TWI477925B - Multi - beam charged particle beam mapping device and multi - beam charged particle beam rendering method - Google Patents

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多射束帶電粒子束描繪裝置及多射束帶電粒子束描繪方法
本發明係有關多射束帶電粒子束描繪裝置及多射束帶電粒子束描繪方法。
肩負半導體元件微細化發展的微影技術(lithography)，是半導體製造程序中唯一生成圖樣之程序，極為重要。近年來，伴隨LSI的高度積體化，半導體元件所要求的電路線寬年復一年微細化。鑑此，電子線(電子束)描繪技術在本質上具有優秀的解析度，當前正進行以電子線在晶圓等上做描繪。
例如有使用了多射束之描繪裝置。相較於以一道電子束描繪的情形下，藉由使用多射束，能夠一次照射較多的射束，故能使生產率大幅提升。
圖15為習知多射束方式描繪裝置中的部分構造示意圖。該多射束方式描繪裝置中，例如如圖15所示，從電子槍501放出的電子束500，係通過具有複數個孔的光罩(多射束形成孔徑)510，藉此形成多射束502。接著，藉由與光罩510近接之遮沒偏向電極陣列(遮沒器陣列)512而各別受到遮沒控制，未被下游側孔徑遮蔽之各射束會因光學系統而被縮小，因偏向器而偏向，照射至試料上的所需位置(例如參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2006-261342號公報
該多射束方式描繪裝置中，習知，是將用來形成多射束的具有複數個孔之光罩(多射束形成孔徑)，以及用來將各射束個別做遮沒控制之遮沒偏向電極陣列(遮沒器陣列)加以近接配置。因多射束形成孔徑而散射之電子，會流入遮沒偏向電極陣列，而導致絕緣物部分帶電。或是有導致污染物520成長之問題。
鑑此，本發明的目的在於提供一種裝置及方法，其克服上述問題點，可抑制因多射束形成孔徑而散射之帶電粒子使得遮沒偏向器陣列帶電及污染物成長。
本發明一態樣之多射束帶電粒子束描繪裝置，其特徵為：具備：放出部，放出帶電粒子束；第1孔徑構件，具有複數個開口部，包含複數個開口部全體在內的區域受到帶電粒子束的照射，帶電粒子束的一部分分別通過複數個開口部，藉此形成多射束；遮沒器(blanker)陣列，配置有複數個遮沒器，針對 通過第1孔徑構件的複數個開口部的多射束當中，進行分別對應的射束之遮沒偏向；第1與第2電子透鏡，配置於第1孔徑構件與遮沒器陣列之間；第2孔徑構件，在第1與第2電子透鏡之間，且配置於多射束的聚束點位置，以限制偏離聚束點的帶電粒子通過；及第3孔徑構件，遮蔽受到偏向的各射束，以便藉由複數個遮沒器而成為射束off之狀態。
此外，還具備透鏡控制部，其對於第1與第2電子透鏡，以方向相反且相同大小來激發較佳。
此外，第2孔徑構件係由層積構造而形成，相對於射束的入射方向，上層構件係由比下層構件還原子序小的材料所形成，上層構件的厚度形成得比帶電粒子的射程(stopping range)還厚較佳。
此外，第2孔徑構件是用來作為差動排氣用構件，將射束的上游側之真空腔室與下游側之真空腔室予以隔開較佳。
本發明一態樣之多射束帶電粒子束描繪方法，其特徵為：具備：放出帶電粒子束之工程；利用具有複數個開口部之第1孔徑構件，包含複數個開口部全體在內的區域受到帶電粒子束的照射，帶電粒子束的一部分分別通過複數個開口部，藉此形成多射束之工 程；在進行多射束的遮沒偏向之前，使通過第1孔徑構件的多射束聚束之工程；在進行多射束的遮沒偏向之前，使通過第1孔徑構件的多射束聚束後，利用第2孔徑構件，來限制偏離聚束點的帶電粒子通過之工程；將通過第2孔徑構件的多射束，投影在具有複數個遮沒器的遮沒器陣列之工程；利用複數個遮沒器，針對投影在遮沒器陣列的多射束當中，進行分別對應的射束之遮沒偏向之工程；利用第3孔徑構件，遮蔽受到偏向的各射束，以便藉由複數個遮沒器而成為射束off之狀態之工程；及利用通過第3孔徑構件的多射束，將圖樣描繪於試料之工程。
按照本發明之一態樣，能夠遮蔽因多射束形成孔徑而散射之帶電粒子。故，能夠抑制使遮沒偏向器陣列帶電及污染物成長。其結果，能夠提升描繪裝置的壽命。
以下實施形態中，作為帶電粒子束的一例，係以使用了電子束之構造來做說明。但，帶電粒子束並不限於電子束，亦可為使用了離子束等帶電粒子之射束。
實施形態1.
