KR20200125484A - 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치 - Google Patents

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KR20200125484A
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aperture array
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KR1020200048478A
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미츠히로 오카자와
히로후미 모리타
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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치는, 하전 입자 빔을 방출하는 방출부와, 개구 면적이 가변인 제1 개구부를 갖고, 하전 입자 빔의 일부를 차폐하는 제한 애퍼처 유닛과, 복수의 제2 개구부를 갖고, 제1 개구부를 통과한 하전 입자 빔이 조사되어, 복수의 제2 개구부를 하전 입자 빔의 일부가 통과함으로써 멀티 빔을 형성하는 성형 애퍼처 어레이 기판과, 멀티 빔의 각 빔이 통과하는 복수의 제3 개구부를 갖고, 멀티 빔의 각 빔을 독립적으로 편향시키는 것이 가능한 블랭킹 애퍼처 어레이 기판을 구비한다.

Description

멀티 하전 입자 빔 묘화 장치{MULTI CHARGED PARTICLE BEAM WRITING APPARATUS}
본 출원은, 일본 특허 출원 제2019-84353호(출원일: 2019년 4월 25일)를 기초 출원으로 하는 우선권을 향수한다. 본 출원은 이 기초 출원을 참조함으로써 기초 출원의 모든 내용을 포함한다.
본 발명은, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 고집적화에 수반하여, 반도체 디바이스의 회로 패턴의 미세화가 진행되고 있다. 회로 패턴의 미세화를 실현함에 있어서, 반도체 기판 상에 회로 패턴을 형성하는 리소그래피 기술이 중요해진다. 리소그래피 기술을 사용하여 미세한 회로 패턴을 형성하기 위해서는, 고정밀도의 원화 패턴(레티클 혹은 마스크라고도 함)이 필요해진다. 전자 빔 묘화는, 본질적으로 우수한 해상성을 갖고 있어, 고정밀도의 원화 패턴의 제조에 사용된다.
예를 들어, 멀티 빔을 사용한 묘화 장치가 있다. 하나의 전자 빔으로 묘화하는 경우에 비해, 멀티 빔을 사용함으로써 한 번에 많은 전자 빔을 시료에 조사할 수 있다. 따라서, 묘화의 스루풋을 대폭 향상시키는 것이 가능하다.
멀티 빔을 사용한 묘화 장치에서는, 전자총으로부터 방출된 전자 빔을, 복수의 개구부를 갖는 성형 애퍼처 어레이에 통과시켜 멀티 빔을 형성한다. 멀티 빔의 각 빔은, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판에 의해 독립적으로 편향된다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기판은, 멀티 빔의 각 빔이 통과하는 복수의 개구부와, 각 개구부에 마련된 전극쌍을 갖는다. 전극쌍에 인가되는 전압을 제어함으로써, 멀티 빔의 각 빔이 편향된다. 전극쌍에 의해 편향된 빔은 차폐되고, 편향되지 않은 빔이 시료에 조사됨으로써, 묘화가 행해진다.
성형 애퍼처 어레이 기판은, 전자 빔이 조사됨으로써 온도가 상승한다. 성형 애퍼처 어레이 기판의 온도가 상승하면, 열팽창에 의해 개구부의 피치가 변화된다. 개구부의 피치가 소정의 범위를 일탈하면, 예를 들어 멀티 빔의 각 빔이 블랭킹 애퍼처 어레이의 원하는 개구부를 통과할 수 없게 되어, 시료에 조사되는 전자 빔이 결손된다는 문제가 생긴다.
이 때문에, 예를 들어 성형 애퍼처 어레이의 개구부의 피치는, 성형 애퍼처 어레이 기판의 온도 상승에 의한 변화를 미리 고려하여 설계된다. 묘화 시에는, 성형 애퍼처 어레이 기판의 온도를 소정의 범위로 유지함으로써, 개구부의 피치가 소정의 범위에 들도록 한다.
성형 애퍼처 어레이 기판의 온도 상승을 방지하기 위해서는, 예를 들어 성형 애퍼처 어레이 기판에 조사되는 전자 빔의 양을 제한하는 제한 애퍼처를 마련하는 것이 생각된다. 제한 애퍼처는, 전자총과 성형 애퍼처 어레이 기판 사이에 마련되어, 전자 빔의 일부를 차폐함으로써, 성형 애퍼처 어레이 기판에 조사되는 전자 빔의 양을 제한한다.
한편, 성형 애퍼처 온도를 너무 낮게 억제하면, 성형 애퍼처의 구멍에서의 오염(주로 히드로카본)의 성장이 촉진된다는 문제가 생긴다. 성형 애퍼처의 구멍에서의 오염이 성장하면, 빔 형상 정밀도가 열화되거나, 빔 위치 정밀도가 열화되거나 하는 등의, 묘화 정밀도 상의 문제가 생긴다. 그 때문에 성형 애퍼처의 교환이 필요해지지만, 장치를 정지하고 교환 작업을 행할 필요가 있어, 장치 가동률을 현저하게 떨어뜨린다는 문제가 생긴다. 이와 같이, 온도 상승에 의한 성형 애퍼처 개구부 피치의 변화를 억제하기 위해서는 온도는 낮은 편이 좋지만, 온도가 너무 낮으면 성형 애퍼처의 오염 성장에 의한 정밀도 열화, 가동률 저하의 문제가 생긴다.
본 발명의 일 양태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치는, 하전 입자 빔을 방출하는 방출부와, 개구 면적이 가변인 제1 개구부를 갖고, 상기 하전 입자 빔의 일부를 차폐하는 제한 애퍼처 유닛과, 복수의 제2 개구부를 갖고, 상기 제1 개구부를 통과한 상기 하전 입자 빔이 조사되어, 상기 복수의 제2 개구부를 상기 하전 입자 빔의 일부가 통과함으로써 멀티 빔을 형성하는 성형 애퍼처 어레이 기판과, 상기 멀티 빔의 각 빔이 통과하는 복수의 제3 개구부를 갖고, 상기 멀티 빔의 각 빔을 독립적으로 편향시키는 것이 가능한 블랭킹 애퍼처 어레이 기판을 구비한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 성형 애퍼처 어레이 기판의 온도를 적정하게 제어하는 것이 가능한 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 제1 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치의 구성을 도시하는 개념도.
