TWI743712B - 多帶電粒子束描繪裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明實施方式的多帶電粒子束描繪裝置包括：放出部，放出帶電粒子束；限制孔單元，具有開口面積可變的第一開口部，遮蔽帶電粒子束的一部分；成形孔陣列基板，具有多個第二開口部，被照射穿過了第一開口部的帶電粒子束，帶電粒子束的一部分穿過多個第二開口部，藉此形成多光束；以及消隱孔陣列基板，具有多光束的各光束穿過的多個第三開口部，可使多光束的各光束獨立地偏轉。
Description
本發明是有關於一種多帶電粒子束描繪裝置。
本申請案享有將日本專利申請案2019-84353號(申請日：2019年4月25日)作為基礎申請案的優先權。本申請案藉由參照該基礎申請案而包含基礎申請案的所有內容。
伴隨半導體元件的高積體化，半導體元件的電路圖案不斷微細化。於實現電路圖案的微細化方面，將電路圖案形成於半導體基板上的微影技術變得重要。為了使用微影技術來形成微細的電路圖案，需要高精度的原畫圖案(亦稱為光罩或遮罩)。電子束描繪本質上具有優異的解析性，可用於高精度的原畫圖案的製造。
例如，有使用多光束的描繪裝置。與利用一條電子束進行描繪的情況相比，藉由使用多光束，可一次性對試樣照射許多電子束。因此，可大幅度地提昇描繪的處理量。
於使用多光束的描繪裝置中，使自電子槍中放出的電子束穿過具有多個開口部的成形孔陣列來形成多光束。多光束的各光束藉由消隱孔陣列基板而獨立地偏轉。
消隱孔陣列基板具有多光束的各光束穿過的多個開口部、及設置於各開口部的電極對。藉由控制施加至電極對的電壓，而使多光束的各光束偏轉。已藉由電極對而偏轉的光束被遮蔽，未偏轉的光束照射至試樣，藉此進行描繪。
成形孔陣列基板被照射電子束，藉此溫度上升。若成形孔陣列基板的溫度上升，則開口部的間距因熱膨脹而變化。若開口部的間距脫離規定的範圍，則例如產生如下的問題：多光束的各光束無法穿過消隱孔陣列的所期望的開口部，照射至試樣的電子束欠缺。
因此，例如事先將由成形孔陣列基板的溫度上升所引起的變化加入考慮來設計成形孔陣列的開口部的間距。於描繪時，將成形孔陣列基板的溫度保持於規定的範圍內，藉此將開口部的間距限制於規定的範圍內。
為了防止成形孔陣列基板的溫度上升，例如可考慮設置限制照射至成形孔陣列基板的電子束的量的限制孔。限制孔設置於電子槍與成形孔陣列基板之間，遮蔽電子束的一部分，藉此限制照射至成形孔陣列基板的電子束的量。
另一方面，若將成形孔溫度抑制得過低，則產生促進成形孔的孔中的污垢(主要是烴)的成長這一問題。若成形孔的孔中的污垢成長，則產生光束形狀精度劣化、或光束位置精度劣化等描繪精度方面的問題。因此，必須更換成形孔，但產生必須使裝置停止來進行更換作業，而使裝置運轉率顯著下降這一問題。
如此，為了抑制由溫度上升所引起的成形孔開口部間距的變化，宜為溫度低，但若溫度過低，則產生由成形孔的污垢成長所引起的精度劣化、運轉率下降的問題。
本發明的一形態的多帶電粒子束描繪裝置包括：放出部，放出帶電粒子束；限制孔單元，具有開口面積可變的第一開口部，遮蔽所述帶電粒子束的一部分；成形孔陣列基板，具有多個第二開口部，被照射穿過了所述第一開口部的所述帶電粒子束，所述帶電粒子束的一部分穿過所述多個第二開口部，藉此形成多光束；以及消隱孔陣列基板，具有所述多光束的各光束穿過的多個第三開口部，可使所述多光束的各光束獨立地偏轉。
