TWI665707B - Multi-charged particle beam shielding device and multi-charged particle beam irradiation device - Google Patents

Multi-charged particle beam shielding device and multi-charged particle beam irradiation device Download PDF

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TWI665707B
TWI665707B TW106114427A TW106114427A TWI665707B TW I665707 B TWI665707 B TW I665707B TW 106114427 A TW106114427 A TW 106114427A TW 106114427 A TW106114427 A TW 106114427A TW I665707 B TWI665707 B TW I665707B
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森田博文
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Abstract

本發明的一態樣的多帶電粒子束的遮蔽裝置的特徵在於包括：第1基板，呈陣列狀形成有多個第1開口部且形成多束；第2基板，呈陣列狀形成有供多束中的分別相對應束通過的、經貫通的多個第2開口部；多個控制電極，於第2基板上，配置於多個第2開口部中的分別相對應的第2開口部附近，並且分別以不直接露出的方式配置於與所述相對應的第2開口部相鄰的另一第2開口部，能夠切換施加第1電位與第2電位；多個對向電極，配置於與控制電極相對向的位置，施加第2電位；以及屏蔽膜，配置於第1基板與多個控制電極之間，屏蔽電場。

Description

多帶電粒子束的遮蔽裝置以及多帶電粒子束照射裝置
本發明有關於一種多帶電粒子束的遮蔽裝置以及多帶電粒子束照射裝置，例如有關於一種搭載於多束描繪裝置中的遮蔽裝置。
關於擔負半導體元件的微細化的進展的微影技術，於半導體製造製程中，亦為唯一生成圖案的極其重要的製程。近年來，伴隨著大規模積體電路(Large Scale Integrated circuit，LSI)的高積體化，對半導體元件所要求的電路線寬正逐年微細化。此處，電子線(電子束)描繪技術本質性地具有優異的解析性，且進行有使用電子線對晶圓等進行描繪。
例如，有使用多束的描繪裝置。與利用一根電子束進行描繪的情況相比，藉由使用多束，可一次地照射大量的束，因此可使通量(throughput)大幅度提高。於所述多束方式的描繪裝置中，例如使自電子槍所放出的電子束通過具有多個孔的遮罩而形成多束，並分別進行遮蔽控制，未被遮蔽的各束於光學系統中縮小，利用偏向器被偏向而照射至試樣上的所期望的位置。
於多束描繪中，藉由照射時間來各別地控制各束的照射量。為了高精度地控制所述各束的照射量，必須將進行束的通過/間斷(ON/OFF)的遮蔽控制以高速來進行。於多束方式的描繪裝置中，搭載有遮蔽裝置，所述遮蔽裝置形成有多束的各通過孔，且於該些通過孔的周圍分別配置有一對遮蔽電極(遮蔽器(blanker))與各束用的遮蔽控制電路(LSI電路)。遮蔽裝置是使用微機電系統(Micro Electro Mechanical Systems，MEMS)技術而於矽(Si)基板上形成所述通過孔及一對遮蔽電極(偏向器)等。先前，通過所述遮蔽裝置的各束受到自相鄰接的束的遮蔽電極等洩漏出的電場的影響，而有束軌道彎曲，照射至試樣面的束照射位置偏移等問題。所述問題並不限定於描繪裝置，例如，對於檢查裝置等使用帶電粒子線的將多束照射至所期望的位置的裝置而言，亦可同樣地產生。
再者，揭示有一種技術：使經接地的屏蔽電極基板與在基板上露出有連接於遮蔽電極的控制電路的配線的遮蔽裝置對面，而將於除配線或電極以外的所露出的絕緣膜上的帶電抑制得低，並且減少相鄰接的偏向器間的串擾(crosstalk)等(例如，參照日本專利公開公報2005-123264號)。然而，於所述構成中，對於抑制各束由自相鄰接的束的遮蔽電極等洩漏出的電場的影響所造成的束軌道的偏移而言並不充分，照射至試樣面的束照射位置偏移。
本發明的一態樣提供一種可於多束描繪中抑制自相鄰接的束的遮蔽電極等洩漏出的電場的影響的遮蔽裝置及多束照射裝置。
本發明的一態樣的多帶電粒子束的遮蔽裝置的特徵在於包括：第1基板，呈陣列狀形成有多個第1開口部，於包含多個第1開口部整體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多個第1開口部，藉此形成多束；第2基板，呈陣列狀形成有供多束中的分別相對應束通過的、經貫通的多個第2開口部；多個控制電極，於第2基板上，配置於多個第2開口部中的分別相對應的第2開口部的附近，並且分別以不直接露出的方式配置於與該相對應的第2開口部相鄰的另一第2開口部，能夠切換施加第1電位與第2電位；多個對向電極，於第2基板上，分別隔著相對應的第2開口部配置於與多個控制電極中的相對應的控制電極相對向的位置，施加第2電位；屏蔽膜，配置於第1基板與多個控制電極之間，屏蔽電場；以及多個控制電路，配置於第2基板內部，能夠對多個控制電極中的分別相對應的控制電極切換施加第1電位與第2電位。
