KR102007561B1 - 멀티빔 검사용 애퍼처, 멀티빔용 빔 검사 장치 및 멀티 하전 입자빔 묘화 장치 - Google Patents

멀티빔 검사용 애퍼처, 멀티빔용 빔 검사 장치 및 멀티 하전 입자빔 묘화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 형태에 따른 멀티빔 검사용 애퍼처는, 멀티빔 묘화 장치에 있어서 조사된 멀티빔 중 하나의 빔을 통과시키는 멀티빔 검사용 애퍼처이며, 상기 하나의 빔이 통과하는 관통 구멍이 형성되고, 다른 빔이 산란되는 산란층과, 상기 관통 구멍보다 직경이 큰 개구부가 형성되고, 침입한 빔의 적어도 일부를 흡수하는 흡수층을 구비하는 것이다.

Description

멀티빔 검사용 애퍼처, 멀티빔용 빔 검사 장치 및 멀티 하전 입자빔 묘화 장치{APERTURE FOR MULTI BEAM INSPECTION, INSPECTION APPARATUS FOR MULTI BEAM AND MULTI CHARGED PARTICLE BEAM WRITING APPARATUS}
본 발명은 멀티빔 검사용 애퍼처, 멀티빔용 빔 검사 장치 및 멀티 하전 입자빔 묘화 장치에 관한 것이다.
LSI의 고집적화에 수반하여, 반도체 디바이스의 회로선 폭은 더 미세화되고 있다. 이들 반도체 디바이스에 회로 패턴을 형성하기 위한 노광용 마스크(스테퍼나 스캐너에서 사용되는 것은 레티클이라고도 함)를 형성하는 방법으로서, 우수한 해상성을 갖는 전자빔 묘화 기술이 사용되고 있다.
전자빔 묘화 장치로서, 이제까지 하나의 빔을 편향시켜 기판 상의 필요한 개소에 빔을 조사하는 싱글빔 묘화 장치 대신에, 멀티빔을 사용한 묘화 장치의 개발이 진행되고 있다. 멀티빔을 사용함으로써, 하나의 전자빔으로 묘화하는 경우에 비하여 많은 빔을 조사할 수 있으므로, 스루풋을 대폭 향상시킬 수 있다. 멀티빔 방식의 묘화 장치에서는, 예를 들어 전자총으로부터 방출된 전자빔을 복수의 구멍을 가진 애퍼처 부재에 통과시켜 멀티빔을 형성하고, 블랭킹 플레이트에서 각 빔의 블랭킹 제어를 행하여, 차폐되지 않은 빔이 광학계에서 축소되고, 이동 가능한 스테이지 상에 적재된 기판에 조사된다.
멀티빔 묘화 장치에서는, 빔 하나씩에 대하여, 빔 전류나 포커스가 원하는 값으로 되어 있는지, 블랭킹 플레이트에서 온/오프 제어를 행할 수 있는지 등을 검사할 것이 요구되고 있다. 종래, 블랭킹 플레이트에서 온되는 빔을 하나씩 전환하면서, 패러데이 컵을 스캔하여 빔을 검사하고 있었다. 그러나, 멀티빔은 다수(예를 들어 약 26만개)의 빔을 포함하여, 이러한 검사를 빔 개수만큼 반복하여 행하면, 검사에 장시간을 요한다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 멀티빔의 각 빔의 검사를 단시간에, 또한 고정밀도로 행할 수 있는 멀티빔 검사용 애퍼처, 멀티빔용 빔 검사 장치 및 멀티 하전 입자빔 묘화 장치를 제공한다.
본 발명의 일 형태에 따른 멀티빔 검사용 애퍼처는, 멀티빔 묘화 장치에 있어서 조사된 멀티빔 중 하나의 빔을 통과시키는 멀티빔 검사용 애퍼처이며, 상기 하나의 빔이 통과하는 관통 구멍이 형성되고, 다른 빔이 산란되는 산란층과, 상기 관통 구멍보다 직경이 큰 개구부가 형성되고, 침입한 빔의 적어도 일부를 흡수하는 흡수층을 구비하는 것이다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 멀티 하전 입자빔 묘화 장치의 개략도이다.