根據本發明的實施方式，可提供一種能夠適當地控制成形孔陣列基板的溫度的多帶電粒子束描繪裝置。
12:電子鏡筒
14:描繪室
16:電子槍(放出部)
18:照明透鏡
19:靜電透鏡
22:限制孔單元
22a:第一部分
22b:第二部分
22c:第三部分
22d:第四部分
22x:第一開口部
24:驅動馬達
26:支持部
26a:第一支持棒
26b:第二支持棒
26c:第三支持棒
26d:第四支持棒
28:成形孔陣列基板
28a:照明區域
28x:第二開口部
29:光柵透鏡
30:消隱孔陣列基板
30x:第三開口部
32:投影透鏡
34:偏轉器
36:止動孔基板
36x:第四開口部
38:物鏡
40:XY平台
42:試樣
44:平台驅動電路
46:偏轉控制電路
48:限制孔驅動電路
50:控制計算機
52:記憶體
54:磁碟裝置
100:描繪部
200:控制部
AA'、BB'、CC':剖面
B:電子束
MB:多光束
圖1是表示第一實施方式的多帶電粒子束描繪裝置的構成的概念圖。
圖2A至圖2D是第一實施方式的限制孔單元的示意圖。
圖3A及圖3B是第一實施方式的限制孔單元的說明圖。
圖4是第一實施方式的成形孔陣列基板的示意圖。
圖5A及圖5B是第一實施方式的成形孔陣列基板的照明區域的說明圖。
圖6A至圖6D是第二實施方式的限制孔單元的示意圖。
圖7A及圖7B是第二實施方式的限制孔單元的說明圖。
圖8A至圖8D是第三實施方式的限制孔單元的示意圖。
圖9A及圖9B是第三實施方式的限制孔單元的說明圖。
圖10是表示第四實施方式的多帶電粒子束描繪裝置的構成的概念圖。
圖11是表示第五實施方式的多帶電粒子束描繪裝置的構成的概念圖。
以下，一面參照圖式，一面對本發明的實施方式進行說明。以下，於實施方式中，對將電子束用作帶電粒子束的一例的構成進行說明。但是，帶電粒子束並不限定於電子束，亦可為離子束等使用帶電粒子的光束。
於本說明書中，所謂描繪資料，是指描繪於試樣上的圖案的基本資料。描繪資料是將由設計者利用電腦輔助設計(Computer Aided Design，CAD)等所生成的設計資料以可於描繪裝置內進行運算處理的方式，轉換格式而成的資料。圖形等描繪圖案例如由圖形的頂點等的座標來定義。
第一實施方式的多帶電粒子束描繪裝置包括：放出部，放出帶電粒子束；限制孔單元，具有開口面積可變的第一開口部，遮蔽帶電粒子束的一部分；成形孔陣列基板，具有多個第二開口部，
被照射穿過了第一開口部的帶電粒子束，帶電粒子束的一部分穿過多個第二開口部，藉此形成多光束；以及消隱孔陣列基板，具有多光束的各光束穿過的多個第三開口部，可使多光束的各光束獨立地偏轉。
以下，以多帶電粒子束描繪裝置為遮罩描繪裝置的情況為例進行說明。
圖1是表示第一實施方式的多帶電粒子束描繪裝置的構成的概念圖。
如圖1所示，遮罩描繪裝置(帶電粒子束描繪裝置)包括描繪部100與控制部200。遮罩描繪裝置將所期望的圖案描繪於試樣42上。
描繪部100具有電子鏡筒12、描繪室14。於電子鏡筒12內配置有電子槍16(放出部)、照明透鏡18、限制孔單元22、成形孔陣列基板28、消隱孔陣列基板30、投影透鏡32、偏轉器34、止動孔基板36、及物鏡38。描繪部100執行對於試樣42的描繪。
於描繪室14內，配置有可移動地配置的XY平台40。於XY平台40上可載置試樣42。試樣42是將圖案轉印至晶圓的曝光用的遮罩基板。遮罩基板例如為尚未描繪任何物體的空白遮罩。
電子鏡筒12內及描繪室14內藉由未圖示的真空泵來進行抽真空，而大致變成真空。
