, y 방향으로 편향시킴으로써, 마크(106) 상을 x, y 방향으로 주사(스캔)한다. 그리고, 마크(106) 및 그 주변으로부터 발생한 반사 전자 혹은 2 차 전자를 검출기(220)로 검출(측정)한다. 검출기(220)의 출력은, 앰프(138)로 디지털 신호로 변환되고, 증폭된 후, 제어 계산기(110)에 입력된다. 제어 계산기(110) 내에서는, 측정부(70)가 스캔 결과로부터 빔의 조사 위치를 연산한다. 빔의 조사 위치는 외부 I / F 회로(112) 등을 통하여 외부에 출력된다.
대물 렌즈 설정(2) 공정(S226)으로서, 대물 렌즈(207)에 의해 전자빔(200)의 초점 위치를 다른 높이 위치로 설정한다. 여기서도, 마크(106) 높이와는 상이한 높이 위치에 초점을 설정한다. 여기서는, 예를 들면 도 18에 나타낸 바와 같이, 하방(Z 방향 -측)으로 초점 위치(초점(2))를 조정한다.
조사 위치 측정 공정(S228)으로서, 측정부(70)는, 상술한 상태에서 전자빔(200)을 마크(106)(시료(101)) 상에 조사하여, 마크(106)(시료(101)) 상에 조사된 전자빔(200)의 조사 위치를 측정한다. 구체적으로, 전자빔(200)을 조사하여, 예를 들면 부편향기(209)로 빔을 x, y 방향으로 편향시킴으로써, 마크(106) 상을 x, y 방향으로 주사(스캔)한다. 그리고, 마크(106) 및 그 주변으로부터 발생한 반사 전자 혹은 2 차 전자를 검출기(220)로 검출(측정)한다. 검출기(220)의 출력은 앰프(138)로 디지털 신호로 변환되고, 증폭된 후, 제어 계산기(110)에 입력된다. 제어 계산기(110) 내에서는, 측정부(70)가 스캔 결과로부터 빔의 조사 위치를 연산한다. 빔의 조사 위치는 외부 I / F 회로(112) 등을 통하여 외부에 출력된다.
판정 공정(S230)으로서, 우선 위치 이탈량 연산부(72)가, 초점(1)으로 나타낸 ＋측의 초점 위치에서의 마크(106) 상의 조사 위치와, 초점(2)으로 나타낸 -측의 초점 위치에서의 마크(106) 상의 조사 위치의 차를 연산한다. 그리고 판정부(74)는, 측정된 조사 위치 간의 위치 이탈량이 임계치(Δ1)(제1 임계치) 이하인지 여부를 판정한다. 측정된 조사 위치 간의 위치 이탈량이 임계치(Δ1) 이하가 아닐 경우에는, 빔 중심 이동 공정(S220)으로 돌아와, 임계치(Δ1) 이하가 될 때까지 빔 중심 이동 공정(S220)으로부터 판정 공정(S230)을 반복한다. 전자빔(200)의 빔 중심 위치가 대물 렌즈(207)의 자기장 중심의 위치에 가까워질수록, 측정되는 조사 위치 간의 위치 이탈량은 작아진다. 즉, 측정된 조사 위치 간의 위치 이탈량이 임계치(Δ1) 이하이면, 전자빔(200)의 빔 중심 위치가 대물 렌즈(207)의 자기장 중심의 위치에 보다 가까워진 것이 된다. 환언하면, 측정된 조사 위치 간의 위치 이탈량이 임계치(Δ1) 이하가 되도록, 전자 코일(218)을 이용하여, 대물 렌즈(207)의 렌즈 중심측으로 전자빔(200)의 빔 중심을 이동시킨다.