도 2는, 애퍼처 부재의 개략도이다.
도 3은, 동 실시 형태에 관한 멀티빔용 빔 검사 장치의 개략도이다.
도 4는, 동 실시 형태에 관한 멀티빔 검사용 애퍼처의 사시도이다.
도 5는, 동 실시 형태에 관한 멀티빔 검사용 애퍼처의 평면도이다.
도 6은, 멀티빔이 조사된 멀티빔 검사용 애퍼처의 평면도이다.
도 7은, 검사용 애퍼처에 조사되는 멀티빔을 도시하는 도면이다.
도 8은, 다른 실시 형태에 관한 멀티빔용 빔 검사 장치의 개략도이다.
도 9의 (a), (b)는, 다른 실시 형태에 관한 멀티빔 검사용 애퍼처의 절단 단면도이다.
도 10은, 다른 실시 형태에 관한 멀티빔용 빔 검사 장치의 개략도이다.
도 11은, 다른 실시 형태에 관한 멀티빔용 빔 검사 장치의 개략도이다.
도 12는, 다른 실시 형태에 관한 멀티빔용 빔 검사 장치의 개략도이다.
도 13은, 다른 실시 형태에 관한 멀티빔용 빔 검사 장치의 개략도이다.
도 14는, 다른 실시 형태에 관한 멀티빔용 빔 검사 장치의 개략도이다.
도 15는, 다른 실시 형태에 관한 멀티빔용 빔 검사 장치의 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 멀티빔용 빔 검사 장치가 설치된 멀티 하전 입자빔 묘화 장치의 개략도이다. 본 실시 형태에서는, 하전 입자빔의 일례로서, 전자빔을 사용한 구성에 대하여 설명한다. 단, 하전 입자빔은, 전자빔에 한정되는 것은 아니며, 이온빔 등의 다른 하전 입자빔이어도 된다.
이 묘화 장치는, 묘화 대상의 기판(24)에 전자빔을 조사하여 원하는 패턴을 묘화하는 묘화부(W)와, 묘화부(W)의 동작을 제어하는 제어부(C)를 구비한다.
묘화부(W)는, 전자빔 경통(2) 및 묘화실(20)을 갖고 있다. 전자빔 경통(2) 내에는, 전자총(4), 조명 렌즈(6), 애퍼처 부재(8), 블랭킹 애퍼처 어레이(10), 축소 렌즈(12), 제한 애퍼처 부재(14), 대물 렌즈(16) 및 편향기(18)가 배치되어 있다.
묘화실(20) 내에는, XY 스테이지(22)가 배치된다. XY 스테이지(22) 상에는, 묘화 대상의 기판(24)이 적재되어 있다. 묘화 대상의 기판(24)은, 예를 들어 웨이퍼나, 웨이퍼에 엑시머 레이저를 광원으로 한 스테퍼나 스캐너 등의 축소 투영형 노광 장치나 극단 자외선 노광 장치(EUV)를 사용하여 패턴을 전사하는 노광용 마스크가 포함된다.
또한, XY 스테이지(22)에는, 기판(24)이 적재되는 위치와는 상이한 위치에, 멀티빔 검사용 애퍼처(40)(이하, 「검사 애퍼처(40)」라고 기재함) 및 전류 검출기(50)를 갖는 멀티빔용 빔 검사 장치가 배치되어 있다. 검사 애퍼처(40)는 바람직하게는 기판(24)과 동일한 높이 위치에 설치된다. 또한, 검사 애퍼처(40)는 기판(24)과 동일한 높이가 되도록 높이 조정 기구(도시하지 않음)를 갖고 있다.
전자총(4)으로부터 방출된 전자빔(30)은, 조명 렌즈(6)에 의해 거의 수직으로 애퍼처 부재(8) 전체를 조명한다. 도 2는, 애퍼처 부재(8)의 구성을 도시하는 개념도이다. 애퍼처 부재(8)에는, 세로(y 방향) m열×가로(x 방향) n열(m, n≥2)의 구멍(개구부)(80)이 소정의 배열 피치로 매트릭스형으로 형성되어 있다. 예를 들어, 512열×512열의 구멍(80)이 형성된다. 각 구멍(80)은, 모두 동일한 치수 형상의 직사각형으로 형성된다. 각 구멍(80)은, 동일한 직경의 원형이어도 상관없다.