圖1為實施形態1之描繪裝置構造示意概念圖。圖1中，描繪裝置100具備描繪部150與控制部160。描繪裝置100為多射束帶電粒子束描繪裝置的一例。描繪部150具備電子鏡筒102與描繪室103。在電子鏡筒102內，配置有電子槍201、照明透鏡202、多射束形成孔徑構件203、電磁透鏡212、限制孔徑構件216、電磁透鏡214、遮沒板(遮沒器陣列)204、電磁透鏡205、限制孔徑構件206、對物透鏡207、及偏向器208。電磁透鏡212、214，係配置於多射束形成孔徑構件203與遮沒板204之間。
藉由電磁透鏡212、214，多射束形成孔徑構件203的像會在遮沒板(遮沒器陣列)204的偏向中心及其附近成像。這是為了在遮沒板動作時，用來抑制試料面上的多射束縮小像之移動。
此外，在電磁透鏡212、214之間配置有限制孔徑構件216。限制孔徑構件216是配置於電磁透鏡212、214之間，且配置在藉由電磁透鏡212而聚束之多射束的聚束點位置。在限制孔徑構件216，例如中央形成有開口部，以限制偏離聚束點的射束通過。而限制孔徑構件216是用來作為差動排氣用構件，將射束的上游側之真空腔室與下游側之真空腔室予以隔開。在電子鏡筒102內比限制孔徑構件216還上部(上游側)，係藉由真空泵浦222而抽真空。在電子鏡筒102內比限制孔徑構件216還下部(下游 側)，係藉由真空泵浦224而抽真空。
在描繪室103內配置有XY平台105。在XY平台105上，配置有於描繪時成為描繪對象基板的光罩等試料101。試料101係包括製造半導體裝置時的曝光用光罩、或製造出半導體裝置的半導體基板(矽晶圓)等。此外，試料101包括已塗布阻劑，但尚未描繪之光罩基板(mask blanks)。
控制部160具有：控制計算機110、記憶體112、磁碟裝置等記憶裝置140、透鏡控制電路120、偏向控制電路130，132、及數位/類比變換(DAC)放大器136。控制計算機110、記憶體112、記憶裝置140、透鏡控制電路120、及偏向控制電路130、132，係透過未圖示之埠而彼此連接。在記憶裝置140(記憶部)，描繪資料會從外部輸入並存放。透鏡控制電路120及偏向控制電路130、132，係受到控制計算機110控制。
在此，圖1中記載了說明實施形態1所必須之構造。對描繪裝置100而言，通常也可具備必要的其他構造。
圖2為實施形態1之孔徑構件構造示意概念圖。圖2(a)中，多射束形成孔徑構件203，有縱(y方向)m列×橫(x方向)n列(m，n≧2)的複數個孔(開口部)22以規定排列節距形成。圖2(a)中，例如形成512×8列的孔22。各孔22均以相同尺寸形狀的矩形形成，例如長方形或正方形。或者是相同外徑的圓形亦可。在此，舉例於y方向的各列，分別在x方向形成從A至H的8個孔 22。電子束200的一部分分別通過該些複數個孔22，藉此形成多射束20。在此，雖然舉例於縱橫(x，y方向)均配置了2列以上的孔22，但並不限於此。舉例來說，亦可為在縱橫(x，y方向)的其中一方有複數列，而另一方僅有1列。此外，孔22的排列方式，亦不限於如圖2(a)般配置成縱橫為格子狀。如圖2(b)所示，舉例來說，縱方向(y方向)第1段的列及第2段的列的孔，彼此可於橫方向(x方向)錯開尺寸a而配置。同樣地，縱方向(y方向)第2段的列及第3段的列的孔，彼此也可於橫方向(x方向)錯開尺寸b而配置。
圖3為實施形態1之遮沒板構造示意概念圖。遮沒板(亦稱為「遮沒器陣列」、「遮沒偏向電極陣列」或「遮沒偏向器陣列」)204，係配合多射束形成孔徑構件203的各孔22的配置位置，而形成其通過孔；在各通過孔，分別配置有成對之2個電極24、26的組合(遮沒器)。像這樣，遮沒板(遮沒器陣列)204配置有複數個遮沒器，分別進行對應之射束的遮沒偏向。通過各通過孔的電子束20，會分別獨立地藉由該成對之2個電極24、26所施加之電壓而偏向。藉由該偏向而受到遮沒控制。像這樣，複數個遮沒器，係針對通過孔徑構件203的複數個孔22(開口部)的多射束當中，進行分別對應的射束之遮沒偏向。
圖4為實施形態1之遮沒板部分構造示意俯視概念圖。在遮沒板204配置有邏輯電路28，分別控制成對之2 個電極24、26。藉由邏輯電路28的控制，來進行遮沒偏向。
