KR20220167767A - 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치 - Google Patents

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도시키 기무라
히로후미 모리타
다카나오 도오야
미츠히로 오카자와
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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

본 실시 형태는 시료면에서의 빔 위치 어긋남을 억제하는 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치를 제공한다.
본 실시 형태에 따른 하전 입자 빔 묘화 장치는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치는, 멀티 빔을 구성하는 복수의 하전 입자 빔의 각각의 블랭킹 편향을 행하는 복수의 블랭커가 마련된 블랭킹 애퍼처 어레이 기판과, 상기 블랭킹 애퍼처 어레이 기판보다 상기 멀티 빔의 진행 방향의 하류측에 배치되고, 상기 멀티 빔이 내부를 통과하는 원통부를 갖고, 고투자율 재료로 구성된 제1 실드 부재를 구비한다.

Description

멀티 하전 입자 빔 묘화 장치{MULTI CHARGED PARTICLE BEAM WRITING APPARATUS}
본 출원은 일본특허출원 2021-098831호(출원일: 2021년 6월 14일) 및 일본특허출원 2022-070232호(출원일: 2022년 4월 21일)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.
LSI의 고집적화에 수반하여, 반도체 디바이스에 요구되는 회로선폭은 해마다 미세화되어 왔다. 반도체 디바이스에 원하는 회로 패턴을 형성하기 위해서는, 축소 투영형 노광 장치를 사용하여, 석영 상에 형성된 고정밀도의 원화 패턴(마스크, 혹은 특히 스테퍼나 스캐너에서 사용되는 것은 레티클이라고도 한다.)을 웨이퍼 상에 축소 전사하는 방법이 채용되고 있다. 고정밀도의 원화 패턴은, 전자 빔 묘화 장치에 의해 묘화되며, 소위, 전자 빔 리소그래피 기술이 사용되고 있다.
멀티 빔을 사용한 묘화 장치는, 1개의 전자 빔으로 묘화하는 경우에 비하여, 한번에 많은 빔을 조사할 수 있으므로, 스루풋을 대폭으로 향상시킬 수 있다. 멀티 빔 묘화 장치의 일 형태인 블랭킹 애퍼처 어레이 기판을 사용한 멀티 빔 묘화 장치에서는, 예를 들어 1개의 전자총으로부터 방출된 전자 빔을 복수의 개구를 갖는 성형 애퍼처 어레이에 통과하게 하여 멀티 빔(복수의 전자 빔)을 형성한다. 멀티 빔은, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판의 각각 대응하는 블랭커 내를 통과한다. 블랭킹 애퍼처 어레이 기판은 빔을 개별로 편향하기 위한 전극쌍과, 그 사이에 빔 통과용 개구를 구비하고 있고, 전극쌍(블랭커)의 한쪽을 접지 전위로 고정해서 다른 쪽을 접지 전위와 그 이외의 전위로 전환함으로써, 각각 개별로, 통과하는 전자 빔의 블랭킹 편향을 행한다. 블랭커에 의해 편향된 전자 빔은 차폐되고, 편향되지 않은 전자 빔은 시료 상에 조사된다.
종래의 멀티 빔 묘화 장치에서는, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판에 흐르는 전류가 만드는 자장의 영향에 의해 빔 궤도가 약간 구부러져서, 시료면 상에서의 빔 조사 위치가 어긋나서, 묘화 정밀도가 열화하는 경우가 있었다.
본 실시 형태는 시료면에서의 빔 위치 어긋남을 억제하는 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 의한 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치는, 멀티 빔을 구성하는 복수의 하전 입자 빔의 각각의 블랭킹 편향을 행하는 복수의 블랭커가 마련된 블랭킹 애퍼처 어레이 기판과, 상기 블랭킹 애퍼처 어레이 기판보다 상기 멀티 빔의 진행 방향의 하류측에 배치되고, 상기 멀티 빔이 내부를 통과하는 원통부를 갖고, 고투자율 재료로 구성된 제1 실드 부재를 구비하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치의 개략도이다.
도 2는 성형 애퍼처 어레이 기판의 평면도이다.