전자빔(30)은, 애퍼처 부재(8)의 모든 구멍(80)이 포함되는 영역을 조명한다. 이들 복수의 구멍(80)을 전자빔(30)의 일부가 각각 통과함으로써, 도 1에 도시하는 바와 같은 멀티빔(30a 내지 30e)이 형성되게 된다.
도 2에서는, 종횡(x, y 방향) 모두에 2열 이상의 구멍(80)이 배치된 예를 도시하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 종횡(x, y 방향) 어느 한쪽이 복수열이고 다른 쪽은 1열만이어도 상관없다. 또한, 구멍(80)의 배열 방법은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 종횡이 격자형으로 배치되는 경우에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 종방향으로 인접하는 구멍끼리 지그재그형으로 엇갈리게 배치되어도 된다.
블랭킹 애퍼처 어레이(10)에는, 애퍼처 부재(8)의 각 구멍(80)의 배치 위치에 맞추어 관통 구멍이 형성되고, 각 관통 구멍에는, 쌍으로 되는 2개의 전극을 포함하는 블랭커가 각각 배치된다. 각 관통 구멍을 통과하는 전자빔(30a 내지 30e)은, 각각 독립적으로 블랭커가 인가하는 전압에 의해 편향된다. 이 편향에 의해, 각 빔이 블랭킹 제어된다. 이와 같이, 블랭킹 애퍼처 어레이(10)에 의해, 애퍼처 부재(8)의 복수의 구멍(80)을 통과한 멀티빔의 각 빔에 대하여 블랭킹 편향이 행해진다.
블랭킹 애퍼처 어레이(10)를 통과한 멀티빔(30a 내지 30e)은, 축소 렌즈(12)에 의해, 각각의 빔 사이즈와 배열 피치가 축소되고, 제한 애퍼처 부재(14)에 형성된 중심의 구멍을 향하여 진행한다. 여기서, 블랭킹 애퍼처 어레이(10)의 블랭커에 의해 편향된 전자빔은, 그 궤도가 변위되어 제한 애퍼처 부재(14)의 중심의 구멍으로부터 위치가 벗어나고, 제한 애퍼처 부재(14)에 의해 차폐된다. 한편, 블랭킹 애퍼처 어레이(10)의 블랭커에 의해 편향되지 않은 전자빔은, 제한 애퍼처 부재(14)의 중심의 구멍을 통과한다.
이와 같이, 제한 애퍼처 부재(14)는, 블랭킹 애퍼처 어레이(10)의 전극에 의해 빔 OFF의 상태로 되도록 편향된 각 전자빔을 차폐한다. 그리고, 빔 ON으로 되고 나서 빔 OFF로 될 때까지 제한 애퍼처 부재(14)를 통과한 빔이, 1회분의 샷의 전자빔으로 된다.
제한 애퍼처 부재(14)를 통과한 전자빔(30a 내지 30e)은, 대물 렌즈(16)에 의해 초점이 맞추어지고, 기판(24) 상에서 원하는 축소율의 패턴상으로 된다. 제한 애퍼처 부재(14)를 통과한 각 전자빔(멀티빔 전체)은, 편향기(18)에 의해 동일 방향으로 통합되어 편향되고, 기판(24)에 조사된다.
한번에 조사되는 멀티빔은, 이상적으로는 애퍼처 부재(8)의 복수의 구멍(80)의 배열 피치에 상술한 원하는 축소율을 곱한 피치로 배열되게 된다. 이 묘화 장치는, 샷 빔을 연속해서 순서대로 조사해 가는 래스터 스캔 방식으로 묘화 동작을 행하여, 원하는 패턴을 묘화할 때, 패턴에 따라 필요한 빔이 블랭킹 제어에 의해 빔 ON으로 제어된다. XY 스테이지(22)가 연속 이동하고 있을 때, 빔의 조사 위치가 XY 스테이지(22)의 이동에 추종하도록 편향기(18)에 의해 제어된다.