本發明的一態樣的多帶電粒子束照射裝置的特徵在於包括：平台，載置試樣且能夠連續移動；放出部，放出帶電粒子束；所述多帶電粒子束的遮蔽裝置，使用帶電粒子束而形成多束，並且進行多束中的分別相對應的束的遮蔽偏向；以及限制孔徑(aperture)構件，將藉由遮蔽裝置而以成為束間斷(OFF)的狀態的方式偏向的各束加以遮蔽。
10‧‧‧描繪區域
11‧‧‧開口部
12‧‧‧條狀區域
13‧‧‧基板
14、28、33‧‧‧支撐台
17‧‧‧屏蔽膜
20‧‧‧多束
20a‧‧‧電子束(相對應束)
20b~20e‧‧‧電子束
22‧‧‧孔
23‧‧‧基板
24、24a、24b‧‧‧控制電極
25‧‧‧通過孔
25a、25b、25c‧‧‧通過孔
26、26a、26b‧‧‧對向電極
27、27a‧‧‧配線
29‧‧‧止擋膜
30‧‧‧薄膜區域
31‧‧‧基板
32‧‧‧外周區域
34‧‧‧照射區域
41‧‧‧控制電路
46‧‧‧放大器
47‧‧‧各別遮蔽機構
56‧‧‧資料處理部
58‧‧‧描繪控制部
100‧‧‧描繪裝置
101‧‧‧試樣
102‧‧‧電子鏡筒
103‧‧‧描繪室
105‧‧‧XY平台
110‧‧‧控制計算機
112‧‧‧記憶體
130‧‧‧偏向控制電路
139‧‧‧平台位置檢測器
140、142‧‧‧記憶裝置
150‧‧‧描繪部
160‧‧‧控制部
200‧‧‧電子束
201‧‧‧電子槍
202‧‧‧照明透鏡
203‧‧‧成形孔徑陣列基板
204、BAA‧‧‧遮蔽孔徑陣列機構
205‧‧‧縮小透鏡
206‧‧‧限制孔徑
207‧‧‧對物透鏡
208‧‧‧偏向器
210‧‧‧反射鏡
212‧‧‧成形遮蔽孔徑陣列機構
214‧‧‧屏蔽基板
301、311‧‧‧薄膜區域
302、312‧‧‧外周區域
a、b‧‧‧尺寸
A~H‧‧‧孔
A'、B'‧‧‧束輪廓
E、Ex、Ey‧‧‧洩漏電場
GND‧‧‧接地電位
h1、h2、h3、H1、H2、H3‧‧‧膜厚
L1‧‧‧距離
SAA‧‧‧成形孔徑陣列基板
Vdd‧‧‧正電位
△h‧‧‧偏移
δ‧‧‧誤差
圖1是表示實施形態1中的描繪裝置的構成的概念圖。
圖2是表示實施形態1中的成形遮蔽孔徑陣列機構的構成的剖面圖。
圖3A與圖3B是表示實施形態1中的成形孔徑陣列基板的構成的概念圖。
圖4是表示實施形態1中的遮蔽孔徑陣列機構的薄膜(membrane)區域內的構成的一部分的俯視概念圖。
圖5是表示實施形態1的各別遮蔽機構的一例的圖。
圖6是用以說明實施形態1中的描繪動作的一例的概念圖。
圖7A與圖7B是用以說明實施形態1的比較例1中的來自相鄰接的遮蔽器的洩漏電場的圖。
圖8A與圖8B是表示實施形態1的比較例1中的限制孔徑上的束輪廓的變化的一例的圖。
圖9是用以說明實施形態1的比較例1中的試樣面上的照射位置的偏移的圖。
圖10是用以說明實施形態1的比較例1中的試樣面上的照射位置的偏移的另一圖。
圖11是表示實施形態1中的成形遮蔽孔徑陣列機構的構成的一部分的剖面圖。
圖12是表示實施形態1中的屏蔽基板的構成的一例的圖。
圖13A至圖13D是表示實施形態1中的成形遮蔽孔徑陣列機構的構成的組合例的剖面圖。
圖14A至圖14D是表示實施形態1中的屏蔽基板的開口部的形狀的一例的圖。
圖15是表示實施形態1中的控制電極與對向電極的配置構成的一例的俯視圖。
圖16是表示實施形態1中的成形遮蔽孔徑陣列機構的剖面的一例的圖。
圖17是表示實施形態1中的成形遮蔽孔徑陣列機構的剖面的另一例的圖。
圖18是表示實施形態1中的成形遮蔽孔徑陣列機構的剖面的另一例的圖。
圖19是表示實施形態1中的成形遮蔽孔徑陣列機構的剖面的 另一例的圖。
圖20A與圖20B是表示實施形態1中的屏蔽基板與控制電極的間隔的效果的一例的圖。
圖21是表示實施形態1中的屏蔽基板的開口部的朝向的效果的一例的圖。
圖22是表示實施形態1中的將屏蔽基板的開口部在x方向上延伸時的屏蔽基板的俯視圖的一例的圖。
圖23是表示實施形態1中的屏蔽基板的開口部的寬度的效果的一例的圖。
圖24A與圖24B是表示實施形態1的比較例2中的洩漏電場的影響的一例的圖。
圖25A至圖25C是表示實施形態1中的屏蔽基板與遮蔽孔徑陣列機構的變形例的圖。
[實施形態1]
以下，實施形態1中，對可於多束描繪中抑制自相鄰接的束的遮蔽電極等洩漏出的電場的影響的遮蔽裝置及多束照射裝置進行說明。
另外，以下，於實施形態1中，作為帶電粒子束的一例，對使用電子束的構成進行說明。其中，帶電粒子束並不限定於電子束，亦可為使用離子束等帶電粒子的束。另外，作為多束的照 射裝置的一例，對描繪裝置進行說明，例如亦可應用檢查裝置等使用帶電粒子線的將多束照射至所期望的位置的裝置。
圖1是表示實施形態1中的描繪裝置的構成的概念圖。於圖1中，描繪裝置100具備描繪部150與控制部160。描繪裝置100為多帶電粒子束描繪裝置以及多帶電粒子束照射裝置的一例。描繪部150具備電子鏡筒102與描繪室103。於電子鏡筒102內配置有電子槍201、照明透鏡202、成形遮蔽孔徑陣列機構212、縮小透鏡205、限制孔徑206、對物透鏡207及偏向器208。作為成形遮蔽孔徑陣列機構212(遮蔽裝置的一例)，配置有成形孔徑陣列基板203、屏蔽基板214及遮蔽孔徑陣列機構204。於描繪室103內配置有XY平台105。於XY平台105上配置有在描繪時成為描繪對象基板的遮罩等試樣101。於試樣101中包含製造半導體裝置時的曝光用遮罩或製造半導體裝置的半導體基板(矽晶圓)等。另外，於試樣101中包含塗布有抗蝕劑且尚未進行任何描繪的空白遮罩。於XY平台105上進而配置有XY平台105的位置測定用的反射鏡210。
