KR20140083887A - 멀티 하전 입자빔 묘화 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

멀티 하전 입자빔 묘화 장치는, 시료를 재치하는 이동 가능한 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, 멀티빔을 축소하는 축소 광학계와, 축소 광학계의 후단에 배치되고, 배율이 1 배이고 자속의 방향이 반대 방향인 더블릿 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 빔을 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 제어되고, 차폐되지 않은 각 빔이 시료 상의 원하는 위치에 조사된다(예를 들면 일본특허공개공보 2006 - 261342호 참조).
멀티빔 묘화 장치에서는, 더블릿 렌즈 등의 렌즈군으로 구성되는 축소 광학계를 이용하여, 멀티빔을 높은 축소율로 축소 전사한다. 멀티빔과 같이 빔 개수가 증가하면 축소 전사하는 영역이 커지기 때문에, 묘화 정밀도를 유지하기 위해서는 왜곡 수차를 작게 억제하는 것이 필요해진다. 이 때, 축소 광학계의 렌즈군에서 왜곡 수차를 작게 하면, 워킹 디스턴스(WD)가 짧아져, 최종 렌즈와 시료면과의 사이의 공간을 이용하는 다른 기기 등이 간섭한다고 하는 문제가 있었다. 물론, 싱글빔 방식에서도, 향후, 진보된 묘화 정밀도가 추구되는 가운데 이러한 문제는 큰 것이 될 것이라고 예상된다.
본 발명은 축소율 또는 수차의 억제를 유지하면서 워킹 디스턴스를 크게 하는 것이 가능한 묘화 장치를 제공한다.
본 발명의 일태양의 멀티 하전 입자빔 묘화 장치는,
시료를 재치(載置)하는 이동 가능한 스테이지와,
하전 입자빔을 방출하는 방출부와,
복수의 개구부가 형성되고, 복수의 개구부 전체가 포함되는 개구부 형성 영역에 하전 입자빔의 조사를 받아, 하전 입자빔의 일부가 복수의 개구부를 각각 통과함으로써 멀티빔을 형성하는 애퍼처 부재와,
멀티빔을 축소하는 축소 광학계와,
축소 광학계의 후단에 배치되고, 배율이 1배이고 자속의 방향이 반대 방향인 더블릿 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 광학계와 결상계의 광선도의 일례를 도시한 도이다.
도 6a와 도 6b는 실시예 1에서의 광학계와 자장 강도의 일례를 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.
이하 실시예에서는, 축소율 또는 수차의 억제를 유지하면서 워킹 디스턴스를 크게 하는 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 제어 회로(160)를 구비하고 있다. 묘화 장치(100)는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치의 일례이다. 묘화부(150)를 구성하는 각 기기는 제어 회로(160)에 의해 구동 및 제어된다. 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), 렌즈(205), 제한 애퍼처 부재(206), 대물 렌즈(207), 더블릿 렌즈를 구성하는 렌즈(212, 214), 편향기(216) 및 정전 렌즈(218)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. 묘화실(103) 상 혹은 묘화실(103) 상부에는, 시료면의 높이 위치(Z 방향 위치)를 측정하기 위한 Z 센서가 배치된다. Z 센서는, 레이저광을 조사하는 투광기(220)와, 측정 대상면(여기서는 시료면)으로부터 반사된 반사광을 수광하는 수광기(222)를 구비하고 있다. 또한, 조명 렌즈(202), 렌즈(205), 대물 렌즈(207) 및 렌즈(212, 214)는 모두 전자 렌즈로 구성된다.
여기서 도 1에서는, 실시예 1을 설명함에 있어서 필요한 구성을 기재하고 있다. 묘화 장치(100)에 있어서, 통상, 필요한 그 외의 구성을 구비하고 있어도 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 A로부터 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 2열 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 렌즈(205)에 의해 수속되고, 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 어긋나고, 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 1회분의 샷의 빔이 형성된다. 제한 애퍼처 부재(206)를 통과한 멀티빔(20)의 패턴 이미지는, 대물 렌즈(207)에 의해 초점이 맞춰지고, 편향기(216)에 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 묘화할 시, 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, 제 2 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. 제 3 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 1개의 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 1개의 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 중, 샷 빔을 연속하여 차례로 조사하는 래스터 스캔 방식으로 묘화한다. 또한, XY 스테이지(105)가 이동하는 중, 멀티빔의 조사 위치는 편향기(216)에 의해 일괄하여 편향된다. 또한, 시료(101)면의 높이 위치(Z 방향 위치)는 표면의 미소한 요철(凹凸) 등에 의해 시시각각 변화한다. 이 때문에, Z 센서로 시료(101)면의 높이 위치 분포를 측정하고, 묘화 중에는, 높이 위치 분포에 따라 정전 렌즈(218)에 의해 초점 위치를 실시간으로 변경하는 다이내믹 포커스를 행한다.