판정 공정(S232)으로서, 판정부(76)는, 빔 ON의 상태로 제어된 상태(빔 ON 설정 공정(S204) 후 상태)에서의 전자빔(200)의 빔 중심의 이동량(L1)과, 전자빔(200)이 빔 ON의 상태로부터 더 편향된 상태(블랭킹 편향 조정 공정(S218) 후 상태)에서의 전자빔(200)의 빔 중심의 이동량(L2)의 차분(L1 － L2)이 임계치(Δ2)(제2 임계치) 이하인지 여부를 판정한다.
빔 ON의 상태로 제어된 상태에서의 빔 중심의 이동량(L1)은, 전자 코일(218)에의 입력 전류의 누적 변화량으로부터 환산해도 적합하다. 환언하면, 판정 공정(S216)에서, 측정된 조사 위치 간의 위치 이탈량이 임계치(Δ1) 이하가 될 때까지 행한 빔 중심 이동 공정(S206)에서의 빔 중심을 이동시킨 거리의 합계를 이용한다.
마찬가지로, 빔 ON의 상태로부터 더 편향된 상태에서의 빔 중심의 이동량(L2)은, 전자 코일(218)에의 입력 전류의 누적 변화량으로부터 환산해도 적합하다. 환언하면, 판정 공정(S230)에서, 측정된 조사 위치 간의 위치 이탈량이 임계치(Δ1) 이하가 될 때까지 행한 빔 중심 이동 공정(S220)에서의 빔 중심을 이동시킨 거리의 합계를 이용한다.
빔 중심의 이동량(L1, L2)의 차분(L1 － L2)이 임계치(Δ2) 이하가 아닐 경우, 렌즈값 임시 설정 공정(S202)으로 돌아와, 전자 렌즈(211)에 다음의 인가 전압을 설정한다. 그리고, 빔 중심의 이동량(L1, L2)의 차분(L1 － L2)이 임계치(Δ2) 이하가 될 때까지, 렌즈값 임시 설정 공정(S202)으로부터 판정 공정(S232)까지를 반복한다. 환언하면, 차분(L1 － L2)이 임계치(Δ2) 이하가 될 때까지, 전자 렌즈(211)에 인가하는 전압을 가변으로 하면서 상술한 각 공정을 반복한다.
전자 렌즈(211)에 의해, 크로스 오버 위치가 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치로 조정되면, 상술한 바와 같이 편향 지점과 크로스 오버 위치가 어긋나지 않으므로, 도 4a에 도시한 바와 같이, 본래, 미소 편향이 생겨도 빔 중심은 대물 렌즈(207)의 렌즈 중심으로부터 벗어나지 않는다.
렌즈값 설정 공정(S234)으로서, 차분(L1 － L2)이 임계치(Δ2) 이하가 되었을 시의 렌즈값(전압값)을 전자 렌즈(211)에 설정한다. 이상과 같이, 전자 렌즈(211)에 인가하는 전압은, 차분(L1 － L2)이 임계치(Δ2) 이하가 되도록 조정된다. 구체적으로, 묘화 제어부(66)가 제어 신호를 제어 회로(120)에 출력한다. 제어 회로(120)는 지시받은 전압값이 되도록, 렌즈 제어 회로(130)에 제어 신호를 출력한다. 렌즈 제어 회로(130)는 전자 렌즈(211)에 지시받은 전압을 인가한다.
이상에 의해, 전자 렌즈(211)에 의해 수속되는 전자빔(200)의 크로스 오버 위치가 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치(H)로 조정된다. 따라서 도 3b 및 도 5a에서 설명한 바와 같이, 크로스 오버 위치가 블랭킹 편향기(212)의 중심 높이 위치로 제어되어 있을 경우, 블랭킹 전압의 전압 변동이 발생해도, 전자빔(200)은 시료(101)면에 수직 입사와 실질적으로 동등한 각도로 입사한다. 환언하면, 빔 입사각(θ)을 대략 0°로 할 수 있다.
이상과 같이 실시예 4에 따르면, 빔 ON 시의 블랭킹 전압이 변동했을 경우라도, 블랭킹 전압의 변동에 기인하여 시료면에의 빔의 입사각의 변동이 발생하지 않도록 할 수 있다.