제어부(C)는, 제어 계산기(32) 및 제어 회로(34)를 갖고 있다. 제어 계산기(12)는, 묘화 데이터에 대하여 복수단의 데이터 변환 처리를 행하여 장치 고유의 샷 데이터를 생성하고, 제어 회로(34)에 출력한다. 샷 데이터에는, 각 샷의 조사량 및 조사 위치 좌표 등이 정의된다. 제어 회로(34)는, 각 샷의 조사량을 전류 밀도로 나누어 조사 시간 t를 구하고, 대응하는 샷이 행해질 때, 조사 시간 t만큼 빔 ON되도록, 블랭킹 애퍼처 어레이(10)의 대응하는 블랭커에 편향 전압을 인가한다.
또한, 제어 회로(34)는, 샷 데이터가 나타내는 위치(좌표)에 각 빔이 편향되게 편향량을 연산하고, 편향기(18)에 편향 전압을 인가한다. 이에 의해, 그 회차에 샷되는 멀티빔이 통합되어 편향된다.
이러한 묘화 장치에서는, 멀티빔을 구성하는 다수의 전자빔의 하나씩에 대하여, 빔 전류나 포커스가 원하는 값으로 되어 있는지, 블랭킹 애퍼처 어레이(10)의 블랭커가 원하는 전압을 인가하여 온/오프 제어를 행할 수 있는지 등의 검사가 행해진다. 이 검사는, 검사 애퍼처(40) 및 전류 검출기(50)를 갖는 멀티빔용 빔 검사 장치를 사용하여 행해진다.
도 3 내지 도 5를 사용하여 멀티빔용 빔 검사 장치의 구성에 대하여 설명한다. 도 3은 멀티빔용 빔 검사 장치의 개략 구성도이다. 도 4는 검사 애퍼처(40)를 하면측에서 본 사시도이다. 도 5는 검사 애퍼처(40)를 상면측에서 본 평면도이다. 또한, 도 3에 도시하는 검사 애퍼처(40)는, 도 5의 III-III선에서의 절단 단면도로 되어 있다.
검사 애퍼처(40)는, 산란층(41)과 흡수층(43)을 구비한다. 산란층(41)은 흡수층(43) 상에 형성되어 있다. 검사 애퍼처(40)는 예를 들어 원형의 평면 형상을 이루고, 중심축을 따라 관통 구멍이 형성되어 있다. 이 관통 구멍은, 흡수층(43)의 중심부에 형성된 개구부(44)와, 산란층(41)의 중심부에 형성되고, 개구부(44)에 이어지는 관통 구멍(42)을 포함한다.
검사 애퍼처(40)를 제작하는 경우, 예를 들어 Pt나 W 등의 저지능이 높은 중금속의 박막을 준비하고, FIB(집속 이온빔)를 사용한 에칭에 의해, 하면측에 개구부(44)를 형성한다. 이어서, FIB를 사용한 에칭에 의해, 개구부(44)의 저부에, 개구부(44)보다 직경이 작은 관통 구멍(42)을 형성한다. 중금속 박막 중, 개구부(44)가 형성된 부분이 흡수층(43)에 상당하고, 관통 구멍(42)이 형성된 부분이 산란층(41)에 상당한다. 또한, 가공 순서는 이것에 제한되지 않는다.
관통 구멍(42)의 두께 ts는, 관통 구멍(42)의 직경(내경) φ1과, 한계 가공 깊이로부터 결정된다. 예를 들어, 한계 가공 깊이의 애스펙트비가 10인 경우, ts≤10×φ1로 된다.
관통 구멍(42)의 직경 φ1은, 기판(24) 상에서의 멀티빔의 빔 피치를 P, (하나의) 빔의 사이즈를 S라고 한 경우, S<φ1<P-S로 하는 것이 바람직하다. 직경 φ1이 빔 사이즈 S보다 크면, 하나의 전자빔이 모두 관통 구멍(42)을 통과(무산란 투과)할 수 있고, 보다 S/N비를 높일 수 있다. 직경 φ1은 빔을 발견하기 쉽도록, 또한 이물에 의해 구멍이 막히지 않도록 가능한 한 크게 하는 것이 바람직하다.