도 5는, 실시예 1에서의 광학계와 결상계의 광선도의 일례를 도시한 도이다. 도 5에서, 묘화 장치(100)에서는, 렌즈(205)와 대물 렌즈(207)에 의해 자장이 반대 방향(자속의 방향이 반대 방향)이고 자장 여기의 크기(AT : 암페어 턴)가 동일하며, 배율이 n : 1(축소율 1 / n)인 더블릿 렌즈(30)를 구성한다. 이러한 더블릿 렌즈(30)에 의해 축소 광학계가 구성된다. 자장이 반대 방향이고 자장 여기의 크기(AT : 암페어 턴)가 동일한 더블릿 렌즈(30)에 의해, 빔 이미지를 무회전으로 제어할 수 있다. 마찬가지로 렌즈(212, 214)에 의해, 자장이 반대 방향이고 자장 여기의 크기(AT)가 동일하며, 배율이 1 : 1(축소율 1 / 1)인 더블릿 렌즈(32)를 구성한다. 도 1의 예에서는, 멀티빔의 각 빔 중심의 궤도를 나타냈지만, 도 5의 예에서는, 블랭킹 플레이트(204)를 통과 후의 멀티빔을 1개의 빔으로 가정한 가상 빔의 결상계의 광선도를 나타내고 있다. 멀티빔을 구성하는 각 빔에 대해서는, 빔 궤도는 각각 상이하지만, 동일한 결상계의 광선도가 된다. 도 5에서, 각 빔은 제한 애퍼처 부재(206)의 높이 위치에서 결상하는 것은 아니므로, 여기서는, 렌즈(205)와 대물 렌즈(207)의 사이의 제한 애퍼처 부재(206)의 도시는 생략하고 있다. 블랭킹 플레이트(204)의 높이 위치에서 결합된 멀티빔(10)은, 블랭킹 플레이트(204)를 물점(物點)(O1)으로 하여, 렌즈(205)에서 평행 광이 되도록 꺾여, 대물 렌즈(207)에 의해 상점(像點)(O2)에 결상된다. 종래의 묘화 장치에서는, 이러한 더블릿 렌즈(30)의 상점(O2)이 시료(101)면으로서 구성되어 있었다. 이 때문에, 대물 렌즈(207)의 하단과 상점(O2)(시료면)과의 거리가 워킹 디스턴스(WD')가 된다. 멀티빔 묘화에서는 축소율을 크게 하기 위하여, 대물 렌즈(207)의 자장의 피크 강도가 크다. 이 때문에, 대물 렌즈(207)의 높이 중심으로부터 상점(O2)(시료면)까지의 거리(b)가 짧아진다. 한편, 렌즈(205)의 자장의 피크 강도는 작아지므로 물점(O1)으로부터 렌즈(205)의 높이 중심까지의 거리(a)는 상점(O2)측에 비해 상대적으로 길어진다. 워킹 디스턴스(WD')를 길게 하기 위해서는, 거리(b)를 길게 할 수 있으면 되는 것이 되지만, 축소 광학계의 축소율을 유지하기 위해서는 거리(b)와 거리(a)의 비를 유지할 필요가 있다. 거리(b)를 길게 하기 위하여 거리(a)를 길게 하면, 시뮬레이션에 의하면 왜곡 수차가 커지기 때문에 허용이 곤란하다. 시뮬레이션에 의하면, 대물 렌즈(207)의 높이 중심으로부터 상점(O2)(시료면)까지의 거리(b)를 짧게 하는 것이 왜곡 수차를 작게 할 수 있다. 따라서, 물점(O1)의 위치를 변경하지 않고 워킹 디스턴스를 크게 할 필요가 있다.