從電子槍201(放出部)放出之電子束200，會藉由照明透鏡202而近乎垂直地對多射束形成孔徑構件203(第1孔徑構件)全體做照明。在多射束形成孔徑構件203，形成有矩形，例如長方形或正方形的複數個孔(開口部)。多射束形成孔徑構件203，其包含複數個孔(開口部)22全體在內之區域受到電子束200的照射，電子束200的一部分分別通過複數個孔(開口部)22，藉此形成多射束20。像這樣，藉由通過多射束形成孔徑構件203的複數個孔22，會形成例如矩形形狀的複數個電子束(多射束)20a，b，c，...。該多射束20會藉由電磁透鏡212而聚束，且藉由配置於聚束位置之限制孔徑構件216(第2孔徑構件)，來限制偏離聚束點之散射電子300通過。如此一來，因多射束形成孔徑構件203而散射之電子會被遮蔽。因此，能夠防止散射電子侵入較其下游側之遮沒板204。接著，藉由限制孔徑構件216而散射電子被屏蔽掉的多射束20，會藉由電磁透鏡214，近乎垂直地投影於遮沒板204。
在此，電磁透鏡212、214係藉由透鏡控制電路120，而以方向相反且相同大小被激發。如此一來，便能避免通過電磁透鏡212的多射束在通過電磁透鏡214時旋轉。透鏡控制電路120係為透鏡控制部的一例。
接著，散射電子被屏蔽掉的多射束20，會通過遮沒板 204的分別對應之遮沒器內。受到偏向控制電路130所控制之控制訊號，會被輸出至遮沒板204的各遮沒器用之邏輯電路28，各遮沒器分別受到邏輯電路28控制，個別地使通過之電子束20偏向。接著，通過遮沒板204後的多射束20a，b，c，...，會藉由電磁透鏡205而聚束，朝向在限制孔徑構件206形成之中心孔前進。在此，因遮沒板204的遮沒器而偏向之電子束310，其位置會從限制孔徑構件206(第3孔徑構件)的中心孔偏離，而被限制孔徑構件206遮蔽。另一方面，未因遮沒板204的遮沒器而偏向之電子束20，會通過限制孔徑構件206的中心孔。藉由該遮沒器的on/off來進行遮沒控制，控制射束的on/off。像這樣，限制孔徑構件206係遮蔽受到偏向的各射束，以便藉由複數個遮沒器成為射束off之狀態。
接著，藉由從成為射束on開始至成為射束off為止所形成之通過限制孔徑構件206的射束，形成1次份的射域(shot)的射束。通過限制孔徑構件206後之多射束20，會藉由對物透鏡207而聚焦，且藉由偏向器208，通過限制孔徑構件206後的各射束(多射束20全體)會一齊朝同方向偏向，照射至各射束於試料101上各自之照射位置。此外，例如當XY平台105在連續移動時，射束的照射位置會受到偏向器208控制，以便追隨XY平台105的移動。一次所照射之多射束20，理想上會成為以某一節距並列，該節距是孔徑構件203的複數個孔的排列節距乘上上述所需之縮小率而得。描繪裝置100是以逐線掃描方式 (將射域射束連續地依序照射)來進行描繪動作，在描繪所需圖樣時，不需要的射束會藉由遮沒控制而被控制成射束off。
圖5為實施形態1之散射電子遮蔽用的限制孔徑構件構造示意截面部。限制孔徑構件216係藉由從上層側開始第1構件10、第2構件12、第3構件14、及第4構件16之層積構造而形成。限制孔徑構件216，對於射束的入射方向，其上層構件的第1構件10相較於下層構件的第4構件係由原子序較小的材料所形成。此外，上層構件的第1構件10厚度形成得比電子的射程(stopping range)還厚為佳。藉由第1構件10將散射電子屏蔽。作為第1構件10的材料，例如以碳或是賦予導電性的類鑽石碳(diamond-like carbon)等為佳。
在此，設想使用碳作為上層構件，並對其入射50keV的電子之情形。此時作為射程R，係使用R(μm)=0.0276A×E0 ^1.67/(ρ×Z^0.889)式子右側中，A為構件的原子量、Z為原子序、E0 為kV單位的加速電壓、ρ為密度(g/cm3 )；此時，右側係以μm單位來賦予電子射程。(Jon Orloff編：Handbook of Charged Particle Optics，1997年，CRC Press、P377)若A=12、Z=6、ρ=2.25g/cm3 ，則R=20.5μm。