한편, 직경 φ1이 P-S보다 작으면, 멀티빔을 스캔하였을 때, 인접하는 2개의 빔(의 일부)이 동시에 관통 구멍(42)을 통과하는 일이 없다. 따라서, 관통 구멍(42)은, 멀티빔 중 하나의 전자빔만을 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 도 6, 도 7에 도시하는 바와 같이, 전자빔(B1)이 관통 구멍(42)을 통과할 때, 전자빔(B1)의 옆의 전자빔(B2)은 관통 구멍(42)에 겹치지 않는다.
관통 구멍(42) 및 개구부(44)를 통과한 전자빔(도 3의 전자빔(B), 도 7의 전자빔(B1))은, 전류 검출기(50)에 입사하고, 빔 전류가 검출된다. 전류 검출기(50)로는, 예를 들어 SSD(반도체 검출기(solid-state detector))를 사용할 수 있다. 전류 검출기(50)에 의한 검출 결과는 제어 계산기(32)에 통지된다.
흡수층(43)은, 산란층(41)을 통하여 침입한 전자를 흡수하는 층이다. 흡수층(43)의 두께 ta와 산란층(41)의 두께 ts의 합이, 전자빔의 그룬 비정(Grun Range, 전자의 에너지가 거의 제로로 되는 깊이) 이상으로 되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 산란층(41)의 두께가 그룬 비정보다 크면, 산란층(41)은 흡수층으로서도 기능한다.
흡수층(43)에 형성되는 개구부(44)의 상부의 직경 φ2는, φ1≤φ2≤4P-S로 하는 것이 바람직하다. 직경 φ2를 4P-S 이하로 함으로써, 관통 구멍(42)을 통과하고 있는 전자빔의 하나 옆의 전자빔이 산란층(41)에서 산란되고, 2개 옆의 전자빔은 흡수층(43)의 바로 위에 조사되어, 산란층(41)에서 산란된 후, 흡수층(43)에 침입하여 흡수되기 때문에, 보다 S/N비를 높일 수 있다. 직경 φ2는 4P-S 이상으로 하는 것도 가능하지만, 작을수록 보다 바람직하다.
예를 들어, 도 6, 도 7에 도시하는 바와 같이, 전자빔(B1)이 관통 구멍(42)을 통과할 때, 전자빔(B1)의 하나 옆의 전자빔(B2)(전자빔(B1)의 주변의 8개의 전자빔(B2))은, 산란층(41)에 조사되어, 일부는 산란층(41)의 표면에서 반사되지만, 그 대부분은 파선으로 나타내는 바와 같이 산란층(41)에 침입하여 산란된다. 산란된 전자는, 산란층(41)을 관통하여, 그 일부는 그대로 진공 중을 직진하고, 일부는 흡수층(43)의 표면에서 반사되고 일부는 흡수층(43)에 입사하여, 전류 검출기(50)에는 (거의) 도달하지 않는다. 전자빔(B1)의 2개 이상 옆의 전자빔(B3)은, 파선으로 나타내는 바와 같이, 산란층(41)에서 산란된다. 산란된 전자는 흡수층(43)에 침입하여 흡수된다.
개구부(44)의 하부의 직경 φ3은, 상부의 직경 φ2 이상이다. 또한, 직경 φ3의 상한은 흡수층(43)의 두께 ta 및 가공 조건으로부터 정해지며, 예를 들어 애스펙트비가 5이면, φ3≤ta/5로 된다. 일반적으로, 개구부(44)의 측 주위벽은, FIB 가공에 의한 에칭(빔 프로파일)에 수반하는 테이퍼 형상으로 되며, 하부로부터 에칭하는 경우, 하부보다 상부 쪽이 직경이 작아진다. 그 때문에, 직경 φ2는 개구부(44)의 최소 직경, 직경 φ3은 개구부(44)의 최대 직경이라고 할 수 있다.