도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 2d는 제1 실시 형태의 제한 애퍼처 유닛의 모식도.
도 3a, 도 3b는 제1 실시 형태의 제한 애퍼처 유닛의 설명도.
도 4는 제1 실시 형태의 성형 애퍼처 어레이 기판의 모식도.
도 5a, 도 5b는 제1 실시 형태의 성형 애퍼처 어레이 기판의 조명 영역의 설명도.
도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d는 제2 실시 형태의 제한 애퍼처 유닛의 모식도.
도 7a, 도 7b는 제2 실시 형태의 제한 애퍼처 유닛의 설명도.
도 8a, 도 8b, 도 8c, 도 8d는 제3 실시 형태의 제한 애퍼처 유닛의 모식도.
도 9a, 도 9b는 제3 실시 형태의 제한 애퍼처 유닛의 설명도.
도 10은 제4 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치의 구성을 도시하는 개념도.
도 11은 제5 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치의 구성을 도시하는 개념도.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 이하, 실시 형태에서는, 하전 입자 빔의 일례로서, 전자 빔을 사용한 구성에 대하여 설명한다. 단, 하전 입자 빔은, 전자 빔에 한정되는 것은 아니고, 이온빔 등의 하전 입자를 사용한 빔이어도 상관없다.
본 명세서 중, 묘화 데이터란, 시료에 묘화할 패턴의 기초 데이터이다. 묘화 데이터는 CAD 등에서 설계자에 의해 생성된 설계 데이터를, 묘화 장치 내에서의 연산 처리가 가능해지도록 포맷을 변환시킨 데이터이다. 도형 등의 묘화 패턴이, 예를 들어 도형의 정점 등의 좌표로 정의되어 있다.
(제1 실시 형태)
제1 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치는, 하전 입자 빔을 방출하는 방출부와, 개구 면적이 가변인 제1 개구부를 갖고, 하전 입자 빔의 일부를 차폐하는 제한 애퍼처 유닛과, 복수의 제2 개구부를 갖고, 제1 개구부를 통과한 하전 입자 빔이 조사되어, 복수의 제2 개구부를 하전 입자 빔의 일부가 통과함으로써 멀티 빔을 형성하는 성형 애퍼처 어레이 기판과, 멀티 빔의 각 빔이 통과하는 복수의 제3 개구부를 갖고, 멀티 빔의 각 빔을 독립적으로 편향시키는 것이 가능한 블랭킹 애퍼처 어레이 기판을 구비한다.
이하, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치가, 마스크 묘화 장치인 경우를 예로 들어 설명한다.
도 1은 제1 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치의 구성을 도시하는 개념도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 마스크 묘화 장치(하전 입자 빔 묘화 장치)는, 묘화부(100)와 제어부(200)를 구비하고 있다. 마스크 묘화 장치는, 시료(42)에 원하는 패턴을 묘화한다.
묘화부(100)는, 전자 경통(12), 묘화실(14)을 갖고 있다. 전자 경통(12) 내에는, 전자총(16)(방출부), 조명 렌즈(18), 제한 애퍼처 유닛(22), 성형 애퍼처 어레이 기판(28), 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30), 투영 렌즈(32), 편향기(34), 스토핑 애퍼처 기판(36), 및, 대물 렌즈(38)가 배치되어 있다. 묘화부(100)는, 시료(42)에 대한 묘화를 실행한다.
묘화실(14) 내에는, 이동 가능하게 배치된 XY 스테이지(40)가 배치되어 있다. XY 스테이지(40) 상에는, 시료(42)를 적재하는 것이 가능하다. 시료(42)는, 웨이퍼에 패턴을 전사하는 노광용 마스크 기판이다. 마스크 기판은, 예를 들어 아직 아무것도 묘화되지 않은 마스크 블랭크이다.
전자 경통(12) 내 및 묘화실(14) 내는, 도시하지 않은 진공 펌프에 의해 진공화되어, 대략 진공으로 되어 있다.
제어부(200)는, 스테이지 구동 회로(44), 편향 제어 회로(46), 제한 애퍼처 구동 회로(48), 제어 계산기(50), 메모리(52), 및, 자기 디스크 장치(54)를 갖고 있다. 제어부(200)는, 시료(42)에 대한 묘화를 행하는 묘화부(100)를 제어한다.
전자총(16)은 전자 빔 B를 방출한다. 전자총(16)은 방출부의 일례이다.
조명 렌즈(18)는, 전자총(16)의 XY 스테이지(40)측(이하, 하류측이라 기재함)에 마련된다. 조명 렌즈(18)는, 전자총(16)으로부터 방출된 전자 빔 B를 굴절시켜, 제한 애퍼처 유닛(22)에 조사한다. 이때, 조명 렌즈(18)에 의해, 조사 각도를 소정의 각도로 할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서는 수직으로 조사되지만, 후술하는 축소 광학계로 해도 된다. 여기서, 조명 렌즈(18)는 전자 렌즈이다.
제한 애퍼처 유닛(22)은, 조명 렌즈(18)의 하류측에 마련된다. 제한 애퍼처 유닛(22)은, 조명 렌즈(18)와 성형 애퍼처 어레이 기판(28) 사이에 마련된다. 제한 애퍼처 유닛(22)은, 조명 렌즈(18)를 통과하여 제한 애퍼처 유닛(22)에 조사된 전자 빔 B의 일부를 차폐한다.