묘화 공정(S236)으로서, 묘화 공정(S122)과 마찬가지로, 상술한 시료(101)면에의 빔 입사각 조정 방법에 의해 시료면에의 빔 입사각이 조정된 전자빔(200)을 이용하여, 블랭킹 편향기(212)를 이용하여 블랭킹 동작을 행하면서 시료(101)에 패턴을 묘화한다.
이상, 구체예를 참조하여 실시예에 대하여 설명했다. 그러나 본 발명은, 이들 구체적예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 실시예 1, 2에서 위치 이탈량이 허용치(L) 이하인지 여부를 판정하는 판정 공정(S114)은, 묘화 장치(100) 내에서 실시하지 않고 외부에서 판정해도 된다. 예를 들면, 유저 등에 의해 판정되어도 된다. 또한, 위치 이탈량의 연산에 대해서도 묘화 장치(100) 내에서 실시하지 않고 외부에서 연산해도 된다. 예를 들면, 유저 등에 의해 연산되어도 된다.
또한, 장치 구성 또는 제어 방법 등 본 발명의 설명에 직접 필요하지 않는 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 장치, 시료면에의 빔 입사각 조정 방법 및 하전 입자빔 묘화 방법은 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 및 요지에 포함되고, 또한 특허 청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

Claims (12)

  1. 하전 입자빔을 방출하는 방출부와,
    상기 하전 입자빔을 수속시키는 전자 렌즈와,
    광축 방향에 대하여 상기 전자 렌즈보다 후측에 배치되고, 빔 ON과 빔 OFF를 전환하는 블랭킹 제어를 행할 경우에, 상기 하전 입자빔을 편향하는 블랭킹 편향기와,
    광축 방향에 대하여 상기 블랭킹 편향기보다 후측에 배치되고, 빔 OFF의 상태가 되도록 편향된 상기 하전 입자빔을 차폐하는 블랭킹 애퍼처 부재와,
    상기 블랭킹 편향기의 중심 높이 위치에 배치되고, 상기 블랭킹 편향기에 더하여, 상기 블랭킹 편향기에 의한 빔 ON의 상태로부터, 또한, 빔 OFF가 되지 않을 정도로 상기 하전 입자빔을 편향하는 전자 코일
    을 구비한 것을 특징으로 하는 하전 입자빔 묘화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하전 입자빔은, 상기 블랭킹 편향기 내를 통과 중에, 상기 전자 코일에 의해 편향되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전자 코일에 의해 편향된 하전 입자빔은, 가변 성형되고, 가변 성형된 빔이 시료 상에 조사되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 하전 입자빔을 방출하는 방출부와,
    상기 하전 입자빔을 수속시키는 전자 렌즈와,
    광축 방향에 대하여 상기 전자 렌즈보다 후측에 배치되고, 빔 ON과 빔 OFF를 전환하는 블랭킹 제어를 행할 경우에, 상기 하전 입자빔을 편향하는 블랭킹 편향기와,
    광축 방향에 대하여 상기 블랭킹 편향기보다 후측에 배치되고, 빔 OFF의 상태가 되도록 편향된 상기 하전 입자빔을 차폐하는 블랭킹 애퍼처 부재와,
    광축 방향에 대하여 상기 블랭킹 편향기보다 후측에 배치되고, 상기 블랭킹 편향기에 더하여, 상기 블랭킹 편향기에 의한 빔 ON의 상태로부터, 또한 빔 OFF가 되지 않을 정도로, 상기 하전 입자빔을 편향하는 복수의 전자 코일
    을 구비하고,