此外，藉由第4構件16，來遮蔽因多射束形成孔徑構件203而產生之X射線。第4構件16的材料，例如以鎢(W)等為佳。第4構件16的厚度，以可充分遮蔽X射 線的厚度為佳。此外，藉由第3構件14將孔徑的開口部形狀尺寸做高精度加工。故，第1構件10會比第3構件14形成稍大的開口部。此外，第1構件10的開口部，係形成為朝下側逐漸變細的推拔狀為佳。而最小徑的尺寸形成得比第3構件14的開口部還稍大。作為第3構件14的材料，例如以矽(Si)等為佳。此外，藉由第2構件12，使第1與第3構件10、14的密合性提升。第2構件12的材料，例如以SiC為佳。在此作為一例，係以4層構件來構成，但並不限於此。舉例來說，亦可藉由第1與第4構件10、16的2層來構成。藉由該2層，能夠遮蔽散射電子與X射線。
若是如習知的多射束描繪裝置般，多射束形成孔徑構件與遮沒板彼此近接配置的情形下，除了在多射束形成孔徑構件產生的散射電子以外，還會產生X射線。該X射線一旦侵入遮沒板，還會導致遮沒板內的邏輯電路損傷的問題。按照實施形態1，藉由限制孔徑構件216，能夠遮蔽因多射束形成孔徑構件203而產生之X射線，故能抑制X射線侵入遮沒板204。故，能夠避免遮沒板204內的邏輯電路28損傷。
此外，實施形態1中，限制孔徑構件216是用來作為差動排氣用構件，將射束的上游側之真空腔室與下游側之真空腔室予以隔開。而將被隔開的電子鏡筒102內當中比限制孔徑構件216還上部(上游側)保持在高真空，藉此能夠抑制在多射束形成孔徑構件203產生的污染物。
又，在多射束形成孔徑構件203的周圍部分或保持部分設置未圖示之加熱手段，來將多射束形成孔徑構件203的溫度保持在例如150℃以上，亦可有效抑制污染物的成長。作為加熱手段，例如可使用電阻加熱。此時，規定電流的流向，以免流過電阻的電流所生之磁場對電子束軌道造成影響，較為理想。舉例來說，作為加熱用電阻若使用鎳鉻合金(nichorme)線時，則與銅線做成絞線構造為有效，其中該銅線是經電性絕緣處理且流通迴返電流(return current)。此時，限制孔徑構件216係藉由與鏡筒本體連接來保持溫度一定，該鏡筒本體是受到溫度控制以維持常溫且一定溫度。如此一來，限制孔徑構件216亦能當做遮熱板之用。如此，能夠抑制來自多射束成型孔徑203的熱輻射朝遮沒板204熱流入。
如上述般，在多射束形成孔徑構件203與遮沒板204之間配置電磁透鏡212、214，在電磁透鏡212、214之間配置限制孔徑構件216，藉此，能夠防止散射電子射入遮沒板204。故，能夠抑制使遮沒板204帶電及污染物成長。其結果，能夠提升描繪裝置的壽命。
圖6為實施形態1之描繪動作說明用概念圖。如圖6(a)所示，試料101的描繪區域30，例如朝y方向以規定寬度被假想分割成長條狀的複數個條紋區域32。該各條紋區域32成為描繪單位區域。首先，使XY平台105移動，調整以使得一次的多射束20照射所能夠照射之照射區域34位於第1個條紋區域32的左端或更左側之位置， 開始描繪。在描繪第1個條紋區域32時，例如使XY平台105朝-x方向移動，藉此便相對地朝x方向進行描繪。令XY平台105以規定速度例如連續移動。第1個條紋區域32描繪結束後，使平台位置朝-y方向移動，調整以使得照射區域34相對地於y方向位於第2個條紋區域32的右端或更右側之位置，這次如圖6(b)所示般，例如使XY平台105朝x方向移動，藉此朝-x方向進行相同描繪。在第3個條紋區域32朝x方向描繪、在第4個條紋區域32朝-x方向描繪，像這樣交互地改變方向來描繪，藉此能夠縮短描繪時間。但，並不限於該交互改變方向描繪之情形，在描繪各條紋區域32時，亦可朝同方向進行描繪。描繪各條紋32時，在XY平台105朝x方向移動的途中，藉由偏向器208來偏向以使各射域於y方向依序移動(掃描)，以逐線掃描方式來描繪，將射域射束連續地依序照射。舉例來說，朝x方向之移動速度以及朝y方向之掃描速度若為1：1，則如圖6(c)所示，通過孔徑構件203的1個孔A之射束所成之射域圖樣36，會從第1次照射之位置開始，自y方向朝-x方向側45度角度的方向(135度方向)依序一面偏移一面照射。