控制部200具有：平台驅動電路44、偏轉控制電路46、限制孔驅動電路48、控制計算機50、記憶體52、及磁碟裝置54。控制部200控制對試樣42進行描繪的描繪部100。
電子槍16放出電子束B。電子槍16是放出部的一例。
照明透鏡18設置於電子槍16的XY平台40側(以下，記作下游側)。照明透鏡18使自電子槍16放出的電子束B折射，而照射至限制孔單元22。此時，可藉由照明透鏡18來使照射角度變成規定的角度。於本實施方式中垂直地照射，但亦可設為後述的縮小光學系統。此處，照明透鏡18為電子透鏡。
限制孔單元22設置於照明透鏡18的下游側。限制孔單元22設置於照明透鏡18與成形孔陣列基板28之間。限制孔單元22將穿過照明透鏡18而照射至限制孔單元22的電子束B的一部分遮蔽。
圖2A至圖2D是第一實施方式的限制孔單元的示意圖。圖2A是限制孔單元的俯視圖，圖2B是限制孔單元的一部分(第一部分)的俯視圖，圖2C是限制孔單元的另一部分(第二部分)的俯視圖，圖2D是限制孔單元的剖面圖。圖2D表示圖2A的AA'剖面。
如圖2A所示，限制孔單元22具有第一開口部22x。第一開口部22x例如為矩形。第一開口部22x例如為正方形。照射至限制孔單元22的電子束B的一部分穿過第一開口部22x。
限制孔單元22是將兩個L字形的零件(第一部分22a
與第二部分22b)組合來構成。第一部分22a、第二部分22b分別為板狀。
如圖2A及圖2D所示，第二部分22b的至少一部分與第一部分22a相向。第二部分22b的至少一部分與第一部分22a在上下方向上重疊。藉由第二部分22b與第一部分22a重疊，而形成第一開口部22x。
第一部分22a與第二部分22b例如不接觸，於上下方向(鉛垂方向)上具有規定的間隙而分離。
限制孔單元22例如包含重金屬。構成限制孔單元22的第一部分22a與第二部分22b例如包括包含非磁性且不產生X射線的重金屬的材料。重金屬例如為鉭(Ta)、鎢(W)、或金(Au)。再者，所謂重金屬，是指具有鐵(Fe)以上的比重的金屬。
另外，作為限制孔單元22的材料，例如亦可使用碳(C)或矽(Si)。另外，亦可使用鋁(Al)或鈦(Ti)等反射率(反向散射係數)小、容易加工的輕金屬。
第一部分22a與第二部分22b的厚度例如為0.3mm以上且3mm以下。
支持部26支持限制孔單元22。支持部26具有第一支持棒26a及第二支持棒26b。支持部26例如利用第一支持棒26a來支持第一部分22a。例如，利用第二支持棒26b來支持第二部分22b。
第一部分22a及第二部分22b至少分別於一個部位由第
一支持棒26a及第二支持棒26b支持。第一部分22a及第二部分22b亦可分別於多個部位由支持部26支持。
驅動馬達24與支持部26連接。驅動馬達24例如使支持部26於水平方向上移動，藉此使第一部分22a與第二部分22b進行相對移動。
驅動馬達24例如為非磁性馬達。驅動馬達24例如為壓電馬達。藉由將非磁性馬達用於驅動馬達24，而減少驅動馬達24的運作對電子束B的軌道造成的影響。
圖3A及圖3B是第一實施方式的限制孔單元的說明圖。圖3A表示第一開口部22x的開口面積小的狀態，圖3B表示第一開口部22x的開口面積大的狀態。
限制孔單元22的第一開口部22x的開口面積可變。例如，自圖3A中所示的開口面積小的狀態起，對驅動馬達24進行驅動來使支持部26朝箭頭的方向進行水平移動，藉此可朝圖3B中所示的開口面積大的狀態變化。另外，對驅動馬達24進行驅動來使支持部26朝與箭頭的方向相反的方向進行水平移動，藉此可自圖3B中所示的開口面積大的狀態，朝圖3A中所示的開口面積小的狀態變化。