도 2a, 도 2b, 도 2c, 도 2d는 제1 실시 형태의 제한 애퍼처 유닛의 모식도이다. 도 2a는 제한 애퍼처 유닛의 상면도, 도 2b는 제한 애퍼처 유닛의 일부(제1 부분)의 상면도, 도 2c는 제한 애퍼처 유닛의 다른 일부(제2 부분)의 상면도, 도 2d는 제한 애퍼처 유닛의 단면도이다. 도 2d는 도 2a의 AA' 단면을 도시한다.
도 2a에 도시한 바와 같이, 제한 애퍼처 유닛(22)은 제1 개구부(22x)를 갖는다. 제1 개구부(22x)는, 예를 들어 직사각형이다. 제1 개구부(22x)는, 예를 들어 정사각형이다. 제한 애퍼처 유닛(22)에 조사된 전자 빔 B의 일부가, 제1 개구부(22x)를 통과한다.
제한 애퍼처 유닛(22)은, 2개의 L자형 부품(제1 부분(22a)과 제2 부분(22b))을 조합하여 구성되어 있다. 제1 부분(22a), 제2 부분(22b)은 각각 판형이다.
도 2a 및 도 2d에 도시한 바와 같이, 제2 부분(22b)의 적어도 일부는 제1 부분(22a)에 대향한다. 제2 부분(22b)의 적어도 일부는, 제1 부분(22a)과 상하 방향으로 겹쳐 있다. 제1 부분(22a)에 제2 부분(22b)이 겹침으로써, 제1 개구부(22x)가 형성된다.
제1 부분(22a)과 제2 부분(22b)은, 예를 들어 접촉하지 않고 상하 방향(연직 방향)으로 소정의 간극을 두고 이격되어 있다.
제한 애퍼처 유닛(22)은, 예를 들어 중금속을 포함한다. 제한 애퍼처 유닛(22)을 구성하는 제1 부분(22a)과 제2 부분(22b)은, 예를 들어 비자성이며 X선을 발생시키지 않는 중금속을 포함하는 재료로 구성된다. 중금속은, 예를 들어 탄탈룸(Ta), 텅스텐(W), 또는 금(Au)이다. 또한, 중금속이란, 철(Fe) 이상의 비중을 갖는 금속을 의미한다.
또한, 제한 애퍼처 유닛(22)의 재료로서, 예를 들어 카본(C)이나 실리콘(Si)을 사용하는 것도 가능하다. 또한, 알루미늄(l)이나 티타늄(Ti) 등의 반사율(후방 산란 계수)이 작고, 가공하기 쉬운 경금속을 사용하는 것도 가능하다.
제1 부분(22a)과 제2 부분(22b)의 두께는, 예를 들어 0.3㎜ 이상 3㎜ 이하이다.
지지부(26)는, 제한 애퍼처 유닛(22)을 지지한다. 지지부(26)는, 제1 지지 막대(26a) 및 제2 지지 막대(26b)를 갖는다. 지지부(26)는, 예를 들어 제1 부분(22a)이 제1 지지 막대(26a)로 지지된다. 예를 들어, 제2 부분(22b)이 제2 지지 막대(26b)로 지지된다.
제1 부분(22a) 및 제2 부분(22b)은, 적어도 각각 1개소에서 제1 지지 막대(26a) 및 제2 지지 막대(26b)로 지지된다. 제1 부분(22a) 및 제2 부분(22b)이, 각각 복수 개소에서 지지부(26)에 의해, 지지되어도 상관없다.
구동 모터(24)는 지지부(26)에 접속된다. 구동 모터(24)는, 예를 들어 지지부(26)를 수평 방향으로 이동시킴으로써, 제1 부분(22a)과 제2 부분(22b)을 상대 이동시킨다.
구동 모터(24)는, 예를 들어 비자성 모터이다. 구동 모터(24)는, 예를 들어 피에조 모터이다. 구동 모터(24)에 비자성 모터를 사용함으로써, 구동 모터(24)의 동작이 전자 빔 B의 궤도에 미치는 영향이 저감된다.
도 3a, 도 3b는 제1 실시 형태의 제한 애퍼처 유닛의 설명도이다. 도 3a는 제1 개구부(22x)의 개구 면적이 작은 상태, 도 3b는 제1 개구부(22x)의 개구 면적이 큰 상태를 도시한다.
제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)의 개구 면적은 가변이다. 예를 들어, 도 3a에 도시한 개구 면적이 작은 상태로부터, 구동 모터(24)를 구동하여 지지부(26)를 화살표 방향으로 수평 이동시킴으로써, 도 3b에 도시한 개구 면적이 큰 상태로 변화시키는 것이 가능하다. 또한, 구동 모터(24)를 구동하여 지지부(26)를 화살표 방향과 역방향으로 수평 이동시킴으로써, 도 3b에 도시한 개구 면적이 큰 상태로부터, 도 3a에 도시한 개구 면적이 작은 상태로 변화시키는 것이 가능하다.
제1 개구부(22x)의 최대 개구 면적은, 예를 들어 최소 개구 면적의 1.2배 이상 3배 이하이다.
성형 애퍼처 어레이 기판(28)은, 제한 애퍼처 유닛(22)의 하류측에 마련된다. 성형 애퍼처 어레이 기판(28)은, 제한 애퍼처 유닛(22)과 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30) 사이에 마련된다. 성형 애퍼처 어레이 기판(28)에는, 제한 애퍼처 유닛(22)을 통과한 전자 빔 B가 조사된다. 성형 애퍼처 어레이 기판(28)은 멀티 빔 MB를 형성한다.
도 4는 제1 실시 형태의 성형 애퍼처 어레이 기판의 모식도이다. 도 4는 성형 애퍼처 어레이 기판의 상면도이다.
성형 애퍼처 어레이 기판(28)은 판형이다. 성형 애퍼처 어레이 기판(28)은, 복수의 제2 개구부(28x)를 갖는다. 성형 애퍼처 어레이 기판(28)에는, 예를 들어 세로 m열×가로 n열(m, n≥2)의 제2 개구부(28x)가 소정의 피치로 배열된다.