控制部160具有控制計算機110、記憶體112、偏向控制電路130、平台位置檢測器139及磁碟裝置等記憶裝置140、記憶裝置142。控制計算機110、記憶體112、偏向控制電路130、平台位置檢測器139及記憶裝置140、記憶裝置142經由未圖示的匯流排而相互連接。於記憶裝置140(記憶部)中自外部輸入描繪資料並加以儲存。
於控制計算機110內配置有資料處理部56及描繪控制部58。資料處理部56及描繪控制部58等各「~部」具有處理電路。所述處理電路例如包含電性電路、電腦、處理器、電路基板、量子電路或半導體裝置。各「~部」可使用共用的處理電路(相同的處理電路)，或亦可使用不同的處理電路(各自的處理電路)。控制計算機110中所輸入輸出的資訊及演算中的資訊逐次地儲存於記憶體112中。
此處，於圖1中，記載有用以對實施形態1進行說明所需的構成。對於描繪裝置110而言，通常亦可具備所需的其他構成。
圖2是表示實施形態1中的成形遮蔽孔徑陣列機構的構成的剖面圖。於圖2中，成形遮蔽孔徑陣列機構212自上段側起依序配置有成形孔徑陣列基板203、屏蔽基板214、遮蔽孔徑陣列機構204。成形孔徑陣列基板203如圖2所示般，於支撐台28上配置有包含矽等的基板23。基板23的中央部例如自表面側起被削薄，而加工成薄的膜厚h1的薄膜區域301。圍繞薄膜區域301的周圍成為厚的膜厚H1的外周區域302。薄膜區域301的背面與外周區域302的背面較佳為以成為相同的高度位置或實質上相同的高度位置的方式形成。基板23於外周區域302的背面被保持於支撐台28上。支撐台28的中央部開口，且薄膜區域301的位置位於支撐台28所開口的區域。
圖3A與圖3B是表示實施形態1中的成形孔徑陣列基板 的構成的概念圖。於圖3A中，於成形孔徑陣列基板203的薄膜區域301中，以規定的排列間距呈矩陣狀形成有縱(y方向)m行×橫(x方向)n行(m、n≧2)的孔(開口部)22。換言之，於基板23(第1基板)上呈陣列狀形成有多個孔22(第1開口部)。於圖3A中，例如形成有512×8行的孔22。各孔22均以相同尺寸形狀的矩形形成。或者，亦可為相同外徑的圓形。此處，示出針對y方向的各行而在x方向上分別形成有A至H為止的8個孔22的例子。藉由使電子束200的一部分分別通過該些多個孔22，而形成多束20。此處，示出了縱橫(x方向、y方向)均配置有2行以上的孔22的例子，但並不限定於此。例如，亦可為縱橫(x方向、y方向)的其中一者為多行且另一者僅為1行。另外，孔22的排列的設計並不限定於如圖3A般的縱橫呈格子狀配置的情況。亦可如圖3B所示般，例如使縱方向(y方向)第1段的行與第2段的行的孔彼此在橫方向(x方向)上僅偏移尺寸a而配置。同樣地，亦可使縱方向(y方向)第2段的行與第3段的行的孔彼此在橫方向(x方向)上僅偏移尺寸b而配置。
屏蔽基板214如圖2所示般，於支撐台14上配置有包含矽等的基板13。基板13的中央部例如自表面側起被削薄，而加工成薄的膜厚h2的薄膜區域311。圍繞薄膜區域311的周圍成為厚的膜厚H2的外周區域312。薄膜區域311的背面與外周區域312的背面較佳為以成為相同的高度位置或實質上相同的高度位置的方式形成。基板13於外周區域312的背面被保持於支撐台14上。 支撐台14的中央部開口，且薄膜區域311的位置位於支撐台14所開口的區域。
於屏蔽基板214的薄膜區域311中，形成有可供多束的各束通過的多個開口部11，且所述多個開口部11於與圖3A(或圖3B)中所示的成形孔徑陣列基板203的至少各孔22相對應的位置開口。而且，導電性材料的屏蔽膜覆蓋基板13(第3基板)的薄膜區域311中的表面、背面及開口部11的內壁面等基板13的露出面。再者，針對外周區域312，亦較佳為屏蔽膜覆蓋露出面。而且，屏蔽膜接地連接。
圖4是表示實施形態1中的遮蔽孔徑陣列機構的薄膜區域內的構成的一部分的俯視概念圖。再者，於圖2與圖4中，並未使電極24、電極26與控制電路41的位置關係一致地記載。遮蔽孔徑陣列機構204如圖2所示般，於支撐台33上配置有包含矽等半導體的基板31。基板31的中央部自背面側起被削薄，而加工成薄的膜厚h3的薄膜區域30(第1區域)。圍繞薄膜區域30的周圍成為厚的膜厚H3的外周區域32(第2區域)。薄膜區域30的上表面與外周區域32的上表面較佳為以成為相同的高度位置或實質上相同的高度位置的方式形成。基板31於外周區域32的背面被保持於支撐台33上。支撐台33的中央部開口，且薄膜區域30的位置位於支撐台33所開口的區域。
於遮蔽孔徑陣列機構204的薄膜區域30中，於圖3A(或圖3B)中所示的成形孔徑陣列基板203的與各孔22相對應的位 置開口有使多束的各束通過的通過孔25。換言之，於基板31(第2基板)上呈縱(y方向)m行×橫(x方向)n行(m、n≧2)的二維的陣列狀形成有供多束20中的分別相對應束通過的、經貫通的多個通過孔25(第2開口部)。而且，於薄膜區域30上，如圖2及圖4所示般，於各通過孔25的附近位置分別隔著所對應的通過孔25配置有遮蔽偏向用的控制電極24與對向電極26一組(遮蔽器：遮蔽偏向器)。換言之，多個控制電極24於基板31上，配置於多個通過孔25中的分別相對應的通過孔25的附近。而且，多個對向電極26於基板31上，分別隔著相對應的通過孔25配置於與多個控制電極24中的相對應的控制電極24相對向的位置。