同樣地，通過孔徑構件203的1個孔B之射束所成之射域圖樣36，會從第1次照射之位置開始，自y方向朝-x方向側45度角度的方向依序一面偏移一面照射。通過孔徑構件203的各孔C至H之各射束所成之射域圖樣36，同樣地，會分別從第1次照射之位置開始，自y方向朝-x方向側45度角 度的方向依序一面偏移一面照射。像這樣，會以逐線掃描方式，在一次所照射之縱橫2×2射束所圍繞之各區域內漸次描繪。縱橫2×2射束所圍繞之各區域，係包含圖中下側的橫向2個射束位置，上側的2個射束位置，係包含在該區域的1段y方向側之區域。
圖7為實施形態1之逐線掃描描繪動作說明用概念圖。舉例來說，在孔徑構件203於x方向形成有8個孔A~H的情形下，當平台在一次所照射之x方向相鄰之射域圖樣36之間移動的期間，會以複數次射域的射束，來照射一次所照射之縱橫2×2射束所圍繞之各區域內。舉例來說，將以規定之量子化尺寸而配置成格子狀之控制格點(AU：address unit)的尺寸，設定成一次所照射之縱橫2×2射束所圍繞之各區域內會成為nAU×nAU之尺寸，在平台移動中，會以AU(控制格點)間隔，以n次射域的射束來照射該縱橫2×2射束所圍繞之各區域。在此，將AU的尺寸設定成，一次所照射之理想的縱橫2×2射束所圍繞之各區域內會成為8AU×8AU之尺寸，在平台移動中，將該縱橫2×2射束所圍繞之各區域於每個AU做shot，以8次射域的射束來照射。舉例來說，孔A的第8次射域，會照射在與相鄰的孔B的第1次射域於y方向偏離7AU的位置。在對每個AU做shot的情形下，針對通過孔徑構件203的1個孔A之射束所成之射域圖樣36，以射域圖樣36彼此在x、y方向會重疊的方式來照射之方法，對於提高圖樣精度來說較為理想。在此，例如設定成射束尺寸為 AU的2倍。在此情形下會成為，射域圖樣36彼此間於x、y方向分別有1/2重疊的方式漸次照射。
圖8為實施形態1中令平台移動射束間節距的n倍長度時，用來進一步詳細說明各射域的照射位置一例之概念圖。圖8中，以圓圈圈起之數字當中，「1」表示通過孔徑構件203的各孔A之射束所成之射域位置。圖8中，以圓圈圈起之數字當中，「2」表示通過孔徑構件203的各孔B之射束所成之射域位置。圖8中，以圓圈圈起之數字當中，「3」表示通過孔徑構件203的各孔C之射束所成之射域位置。圖8中，以圓圈圈起之數字當中，「4」表示通過孔徑構件203的各孔D之射束所成之射域位置。圖8中，以圓圈圈起之數字當中，「5」表示通過孔徑構件203的各孔E之射束所成之射域位置。圖8中，以圓圈圈起之數字當中，「6」表示通過孔徑構件203的各孔F之射束所成之射域位置。圖8中，以圓圈圈起之數字當中，「7」表示通過孔徑構件203的各孔G之射束所成之射域位置。圖8中，以圓圈圈起之數字當中，「8」表示通過孔徑構件203的各孔H之射束所成之射域位置。此外，「11」至「18」表示比孔徑構件203的各孔A~H還位於Y方向上1段之另外的各孔。此外，四角框起之位置，表示孔徑構件203的各孔A~H之位置。通過孔徑構件203的各孔A~H之射束所成之各射域圖樣36，理想上會分別照射在彼此相距光束間節距之位置。而一面以AU(控制格點)間隔將射束間節距做n次(此處為8次)射域，一 面使平台移動射束間節距的n倍(此處為8次)長度，則如圖8所示，一次所照射之縱橫2×2射束所圍繞之各區域內，會被通過孔徑構件203的各孔A~H之射束所成之各射域圖樣36所填滿。配合所欲描繪的圖樣形狀，將該射域當中不需要的射域射束off，將剩下的射域圖樣36接連起來，藉此便能在試料101上描繪出所需形狀圖樣。
圖8中，控制使得平台移動方向為+X方向，在與其正交之Y方向掃描射束全體。其情形如同圖右側的概念箭號所圖示。此外，在孔徑的開口(孔)位置下方示意掃描開始的時間點，以T=0為基準，表示為T=-6~7。圖6為在T=0的時間點，示意各射束開始掃描的描繪位置模型。在該例中，配合平台的+X方向平台移動而進行Y掃描，描繪位置相對地一面朝-X方向移動，一面將全面以射束射域填滿。在T=0結束第0次的Y方向掃描後，射束位置會位於相鄰射束的偏離1AU(朝-X方向)之位置，從這裡開始第1次(T=1)的掃描。平台移動速度係被控制成，在1次Y掃描結束的時間點，射束位置會變為在相鄰射束的偏離1AU(朝-X方向)之位置。針對Y方向上下的射束亦進行同樣的描繪，射束射域能以AU單位將全面填滿。對該些各個射束射域給予不同程度的照射量，來描繪各式各樣的圖樣。