제2 개구부(28x)는, 예를 들어 직사각형이다. 제2 개구부(28x)는, 예를 들어 정사각형이다. 제2 개구부(28x)를, 예를 들어 원형으로 하는 것도 가능하다.
제한 애퍼처 유닛(22)을 통과한 전자 빔 B의 일부가, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 복수의 제2 개구부(28x)를 통과하여 분할됨으로써, 멀티 빔 MB가 형성된다.
성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 재질은, 예를 들어 실리콘(Si)이다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)은, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 하류측에 마련된다. 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)에 의해, 멀티 빔 MB의 각 빔을 독립적으로 편향하는 것이 가능하다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)은 판형이다. 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)에는, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)에서 형성된 멀티 빔 MB의 각 빔이 통과하는 복수의 제3 개구부(30x)를 갖는다. 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)에는, 예를 들어 세로 m열×가로 n열(m, n≥2)의 제3 개구부(30x)가 소정의 피치로 배열된다.
성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 제2 개구부(28x)의 수와, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)의 제3 개구부(30x)의 수는 동일하다.
제3 개구부(30x)의 각각에, 블랭커가 마련된다. 블랭커는, 한 쌍의 전극으로 형성된다. 예를 들어, 블랭커의 한쪽 전극은 접지 전위로 고정되고, 다른 쪽 전극에는, 접지 전위와는 다른 전위가 인가된다. 제3 개구부(30x)를 통과하는 멀티 빔 MB의 각 빔은, 블랭커에 인가되는 전압에 의해, 독립적으로 편향된다.
투영 렌즈(32)는, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)의 하류측에 마련된다. 투영 렌즈(32)는, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)을 통과한 멀티 빔 MB를 수렴시킨다. 투영 렌즈(32)는, 전자 렌즈이다.
편향기(34)는, 투영 렌즈(32)의 하류측에 마련된다. 편향기(34)는, 투영 렌즈(32)에서 수렴되는 멀티 빔 MB를, 일괄하여 동일한 방향으로 치우쳐 편향시킨다.
스토핑 애퍼처 기판(36)은, 편향기(34)의 하류측에 마련된다. 스토핑 애퍼처 기판(36)은, 멀티 빔 MB 중, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)의 블랭커에 의해 편향된 전자 빔을, 차폐한다.
스토핑 애퍼처 기판(36)은 판형이다. 스토핑 애퍼처 기판(36)은, 제4 개구부(36x)를 갖는다. 멀티 빔 MB 중, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)의 블랭커에 의해 편향되지 않은 전자 빔은, 제4 개구부(36x)를 통과한다.
또한, 편향기(34)를, 스토핑 애퍼처 기판(36)의 하류측에 마련하는 것도 가능하다.
대물 렌즈(38)는, 스토핑 애퍼처 기판(36)의 하류측에 마련된다. 대물 렌즈(38)는, 스토핑 애퍼처 기판(36)을 통과한 각 빔의 초점을, 시료(42)에 맞춘다.
스테이지 구동 회로(44)는, 묘화실(14) 내의 XY 스테이지(40)의 이동을 제어한다. 편향 제어 회로(46)는, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30) 및 편향기(34)에 의한 멀티 빔 MB의 편향을 제어한다.
제한 애퍼처 구동 회로(48)는, 구동 모터(24)에 의한, 제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 부분(22a)과 제2 부분(22b)의 상대 이동을 제어한다. 제한 애퍼처 구동 회로(48)는, 제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 부분(22a)과 제2 부분(22b)의 상대 이동을 제어한다. 바꿔 말하면, 제한 애퍼처 구동 회로(48)는, 제한 애퍼처 유닛(22)의 개구 면적을 제어한다.
자기 디스크 장치(54)는, 예를 들어 묘화 데이터를 기억한다. 자기 디스크 장치(54)로부터 제어 계산기(50)에 묘화 데이터가 입력된다.
메모리(52)는, 예를 들어 제어 계산기(50)에 입력되는 정보, 연산 처리 중인 정보, 및, 연산 처리 후의 정보를 기억한다.
제어 계산기(50)는, 스테이지 구동 회로(44), 편향 제어 회로(46), 제한 애퍼처 구동 회로(48)에 접속된다. 제어 계산기(50)로부터, 스테이지 구동 회로(44), 편향 제어 회로(46), 제한 애퍼처 구동 회로(48)에 지령 신호가 보내져, 묘화가 실행된다.
도 1에서는, 제1 실시 형태를 설명함에 있어서 필요한 구성 부분에 대하여 기재하고 있다. 제1 실시 형태의 마스크 묘화 장치에는, 마스크 묘화 장치에 있어서, 통상 필요한 그 밖의 구성이 포함되는 것은 물론이다.
다음에, 제1 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치의 동작에 대하여, 설명한다.
전자총(16)으로부터 방출된 전자 빔 B는, 조명 렌즈(18)에 의해, 제한 애퍼처 유닛(22)을 조사한다. 이때, 조명 렌즈(18)에 의해, 조사 각도를 소정의 각도로 할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서는 수직으로 조사되지만, 후술하는 축소 광학계로 해도 된다. 제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)를 통과한 전자 빔 B는, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)을 조명한다.
제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)의 개구 면적은, 가변이다. 제한 애퍼처 구동 회로(48)로부터의 지령 신호에 의해 구동 모터(24)가 동작하여, 제1 부분(22a)과 제2 부분(22b)을 상대 이동시킴으로써, 제1 개구부(22x)의 개구 면적이 변화된다.
도 5a, 도 5b는 제1 실시 형태의 성형 애퍼처 어레이 기판의 조명 영역의 설명도이다. 도 5a는 조명 영역이 좁은 경우, 도 5b는 조명 영역이 넓은 경우를 도시한다. 조명 영역은, 전자 빔 B가 조사되는 영역이다.