另外，於薄膜區域30的基板31內部，於各通過孔25的附近配置有各通過孔25用的例如對控制電極24施加偏向電壓的控制電路41(邏輯電路)。各控制電路41連接有控制信號用的n位元(例如1位元~10位元)的並列配線。各控制電路41除n位元的並列配線以外，亦連接有電源用、控制時脈等的配線。電源用的配線亦可挪用並列配線的一部分配線。針對構成多束的各束的每一者，構成有由控制電極24、對向電極26及控制電路41所形成的各別遮蔽機構47。另外，於膜厚厚的外周區域32上配置有向各控制電路41發送控制信號的未圖示的墊等。
圖5是表示實施形態1的各別遮蔽機構的一例的圖。於圖5中，於控制電路41內配置有放大器46(開關電路的一例)。於圖5的例子中，作為放大器46的一例，配置有互補金屬氧化物 半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)反相器電路。而且，CMOS反相器電路連接於正電位(Vdd：遮蔽電位：第1電位)(例如5V)與接地電位(GND：第2電位)。CMOS反相器電路的輸出線(OUT)連接於控制電極24。另一方面，對向電極26被施加接地電位(GND：第2電位)。而且，偏向控制電路130所控制的多個控制電路41配置於基板31內部，可對多個控制電極24中的分別相對應的控制電極24切換施加所述正電位(第1電位)與接地電位(第2電位)。
於各控制電路41內的CMOS反相器電路的輸入(IN)處，以控制信號的形式施加有低於閾值電壓的L(low)電位(例如接地電位)與閾值電壓以上的H(high)電位(例如，1.5V)的任一者。於實施形態1中，於對CMOS反相器電路的輸入(IN)施加H電位的狀態(動作狀態)下，CMOS反相器電路的輸出(OUT)成為正電位(Vdd)，藉由由與對向電極26的接地電位的電位差所引起的電場而使多束20中的例如相對應束20a偏向，藉由利用限制孔徑206進行遮蔽而以成為束OFF的方式進行控制。另一方面，於對CMOS反相器電路的輸入(IN)施加L電位的狀態下，CMOS反相器電路的輸出(OUT)成為接地電位，與對向電極26的接地電位的電位差消失而不使相對應束20a偏向，因此藉由通過限制孔徑206而以成為束通過(ON)的方式進行控制。
通過各通過孔的多束20分別獨立地藉由對成對的兩個控制電極24與對向電極26施加的電壓而偏向。藉由所述偏向而 進行遮蔽控制。具體而言，控制電極24與對向電極26一組藉由利用成為分別相對應的開關電路的CMOS反相器電路所切換的電位而分別對多束的相對應束各別地進行遮蔽偏向。如此，多個遮蔽器對通過成形孔徑陣列基板203的多個孔22(開口部)的多束中的分別相對應的束進行遮蔽偏向。
再者，於圖2中，成形孔徑陣列基板203、屏蔽基板214及遮蔽孔徑陣列機構204較佳為：以可使供各束通過的開口部相互對準的方式分別配置於例如可在x方向、y方向及旋轉方向上移動的未圖示的平台上。或者，亦較佳為構成為：以成形孔徑陣列基板203、屏蔽基板214及遮蔽孔徑陣列機構204中的一個為基準，以剩餘兩個可對準所述基準的位置的方式配置於例如可在x方向、y方向及旋轉方向上移動的未圖示的平台上。
圖6是用以說明實施形態1中的描繪動作的一例的概念圖。記憶裝置140中所儲存的描繪資料藉由資料處理部56而變換為每次發射的照射時間資料。而且，描繪部150基於描繪控制部58的控制而以如下所述的方式進行動作。如圖6所示般，試樣101的描繪區域10例如朝向y方向而以規定的寬度假想分割為短條狀的多個條狀區域12。首先，使XY平台105移動，以使利用一次的多束20的發射可照射的照射區域34位於第1個條狀區域12的左端或較其更靠左側的位置的方式調整，並開始描繪。於對第1個條狀區域12進行描繪時，藉由使XY平台105例如在-x方向上移動，而相對地朝向x方向進行描繪。XY平台105例如以等速度 連續移動。於第1個條狀區域12的描繪結束後，使平台位置在-y方向上移動，並以使照射區域34相對地在y方向上位於第2個條狀區域12的右端或較其更靠右側的位置的方式調整，這次藉由使XY平台105例如在x方向上移動，來朝向-x方向而同樣地進行描繪。於第3個條狀區域12處，朝向x方向進行描繪，於第4個條狀區域12處，朝向-x方向進行描繪，藉由如此般地一面交替地改變朝向一面進行描繪，可縮短描繪時間。其中，並不限定於所述一面交替地改變朝向一面進行描繪的情況，於對各條狀區域12進行描繪時，亦可設為朝向相同的方向進行描繪。於一次發射時，藉由由通過成形孔徑陣列基板203的各孔22所形成的多束，一次地形成最多與各孔22相同數量的多個發射圖案。
條狀區域12例如以多束的束尺寸分割為網格狀的多個網格區域。所述各網格區域成為描繪對象畫素(單位照射區域或描繪位置)。描繪對象畫素的尺寸並不限定於束尺寸，亦可為以與束尺寸無關係的任意大小所構成者。例如，可以束尺寸的1/n(n為1以上的整數)的尺寸構成。於圖6的例子中，示出以與照射區域34(描繪場)的尺寸實質上相同的寬度尺寸分割為多個條狀區域12的情況，但並不限定於此。條狀區域12的寬度較佳為照射區域34的n倍(n為1以上的整數)的尺寸。而且，於照射區域34內，利用一次的多束20的發射可照射的多個畫素間的節距成為多束的各束間的節距。於由以束間節距相鄰的四個畫素包圍且包含四個畫素中的一個畫素的正方形的區域(柵格)內藉由一 個或不同的多個束而針對每一畫素依序描繪。以下，對各發射時的描繪部150的具體動作進行說明。