圖9為實施形態1中令平台移動射束間節距的n倍長度時，用來進一步詳細說明各射域的照射位置另一例之概念圖。圖9中，圓圈圈起的數字、以及孔徑構件203的各 孔位置之間的關係係與圖8相同。此外，「11」至「18」表示比孔徑構件203的各孔A~H還位於Y方向上1段之另外的各孔。此外，四角框起之位置，表示孔徑構件203的各孔A~H之位置。圖9中揭示圖8的變形例。本例相對於圖8之例，還結合了X方向的掃描。第0次(T=0)的Y掃描結束後，在本圖例子中，原點位置(掃描開始位置)會與通過左側孔的射束的第0次(T=0)掃描開始位置一致。換言之，是照這樣來控制平台速度。為了避免與左邊孔的射束描繪位置重疊，係將第1次(T=1)的掃描開始位置往左(-X方向)偏移(做X掃描)1控制單位(1AU)而開始Y掃描。依序反覆進行這樣的處理。在T=7時間點的掃描結束後，X方向的偏向量會回到0，再次反覆相同處理。
圖10為實施形態1中令平台移動射束間節距的n倍長度時，用來進一步詳細說明各射域的照射位置另一例之概念圖。圖10中揭示圖8的另一變形例。圖10中，圓圈圈起的數字、以及孔徑構件203的各孔位置之間的關係係與圖8相同。此外，「11」至「18」表示比孔徑構件203的各孔A~H還位於Y方向上1段之另外的各孔。此外，四角框起之位置，表示孔徑構件203的各孔A~H之位置。圖10例子中，Y掃描會追隨平台移動而在近乎45°方向進行。其結果如圖所示，Y掃描之照射位置在X方向不會移動，而是往+Y方向依序描繪。平台移動速度係被控制成，在1次Y掃描結束的時間點，射束位置會變為在相 鄰射束的偏離1AU(朝-X方向)之位置。進行這樣的描繪，能使各射束的照射位置成為於XY整列之描繪位置。
圖11為實施形態1中令平台移動射束間節距的n倍長度時，用來進一步詳細說明各射域的照射位置另一例之概念圖。圖11中揭示圖10的另一變形例。圖11中，圓圈圈起的數字、以及孔徑構件203的各孔位置之間的關係係與圖8相同。此外，「11」至「18」表示比孔徑構件203的各孔A~H還位於Y方向上1段之另外的各孔。此外，四角框起之位置，表示孔徑構件203的各孔A~H之位置。圖11中，揭示了圖10例再結合X方向掃描的例子。依序控制描繪位置，使得Y方向掃描的同時，追隨平台速度朝X方向移動，則描繪位置會朝依序往Y方向移動的位置描繪。第0次(T=0)追隨平台移動的Y掃描結束後，在本圖例子中，原點位置(掃描開始位置)會與通過左側孔的射束的第0次(T=0)掃描開始位置一致。換言之，是照這樣來控制平台速度。為了避免與左邊孔的射束描繪位置重疊，係將第1次(T=1)的掃描開始位置藉由X掃描往左(-X方向)偏移1控制單位(1AU)，而開始追隨平台移動的Y掃描。依序反覆進行這樣的處理。在T=7時間點的掃描結束後，X方向的偏向量會回到0，再次反覆相同處理。在此，例如進一步改變Y方向的掃描速度，則Y方向的射域間隔會改變。
圖如圖8~圖11所示之各射域照射位置一例般，可以選擇各種與平台移動組合之掃描方法。僅以Y方向掃描描 繪之方法，控制單純是其優點，但因沒有X方向的掃描故缺乏相應的彈性。另一方面，結合XY兩方向掃描的方法，其優點為較有選擇性。舉例來說，如圖8~圖11例子所示，只要切換掃描方法，便可改變射束間的射域數(改變控制單位)而描繪。這些可配合設計要求來選擇即可。
如上所述，多射束形成後，在進行多射束的遮沒偏向之前，使通過多射束形成孔徑構件203的多射束聚束。接著，在進行多射束的遮沒偏向之前，使通過多射束形成孔徑構件203的多射束聚束後，利用限制孔徑構件216，來限制偏離聚束點的帶電粒子通過。接著，將通過限制孔徑構件216的多射束，投影在具有複數個遮沒器之遮沒器陣列。藉由該構造，便能抑制在多射束形成孔徑構件203產生的散射電子與X射線射入遮沒器陣列。
實施形態2.