제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)의 개구 면적이 작은 경우, 도 5a에 해칭으로 나타내는 바와 같이, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 조명 영역(28a)은 좁아진다. 한편, 제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)의 개구 면적이 큰 경우, 도 5b에 해칭으로 나타내는 바와 같이, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 조명 영역(28a)은 넓어진다.
성형 애퍼처 어레이 기판(28)을 조명한 전자 빔 B는, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 복수의 제2 개구부(28x)를 통과하여 분할되어, 복수의 전자 빔(멀티 빔 MB)이 형성된다.
멀티 빔 MB의 각 빔은, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)의 복수의 제3 개구부(30x)를 각각 통과한다. 멀티 빔 MB의 각 빔 중, 예를 들어 일부가 블랭커에 인가되는 전압에 의해 편향된다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)의 복수의 제2 개구부(28x)를 통과한 멀티 빔 MB의 각 빔은, 투영 렌즈(32)에 의해 수렴되어, 스토핑 애퍼처 기판(36)의 제4 개구부(36x)로 향한다. 멀티 빔 MB의 각 빔 중, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)에서 편향된 전자 빔은, 스토핑 애퍼처 기판(36)의 제4 개구부(36x)로부터 벗어나, 차폐된다.
한편, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)에서 편향되지 않은 전자 빔은, 스토핑 애퍼처 기판(36)의 제4 개구부(36x)를 통과한다. 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)과 스토핑 애퍼처 기판(36)에 의해, 각 빔의 시료(42)에 대한 조사와 비조사가 독립적으로 제어된다.
제어 계산기(50)로부터 편향 제어 회로(46)로, 묘화 데이터에 기초하는 지령 신호가 전달된다. 편향 제어 회로(46)로부터의 지령 신호에 의해, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)의 각 블랭커에 인가하는 전압이 제어되어, 각 빔의 편향의 유무가 제어된다.
스토핑 애퍼처 기판(36)을 통과한 각 빔은, 대물 렌즈(38)에 의해 초점이 맞춰져, 시료(42) 상에 조사되어, 시료(42)의 묘화가 실행된다.
각 빔은, 편향기(34)에 의해, 일괄하여 편향됨으로써, 시료(42)의 소정의 위치에 조사된다. 제어 계산기(50)로부터 편향 제어 회로(46)로, 묘화 데이터에 기초하는 지령 신호가 전달된다. 편향 제어 회로(46)로부터의 지령 신호에 기초하여 편향기(34)에 의해, 전자 빔이 편향되어, 묘화 데이터에 의해 결정되는 시료(42) 상의 소정 위치에, 전자 빔이 조사된다.
전자 빔은, 예를 들어 연속 이동하는 XY 스테이지(40) 상의 시료(42) 상의 소정 위치에, 조사된다. XY 스테이지(40)는, 스테이지 구동 회로(44)로부터의 지령 신호에 기초하여 이동한다. 전자 빔은, 편향기(34)에 의해 편향됨으로써, XY 스테이지(40)의 이동에 추종한다.
다음에, 제1 실시 형태의 하전 입자 빔 묘화 장치의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
성형 애퍼처 어레이 기판(28)은, 전자 빔 B가 조사됨으로써 온도가 상승한다. 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도가 상승하면, 열팽창에 의해 제2 개구부(28x)의 피치가 변화된다. 제2 개구부(28x)의 피치가 소정의 범위를 일탈하면, 예를 들어 멀티 빔 MB의 각 빔이 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)의 대응하는 제3 개구부(30x)를 통과할 수 없게 되어, 시료(42)에 조사되어야 할 전자 빔이 결손된다는 문제가 생긴다.
이 때문에, 예를 들어 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 제2 개구부(28x)의 피치는, 온도 상승에 의한 변화를 미리 고려하여 설계된다. 묘화 시에는, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도를 소정의 범위로 유지함으로써, 제2 개구부(28x)의 피치가 소정의 범위에 들도록 한다. 따라서, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도가 너무 높아져도, 너무 낮아져도, 제2 개구부(28x)의 피치가 소정의 범위로부터 일탈하여, 시료(42)에 조사되어야 할 전자 빔이 결손되기 때문에, 문제가 된다.
또한, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도가 너무 낮은 경우에는, 분위기 중으로부터 고화된 부착물이 제2 개구부(28x)에 부착된다. 제2 개구부(28x)에 부착물이 부착되면, 차지 업에 의해 전자 빔이 의도하지 않게 편향되어, 묘화 정밀도가 저하된다는 문제가 생긴다. 또한, 부착물의 양이 많으면, 제2 개구부(28x)가 폐색되어, 시료(42)에 조사되는 빔이 결손된다는 문제가 생긴다.
예를 들어, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도를 냉각수로 제어하는 방법이 있다. 성형 애퍼처 어레이 기판(28)을 냉각시키는 냉각수를 순환시켜, 냉각수의 온도나 유량을 제어함으로써, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도를 제어한다.
그러나, 냉각수의 온도나 유량에 의한 온도 제어에서는, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도 변경에 시간이 걸린다. 이 때문에, 마스크 묘화 장치의 스루풋이 저하된다는 문제가 생긴다.
제1 실시 형태의 마스크 묘화 장치는, 제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)의 개구 면적이 가변이다. 이 때문에, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)에 조사되는 전자 빔 B의 조명 영역(28a)의 면적도 가변으로 된다.
조명 영역(28a)의 면적을 변화시킴으로써, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도를 변화시키는 것이 가능하다. 예를 들어, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도를 낮추고 싶은 경우, 도 5a에 도시한 바와 같이, 조명 영역(28a)을 좁게 한다. 한편, 예를 들어 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도를 높게 한 경우, 도 5b에 도시한 바와 같이, 조명 영역(28a)을 넓게 한다.