自電子槍201(放出部)所放出的電子束200藉由照射透鏡202而幾乎垂直地對成形孔徑陣列基板203整體進行照明。電子束200對包含所有多個孔22的區域進行照明。照射至多個孔22的位置的電子束200的各一部分分別通過所述成形孔徑陣列基板203的多個孔22，藉此例如形成矩形形狀的多個電子束20a~20e。所述多束20的各電子束20a~20e通過屏蔽基板214的多個開口部11的任一者後，通過遮蔽孔徑陣列機構204的分別相對應的遮蔽器(控制電極24與對向電極26一組)(第1偏向器：各別遮蔽機構47)內。所述遮蔽器藉由根據照射時間資料而由偏向控制電路130所控制的控制電路41切換施加電位，分別以所設定的描繪時間(照射時間)束成為ON狀態的方式對至少各別通過的多束20進行遮蔽控制。
通過了遮蔽孔徑陣列機構204的各電子束20a~20e藉由縮小透鏡205而縮小，朝向形成於限制孔徑206的中心孔行進。此處，藉由遮蔽孔徑陣列機構204的遮蔽器而偏向的電子束20'的位置自限制孔徑206(遮蔽孔徑構件)的中心的孔偏移，而被限制孔徑206遮蔽。另一方面，未藉由遮蔽孔徑陣列機構204的遮蔽器而偏向的電子束20a~20e如圖1所示般，通過限制孔徑206的中心孔。如此，限制孔徑206將藉由各別遮蔽機構47而以成為束OFF的狀態的方式偏向的各束加以遮蔽。而且，藉由自成為束 ON開始至成為束OFF為止所形成的通過了限制孔徑206的束，形成一次份的發射的各束。如此，成形遮蔽孔徑陣列機構212使用電子束200而形成多束20，並且進行多束20中的分別相對應的束的遮蔽偏向。而且，限制孔徑206將藉由成形遮蔽孔徑陣列機構212而以成為束OFF的狀態的方式偏向的各束加以遮蔽。
通過了限制孔徑206的多束20藉由對物透鏡207而對焦，成為所期望的縮小率的圖案像，並藉由偏向器208，通過了限制孔徑206的各束(多束20整體)在相同方向上統一偏向，而照射至各束的試樣101上的各自的照射位置。另外，例如XY平台105連續移動時，藉由偏向器208而以追隨XY平台105的移動的方式對束的照射位置進行控制。理想而言，一次所照射的多束20成為以成形孔徑陣列基板203的多個孔22的排列節距乘以所述所期望的縮小率而得的節距而並排。
圖7A與圖7B是用以說明實施形態1的比較例1中的來自相鄰接的遮蔽器的洩漏電場的圖。於圖7A中，根據俯視而示出例如在y方向上並排的兩個束用的通過孔25a、通過孔25b、隔著通過孔25a所配置的控制電極24a與對向電極26a一組、及隔著通過孔25b所配置的控制電極24b與對向電極26b一組。於圖7B中，示出圖7A的通過孔25的位置的剖面。於圖7B中，示出對左側的控制電極24a施加用以形成束OFF的遮蔽用的正電位，且對右側的控制電極24b施加用以形成束ON的接地電位的情況。再者，對向電極26a、對向電極26b均被施加接地電位。於所述情況 下，如圖7B所示般，自左側的控制電極24a產生洩漏電場E。於圖7B中，雖僅示出至途中為止的洩漏電場E的擴展，但藉由所述洩漏電場E，通過於右側相鄰接的控制電極24b與對向電極26b之間的電子束20b被正電位吸引，而電子束20b的軌道彎曲。再者，於圖7B中，為了便於說明，於通過控制電極24b與對向電極26b之間過程中已彎曲，進而，假想為於上游側已彎曲。
圖8A與圖8B是表示實施形態1的比較例1中的限制孔徑上的束輪廓的變化的一例的圖。於圖8A中，示出未產生洩漏電場的影響的束的限制孔徑206的開口部中的束輪廓(A')的一例。相對於此，若對束產生洩漏電場的影響，則如圖8B所示般，束自限制孔徑206的開口部的中心偏移，因此束輪廓(B')的邊緣部分藉由限制孔徑206而遮蔽，所通過的電流量發生變化。
圖9是用以說明實施形態1的比較例1中的試樣面上的照射位置的偏移的圖。若於遮蔽孔徑陣列機構204的高度位置因洩漏電場的影響而束軌道彎曲，則於試樣101面上的入射角偏移，因此若試樣101面自多束20的焦點位置偏移，則軌道發生了彎曲的束的照射位置偏移。
圖10是用以說明實施形態1的比較例1中的試樣面上的照射位置的偏移的另一圖。若於遮蔽孔徑陣列機構204的高度位置因洩漏電場的影響而束軌道彎曲角度θ，則如圖10所示般，於試樣101面上的入射角偏移，因此若試樣101面自多束20的焦點位置向下側偏移△h，則照射位置自設計位置僅偏移誤差δ (=△h．tanθ)。
圖11是表示實施形態1中的成形遮蔽孔徑陣列機構的構成的一部分的剖面圖。相對於所述問題，如圖11所示般，於實施形態1中，將經接地連接的屏蔽基板214配置於成形孔徑陣列基板203(第1基板：SAA)與形成於遮蔽孔徑陣列機構204(BAA)的基板31上的多個控制電極24之間。藉此，即便存在遮蔽用(束OFF控制用)的例如施加了正電位的控制電極24，亦可藉由屏蔽基板214而將自所述控制電極24洩漏出的洩漏電場E阻止於擴展至與該束相鄰接的束的軌道上為止的近前。藉此，可防止或減少束軌道因洩漏電場的影響而彎曲的情況。
圖12是表示實施形態1中的屏蔽基板的構成的一例的圖。如圖12所示般，作為屏蔽基板214的基板13的材料，例如較佳為使用矽(Si)或碳化矽(SiC)。另外，基板13的中央部例如自表面側起被削薄，而加工成薄的膜厚的薄膜區域311。圍繞薄膜區域311的周圍成為厚的膜厚H2的外周區域312。於薄膜區域311中，形成有可供多束的各束通過的多個開口部11，且所述多個開口部11於與圖3A(或圖3B)中所示的成形孔徑陣列基板203的至少各孔22相對應的位置開口。而且，基板13的薄膜區域311中的表面、背面及開口部11的內壁面等露出面藉由屏蔽膜17而覆蓋。作為屏蔽膜17的材料，例如較佳為使用金(Au)、鉑(Pt)或碳(C)。如此，於實施形態1中，屏蔽膜17配置於成形孔徑陣列基板203(第1基板)與遮蔽孔徑陣列機構204(BAA)的基板 31上的多個控制電極24之間。