    상기 복수의 전자 코일에 의해 편향된 상기 하전 입자빔의 궤도의 연장선과 광축의 교점이, 상기 블랭킹 편향기의 중심 높이 위치가 되도록, 상기 복수의 전자 코일에 의해 형성되는 자기장이 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 하전 입자빔 묘화 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 전자 코일은, 상기 블랭킹 애퍼처 부재보다 광축 방향에 대하여 전 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 전자 코일에 의해 편향된 하전 입자빔을 가변 성형하는 제1과 제2 애퍼처 부재를 더 구비하고,
    가변 성형된 빔이 시료 상에 조사되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 전자 렌즈와, 광축 방향에 대하여 상기 전자 렌즈보다 후측에 배치된 블랭킹 편향기와, 상기 블랭킹 편향기의 중심 높이 위치에 배치된 전자 코일을 이용하여, 상기 블랭킹 편향기에 빔 ON이 되는 전압을 인가하고, 상기 전자 코일에 상기 블랭킹 편향기로 빔 OFF가 되도록 편향하는 편향량보다 작은 편향량이 되는 전류를 흘린 상태에서, 상기 전자 렌즈에 인가하는 전압을 가변으로 하여 하전 입자빔을 수속시키고, 상기 전자 렌즈에 인가하는 전압마다, 시료 상에 조사된 상기 하전 입자빔의 조사 위치의 위치 이탈량을 측정하고,
    상기 전자 렌즈에 인가하는 전압마다, 상기 위치 이탈량이 허용치 내인지 여부를 판정하고,
    상기 전자 렌즈에 인가하는 전압은, 상기 위치 이탈량이 허용치 내에 들어가도록 조정되는 것을 특징으로 하는 시료면으로의 빔 입사각 조정 방법.
  8. 제7항에 기재된 시료면으로의 빔 입사각 조정 방법에 의해 시료면으로의 빔 입사각이 조정된 하전 입자빔을 이용하여, 상기 블랭킹 편향기를 이용하여 블랭킹 동작을 행하면서 시료에 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 하는 하전 입자빔 묘화 방법.
  9. 전자 렌즈와, 광축 방향에 대하여 상기 전자 렌즈보다 후측에 배치된 블랭킹 편향기와, 광축 방향에 대하여 상기 블랭킹 편향기보다 후측에 배치된 복수의 전자 코일을 이용하여, 상기 블랭킹 편향기에 빔 ON이 되는 전압을 인가하고, 상기 복수의 전자 코일에, 상기 블랭킹 편향기로 빔 OFF가 되도록 편향하는 편향량보다 작은 편향량이 되는 전류로서, 상기 복수의 전자 코일에 의해 편향된 하전 입자빔의 궤도의 연장선과 광축의 교점이, 상기 블랭킹 편향기의 중심 높이 위치가 되는 전류를 흘린 상태에서, 상기 전자 렌즈에 인가하는 전압을 가변으로 하여 상기 하전 입자빔을 수속시키고, 상기 전자 렌즈에 인가하는 전압마다, 시료 상에 조사된 상기 하전 입자빔의 조사 위치의 위치 이탈량을 측정하고,
    상기 전자 렌즈에 인가하는 전압마다, 상기 위치 이탈량이 허용치 내인지 여부를 판정하고,
    상기 전자 렌즈에 인가하는 전압은, 상기 위치 이탈량이 허용치 내에 들어가도록 조정되는 것을 특징으로 하는 시료면으로의 빔 입사각 조정 방법.
  10. 제9항에 기재된 시료면으로의 빔 입사각 조정 방법에 의해 시료면으로의 빔 입사각이 조정된 하전 입자빔을 이용하여, 상기 블랭킹 편향기를 이용하여 블랭킹 동작을 행하면서 시료에 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 하는 하전 입자빔 묘화 방법.