제1 실시 형태의 마스크 묘화 장치는, 제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)의 개구 면적을 변화시킴으로써, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도를 적정하게 제어하는 것이 가능해진다.
제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)의 개구 면적을 변화시킴으로써, 직접, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)에 대한 전자 빔 B의 조사량을 변화시킬 수 있다. 이 때문에, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도의 변경에 걸리는 시간이 짧아진다. 따라서, 마스크 묘화 장치의 스루풋이 향상된다.
제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 부분(22a)과 제2 부분(22b)은, 이격되어 있는 것이 바람직하다. 제1 부분(22a)과 제2 부분(22b)이 상대 이동할 때, 접촉하지 않음으로써 먼지 발생이 억제된다.
제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 부분(22a)과 제2 부분(22b)은, 중금속을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 실리콘(Si)보다도 비중이 큰 중금속을 포함함으로써, X선의 발생이 억제된다. 또한, 전자 빔에 대한 원하는 차폐 능력이 얻어진다. 또한, 중금속을 포함함으로써, 내열성이 향상된다.
제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 부분(22a)과 제2 부분(22b)의 두께는, 0.3㎜ 이상 3㎜ 이하인 것이 바람직하고, 0.5㎜ 이상 2㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 상기 하한값보다도 두꺼움으로써, 전자 빔에 대한 충분한 차폐 능력이 얻어진다. 또한, 상기 상한값보다도 얇음으로써 경량이 되어, 지지부(26)에 의한 지지가 용이해진다.
제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)의 최대 개구 면적은, 예를 들어 최소 개구 면적의 1.2배 이상 3배 이하인 것이 바람직하고, 1.5배 이상 2.5배 이하인 것이 바람직하다. 상기 하한값보다 큼으로써, 넓은 온도 범위에서 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도를 제어하는 것이 가능해진다. 또한, 상기 하한값보다도 작음으로써, 제한 애퍼처 유닛(22)의 사이즈를 작게 할 수 있음과 함께, 가공이 용이해진다.
이상, 제1 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치는, 제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)의 개구 면적을 가변으로 함으로써, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도를 신속하고도 적정하게 제어하는 것이 가능해진다.
(제2 실시 형태)
제2 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치는, 제한 애퍼처 유닛의 구조가 제1 실시 형태와 상이한 것 이외는, 제1 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치와 마찬가지이다. 이하, 제1 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는, 일부 기술을 생략한다.
도 6a, 도 6b, 도 6c는 제2 실시 형태의 제한 애퍼처 유닛의 모식도이다. 도 6a는 제한 애퍼처 유닛의 상면도, 도 6b는 제한 애퍼처 유닛의 일부(제1 부분)의 상면도, 도 6c는 제한 애퍼처 유닛의 다른 일부(제2 부분)의 상면도, 도 6d는 제한 애퍼처 유닛의 단면도이다. 도 6d는 도 6a의 BB' 단면을 도시한다.
도 6a에 도시한 바와 같이, 제한 애퍼처 유닛(22)은, 제1 개구부(22x)를 갖는다. 제1 개구부(22x)는, 예를 들어 직사각형이다. 제1 개구부(22x)는, 예를 들어 정사각형이다. 제한 애퍼처 유닛(22)에 조사된 전자 빔 B의 일부가, 제1 개구부(22x)를 통과한다.
제한 애퍼처 유닛(22)은, 제1 부분(22a)과 제2 부분(22b)을 갖는다. 도 6b에 도시한 바와 같이 제1 부분(22a)은 프레임 형상이다. 또한, 제1 부분(22a)은 판형이다.
마찬가지로, 도 6c에 도시한 바와 같이 제2 부분(22b)은 프레임 형상이다. 또한, 제2 부분(22b)은 판형이다.
도 6a 및 도 6d에 도시한 바와 같이, 제2 부분(22b)의 적어도 일부는 제1 부분(22a)과 대향한다. 바꿔 말하면, 제1 부분(22a)과 상하 방향으로 겹쳐 있다. 제1 부분(22a)에 제2 부분(22b)이 겹침으로써, 제1 개구부(22x)가 형성된다.
제1 부분(22a)과 제2 부분(22b)은, 예를 들어 상하 방향으로 이격되어 있다. 제1 부분(22a)과 제2 부분(22b)은, 예를 들어 접촉하고 있지 않다.
제한 애퍼처 유닛(22)을 구성하는 제1 부분(22a)과 제2 부분(22b)은, 예를 들어 제1 실시 형태와 마찬가지의 재료, 두께의 것을 사용할 수 있다.
도 7a, 도 7b는 제2 실시 형태의 제한 애퍼처의 설명도이다. 도 7a는 제1 개구부(22x)의 개구 면적이 작은 상태, 도 7b는 제1 개구부(22x)의 개구 면적이 큰 상태를 도시한다.
제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)의 개구 면적은 가변이다. 예를 들어, 도 7a에 도시한 개구 면적이 작은 상태로부터, 구동 모터(24)를 구동하여 지지부(26)를 화살표 방향으로 수평 이동시킴으로써, 도 7b에 도시한 개구 면적이 큰 상태로 변화시키는 것이 가능하다. 또한, 구동 모터(24)를 구동하여 지지부(26)를 화살표 방향과는 역방향으로 수평 이동시킴으로써, 도 7b에 도시한 개구 면적이 큰 상태로부터, 도 7a에 도시한 개구 면적이 작은 상태로 변화시키는 것이 가능하다.
이상, 제2 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)의 개구 면적을 가변으로 함으로써, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도를 신속하고도 적정하게 제어하는 것이 가능해진다.
(제3 실시 형태)
제3 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치는, 제한 애퍼처 유닛의 구조가 제1 실시 형태와 상이한 것 이외는, 제1 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치와 마찬가지이다. 이하, 제1 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는, 일부 기술을 생략한다.