따라서 실시예 1에서는, 축소 광학계가 되는 더블릿 렌즈(30)의 후단에, 자장이 반대 방향이고 자장 여기의 크기(AT)가 동일하며, 배율이 1 : 1(축소율 1 / 1)인 더블릿 렌즈(32)를 배치한다. 더블릿 렌즈(32)에서는, O2를 물점으로 하여 렌즈(212)와 평행 광이 되도록 꺾여, 렌즈(214)에 의해 상점(O3)(시료(101)면)에 결상된다. 따라서 실시예 1에서는, 렌즈(214)의 하단과 상점(O3)(시료(101)면)과의 거리가 워킹 디스턴스(WD)가 된다. 렌즈(214)의 높이 중심으로부터 상점(O3)(시료면)까지의 거리(c)를 거리(b)보다 길게 설정하면, 워킹 디스턴스(WD)를 워킹 디스턴스(WD')보다 길게 할 수 있다. 또한 더블릿 렌즈(32)에서는 배율이 1 배이므로, 렌즈(212, 214)의 자장의 피크 강도가 동일해진다. 따라서, 물점(O2)으로부터 렌즈(212)의 높이 중심까지의 거리는, 렌즈(214)의 높이 중심으로부터 상점(O3)(시료면)까지의 거리와 동일한 값(c)이 된다. 또한, 더블릿 렌즈(30)에 의한 수차의 억제는 유지할 수 있으므로, 수차의 상황을 유지하면서 워킹 디스턴스(WD)를 길게(크게) 할 수 있다.
도 6a와 도 6b는, 실시예 1에서의 광학계와 자장 강도의 일례를 도시한 도이다. 도 6a에서는, 축소 광학계가 되는 렌즈(205)와 대물 렌즈(207)에 의해 구성되는 더블릿 렌즈(30)와, 축소 후의 멀티빔을 축소 확대하지 않고 전송하는 렌즈(212, 214)에 의해 구성되는 더블릿 렌즈(32)를 도시하고 있다. 여기서는, 광축에 대하여 대칭의 양 단면의 일방측을 도시하고 있다. 도 6b에서는, 각 렌즈의 자장을 도시하고 있다. 더블릿 렌즈(30)에서는, 도 6b에 도시한 바와 같이, 이미지를 무회전으로 유지하기 위하여, 동일한 자장 여기의 크기로 한다. 이 때문에, 렌즈(205)의 자장 곡선의 면적(S1)과 대물 렌즈(207)의 자장 곡선의 면적(S2)이 동일한 값이 되도록 설정된다. 한편, 축소율 1 / n을 달성하기 위하여, 대물 렌즈(207)의 자장의 피크 강도(b')는 렌즈(205)의 자장의 피크 강도(a')보다 크게 설정된다. 축소율은 이러한 피크 강도비(a' / b')에 비례한다. 한편, 더블릿 렌즈(32)에서도 이미지를 무회전으로 유지할 수 있도록, 동일한 자장 여기의 크기로 한다. 이 때문에, 렌즈(212)의 자장 곡선의 면적(S3)과 렌즈(214)의 자장 곡선의 면적(S4)이 동일한 값이 되도록 설정된다. 여기서, 더블릿 렌즈(32)에서는, 워킹 디스턴스(WD)를 크게 하기 위하여, 렌즈(214)의 자장의 피크 강도(c')를 대물 렌즈(207)의 자장의 피크 강도(b')보다 작게 설정한다. 이에 의해, 도 5에 도시한 거리(c)를 거리(b)보다 길게 할 수 있다. 더블릿 렌즈(32)에서는 배율 1이므로, 렌즈(212)의 자장의 피크 강도도 렌즈(214)의 자장의 피크 강도와 동일한 값(c')이 된다.