도 3의 A는 제1 실드 부재의 사시도이고, 도 3의 B는 제1 실드 부재의 종단면도이다.
도 4는 제2 실드 부재의 사시도이다.
도 5는 제3 실드 부재의 사시도이다.
도 6은 실드 부재에 의한 자장 흡수의 모식도이다.
도 7은 제4 실드 부재의 사시도이다.
도 8은 누적 편향량의 시뮬레이션 결과를 나타내는 그래프이다.
하전 입자 빔 묘화 장치에 있어서는, 외부로부터의 자기를 차폐하기 위해서, 실드를 경통 둘레에 배치하는 것이 종종 행해지고 있다. 그러나, 멀티 빔 묘화 장치에 있어서는, 경통 내부의, 게다가 멀티 빔 묘화 동작에서 본질적으로 필요한 블랭킹 애퍼처 어레이 기판의 제어 회로로부터의 자장을 차폐할 필요가 있다. 따라서, 단순히 자성체로 덮는다고 하는 일반적인 자기 실드 구성 방법으로는 불충분하고, 빔이 통과하는 영역을 확보하는 것, 및 블랭킹 애퍼처 어레이 기판을 동작시키기 위한 전기 배선을 블랭킹 애퍼처 어레이 기판과 경통 벽면 커넥터 사이에서 연결하기 위한 간극을 가질 것이 요구된다. 이와 같이 빔 통과 영역이나 배선용 간극을 확보하는 것은, 가능한 한 간극없이 덮는다고 하는, 일반적인 자기 실드 설계 지침에 반하는 것이다. 단순히, 가능한 한 실드한다고 하는 것이 아닌, 빔에 대한 영향을 고려하여, 실드 구성·배치를 정할 필요가 있다. 그 구체적인 구성을, 도면에 기초하여 이하에 설명한다.
이하의 실시 형태에서는, 하전 입자 빔의 일례로서, 전자 빔을 사용한 구성에 대해서 설명한다. 단, 하전 입자 빔은 전자 빔에 한정하는 것이 아니고, 이온빔 등이어도 된다.
도 1은 실시 형태에 따른 묘화 장치의 개략 구성도이다. 도 1에 도시한 묘화 장치(100)는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치의 일례이다. 묘화 장치(100)는 전자 경통(102)과 묘화실(103)을 구비하고 있다. 전자 경통(102) 내에는, 전자총(111), 조명 렌즈(112), 성형 애퍼처 어레이 기판(10), 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20), 실드 부재(S), 축소 렌즈(115), 제한 애퍼처 부재(116), 대물 렌즈(117), 편향기(118) 및 오버올 블랭커(119)가 배치되어 있다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)은, 멀티 빔의 각 빔의 블랭킹을 행하는 블랭커가 마련된 블랭킹 애퍼처 어레이 칩(BAA 칩)과, BAA 칩을 실장하는 실장 기판을 구비한다. 예를 들어, BAA 칩과 실장 기판과는 와이어 본딩에 의해 접속되어 있다. 실장 기판에는, 데이터 전송용 중계 회로 및 전원 안정화를 위한 회로 소자를 포함하는 제어 회로가 마련되어 있다. 실드 부재(S)는, 이 제어 회로를 흐르는 전류에 의한 자장을 차폐한다.