圖13A至圖13D是表示實施形態1中的成形遮蔽孔徑陣列機構的構成的組合例的剖面圖。於圖13A中，如上所述，示出如下情況：成形孔徑陣列基板203(第1基板：SAA)、屏蔽基板214及遮蔽孔徑陣列機構204(BAA)分別獨立地形成，且基板彼此或基板與控制電極24不接觸。成形遮蔽孔徑陣列機構212的構成並不限定於所述構成。如圖13B所示般，於成形孔徑陣列基板203(第1基板：SAA)下方，屏蔽基板214與遮蔽孔徑陣列機構204(BAA)的基板31上的對向電極26連接，且屏蔽基板214與遮蔽孔徑陣列機構204(BAA)可一體地形成。或者，如圖13C所示般，於遮蔽孔徑陣列機構204(BAA)的上方，於成形孔徑陣列基板203(第1基板：SAA)的至少背面側形成有屏蔽膜，且成形孔徑陣列基板203(第1基板：SAA)與屏蔽基板214可一體地形成。或者，如圖13D所示般，於成形孔徑陣列基板203(第1基板：SAA)的至少背面側形成有屏蔽膜，並且成形孔徑陣列基板203的背面與遮蔽孔徑陣列機構204(BAA)的基板31上的對向電極26連接，且成形孔徑陣列基板203(第1基板：SAA)、屏蔽基板214及遮蔽孔徑陣列機構204(BAA)可一體地形成。再者，於屏蔽基板214與對向電極26連接的圖13B和圖13D的構成中，將控制電極24的高度設得低於對向電極26。藉此，可防止控制電極24與對向電極26(及屏蔽基板214)的短路(short)。
再者，如圖13C所示般，於一體地形成成形孔徑陣列基 板203(第1基板：SAA)與屏蔽基板214的情況下，只要使用例如濺鍍法、鍍敷法或化學氣相沈積(Chemical Vapor Deposition，CVD)法等於成形孔徑陣列基板203的露出面上形成所述屏蔽膜17即可。另外，如圖13B及圖13D所示般，於一體地形成屏蔽基板214與遮蔽孔徑陣列機構204(BAA)的情況下，於形成有控制電極24及對向電極26的基板31上形成未圖示的犧牲膜。藉此，控制電極24與對向電極26之間的空間由犧牲膜填埋。而且，利用化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)法等平坦化至對向電極26的高度位置為止後，使用例如濺鍍法、鍍敷法或CVD法等形成所述屏蔽膜17。而且，只要於利用微影技術在屏蔽膜17上形成開口部11後，藉由蝕刻法等而將犧牲膜去除即可。作為所述情況下的犧牲膜，例如可使用氧化矽(SiO2)，作為蝕刻液，例如可使用氫氟酸(HF)。或者，作為犧牲膜，例如可使用碳(C)，亦可藉由灰化而將犧牲膜去除。
圖14A至圖14D是表示實施形態1中的屏蔽基板的開口部的形狀的一例的圖。於圖14A中示出如下情況：於屏蔽基板214(屏蔽膜17)上形成有與形成於遮蔽孔徑陣列機構204(BAA)的基板31上的多個通過孔25(第2開口部)相對應的矩形的多個開口部11(第3開口部)。於圖14B至圖14D中示出如下情況：於屏蔽基板214(屏蔽膜17)上形成有線與空間圖案狀的多個開口部11(第3開口部)。若多個通過孔25的上方未開口，則多束20無法通過，因此線與空間圖案狀的多個開口部11較佳為沿著呈 陣列狀形成於遮蔽孔徑陣列機構204(BAA)的基板31上的多個通過孔25的列方向及行方向中的其中一個方向而形成。於圖14B中示出多個開口部11在x方向上延伸的情況。於圖14C中示出多個開口部11在y方向上延伸的情況。於圖14D中示出多個開口部11在x方向上延伸的情況且開口部11的寬度變廣的情況。再者，雖未圖示，但亦可為如下情況：以將x方向、y方向的呈陣列狀形成的多個通過孔25在斜方向上連通的通過孔25組群上開口的方式，多個開口部11在所述斜方向上延伸。
圖15是表示實施形態1中的控制電極與對向電極的配置構成的一例的俯視圖。於圖15的例子中示出分別隔著通過孔25在y方向上配置有控制電極24與對向電極26的情況。對向電極26較佳為以不僅隔著通過孔25與控制電極24相對向，而且相對於對向方向(y方向)而在通過孔25的兩側亦延伸的方式呈「」字形形成。於所述配置構成中，多個控制電極24分別以不直接露出至與該相對應的通過孔25相鄰的另一通過孔25的方式配置。此處，於圖15的例子中，於僅對四個各別遮蔽機構中的左下側的各別遮蔽機構的控制電極24施加正電位的情況下，於在y方向上相鄰的束的軌道(通過孔25c的位置)上洩漏電場Ey發揮作用。另一方面，於在x方向上相鄰的束的軌道(通過孔25b的位置)上洩漏電場Ex發揮作用。
圖16是表示實施形態1中的成形遮蔽孔徑陣列機構的剖面的一例的圖。於圖16中示出屏蔽基板214的配置高度位置與 控制電極24相離的狀態下的圖15的AA剖面。
圖17是表示實施形態1中的成形遮蔽孔徑陣列機構的剖面的另一例的圖。於圖17中示出屏蔽基板214的配置高度位置較圖16所示的狀態更靠近控制電極24的狀態下的圖15的AA剖面。於僅對控制電極24a施加正電位的情況下，於在y方向上相鄰的束的軌道(通過孔25c的位置)上洩漏電場Ey發揮作用。此處，如圖16及圖17所示般，使屏蔽基板214的配置高度靠近控制電極24的狀態可減少洩漏電場Ey的電力線的數量，且可抑制洩漏電場Ey對相鄰的束的軌道(通過孔25c的位置)的影響。
圖18是表示實施形態1中的成形遮蔽孔徑陣列機構的剖面的另一例的圖。於圖18中示出屏蔽基板214的配置高度位置與控制電極24相離的狀態下的圖15的BB剖面。