여기서 도 5에 도시한 바와 같이, 대물 렌즈(207)에 의해 상점(O2)에 결상된 멀티빔(10)을 렌즈(212)로 유도할 시, 거리(c)를 거리(b)보다 길게 하기 위하여, 더블릿 렌즈(32)의 내경은 축소 광학계의 더블릿 렌즈(30)의 내경보다 크게 설정된다. 이 때문에 실시예 1에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 멀티빔을 시료(101)면 상으로 편향하는 편향기(216)를 더블릿 렌즈(32)의 내경측에 배치할 수 있다. 마찬가지로, 묘화하면서 다이내믹 포커스를 행하는 정전 렌즈(218)를 더블릿 렌즈(32)의 내경측에 배치할 수 있다. 따라서, 이러한 점에서도 설치 스페이스를 유효하게 활용할 수 있다. 또한 워킹 디스턴스(WD)를 크게 할 수 있으므로, 더블릿 렌즈(32)가, Z 센서로부터의 레이저광 및 반사광의 궤도 상에 간섭하지 않도록 할 수 있다. 환언하면, 더블릿 렌즈(32)는, Z 센서로부터의 레이저광 및 반사광의 궤도 상에 간섭하지 않는 위치에 배치된다. 그 외에, 워킹 디스턴스(WD)를 크게 할 수 있으므로, 스테이지 위치를 측정하는 레이저측장 장치의 반사 미러 등도 충분히 배치 가능해진다.
이상과 같이, 실시예 1에 따르면, 축소율 또는 수차의 억제를 유지하면서 워킹 디스턴스(WD)를 크게 할 수 있다. 따라서, 최종 렌즈(214)와 시료(101)면과의 사이의 공간을 이용하는 다른 기기 등과의 간섭을 없앨 수 있고, 또한 멀티빔 묘화와 같은 축소 전사 영역이 클 경우라도 고정밀의 묘화를 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 그 외의 동작 방법이어도 된다. 또한 상술한 예에서는, 멀티빔 묘화 장치를 나타냈지만, 이에 한정되지 않고, 자장이 반대 방향이 되는 전자 렌즈의 조가 배치되어 있으면, 싱글빔의 묘화 장치여도 된다. 동일한 효과를 발휘할 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 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 이동 가능한 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,
    상기 멀티빔을 축소하는 축소 광학계와,
    상기 축소 광학계의 후단에 배치되고, 배율이 1 배이고 자속의 방향이 반대 방향인 더블릿 렌즈
    를 구비한 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 더블릿 렌즈의 내경은 상기 축소 광학계의 내경보다 큰 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 더블릿 렌즈의 내경측에 배치된, 상기 멀티빔을 시료면 상으로 편향하는 편향기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 더블릿 렌즈의 내경측에 배치된 정전 렌즈를 더 구비한 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    레이저광을 상기 시료면 상에 조사하여, 상기 시료면으로부터의 반사광을 이용하여, 상기 시료면의 높이 위치를 측정하는 센서를 더 구비하고,
    상기 더블릿 렌즈는, 상기 레이저광 및 상기 반사광의 궤도 상에 간섭하지 않는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 축소 광학계는 2 개의 렌즈를 가지고,
    상기 축소 광학계보다 전단에 배치되고, 상기 멀티빔의 각 빔을 블랭킹 편향하는 복수의 블랭커와,
    상기 축소 광학계가 가지는 2 개의 렌즈의 사이에 배치되고, 블랭킹 제어에 의해 빔 OFF로 제어된 상기 멀티빔의 일부를 차폐하는 블랭킹 애퍼처 부재
    를 더 구비한 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 더블릿 렌즈는 동일한 자장 여기의 크기로 설정되는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 축소 광학계는 자장의 피크 강도가 상이하도록 설정된 2 개의 렌즈를 가지고,
    상기 더블릿 렌즈는, 자장의 피크 강도가 상이한 상기 2 개의 렌즈의 후단측에서, 동일한 자장 여기의 크기로 설정되는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 더블릿 렌즈의 자장의 피크 강도는, 상기 축소 광학계의 상기 2 개의 렌즈 중 자장의 피크 강도가 큰 렌즈의 자장의 피크 강도보다 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 멀티빔의 각 빔을 블랭킹 편향하는 복수의 블랭커와,
    블랭킹 제어에 의해 빔 OFF로 제어된 상기 멀티빔의 일부를 차폐하는 블랭킹 애퍼처 부재
    를 더 구비하고,
    상기 더블릿 렌즈의 내경측에 배치된 편향기는, 멀티빔 중, 상기 블랭킹 애퍼처 부재를 통과한 각 빔을 일괄하여 시료 상에 편향하는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
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