실드 부재(S)는 적어도 제1 실드 부재(30)를 갖는다. 실드 부재(S)는 2 이상의 실드 부재를 갖고 있어도 되고, 도 1은 추가로 제2 실드 부재(40) 및 제3 실드 부재(50)를 갖는 구성을 나타내고 있다. 제1 실드 부재(30), 제2 실드 부재(40) 및 제3 실드 부재(50)는 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)의 실장 기판에 탑재된 전자 부품을 피하면서, 금속제 고정 부품을 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)의 실장 기판의 표리에 접촉시켜서, 실장 기판과 금속제 고정 부품에 뚫린 고정용 구멍에 나사를 통과시켜서 고정된다. 실드 부재(S)는 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)을 흐르는 전류가 만드는 자장이 빔 궤도에 영향을 주는 것을 억제하는 것이며, 자속을 흡수 가능한 고투자율 재료로 구성되어 있다. 고투자율 재료는, 비투자율이 1 이상인 철, 니켈, 코발트 등의 합금을 사용할 수 있고, 예를 들어 퍼멀로이를 들 수 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 때의 노광용 마스크, 혹은 반도체 장치가 제조되는 반도체 기판(실리콘 웨이퍼) 등이 포함된다. 또한, 시료(101)에는, 레지스트가 도포된, 아직 아무것도 묘화되지 않은 마스크 블랭크스가 포함된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 성형 애퍼처 어레이 기판(10)에는, 세로 m열×가로 n열(m, n≥2)의 개구(12)가 소정의 배열 피치로 형성되어 있다. 각 개구(12)는 모두 동일 치수 형상의 직사각형으로 형성된다. 개구(12)의 형상은, 원형이어도 상관없다. 이들 복수의 개구(12)를 전자 빔(B)의 일부가 각각 통과함으로써, 멀티 빔(MB)이 형성된다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)은 성형 애퍼처 어레이 기판(10)의 하방에 마련된다. 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)의 BAA 칩에는, 성형 애퍼처 어레이 기판(10)의 각 개구(12)의 배치 위치에 맞춰서 통과 구멍(22)이 형성되어 있다. BAA 칩의 하면측(또는 상면측)에는, 각 통과 구멍(22)의 근방에, 쌍이 되는 2개의 블랭킹 전극(도시 생략)의 조로 이루어지는 블랭커가 배치된다. 블랭킹 전극의 한쪽은 접지 전위로 고정되어 있고, 다른 쪽을 접지 전위와 다른 전위로 전환한다.
실장 기판에 마련된 제어 회로에 의해, 각 블랭킹 전극에 원하는 전위를 인가할 수 있게 되어 있다.
각 통과 구멍(22)을 통과하는 전자 빔은, 블랭커에 인가되는 전압에 의해 각각 독립적으로 편향된다. 이와 같이, 복수의 블랭커가, 성형 애퍼처 어레이 기판(10)의 복수의 개구(12)를 통과한 멀티 빔(MB) 중, 각각 대응하는 개별 빔의 블랭킹 편향을 행한다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)의 하방(빔 진행 방향의 하류측)에 제1 실드 부재(30)가 배치된다.
도 3의 A, 도 3의 B에 도시하는 바와 같이, 제1 실드 부재(30)는 제1 원통부(31)를 갖는다. 또한, 제1 원통부(31)보다 직경이 큰 제2 원통부(32)가, 연결부(33)를 개재해서 연결되어 있어도 된다. 제1 원통부(31)는 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)측(상측)에 위치하고, 제2 원통부(32)는 하측에 위치한다. 제1 원통부(31) 및 제2 원통부(32)는 동축 상에 위치한다. 제1 원통부(31) 및 제2 원통부(32)의 축방향은, 멀티 빔(MB)의 진행 방향과 평행하게 되어 있다.
제1 실드 부재(30)의 중심부에 빔 패스가 존재한다. 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)으로부터 누설되는 자계가 빔 패스에 침입하지 않도록, 어느 정도의 길이를 갖는 통 형상이 적합하다.
연결부(33)는 제1 원통부(31)의 하부 테두리부와 제2 원통부(32)의 상부 테두리부를 연결하고, 제1 실드 부재(30)를 직경 축소하는 부분이다. 도 3의 A, 도 3의 B에 나타내는 예에서는, 연결부(33)는 제1 원통부(31)의 측주면 및 제2 원통부(32)의 측주면에 대하여 수직 방향으로 연장하는 원환 형상으로 되어 있지만, 상측을 향해서 점차 직경 축소하는 경사면이 되어 있어도 된다.
멀티 빔(MB) 전체의 형상(빔 형상)을 예를 들어 정사각형으로 하고, 한 변의 길이를 D0으로 한 경우, 제1 원통부(31)의 내경 D1은 빔 형상의 외접원보다 약간 크게 되도록 D0의 √2배 이상, 5배 이하로 하는 것이 바람직하다.