圖19是表示實施形態1中的成形遮蔽孔徑陣列機構的剖面的另一例的圖。於圖19中示出屏蔽基板214的配置高度位置較圖18所示的狀態更靠近控制電極24的狀態下的圖15的BB剖面。於圖18與圖19中，省略對向電極26的圖示。於僅對控制電極24a施加正電位的情況下，於在x方向上相鄰的束的軌道(通過孔25b的位置)上洩漏電場Ex發揮作用。此處，如圖18及圖19所示般，使屏蔽基板214的配置高度靠近控制電極24可減少洩漏電場Ex的電力線的數量，且可抑制洩漏電場Ex對相鄰的束的軌道(通過孔25c的位置)的影響。
圖20A與圖20B是表示實施形態1中的屏蔽基板與控制 電極的間隔的效果的一例的圖。如圖20A所示般，於將屏蔽基板214與控制電極24的間隔設為可變的情況下，相鄰接的束的偏向角發生變化。再者，值因放出多束20的加速電壓等條件而發生變化，因此於圖20B中示出將屏蔽基板214與控制電極24的間隔設為可變時的相鄰接的束的偏向角的模擬結果的一例。屏蔽基板214與控制電極24的間隔和束的偏向角的單位分別表示為任意單位(AU)。再者，即便為任意單位，其傾向亦與實際單位的情況相同。如圖20B所示般，屏蔽基板214與控制電極24的間隔越小，則束的偏向角越小。因此，較佳為屏蔽基板214與控制電極24的間隔盡可能小。例如，於圖20B的例子中，間隔為8AU且束的偏向角實質上成為零。換言之，即便屏蔽基板214與控制電極24的間隔不為零，亦可使束的偏向角實質上為零。
圖21是表示實施形態1中的屏蔽基板的開口部的朝向的效果的一例的圖。如圖21所示般，有於屏蔽基板214上形成有線與空間圖案狀的多個開口部11的情況。於所述情況下，於為圖15中所示的通過孔25、控制電極24及對向電極26的配置構成的情況下，如圖21所示般，相鄰接的束的偏向角因線與空間圖案狀的多個開口部11的長邊方向的朝向而發生變化。於相鄰的通過孔25間的距離為相同的L1情況下，關於自產生電場的控制電極24a的距離，如圖15所示般，到在y方向上相鄰的束的軌道(通過孔25c的位置)為止距離短於到在x方向上相鄰的束的軌道(通過孔25b的位置)為止。因此，關於自控制電極24a產生的洩漏電場E 的影響，對於在原本距離短的y方向上相鄰的束的軌道(通過孔25c的位置)的影響強。除此以外，若以在距離短的y方向上延伸的方式形成開口部11，則控制電極24a與在y方向上相鄰的束的軌道(通過孔25c的位置)之間的直線上成為未經開口部11屏蔽的狀態。另一方面，若以在x方向上延伸的方式形成開口部11，則可為如下所述。
圖22是表示實施形態1中的將屏蔽基板的開口部在x方向上延伸時的屏蔽基板的俯視圖的一例的圖。若以在x方向上延伸的方式形成開口部11，則控制電極24a與在x方向上相鄰的束的軌道(通過孔25c的位置)之間的直線和開口部11並不平行而產生角度。因此，雖然控制電極24a與在x方向上相鄰的束的軌道(通過孔25c的位置)之間的直線上的一部分成為未經開口部11屏蔽的狀態，但其他部分被屏蔽。尤其，產生洩漏電場的控制電極24a之上可屏蔽。理想的是完全覆蓋控制電極24a上。其中，即便於未完全覆蓋控制電極24a之上的情況下，藉由至少覆蓋控制電極24a上方的大部分，亦可獲得大的效果。進而，控制電極24a與在y方向上相鄰的束的軌道(通過孔25c的位置)之間的直線之上可屏蔽。因此，於以線與空間圖案的形式形成屏蔽基板214的多個開口部11的情況下，如圖21所示般，與以在y方向上延伸的方式形成開口部11的情況相比，以在x方向上延伸的方式形成開口部11的情況更可抑制洩漏電場的影響。換言之，較佳為以在呈陣列狀形成的多個通過孔25(第2開口部)的列方 向及行方向中的多個控制電極24露出變少的方向上延伸的方式形成屏蔽基板214的多個開口部11(第3開口部)。
圖23是表示實施形態1中的屏蔽基板的開口部的寬度的效果的一例的圖。於圖23中示出於屏蔽基板214上形成有線與空間圖案狀的多個開口部11的情況下，將多個開口部11的寬度設為可變時的相鄰接的束的偏向角的模擬結果的一例。開口部11的寬度與束的偏向角的單位分別表示為任意單位(AU)。再者，即便為任意單位，其傾向亦與實際單位的情況相同。如圖23所示般，多個開口部11的寬度越小，則束的偏向角越小。因此，較佳為以不遮蔽所通過的各束的程度而盡可能減小開口部11的寬度。例如，於圖23的例子中，間隔為8 AU且束的偏向角實質上成為零。換言之，即便開口部11的寬度不為零，亦可使束的偏向角實質上為零。再者，根據模擬結果可知，束的偏向角實質上成為零的開口部11的寬度可充分大於成形束的孔22的寬度。即，可依序增大成形孔徑陣列基板203的孔22、屏蔽基板214的開口部11以及遮蔽孔徑陣列機構的通過孔25的寬度。或者，可依序增大成形孔徑陣列基板203的孔22、遮蔽孔徑陣列機構的通過孔25以及屏蔽基板214的開口部11的寬度。因此，可於不干涉所成形的束的範圍內以使由洩漏電場的影響所引起的束的偏向角實質上為零的方式進行抑制。
圖24A與圖24B是表示實施形態1的比較例2中的洩漏電場的影響的一例的圖。於比較例2中，示出將連接於控制電極 24的配線27形成於基板上表面並使其露出的情況。於對控制電極24a施加正電位的情況下，於連接於控制電極24a的配線27a中亦產生正電位。因此，如圖24A與圖24B所示般，不僅自控制電極24a，自配線27a亦產生洩漏電場E。因此，自洩漏電場E的產生源至相鄰接的束的軌道(通過孔25b)為止的距離大幅度變短。其結果，例如即便將屏蔽基板214配置於控制電極24及配線27上，亦難以充分排除洩漏電場E對相鄰接的束的軌道(通過孔25b)的影響。相對於此，於實施形態1中，多個控制電路41可對多個控制電極24中的分別相對應的控制電極24切換施加正電位與接地電位，且配置於遮蔽孔徑陣列機構204(BAA)的基板31內部。因此，連接於控制電極24的配線未露出。因此，可防止如比較例2般的洩漏電場的擴大，且可充分排除洩漏電場E對相鄰接的束的軌道(通過孔25b)的影響。