  11. 하전 입자빔을 방출하는 방출부와,
    상기 하전 입자빔을 수속시키는 전자 렌즈와,
    광축 방향에 대하여 상기 전자 렌즈보다 후측에 배치되고, 빔 ON과 빔 OFF를 전환하는 블랭킹 제어를 행할 경우에, 상기 하전 입자빔을 편향하는 블랭킹 편향기와,
    광축 방향에 대하여 상기 블랭킹 편향기보다 후측에 배치되고, 빔 OFF의 상태가 되도록 편향된 상기 하전 입자빔을 차폐하는 블랭킹 애퍼처 부재와,
    상기 블랭킹 편향기에 빔 ON의 전압과 빔 OFF의 전압을 인가하는 제1 앰프와,
    상기 제1 앰프와 병렬로 상기 블랭킹 편향기에 접속되고, 상기 제1 앰프에 더하여, 상기 블랭킹 편향기에 의한 빔 ON의 상태로부터, 또한 빔 OFF가 되지 않을 정도로 상기 하전 입자빔을 편향하는 전압을 상기 블랭킹 편향기에 인가하는 제2 앰프
    를 구비한 것을 특징으로 하는 하전 입자빔 묘화 장치.
  12. 하전 입자빔을 수속시키는 전자 렌즈에 인가하는 전압을 설정하는 공정과,
    광축 방향에 대하여 상기 전자 렌즈보다 후측에 배치된 블랭킹 편향기에 의해 빔 ON의 상태로 제어하는 공정과,
    상기 빔 ON의 상태로 제어된 상태에서, 상기 블랭킹 편향기보다 후단측에 배치된 대물 렌즈로 조정되는 제1과 제2 초점 위치마다, 상기 제1과 제2 초점 위치와는 상이한 높이 위치에 배치된 마크 상에 조사된 상기 하전 입자빔의 조사 위치를 측정하고, 측정된 조사 위치 간의 위치 이탈량이 제1 임계치 이하가 되도록, 상기 블랭킹 편향기와 상기 대물 렌즈의 사이에 배치된 전자 코일을 이용하여, 상기 대물 렌즈의 렌즈 중심측으로 상기 하전 입자빔의 빔 중심을 이동시키는 공정과,
    상기 블랭킹 편향기에 의한 빔 ON의 상태로부터, 상기 블랭킹 편향기의 중심 높이 위치를 편향 지점으로 하여, 또한 빔 OFF가 되지 않을 정도로 상기 하전 입자빔을 편향하는 공정과,
    상기 하전 입자빔이 편향된 상태에서, 상기 대물 렌즈로 조정되는 제1과 제2 초점 위치마다, 상기 마크 상에 조사된 상기 하전 입자빔의 조사 위치를 측정하고, 측정된 조사 위치 간의 위치 이탈량이 상기 제1 임계치 이하가 되도록, 상기 전자 코일을 이용하여, 상기 대물 렌즈의 렌즈 중심측으로 상기 하전 입자빔의 빔 중심을 이동시키는 공정과,
    상기 빔 ON의 상태로 제어된 상태에서의 상기 하전 입자빔의 빔 중심의 이동량과, 상기 하전 입자빔이 편향된 상태에서의 상기 하전 입자빔의 빔 중심의 이동량의 차분이 제2 임계치 이하인지 여부를 판정하는 공정
    을 포함하고,
    상기 차분이 상기 제2 임계치보다 작아질 때까지, 상기 전자 렌즈에 인가하는 전압을 가변으로 하면서, 상기 각 공정들을 반복하는 것을 특징으로 하는 시료면으로의 빔 입사각 조정 방법.