實施形態1揭示的例子中，在遮沒板204，配合多射束形成孔徑構件203的各孔22的配置位置而形成通過孔。如此一來，遮沒板204所偏向的射束，其尺寸與在多射束形成孔徑構件203所形成之多射束相同。實施形態2中將說明，可改變在多射束形成孔徑構件203所形成之多射束尺寸之裝置構造。以下除了特別說明的事項以外，內容如同實施形態1。
圖12為實施形態2之描繪裝置構造示意概念圖。圖12中，在多射束形成孔徑構件203與限制孔徑構件216之 間配置了複數個電磁透鏡212、213，在限制孔徑構件216與遮沒板204之間配置了複數個電磁透鏡215、214，除此之外與圖1相同。但，圖12中，遮沒板204之多射束通過孔，相較於多射束形成孔徑構件203的各孔22的配置位置，其配置節距不同。
圖13為實施形態2之多射束形成孔徑構件與遮沒板間的多射束尺寸說明用概念圖。圖13中，藉由通過多射束形成孔徑構件203的複數個孔22而形成之多射束20，會因電磁透鏡212而使其折射，又因電磁透鏡213而使其折射並聚束。接著，藉由配置於聚束位置之限制孔徑構件216(第2孔徑構件)，來限制偏離聚束點之散射電子300通過。接著，藉由限制孔徑構件216而散射電子被屏蔽掉的多射束20，會藉由電磁透鏡215而使其折射，又因電磁透鏡214而使其折射，近乎垂直地投影於遮沒板204。此時，將複數個電磁透鏡212、213的激發比R1/R2、以及複數個電磁透鏡215、214的激發比r1/r2做成可變，藉此，即使不變動電磁透鏡的配置位置，也能使多射束20的尺寸可變。換言之，能夠改變由多射束形成孔徑構件203所形成之多射束20的尺寸d1、以及投影至遮沒板204之多射束20的尺寸d2。
圖14為以實施形態2之多射束所形成之圖樣像尺寸一例示意圖。舉例來說，以縮小射束尺寸的方式來激發，藉此，照射至試料101的圖樣尺寸，能夠從圖14(a)所示之1：1尺寸射域圖樣37，調整成圖14(b)所示般縮 小尺寸的射域圖樣38。
以上已參照具體例說明了實施形態。但，本發明並非由該些具體例所限定。上述例子中，雖使用了電磁透鏡212、213、214、215，但亦可使用靜電透鏡。此外，上述例子中，係將射束on狀態的多射束以偏向器208朝試料101的所需位置做偏向，但並不限於此。亦可不搭載偏向器208而直接照射。此外，上述例子中，雖在遮沒板204內的各遮沒器設置邏輯電路，但並不限於此。邏輯電路亦可位於遮沒板204的外部。
此外，有關裝置構造或控制手法等與本發明說明無直接必要的部分等，雖省略其記載，但可適當選擇使用必要之裝置構造或控制手法。舉例來說，有關控制描繪裝置100之控制部構造雖省略其記載，但當然可適當選擇使用必要之控制部構造。
其他具備本發明之要素，且所屬技術領域者可適當變更設計之所有多射束帶電粒子束描繪裝置及方法，均包含於本發明之範圍。
20‧‧‧多射束
22‧‧‧孔
24、26‧‧‧電極
28‧‧‧邏輯電路
30‧‧‧描繪區域
32‧‧‧條紋區域
34‧‧‧照射區域
36、37、38‧‧‧射域圖樣
100‧‧‧描繪裝置
101、340‧‧‧試料
102‧‧‧電子鏡筒
103‧‧‧描繪室
105‧‧‧XY平台
110‧‧‧控制計算機
112‧‧‧記憶體
130、132‧‧‧偏向控制電路
136‧‧‧DAC放大器
140‧‧‧記憶裝置
150‧‧‧描繪部
160‧‧‧控制部
200、310‧‧‧電子束
201‧‧‧電子槍
202‧‧‧照明透鏡
203‧‧‧多射束形成孔徑構件
204‧‧‧遮沒板
205‧‧‧電磁透鏡
206、216‧‧‧限制孔徑構件
207‧‧‧對物透鏡
208‧‧‧偏向器
212、213、214、215‧‧‧電磁透鏡
222、224‧‧‧真空泵浦
300‧‧‧散射電子
500‧‧‧電子束
501‧‧‧電子槍
510‧‧‧光罩
512‧‧‧遮沒偏向電極陣列
520‧‧‧污染物
[圖1]實施形態1之描繪裝置構造示意概念圖。
[圖2]實施形態1之孔徑構件構造示意概念圖。
[圖3]實施形態1之遮沒板構造示意概念圖。
[圖4]實施形態1之遮沒板構造示意俯視概念圖。
[圖5]實施形態1之散射電子遮蔽用的限制孔徑構件 構造示意截面部。
[圖6]實施形態1之描繪動作說明用概念圖。
[圖7]實施形態1之逐線掃描描繪動作說明用概念圖。