빔을 검사하는 경우, 예를 들어 검사 애퍼처(40) 및 전류 검출기(50)가 설치된 스테이지(22) 상에서 빔을 편향기(18)에서 XY 방향으로 편향시켜, 멀티빔을 스캔한다. 도 6, 도 7에 도시하는 바와 같이, 하나의 빔(B1)이 관통 구멍(42)(및 개구부(44))을 통과하고, 검사 애퍼처(40)의 하방에 설치된 전류 검출기(50)에서 빔 전류가 검출된다.
관통 구멍(42)을 통과하고 있는 전자빔(B1)의 주변의 8개의 전자빔(B2)은 산란층(41)을 통과함으로써 산란되어, 전류 검출기(50)에 (거의) 도달하지 않는다. 또한, 빔(B1)의 2개 이상 옆의 빔(B3)은, 산란층(41)에서 산란되면서 투과되고, 흡수층(43)에 흡수되기 때문에, 전류 검출기(50)에 도달하지 않는다. 전류 검출기(50)는, 하나의 빔(B1)의 빔 전류를 고정밀도로 검출할 수 있다.
제어 계산기(32)는, 전류 검출기(50)의 검출 결과로부터, 빔 전류가 원하는 값으로 되어 있는지 판정한다. 멀티빔을 스캔하고, 관통 구멍(42)을 통과하는 전자빔을 순차적으로 전환함으로써, 멀티빔의 각 전자빔의 검사를 단시간에, 또한 고정밀도로 행할 수 있다. 또한, 빔을 온으로 하여 스캔하거나, 오프로 하여 스캔하거나 함으로써, 블랭킹 애퍼처 어레이(10)의 각 블랭커에 의해 온/오프 제어를 행할 수 있는지를 용이하게 판정하고, 결함 빔을 검출할 수 있다. 또한, 빔 샤프니스를 측정하고, 포커스 조정이나 비점 조정 등을 행할 수 있다.
빔의 검사는, 묘화 전에 행해도 되고, 묘화 중에 행해도 된다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 검사 애퍼처(40)와 전류 검출기(50)의 사이에 제한 애퍼처(60)를 설치해도 된다. 제한 애퍼처(60)에 의해 산란층(41)에서 산란된 전자가 차단되고, 산란각이 작은 산란 전자가 전류 검출기(50)에 입사하는 것을 방지하여, S/N비를 향상시킬 수 있다. 제한 애퍼처(60)는, 예를 들어 카본으로 제작할 수 있다. 제한 애퍼처(60)의 개구 직경은, 전자 산란각이나 콘트라스트 등을 고려하여 결정된다.
산란층(41) 및 흡수층(43)은 막 두께가 얇기 때문에, 핸들링성 향상을 위해, 도 9의 (a)에 도시하는 바와 같이, 산란층(41) 및 흡수층(43)을 보유 지지하는 홀더(45)를 설치해도 된다. 홀더(45)는, 예를 들어 흡수층(43)의 10 내지 20배 정도의 두께로 되어 있다. 예를 들어, Pt나 W 등의 중금속막을 준비하고, FIB를 사용한 에칭에 의해 하면측에 개구부(46)를 형성한다. 계속해서, FIB를 사용한 에칭에 의해, 개구부(46)의 저부에, 개구부(46)보다 직경이 작은 개구부(44)를 형성하고, 이어서 관통 구멍(42)을 형성한다. 이에 의해, 홀더(45) 일체형의 검사 애퍼처(40)를 제작할 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 관통 구멍(42), 개구부(44, 46)의 측벽이 수직 벽으로 되도록 도시하였지만, 도 9의 (b)에 도시하는 바와 같이 에칭 형상은 테이퍼 형상으로 될 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 산란층(41)과 흡수층(43)이 동일 재료를 포함한 일체형의 검사 애퍼처(40)에 대하여 설명하였지만, 산란층(41)과 흡수층(43)이 상이한 재료로 형성되어 있어도 된다. 산란층(41)과 흡수층(43)을 상이한 재료로 한 경우, 산란층(41)으로부터 흡수층(43)으로의 열전도율이 낮아지고, 산란층(41)의 온도가 높아지기 쉬워지고, 관통 구멍(42)에 이물이 부착되기 어려워진다.