제1 실드 부재(30)의 제1 원통부(31)의 높이 H1은, 내경 D1 이상으로 하는 것이 바람직하고, 예를 들어 3배 혹은 4배여도 된다.
제1 원통부(31), 제2 원통부(32) 및 연결부(33)의 두께 T1은, 특별히 한정되지 않지만, 충분히 자장을 실드할 수 있는 두께이면 된다.
예를 들어, 두께 T1은 0.1㎜ 이상 5㎜ 이하, 제1 원통부(31)의 내경 D1은 18㎜ 이상 70㎜ 이하, 제2 원통부(32)의 내경 D2는 18㎜보다 크고 100㎜ 이하, 제1 원통부(31)의 높이 H1은 0.3㎜ 이상 30㎜ 이하, 제2 원통부(32)의 높이 H2는 1㎜ 이상 100㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.
성형 애퍼처 어레이 기판(10)과 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20) 사이에 제2 실드 부재(40)가 배치되어도 된다. 또한, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)과 제1 실드 부재(30) 사이에 제3 실드 부재(50)가 배치되어도 된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제2 실드 부재(40)는 평면으로 보아 직사각 형상의 평판의 중앙부에 멀티 빔(MB) 통과용 개구(41)가 형성된 것이다. 개구(41)의 직경 D3은 제1 실드 부재(30)의 제1 원통부(31)의 내경 D1과 동일 정도이다.
제2 실드 부재(40)의 변의 길이 L1, L2는 특별히 한정되지 않고, 경통 내의 부품과 간섭하지 않은 길이이면 된다. 제2 실드 부재(40)의 두께 T2는 제1 실드 부재(30)의 두께 T1과 동일 정도이다.
예를 들어, 두께 T2는 0.1㎜ 이상 5㎜ 이하, 길이 L1, L2는 23㎜ 이상 140㎜ 이하, 내경 D3은 22.6㎜ 이상 50㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.
도 5에 도시한 바와 같이, 제3 실드 부재(50)는, 원 형상의 평판의 중앙부에 멀티 빔(MB) 통과용 개구(51)가 형성된 원환상을 이루고 있다. 개구(51)의 내경 D4는, 제1 실드 부재(30)의 제1 원통부(31)의 내경 D1과 동일 정도이다.
제3 실드 부재(50)의 외경 D5는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)의 전원 플레인의 단부까지 길이를 취하는 것이 바람직하다. 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)과 제1 실드 부재(30) 사이의 자장이 분출하지 않도록 실드할 수 있다. 제3 실드 부재(50)의 두께 T3은 제1 실드 부재(30)의 두께 T1과 동일 정도이다.
예를 들어, 두께 T3은 0.1㎜ 이상 5㎜ 이하, 내경 D4는 23㎜ 이상 50㎜ 이하, 외경 D5는 24㎜ 이상 100㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다.
이러한 실드 부재(S)가 설치된 도 1에 도시한 바와 같은 묘화 장치(100)에 있어서, 전자총(111)(방출부)으로부터 방출된 전자 빔(B)은 조명 렌즈(112)에 의해 거의 수직으로 축소 렌즈(115)를 통과하여, 빔 전체의 형상이 축소하면서 성형 애퍼처 어레이 기판(10) 전체를 조명한다. 단, 축소 렌즈(115)는 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)의 하류측에 마련되어도 된다.
전자 빔(130)이 성형 애퍼처 어레이 기판(10)의 복수의 개구(12)를 통과함으로써, 복수의 전자 빔을 포함하는 멀티 빔(MB)이 형성된다. 멀티 빔(MB)은 제2 실드 부재(40)의 개구(41)를 통과하고, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)의 각각 대응하는 블랭커 사이를 통과한다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)을 통과한 멀티 빔(MB)은, 제3 실드 부재(50)의 개구(51)을 통과하고, 이어서 제1 실드 부재(30)의 제1 원통부(31) 및 제2 원통부(32)의 통 내부를 통과한다.