圖25A至圖25C是表示實施形態1中的屏蔽基板與遮蔽孔徑陣列機構的變形例的圖。於所述例子中，對將屏蔽基板214與成形孔徑陣列機構204的控制電極24之間空開間隙G而配置的情況進行說明。如圖25A所示般，若將控制電極24與對向電極26形成為相同高度，則於屏蔽基板214因自身的重量等而彎曲的情況下，如圖25B所示般，有控制電極24與屏蔽基板214發生短路的可能性。因此，於實施形態1的變形例中，於對向電極26上形成止擋膜29。藉此，即便於屏蔽基板214因自身的重量等而彎曲的情況下，亦可如圖25C所示般，止擋膜29抵接並支撐屏蔽基 板214。因此，可防止所示程度以上的屏蔽基板214的彎曲，並且可防止控制電極24與屏蔽基板214的短路。止擋膜29可為導電膜或絕緣膜的任一者。
如以上所述，根據實施形態1，可於多束描繪中抑制自遮蔽用的控制電極24等洩漏出的電場對相鄰接的束的影響。
以上，一面參照具體例，一面對實施形態進行了說明。但是，本發明並不限定於該些具體例。於所述例子中，示出對控制電路41輸入10位元的控制信號的情況，但位元數只要適宜設定即可。例如，亦可使用2位元或3位元~9位元的控制信號。或者，亦可使用11位元以上的控制信號。
另外，關於裝置構成或控制方法等對於本發明的說明而言並非為直接需要的部分等，雖省略記載，但可適宜選擇所需要的裝置構成或控制方法來使用。例如，關於控制描繪裝置100的控制部構成，雖省略記載，但當然可適宜選擇所需要的控制部構成來使用。
其他具備本發明的要素且本領域技術人員可適宜設計變更的所有的遮蔽裝置、多帶電粒子束描繪裝置及方法包含於本發明的範圍內。
雖已說明了本發明的幾個實施形態，但該些實施形態作為例子而提出，並非意圖限定發明的範圍。該些新穎的實施形態，可以其他各種形態來實施，於不脫離發明的主旨的範圍內，可進行各種省略、置換、變更。該些實施形態或其變形包含於發明的 範圍或主旨中，並且包含於申請專利範圍所記載的發明及其均等的範圍內。

Claims (10)

  1. 一種多帶電粒子束的遮蔽裝置，包括：第1基板，呈陣列狀形成有多個第1開口部，於包含所述多個第1開口部的區域受到帶電粒子束的照射，所述帶電粒子束的一部分分別通過所述多個第1開口部，藉此形成多束；第2基板，呈陣列狀形成有供所述多束中的分別相對應束通過的、經貫通的多個第2開口部；多個控制電極，於所述第2基板上，配置於所述多個第2開口部中的分別相對應的第2開口部的附近，並且分別以不直接露出的方式配置在所述多個第2開口部之間，能夠切換施加第1電位與第2電位；多個對向電極，於所述第2基板上，分別隔著相對應的第2開口部配置於與所述多個控制電極中的相對應的控制電極相對向的位置，施加所述第2電位；屏蔽膜，配置於所述第1基板與所述多個控制電極之間，屏蔽電場，其中當所述多束通過所述屏蔽膜時，不成形所述多束的相對應束；以及多個控制電路，配置於所述第2基板內部，能夠對所述多個控制電極中的分別相對應的控制電極切換施加所述第1電位與所述第2電位。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的多帶電粒子束的遮蔽裝置，其中於所述屏蔽膜上形成有與所述多個第2開口部相對應的矩形的多個第3開口部。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的多帶電粒子束的遮蔽裝置，其中於所述屏蔽膜上形成有線與空間圖案狀的多個第3開口部。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的多帶電粒子束的遮蔽裝置，其中以在呈陣列狀形成的所述第2開口部的列方向及行方向中，所述多個控制電極露出變少的方向上延伸的方式形成所述多個第3開口部。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的多帶電粒子束的遮蔽裝置，其中所述多個對向電極的任一個配置於所述控制電極與所述相鄰的另一第2開口部之間，所述控制電極配置於所述相對應的第2開口部的附近。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的多帶電粒子束的遮蔽裝置，其中所述屏蔽膜朝所述多個第2開口部的上方開口並且覆蓋所述多個控制電極上方的至少大部分。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的多帶電粒子束的遮蔽裝置，其中於所述第1基板與所述第2基板之間更包括在表面形成有所述屏蔽膜的第3基板。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的多帶電粒子束的遮蔽裝置，其中所述屏蔽膜以與所述多個控制電極接觸的方式配置。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的多帶電粒子束的遮蔽裝置，其中所述屏蔽膜形成於所述第1基板的背面。
  10. 一種多帶電粒子束照射裝置，包括：平台，載置試樣且能夠連續移動；放出部，放出帶電粒子束；如申請專利範圍第1項所述的多帶電粒子束的遮蔽裝置，使用所述帶電粒子束而形成多束，並且進行所述多束中的分別相對應的束的遮蔽偏向；以及限制孔徑構件，將藉由所述遮蔽裝置而以成為束間斷的狀態的方式偏向的各束加以遮蔽。
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