도 8a, 도 8b, 도 8c, 도 8d는 제3 실시 형태의 제한 애퍼처 유닛의 모식도이다. 도 8a는 제한 애퍼처 유닛의 상면도, 도 8b는 제한 애퍼처 유닛의 일부(제1 부분, 제3 부분)의 상면도, 도 8c는 제한 애퍼처 유닛의 다른 일부(제2 부분, 제4 부분)의 상면도, 도 8d는 제한 애퍼처 유닛의 단면도이다. 도 8d는 도 8a의 CC' 단면을 도시한다.
도 8a에 도시한 바와 같이, 제한 애퍼처 유닛(22)은 제1 개구부(22x)를 갖는다. 제1 개구부(22x)는, 예를 들어 직사각형이다. 제1 개구부(22x)는, 예를 들어 정사각형이다. 제한 애퍼처 유닛(22)에 조사된 전자 빔 B의 일부가, 제1 개구부(22x)를 통과한다.
제한 애퍼처 유닛(22)은, 제1 부분(22a), 제2 부분(22b), 제3 부분(22c), 및 제4 부분(22d)을 갖는다. 도 8b에 도시한 바와 같이 제1 부분(22a) 및 제3 부분(22c)은 직사각형 형상이다. 또한, 제1 부분(22a) 및 제3 부분(22c)은 판형이다.
마찬가지로, 도 8c에 도시한 바와 같이 제2 부분(22b) 및 제4 부분(22d)은 직사각형 형상이다. 또한, 제2 부분(22b) 및 제4 부분(22d)은 판형이다.
도 8a 및 도 8d에 도시한 바와 같이, 제2 부분(22b)의 적어도 일부는 제1 부분(22a) 및 제3 부분(22c)에 대향한다. 제2 부분(22b)의 적어도 일부는, 제1 부분(22a) 및 제3 부분(22c)과 상하 방향으로 겹쳐 있다. 또한, 제4 부분(22d)의 적어도 일부는, 제1 부분(22a) 및 제3 부분(22c)과 상하 방향으로 겹쳐 있다. 제1 부분(22a) 및 제3 부분(22c)에, 제2 부분(22b) 및 제4 부분(22d)이 겹침으로써, 제1 개구부(22x)가 형성된다.
제1 부분(22a)과, 제2 부분(22b) 및 제4 부분(22d)은, 예를 들어 대향 방향, 즉 상하 방향으로 이격되어 있다. 제3 부분(22c)과, 제2 부분(22b) 및 제4 부분(22d)은, 예를 들어 대향 방향, 즉 상하 방향으로 이격되어 있다.
제1 부분(22a)과, 제2 부분(22b) 및 제4 부분(22d), 제3 부분(22c)과, 제2 부분(22b) 및 제4 부분(22d)은, 예를 들어 각각, 접촉하지 않고 상하 방향으로 소정의 간극을 두고 이격되어 있다.
제한 애퍼처 유닛(22)을 구성하는 제1 부분(22a), 제2 부분(22b), 제3 부분(22c) 및 제4 부분(22d)은, 예를 들어 실시 형태 1과 마찬가지의 재료, 두께의 것을 사용할 수 있다.
지지부(26)는, 제한 애퍼처 유닛(22)을 지지한다. 지지부(26)는, 제1 지지 막대(26a), 제2 지지 막대(26b), 제3 지지 막대(26c) 및 제4 지지 막대(26d)를 갖는다. 예를 들어, 제1 부분(22a)이 제1 지지 막대(26a)로 지지된다. 예를 들어, 제2 부분(22b)이 제2 지지 막대(26b)로 지지된다. 예를 들어, 제3 부분(22c)이 제3 지지 막대(26c)로 지지된다. 예를 들어, 제4 부분(22d)이 제4 지지 막대(26d)로 지지된다.
제1 부분(22a), 제2 부분(22b), 제3 부분(22c) 및 제4 부분(22d)은, 각각 1개소에서 제1 지지 막대(26a), 제2 지지 막대(26b), 제3 지지 막대(26c) 및 제4 지지 막대(26d)로 지지된다. 제1 부분(22a), 제2 부분(22b), 제3 부분(22c) 및 제4 부분(22d)이, 각각 복수 개소에서 지지부(26)에 의해, 지지되어도 상관없다.
도 9a, 도 9b는 제3 실시 형태의 제한 애퍼처 유닛의 설명도이다. 도 9a는 제1 개구부(22x)의 개구 면적이 작은 상태, 도 9b는 제1 개구부(22x)의 개구 면적이 큰 상태를 도시한다.
제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)의 개구 면적은 가변이다. 예를 들어, 도 9a에 도시한 개구 면적이 작은 상태로부터, 구동 모터(24)를 구동하여 지지부(26)를 화살표 방향으로 수평 이동시킴으로써, 도 9b에 도시한 개구 면적이 큰 상태로 변화시키는 것이 가능하다. 또한, 구동 모터(24)를 구동하여 지지부(26)를 화살표 방향과 역방향으로 수평 이동시킴으로써, 도 9b에 도시한 개구 면적이 큰 상태로부터, 도 9a에 도시한 개구 면적이 작은 상태로 변화시키는 것이 가능하다.
이상, 제3 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)의 개구 면적을 가변으로 함으로써, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도를 신속하고도 적정하게 제어하는 것이 가능해진다.
(제4 실시 형태)
제4 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치는, 정전 렌즈를 추가로 구비하는 점에서, 제1 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치와 다르다. 이하, 제1 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 일부 기술을 생략한다.
도 10은 제4 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치의 구성을 도시하는 개념도이다. 제4 실시 형태에 있어서, 조명 렌즈(18)와 성형 애퍼처 어레이 기판(28) 사이에 정전 렌즈(19)가 마련된다.