제1 실드 부재(30)를 통과한 멀티 빔(MB)은, 빔 전체의 형상이 축소되면서, 빔을 일괄해서 오프하기 위한 오버올 블랭커(119)를 개재해서 제한 애퍼처 부재(116)의 중심 개구를 향해서 진행한다. 여기서, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)의 블랭커에 의해 편향된 전자 빔은, 제한 애퍼처 부재(116)의 중심의 개구로부터 위치가 벗어나서, 제한 애퍼처 부재(116)에 의해 차폐된다. 한편, 블랭커에 의해 편향되지 않은 전자 빔은, 제한 애퍼처 부재(116)의 중심 개구를 통과한다. 블랭커 및 오버올 블랭커의 온/오프에 의해, 블랭킹 제어가 행해지고, 빔의 온/오프가 제어된다.
이와 같이, 제한 애퍼처 부재(116)는 복수의 블랭커에 의해 빔 오프의 상태가 되도록 편향된 각 빔을 차폐한다. 그리고, 빔 온이 되고 나서 빔 오프가 될때 까지 형성된, 제한 애퍼처 부재(116)를 통과한 빔에 의해 1회분의 샷의 빔이 형성된다.
제한 애퍼처 부재(116)를 통과한 멀티 빔은, 대물 렌즈(117)에 의해 초점이 맞춰져서, 원하는 축소율의 패턴상으로 된다. 편향기(118)에 의해 멀티 빔 전체가 동일 방향으로 합쳐서 편향되고, 각 빔의 시료(101) 상의 각각의 조사 위치에 조사된다. XY 스테이지(105)가 연속 이동하고 있을 때, 빔의 조사 위치가 XY 스테이지(105)의 이동에 추종하도록 편향기(118)에 의해 제어된다.
한번에 조사되는 멀티 빔은, 이상적으로는 성형 애퍼처 어레이 기판(10)의 복수의 개구(12)의 배열 피치에, 상술한 원하는 축소율을 곱한 피치로 배열하게 된다. 묘화 장치(100)는, 샷 빔을 연속해서 순서대로 조사해 가는 래스터 스캔 방식 등으로 묘화 동작을 행하여, 원하는 패턴을 묘화할 때, 불필요한 빔은 블랭킹 제어에 의해 빔 오프로 제어된다.
블랭킹 제어를 행하는 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)의 제어 회로를 흐르는 전류에 의해 자장이 발생한다. 발생한 자장은, 도 6의 화살표로 나타낸 바와 같이, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)의 근방에 배치된 제1 실드 부재(30), 제2 실드 부재(40) 및 제3 실드 부재(50)에 흡수되어, 단부로부터 방출된다. 그 때문에, 멀티 빔의 궤도 밖으로 자장을 내보낼 수 있다. 또한, 각 실드 부재의 내경 부분으로부터도 자장은 방출되기 때문에 약간 빔은 편향되지만, 시료(101)면에서의 누적 편향량이 최소가 되도록, 즉 시료(101)면 상의 빔 조사 위치를 보정 기술로 대응 할 수 있는 범위로, 실험 결과와 실장 기판 모델을 작성해서 시뮬레이션 결과를 바탕으로 설계하고 있기 때문에 그 영향은 경미하다.
또한, 축소 렌즈(115)로부터도 자장이 발생할 수 있지만, 이 자장은 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)의 상방에 배치된 제2 실드 부재(40)에서 흡수하고, 멀티 빔의 궤도 밖으로 방출된다.
이와 같이 본 실시 형태에서는, 실드 부재(S)를 마련함으로써 자장이 차폐되고, 멀티 빔의 궤도 밖으로 자장을 내보낼 수 있기 때문에, 자장이 멀티 빔의 궤도에 침입하고, 궤도에 영향을 주는 것을 방지한다. 따라서, 빔의 궤도가 구부러져서 시료면 상에서의 빔 조사 위치가 어긋나는 것을 방지하여, 고정밀도의 묘화를 실현할 수 있다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)과 제3 실드 부재(50) 사이에, 도 7에 도시한 바와 같은 링상의 제4 실드 부재(60)를 추가로 배치해도 된다. 제4 실드 부재(60)는, 고투자율 재료로 제작되고, 내경 D6은 제1 실드 부재(30)의 제1 원통부(31)의 내경 D1과 동일한 정도이고, 굵기 T4는 제1 실드 부재(30)의 두께 T1과 동일 정도이다.