상기 실시 형태에서는, 관통 구멍(42)을 통과하는 전자빔의 하나 옆의 전자빔이 산란층(41)에 조사되어 산란되고, 2개 이상 옆의 전자빔은 흡수층(43)에서 흡수되는 예에 대하여 설명하였지만, 직경 φ2를 크게 하여, 관통 구멍(42)을 통과하는 전자빔의 2개 옆까지의 전자빔이 산란층(41)에 조사되어 산란되고, 3개 이상 옆의 빔이 흡수층(43)에서 흡수되도록 해도 된다. 단, 이 구성은, 2개 이상 옆의 빔이 흡수층(43)에서 흡수되는 구성과 비교하여, S/N비가 저하될 수 있다.
흡수층(43)의 두께 ta는, 일반적으로는 침입 길이이며, 구체적으로는 그룬 비정으로서 정의하였지만, 베테 비정(Bethe Range: 그룬 비정<베테 비정)에 기초하여 결정해도 된다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 흡수층(43)을 검사 애퍼처(40)의 상방에 별도로 형성해도 된다. 검사 애퍼처(40)의 상방에 흡수층(43)이 배치됨으로써, 검사 애퍼처(40)에서 산란층(41)과 일체로 되어 있는 흡수층(43)을 얇게 할 수 있고, 가공성을 향상시킬 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 산란층(41)과 흡수층(43)이 일체화되어 있었지만, 도 11에 도시하는 바와 같이, 산란층(41)과 흡수층(43)을 별체로 하고, 산란층(41)의 하방에 간격을 두고 흡수층(43)을 배치해도 된다. 이 경우, 흡수층(43)은 제한 애퍼처와 동일한 기능을 갖고, 산란층(41)과 흡수층(43)의 간격이 넓을수록, S/N비가 향상된다. 마찬가지로, 흡수층(43)과 전류 검출기(50)의 간격이 넓을수록, S/N비가 향상된다. 또한, 흡수층(43)으로서, 상술한 제한 애퍼처를 사용해도 된다. 또한, 도 12에 도시하는 바와 같이, 전류 검출기(50)를 보유 지지하는 홀더(70)가, 산란층(41) 및 흡수층(43)을 보유 지지하도록 구성해도 된다.
상기 실시 형태에서는, 산란층(41)이 흡수층(43)의 상측(빔 진행 방향의 상류측)에 위치하고 있었지만, 도 13에 도시하는 바와 같이, 산란층(41)이 흡수층(43)의 하측에 위치해도 된다. 이러한 구성으로 한 경우에도, 관통 구멍(42)을 통과하고 있는 전자빔(B1)의 주변의 8개의 전자빔(B2)은 산란층(41)을 통과함으로써 산란되고, 전류 검출기(50)에 (거의) 도달하지 않는다. 또한, 빔(B1)의 2개 이상 옆의 빔(B3)은, 흡수층(43)에 흡수되어, 전류 검출기(50)에 도달하지 않는다. 그 때문에, 전류 검출기(50)는, 하나의 빔(B1)의 빔 전류를 고정밀도로 검출할 수 있다.
도 14에 도시하는 바와 같이, 산란층(41)과 흡수층(43)을 별체로 하고, 산란층(41)의 상방에 간격을 두고 흡수층(43)을 배치해도 된다. 도 15에 도시하는 바와 같이, 전류 검출기(50)를 보유 지지하는 홀더(70)가, 산란층(41) 및 흡수층(43)을 보유 지지하도록 구성해도 된다. 이 경우, 홀더(70)는, 산란층(41)에서 산란된 전자를 흡수하는 흡수층으로서 기능할 수 있다. 또한, 산란층(41)의 하방에 제한 애퍼처(60) 또는 흡수층(43)을 배치해도 된다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태 그대로 한정되는 것은 아니며, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 상기 실시 형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적절한 조합에 의해, 여러 가지 발명을 형성할 수 있다. 예를 들어, 실시 형태에 나타나는 전체 구성 요소로부터 몇 가지 구성 요소를 삭제해도 된다. 또한, 상이한 실시 형태에 걸치는 구성 요소를 적절히 조합해도 된다.