KR1020140006114A 2013-01-18 2014-01-17 하전 입자빔 묘화 장치, 시료면에의 빔 입사각 조정 방법 및 하전 입자빔 묘화 방법 KR101598161B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2013-007682 2013-01-18
JP2013007682A JP6087154B2 (ja) 2013-01-18 2013-01-18 荷電粒子ビーム描画装置、試料面へのビーム入射角調整方法、および荷電粒子ビーム描画方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140093638A KR20140093638A (ko) 2014-07-28
KR101598161B1 true KR101598161B1 (ko) 2016-02-26

Family

ID=51207011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140006114A KR101598161B1 (ko) 2013-01-18 2014-01-17 하전 입자빔 묘화 장치, 시료면에의 빔 입사각 조정 방법 및 하전 입자빔 묘화 방법

Country Status (4)

Country Link
US (4) US9236223B2 (ko)
JP (1) JP6087154B2 (ko)
KR (1) KR101598161B1 (ko)
TW (1) TWI516856B (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6087154B2 (ja) 2013-01-18 2017-03-01 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム描画装置、試料面へのビーム入射角調整方法、および荷電粒子ビーム描画方法
USD759603S1 (en) * 2013-07-17 2016-06-21 Nuflare Technology, Inc. Chamber of charged particle beam drawing apparatus
JP6383228B2 (ja) * 2014-09-19 2018-08-29 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のビーム位置測定方法及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置
JP6447163B2 (ja) * 2015-01-21 2019-01-09 株式会社ニューフレアテクノロジー エネルギービーム描画装置の描画データ作成方法
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
JP6743787B2 (ja) * 2017-09-13 2020-08-19 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム描画装置及びブランキング回路の故障診断方法
JP6901518B2 (ja) * 2019-04-25 2021-07-14 日本電子株式会社 荷電粒子線装置および荷電粒子線装置の光学系の制御方法
JP2021077492A (ja) * 2019-11-07 2021-05-20 株式会社ニューフレアテクノロジー 電子ビーム検査装置及び電子ビーム検査方法
DE102020114774B3 (de) 2020-06-03 2021-09-23 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Teilchenstrahlsystem
CN112718282A (zh) * 2020-12-15 2021-04-30 国营芜湖机械厂 真空电扫超音速沉积喷枪
US11810749B2 (en) 2021-12-06 2023-11-07 Carl Zeiss Smt Gmbh Charged particle beam system, method of operating a charged particle beam system, method of recording a plurality of images and computer programs for executing the methods

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010192608A (ja) 2009-02-17 2010-09-02 Toshiba Corp 電子ビーム描画装置
JP2011228498A (ja) 2010-04-20 2011-11-10 Nuflare Technology Inc 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3815094A (en) * 1970-12-15 1974-06-04 Micro Bit Corp Electron beam type computer output on microfilm printer
US3922546A (en) * 1972-04-14 1975-11-25 Radiant Energy Systems Electron beam pattern generator
JPS5283177A (en) * 1975-12-31 1977-07-11 Fujitsu Ltd Electron beam exposure device
US4117339A (en) * 1977-07-01 1978-09-26 Burroughs Corporation Double deflection electron beam generator for employment in the fabrication of semiconductor and other devices
JPS5856946B2 (ja) * 1978-09-11 1983-12-17 超エル・エス・アイ技術研究組合 電子線装置
US4243866A (en) * 1979-01-11 1981-01-06 International Business Machines Corporation Method and apparatus for forming a variable size electron beam
JPS58137947A (ja) * 1982-02-10 1983-08-16 Toshiba Corp 電子光学鏡筒
US4434371A (en) * 1982-03-04 1984-02-28 Hughes Aircraft Company Electron beam blanking apparatus and method
JPS6182428A (ja) * 1984-09-29 1986-04-26 Toshiba Corp 電荷ビ−ム光学鏡筒のレンズ調整方法
JPS62177849A (ja) * 1986-01-30 1987-08-04 Jeol Ltd 集束イオンビ−ム装置
US4835399A (en) * 1986-08-22 1989-05-30 Hitachi, Ltd. Charged particle beam apparatus