상기 실시 형태에서는, 제2 실드 부재(40)에 원형 개구를 갖는 직사각 형상의 평판, 제3 실드 부재(50)에 원형 개구를 갖는 원 형상의 평판을 사용하는 구성에 대해서 설명했지만, 평판의 외형은 직사각형이나 원형에 한정되지 않고, 삼각형이어도 되고, 오각형 이상의 다각형 등, 경통 내의 부품과 간섭하지 않은 형상이면 된다. 제2 실드 부재(40)에 원형 개구를 갖는 원 형상의 평판을 사용해도 된다. 이 경우, 제2 실드 부재(40)의 두께, 외경, 내경은, 제3 실드 부재(50)와 동일 정도로 할 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 제1 원통부(31)와 제2 원통부(32)가 연결된 제1 실드 부재(30)에 대해서 설명했지만, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)에 충분히 가까이 해서 배치할 수 있는 경우에는, 직경이 균일한 원통상으로 해도 된다.
상기 실시 형태의 묘화 장치에서는, 오버올 블랭커(119)는 멀티 빔 전체를 편향하기 때문에, 제한 애퍼처 부재(116)보다 어느 정도 거리를 마련해서 상방에 배치할 필요가 있다. 한편, 제1 실드 부재(30)는 자장이 멀티 빔의 궤도에 침입하지 않도록, 어느 정도의 길이를 가질 필요가 있다. 오버올 블랭커(119)의 위치와, 제1 실드 부재(30)의 길이의 양쪽의 요건을 충족시키기 위해서, 전자 경통(102)의 사이즈의 제약을 근거로 해서, 본 실시 형태에서는, 제1 실드 부재(30)를, 제1 원통부(31)와, 제1 원통부(31)보다 내경이 큰 제2 원통부(32)가 연결된 구성으로 하고, 오버올 블랭커(119)를, 제2 원통부(32)의 내측에 배치하고 있다.
각 실드 부재를 서로 고투자율 재료로 연결해도 된다. 그때, 연결 부재를 개재해서 연결해도 된다.
각 실드 부재에 있어서, 빔이 통과하는 개구의 형상은, 빔에 대한 수차나 변형의 영향을 저감하기 위해서, 원형으로 하는 것이 바람직하다.
도 8은 제1 실드 부재(30) 및 제3 실드 부재(50)를 설치한 경우의 빔의 누적 편향량의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 시뮬레이션에는, 해석 소프트웨어로서 Femtet(무라타 소프트웨어 가부시키가이샤제)를 사용하고, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)(블랭킹 애퍼처 어레이 칩 및 그 실장 기판)의 회로 레이아웃으로부터 각 전원층의 전류 경로를 모델화했다. 또한, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판의 제어 회로로부터의 자장을 흡수할 수 있는 축소 렌즈(115)도 모델화하고, 실제의 전자 경통(102)의 내부를 간이 모델화했다.
그리고, 실제의 묘화 장치에서 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)에 흐르는 전류를 측정하고, 측정 전류값을 사용해서 전류 밀도 분포를 계산하고, 누적 편향량을 구했다.
도 8에 도시한 그래프의 종축이 누적 편향량, 횡축이 높이 방향(Z 방향)의 위치를 나타낸다. Z=0이 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(20)의 위치에 상당한다. 도 8에 도시한 시뮬레이션 결과로부터, 누적 편향량이 매우 작게 억제되고 있는 것을 알 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태 그대로 한정되는 것이 아니고, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형해서 구체화할 수 있다. 또한, 상기 실시 형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적당한 조합에 의해, 여러 발명을 형성할 수 있다. 예를 들어, 실시 형태에 나타나는 전체 구성 요소로부터 몇 가지의 구성 요소를 삭제해도 된다. 또한, 다른 실시 형태에 걸친 구성 요소를 적절히 조합해도 된다.