Claims (8)

  1. 멀티빔 묘화 장치에 있어서 조사된 멀티빔 중 하나의 빔을 통과시키는 멀티빔 검사용 애퍼처이며,
    상기 하나의 빔이 통과하는 관통 구멍이 형성되고, 다른 빔이 산란되는 산란층과,
    상기 관통 구멍보다 직경이 큰 개구부가 형성되고, 침입한 빔의 적어도 일부를 흡수하는 흡수층을 구비하고,
    상기 멀티빔을 구성하는 각 빔의 빔 사이즈를 S, 빔 피치를 P라고 한 경우, 상기 관통 구멍의 최소 직경 φ1은,
    S<φ1<P-S
    인 것을 특징으로 하는 멀티빔 검사용 애퍼처.
  2. 제1항에 있어서, 상기 흡수층은, 상기 산란층의 하방 또는 상방에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티빔 검사용 애퍼처.
  3. 제2항에 있어서, 상기 흡수층은, 상기 산란층과 이격하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티빔 검사용 애퍼처.
  4. 제2항에 있어서, 상기 흡수층과 상기 산란층은 접속되어 있고, 상기 개구부는 상기 관통 구멍에 이어져 있는 것을 특징으로 하는 멀티빔 검사용 애퍼처.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 개구부의 최소 직경 φ2는,
    φ1≤φ2≤4P-S
    인 것을 특징으로 하는 멀티빔 검사용 애퍼처.
  7. 멀티빔 묘화 장치에 있어서 조사된 멀티빔 중 하나의 빔이 통과하는 관통 구멍이 형성되고, 다른 빔이 산란되는 산란층, 및 상기 관통 구멍보다 직경이 큰 개구부가 형성되고, 침입한 빔의 적어도 일부를 흡수하는 흡수층을 갖는 멀티빔 검사용 애퍼처와,
    상기 관통 구멍 및 상기 개구부를 통과한 빔의 빔 전류를 검출하는 전류 검출기를 구비하고,
    상기 멀티빔을 구성하는 각 빔의 빔 사이즈를 S, 빔 피치를 P라고 한 경우, 상기 관통 구멍의 최소 직경 φ1은,
    S<φ1<P-S
    인 것을 특징으로 하는 멀티빔용 빔 검사 장치.
  8. 묘화 대상의 기판을 적재하는, 이동 가능한 스테이지와,
    하전 입자빔을 방출하는 방출부와,
    복수의 개구부를 갖고, 상기 복수의 개구부가 포함되는 영역에 상기 하전 입자빔의 조사를 받아, 상기 복수의 개구부를 상기 하전 입자빔의 일부가 각각 통과함으로써, 멀티빔을 형성하는 애퍼처 부재와,
    상기 애퍼처 부재의 복수의 개구부를 통과한 멀티빔 중, 각각 대응하는 빔의 블랭킹 편향을 행하는 복수의 블랭커를 갖는 블랭킹 애퍼처 어레이와,
    상기 스테이지에 설치된 멀티빔용 빔 검사 장치를 구비하고,
    상기 멀티빔용 빔 검사 장치는,
    상기 멀티빔 중 하나의 빔이 통과하는 관통 구멍이 형성되고, 다른 빔이 산란되는 산란층, 및 상기 관통 구멍보다 직경이 큰 개구부가 형성되고 침입한 빔의 적어도 일부를 흡수하는 흡수층을 포함하는 멀티빔 검사용 애퍼처와,
    상기 관통 구멍 및 상기 흡수층의 상기 개구부를 통과한 빔의 빔 전류를 검출하는 전류 검출기를 가지고,
    상기 멀티빔을 구성하는 각 빔의 빔 사이즈를 S, 빔 피치를 P라고 한 경우, 상기 관통 구멍의 최소 직경 φ1은,
    S<φ1<P-S
    인 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
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