JPS6439022A (en) * 1987-08-04 1989-02-09 Mitsubishi Electric Corp Electron beam system
JPS6443961A (en) 1987-08-10 1989-02-16 Hitachi Ltd Charged beam device
JPH04181716A (ja) * 1990-11-16 1992-06-29 Jeol Ltd 描画ビーム径調整方法
JPH07254544A (ja) * 1994-03-15 1995-10-03 Toshiba Corp 荷電ビーム描画装置
US5650628A (en) * 1994-12-15 1997-07-22 International Business Machines Corporation Simultaneous deflections in charged-particle beams
JP3293724B2 (ja) * 1995-03-03 2002-06-17 日本電子株式会社 荷電粒子線装置のビームブランキング装置
JPH09199072A (ja) * 1996-01-22 1997-07-31 Hitachi Ltd イオンビーム投射方法および装置
GB2328073B (en) * 1997-08-01 2002-05-22 Leica Lithography Systems Ltd Method of and machine for pattern writing by an electron beam
US6288406B1 (en) * 1998-03-06 2001-09-11 Dupont Photomasks, Inc. Electron beam lithography system having variable writing speed
JP2000133183A (ja) * 1998-10-20 2000-05-12 Hitachi Ltd 荷電粒子線装置
US6512227B2 (en) * 1998-11-27 2003-01-28 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for inspecting patterns of a semiconductor device with an electron beam
US6262429B1 (en) * 1999-01-06 2001-07-17 Etec Systems, Inc. Raster shaped beam, electron beam exposure strategy using a two dimensional multipixel flash field
JP2000251827A (ja) 1999-03-03 2000-09-14 Nikon Corp 照明光学系
KR20030028461A (ko) * 2000-04-04 2003-04-08 주식회사 아도반테스토 다축전자렌즈를 이용한 멀티빔 노광장치, 반도체소자제조방법
JP2002246303A (ja) * 2001-02-21 2002-08-30 Hitachi Ltd 焦点調整方法及び電子線描画装置
JP4298938B2 (ja) * 2001-07-10 2009-07-22 株式会社日立製作所 荷電粒子線装置
US6864493B2 (en) 2001-05-30 2005-03-08 Hitachi, Ltd. Charged particle beam alignment method and charged particle beam apparatus
US6703630B2 (en) * 2001-12-04 2004-03-09 Advantest Corporation Exposure method, electron beam exposure apparatus and fabrication method of electronic device
DE10312989A1 (de) * 2002-03-28 2003-11-06 Toshiba Kk Lithographiesystem mit Strahl aus geladenen Teilchen, Lithographieverfahren, das einen Strahl aus geladenen Teilchen verwendet, Verfahren zum Steuern eines Strahls aus geladenen Teilchen, und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils
JP2004111708A (ja) * 2002-09-19 2004-04-08 A & D Co Ltd 電子ビーム描画装置の焦点調整方法
DE60236302D1 (de) * 2002-12-17 2010-06-17 Integrated Circuit Testing Mehrachsige Verbundlinse, Strahlvorrichtung und Verfahren zur Anwendung dieser kombinierten Linse
US7187796B1 (en) * 2003-10-01 2007-03-06 Advanced Micro Devices, Inc. Systems and methods that employ exposure compensation to provide uniform CD control on reticle during fabrication
US7928404B2 (en) * 2003-10-07 2011-04-19 Multibeam Corporation Variable-ratio double-deflection beam blanker
JP2005197336A (ja) * 2004-01-05 2005-07-21 Nikon Corp 荷電粒子線光学系の調整方法及び荷電粒子線露光装置
JP2006059513A (ja) * 2004-07-22 2006-03-02 Kuresutetsuku:Kk 電子ビーム照射装置および描画装置
JP2007019193A (ja) * 2005-07-06 2007-01-25 Canon Inc 荷電粒子線装置、レンズパワー調整方法、及びデバイス製造方法
US7417233B2 (en) * 2005-09-28 2008-08-26 Applied Materials, Inc. Beam exposure correction system and method
US7476880B2 (en) * 2005-10-03 2009-01-13 Applied Materials, Inc. Writing a circuit design pattern with shaped particle beam flashes
TWI323004B (en) * 2005-12-15 2010-04-01 Nuflare Technology Inc Charged particle beam writing method and apparatus