정전 렌즈(19)는, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)을 격자로서 이용한 격자 렌즈(29)를 구성한다. 격자 렌즈(29)는 조명계의 수차를 저감하여, 스토핑 애퍼처 기판(36)에 있어서의 광원 상(像)의 사이즈를 축소한다. 정전 렌즈(19)는, 조명 렌즈(18)와 성형 애퍼처 어레이 기판(28) 사이에 배치된다.
격자 렌즈(29)의 전계를 흐트러뜨리지 않도록 하기 위해, 제한 애퍼처 유닛(22)은, 조명 렌즈(18) 내, 또는, 조명 렌즈(18)보다도 전자총(16)측에 마련된다. 도 10은 제한 애퍼처 유닛(22)이, 조명 렌즈(18) 내에 마련되는 경우를 예시하고 있다.
이상, 제4 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치는, 격자 렌즈(29)를 마련한 경우라도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)의 개구 면적을 가변으로 함으로써, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도를 신속하고도 적정하게 제어하는 것이 가능해진다.
(제5 실시 형태)
제5 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치는, 투영 렌즈가 생략되고, 멀티 빔 MB의 각 빔이, 제한 애퍼처 기판으로부터 각도를 갖고 스토핑 애퍼처 기판의 개구부를 향하는 점에서, 제2 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치와 다르다. 이하, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는, 일부 기술을 생략한다.
도 11은 제5 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치의 구성을 도시하는 개념도이다. 제5 실시 형태에 있어서, 제4 실시 형태와 마찬가지로, 조명 렌즈(18)와 성형 애퍼처 어레이 기판(28) 사이에 정전 렌즈(19)가 마련되어 있지만, 제1 실시 형태와 마찬가지로 해도 된다.
여기서, 도 11에 도시한 바와 같이, 조명 렌즈(18)에 의해 축소 광학계가 구성되기 때문에, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)의 제3 개구부(30x)의 배열의 피치는, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 제2 개구부(28x)의 배열의 피치보다도 작다.
전자 빔 B의 빔 직경은, 제한 애퍼처 유닛(22)의 통과 시로부터 점차 작아져 간다. 또한, 멀티 빔 MB의 각 빔의 피치는, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 통과 시로부터 점차 작아져 간다. 멀티 빔 MB는, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)에 의해 형성되는 각 빔의 피치보다도, 좁아진 피치로 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(30)을 통과한다.
이상, 제5 실시 형태의 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치는, 멀티 빔 MB가 빔의 피치를 좁히면서 진행되는 경우라도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)의 개구 면적을 가변으로 함으로써, 성형 애퍼처 어레이 기판(28)의 온도를 신속하고도 적정하게 제어하는 것이 가능해진다.
이상, 구체예를 참조하면서 실시 형태에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이들 구체예에 한정되는 것은 아니다.
제1 내지 제3 실시 형태에서는, 제한 애퍼처 유닛(22)의 제1 개구부(22x)의 형상이 직사각형인 경우를 예로 들어 설명하였지만, 제1 개구부(22x)의 형상은, 직사각형에 한정되는 것은 아니다. 제1 개구부(22x)의 형상은, 예를 들어 오각형 이상의 다각형이나 원형이어도 상관없다. 예를 들어, 조리개 블레이드를 사용한 홍채 조리개 구조를, 제한 애퍼처 유닛(22)에 적용하는 것도 가능하다.
제1 내지 제5 실시 형태에서는, 하전 입자 빔 묘화 장치가, 마스크 묘화 장치인 경우를 예로 들어 설명하였지만, 예를 들어 반도체 웨이퍼 상에 패턴을 직묘하는 하전 입자 빔 묘화 장치에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다.
또한, 장치 구성이나 제어 방법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요치 않은 부분 등에 대해서는 기재를 생략하였지만, 필요한 장치 구성이나 제어 방법을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 하전 입자 빔 묘화 장치를 제어하는 제어부의 구성에 대해서는, 기재를 생략하였지만, 필요한 제어부의 구성을 적절히 선택하여 사용하는 것은 물론이다. 그 밖에, 본 발명의 요소를 구비하고, 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 하전 입자 빔 묘화 장치 및 애퍼처는, 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (12)

  1. 하전 입자 빔을 방출하는 방출부와,
    개구 면적이 가변인 제1 개구부를 갖고, 상기 하전 입자 빔의 일부를 차폐하는 제한 애퍼처 유닛과,
    복수의 제2 개구부를 갖고, 상기 제1 개구부를 통과한 상기 하전 입자 빔이 조사되어, 상기 복수의 제2 개구부를 상기 하전 입자 빔의 일부가 통과함으로써 멀티 빔을 형성하는 성형 애퍼처 어레이 기판과,
    상기 멀티 빔의 각 빔이 통과하는 복수의 제3 개구부를 갖고, 상기 멀티 빔의 각 빔을 독립적으로 편향시키는 것이 가능한 블랭킹 애퍼처 어레이 기판을 구비하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제한 애퍼처 유닛의 상기 제1 개구부는, 상대 이동 가능한 제1 부분과 제2 부분을 조합하여 형성되는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 이격되어 있는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 부분과 상기 제2 부분은, L자형의 판형인, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 부분과 상기 제2 부분은, 프레임 형상이면서 판형인, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 부분의 두께, 및, 상기 제2 부분의 두께는, 0.3㎜ 이상 3㎜ 이하인, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 상대 이동시키는 구동 모터를 추가로 구비하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 개구부는 직사각형인, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 개구부의 최대 개구 면적은, 상기 제1 개구부의 최소 개구 면적의 1.2배 이상 3배 이하인, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제한 애퍼처 유닛은 중금속을 포함하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 방출부와 상기 제한 애퍼처 유닛 사이에 마련된 조명 렌즈와,
    상기 조명 렌즈와의 사이에 상기 블랭킹 애퍼처 어레이 기판이 위치하는 투영 렌즈를 추가로 구비하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 조명 렌즈와 상기 성형 애퍼처 어레이 기판 사이에 마련된 정전 렌즈를 추가로 구비하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
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