[圖8]實施形態1中令平台移動射束間節距的n倍長度時，用來進一步詳細說明各射域的照射位置一例之概念圖。
[圖9]實施形態1中令平台移動射束間節距的n倍長度時，用來進一步詳細說明各射域的照射位置另一例之概念圖。
[圖10]實施形態1中令平台移動射束間節距的n倍長度時，用來進一步詳細說明各射域的照射位置另一例之概念圖。
[圖11]實施形態1中令平台移動射束間節距的n倍長度時，用來進一步詳細說明各射域的照射位置另一例之概念圖。
[圖12]實施形態2之描繪裝置構造示意概念圖。
[圖13]實施形態2之多射束形成孔徑構件與遮沒板間的多射束尺寸說明用概念圖。
[圖14]以實施形態2之多射束所形成之圖樣像尺寸一例示意圖。
[圖15]習知多射束方式描繪裝置中的部分構造示意圖。
100‧‧‧描繪裝置
101‧‧‧試料
102‧‧‧電子鏡筒
103‧‧‧描繪室
105‧‧‧XY平台
110‧‧‧控制計算機
112‧‧‧記憶體
120‧‧‧透鏡控制電路
130、132‧‧‧偏向控制電路
136‧‧‧DAC放大器
140‧‧‧記憶裝置
150‧‧‧描繪部
160‧‧‧控制部
200、310‧‧‧電子束
201‧‧‧電子槍
202‧‧‧照明透鏡
203‧‧‧多射束形成孔徑構件
204‧‧‧遮沒板
205‧‧‧電磁透鏡
206、216‧‧‧限制孔徑構件
207‧‧‧對物透鏡
208‧‧‧偏向器
212、214‧‧‧電磁透鏡
222、224‧‧‧真空泵浦
300‧‧‧散射電子
20‧‧‧多射束

Claims (5)

  1. 一種多射束帶電粒子束描繪裝置，其特徵為，具備：放出部，放出帶電粒子束；第1孔徑構件，具有複數個開口部，包含前述複數個開口部全體在內的區域受到前述帶電粒子束的照射，前述帶電粒子束的一部分分別通過前述複數個開口部，藉此形成多射束；遮沒器(blanker)陣列，配置有複數個遮沒器，針對通過前述第1孔徑構件的複數個開口部的多射束當中，進行分別對應的射束之遮沒偏向；第1與第2電子透鏡，配置於前述第1孔徑構件與前述遮沒器陣列之間；第2孔徑構件，在前述第1與第2電子透鏡之間，且配置於前述多射束的聚束點位置，以限制偏離前述聚束點的帶電粒子通過；及第3孔徑構件，遮蔽受到偏向的各射束，以便藉由前述複數個遮沒器而成為射束off之狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項之多射束帶電粒子束描繪裝置，其中，還具備透鏡控制部，其對於前述第1與第2電子透鏡，以方向相反且相同大小來激發。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之多射束帶電粒子束描繪裝置，其中，前述第2孔徑構件係由層積構造而形成，相對於射束的入射方向，上層構件係由比下層構件還原子 序小的材料所形成，上層構件的厚度形成得比帶電粒子的射程(stopping range)還厚。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之多射束帶電粒子束描繪裝置，其中，前述第2孔徑構件係作為差動排氣用構件來使用，將射束上游側之真空腔室與下游側之真空腔室予以隔開。
  5. 一種多射束帶電粒子束描繪方法，其特徵為，具備：放出帶電粒子束之工程；利用具有複數個開口部之第1孔徑構件，包含前述複數個開口部全體在內的區域受到前述帶電粒子束的照射，前述帶電粒子束的一部分分別通過前述複數個開口部，藉此形成多射束之工程；在進行多射束的遮沒偏向之前，使通過前述第1孔徑構件的多射束聚束之工程；在進行多射束的遮沒偏向之前，使通過前述第1孔徑構件的多射束聚束後，利用第2孔徑構件，來限制偏離聚束點的帶電粒子通過之工程；將通過前述第2孔徑構件的多射束，投影在具有複數個遮沒器的遮沒器陣列之工程；利用複數個遮沒器，針對投影在遮沒器陣列的多射束當中，進行分別對應的射束之遮沒偏向之工程；利用第3孔徑構件，遮蔽偏向的各射束，以便藉由前述複數個遮沒器而成為射束off之狀態之工程；及 利用通過前述第3孔徑構件的多射束，將圖樣描繪於試料之工程。
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