JP4773224B2 (ja) * 2006-02-14 2011-09-14 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム描画装置、荷電粒子ビーム描画方法及びプログラム
JP5001661B2 (ja) * 2006-03-13 2012-08-15 株式会社クレステック 電子ビーム記録装置
JP5007063B2 (ja) * 2006-03-31 2012-08-22 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム装置、ｄａ変換装置の異常検出方法、荷電粒子ビーム描画方法及びマスク
JP4843425B2 (ja) * 2006-09-06 2011-12-21 エルピーダメモリ株式会社 可変成形型電子ビーム描画装置
US7763851B2 (en) * 2006-12-22 2010-07-27 Ims Nanofabrication Ag Particle-beam apparatus with improved wien-type filter
JP5243912B2 (ja) * 2008-01-24 2013-07-24 日本電子株式会社 荷電粒子ビーム装置におけるビーム位置較正方法
US8405923B2 (en) * 2008-08-01 2013-03-26 Pioneer Corporation Electron beam recording apparatus, controller for the same, and method for controlling same
JP5484808B2 (ja) * 2008-09-19 2014-05-07 株式会社ニューフレアテクノロジー 描画装置及び描画方法
JP5199921B2 (ja) * 2009-03-06 2013-05-15 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビームの光軸ずれ補正方法
JP5492306B2 (ja) * 2010-10-15 2014-05-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子ビーム装置
US8283629B1 (en) * 2011-04-15 2012-10-09 Fei Company Aberration-corrected wien ExB mass filter with removal of neutrals from the Beam
JP6087154B2 (ja) * 2013-01-18 2017-03-01 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム描画装置、試料面へのビーム入射角調整方法、および荷電粒子ビーム描画方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010192608A (ja) 2009-02-17 2010-09-02 Toshiba Corp 電子ビーム描画装置
JP2011228498A (ja) 2010-04-20 2011-11-10 Nuflare Technology Inc 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW201445243A (zh) 2014-12-01
US11145483B2 (en) 2021-10-12
TWI516856B (zh) 2016-01-11
US20180076002A1 (en) 2018-03-15
US9236223B2 (en) 2016-01-12
JP2014138175A (ja) 2014-07-28
US10192712B2 (en) 2019-01-29
US20140203185A1 (en) 2014-07-24
US9824849B2 (en) 2017-11-21
KR20140093638A (ko) 2014-07-28
US20160071682A1 (en) 2016-03-10
US20190115185A1 (en) 2019-04-18
JP6087154B2 (ja) 2017-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101598161B1 (ko) 하전 입자빔 묘화 장치, 시료면에의 빔 입사각 조정 방법 및 하전 입자빔 묘화 방법
KR101605352B1 (ko) 셋틀링 시간의 취득 방법
JP2015050329A (ja) 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法
KR20200047479A (ko) 전자 빔 조사 장치 및 전자 빔의 다이내믹 포커스 조정 방법
KR20200121349A (ko) 하전 입자 빔 묘화 장치 및 하전 입자 빔 묘화 방법
KR101670976B1 (ko) 세틀링 시간의 취득 방법
US9336980B2 (en) Electron beam writing apparatus, and method for adjusting convergence half angle of electron beam
JP6861543B2 (ja) 荷電粒子ビーム描画方法および荷電粒子ビーム描画装置
JP6951123B2 (ja) 荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置
KR101770388B1 (ko) 하전 입자빔 묘화 장치의 평가 방법
JP5403739B2 (ja) 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法
JP2018073978A (ja) 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法
KR101718610B1 (ko) 전자빔 묘화 장치 및 전자빔 묘화 방법
JP7106297B2 (ja) 可変成形型荷電粒子ビーム照射装置及び可変成形型荷電粒子ビーム照射方法
US10460909B2 (en) Charged particle beam writing method and charged particle beam writing apparatus
JP7192254B2 (ja) マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びその調整方法
JP6478782B2 (ja) ビームドリフト量の測定方法
JP6590542B2 (ja) 荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置
JP2015216278A (ja) 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビームのドーズ量異常検出方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190201

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200205

Year of fee payment: 5