10 : 성형 애퍼처 어레이 기판
20 : 블랭킹 애퍼처 어레이 기판
30 : 제1 실드 부재
40 : 제2 실드 부재
50 : 제3 실드 부재
100 : 묘화 장치

Claims (16)

  1. 멀티 빔을 구성하는 복수의 하전 입자 빔의 각각의 블랭킹 편향을 행하는 복수의 블랭커가 마련된 블랭킹 애퍼처 어레이 기판과,
    상기 블랭킹 애퍼처 어레이 기판보다 상기 멀티 빔의 진행 방향의 하류측에 배치되고, 상기 멀티 빔이 내부를 통과하는 원통부를 갖고, 고투자율 재료로 구성된 제1 실드 부재
    를 구비하는 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 실드 부재는, 다른 실드 부재와 직접 또는 고투자율 재료로 구성된 연결 부재를 개재해서 연결되는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 블랭킹 애퍼처 어레이 기판보다 상기 멀티 빔의 진행 방향의 상류측에 배치되고, 상기 멀티 빔이 통과하는 원형 개구가 형성되고, 고투자율 재료로 구성된 평판상의 제2 실드 부재를 더 구비하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 실드 부재는, 평면으로 보아 직사각형의 평판의 중앙부에 상기 원형 개구가 형성되어 있고,
    상기 직사각형의 한 변의 길이는 23㎜ 이상 140㎜ 이하이고, 상기 원형 개구의 직경은 22.6㎜ 이상 50㎜ 이하인, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 쉴드 부재는 원환상인, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 쉴드 부재의 두께는 0.1㎜ 이상 5㎜ 이하, 내경은 23㎜ 이상 50㎜ 이하, 외경은 24㎜ 이상 100㎜ 이하인, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    복수의 개구를 포함하고, 해당 복수의 개구를 하전 입자 빔의 일부가 각각 통과함으로써 상기 멀티 빔을 형성하는 성형 애퍼처 어레이 기판을 더 구비하고,
    상기 제2 실드 부재는, 상기 성형 애퍼처 어레이 기판과 상기 블랭킹 애퍼처 어레이 기판 사이에 배치되어 있는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 블랭킹 애퍼처 어레이 기판과 상기 제1 실드 부재 사이에 배치되고, 상기 멀티 빔이 통과하는 원형 개구가 형성되고, 고투자율 재료로 구성된 평판상의 제3 실드 부재를 더 구비하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3 실드 부재는 원환상인, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3 실드 부재의 두께는 0.1㎜ 이상 5㎜ 이하, 내경은 23㎜ 이상 50㎜ 이하, 외경은 24㎜ 이상 100㎜ 이하인, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 블랭킹 애퍼처 어레이 기판과 상기 제3 실드 부재 사이에 배치되고, 고투자율 재료로 구성된 링상의 제4 실드 부재를 더 구비하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 실드 부재는, 제1 원통부 및 해당 제 1 원통부보다 내경이 큰 제2 원통부를 갖고,
    상기 제1 원통부의 하부 테두리부와 상기 제2 원통부의 상부 테두리부가 연결되어 있는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 실드 부재의 두께는 0.1㎜ 이상 5㎜ 이하, 상기 제1 원통부의 내경은 18㎜ 이상 70㎜ 이하, 상기 제1 원통부의 높이는 0.3㎜ 이상 30㎜ 이하, 상기 제2 원통부의 높이는 1㎜ 이상 100㎜ 이하인, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 실드 부재는, 비투자율이 1 이상의, 철, 니켈 또는 코발트를 포함하는 합금으로 구성되어 있는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 실드 부재는, 퍼멀로이로 구성되어 있는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  16. 제3항에 있어서,
    상기 블랭킹 애퍼처 어레이 기판과 상기 제1 실드 부재 사이에 배치되고, 상기 멀티 빔이 통과하는 원형 개구가 형성되고, 고투자율 재료로 구성된 평판상의 제3 실드 부재와,
    상기 블랭킹 애퍼처 어레이 기판과 상기 제3 실드 부재 사이에 배치되고, 고투자율 재료로 구성된 링상의 제4 실드 부재
    를 더 구비하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
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