第一開口部22x的最大開口面積例如為最小開口面積的1.2倍以上且3倍以下。
成形孔陣列基板28設置於限制孔單元22的下游側。成形孔陣列基板28設置於限制孔單元22與消隱孔陣列基板30之
間。穿過了限制孔單元22的電子束B照射至成形孔陣列基板28。成形孔陣列基板28形成多光束MB。
圖4是第一實施方式的成形孔陣列基板的示意圖。圖4是成形孔陣列基板的俯視圖。
成形孔陣列基板28為板狀。成形孔陣列基板28具有多個第二開口部28x。例如，縱m行×橫n行(m、n≧2)的第二開口部28x以規定的間距排列於成形孔陣列基板28。
第二開口部28x例如為矩形。第二開口部28x例如為正方形。亦可將第二開口部28x例如設為圓形。
穿過了限制孔單元22的電子束B的一部分穿過成形孔陣列基板28的多個第二開口部28x後被分割，藉此形成多光束MB。
成形孔陣列基板28的材質例如為矽(Si)。
消隱孔陣列基板30設置於成形孔陣列基板28的下游側。藉由消隱孔陣列基板30，可使多光束MB的各光束獨立地偏轉。
消隱孔陣列基板30為板狀。於消隱孔陣列基板30具有由成形孔陣列基板28所形成的多光束MB的各光束穿過的多個第三開口部30x。例如，縱m行×橫n行(m、n≧2)的第三開口部30x以規定的間距排列於消隱孔陣列基板30。
成形孔陣列基板28的第二開口部28x的數量與消隱孔陣列基板30的第三開口部30x的數量相同。
於第三開口部30x分別設置消隱裝置(blanker)。消隱裝置由一對電極形成。例如，消隱裝置的一個電極被固定成接地電位，於另一個電極被施加與接地電位不同的電位。穿過第三開口部30x的多光束MB的各光束藉由施加至消隱裝置的電壓，而獨立地偏轉。
投影透鏡32設置於消隱孔陣列基板30的下游側。投影透鏡32使穿過了消隱孔陣列基板30的多光束MB聚集。投影透鏡32是電子透鏡。
偏轉器34設置於投影透鏡32的下游側。偏轉器34使由投影透鏡32聚集的多光束MB統一朝同一方向偏轉。
止動孔基板36設置於偏轉器34的下游側。止動孔基板36將多光束MB之中，已藉由消隱孔陣列基板30的消隱裝置而偏轉的電子束遮蔽。
止動孔基板36為板狀。止動孔基板36具有第四開口部36x。多光束MB之中，未藉由消隱孔陣列基板30的消隱裝置而偏轉的電子束穿過第四開口部36x。
再者，亦可將偏轉器34設置於止動孔基板36的下游側。
物鏡38設置於止動孔基板36的下游側。物鏡38使穿過了止動孔基板36的各光束的焦點對準試樣42。
平台驅動電路44控制描繪室14內的XY平台40的移動。偏轉控制電路46控制利用消隱孔陣列基板30及偏轉器34的多光束MB的偏轉。
限制孔驅動電路48控制利用驅動馬達24的限制孔單元22的第一部分22a與第二部分22b的相對移動。限制孔驅動電路48控制限制孔單元22的第一部分22a與第二部分22b的相對移動。換言之，限制孔驅動電路48控制限制孔單元22的開口面積。
磁碟裝置54例如記憶描繪資料。自磁碟裝置54朝控制計算機50輸入描繪資料。
記憶體52例如記憶被輸入控制計算機50中的資訊、運算處理中的資訊、及運算處理後的資訊。
控制計算機50與平台驅動電路44、偏轉控制電路46、限制孔驅動電路48連接。自控制計算機50朝平台驅動電路44、偏轉控制電路46、限制孔驅動電路48發送指令訊號來執行描繪。
圖1中記載有於對第一實施方式進行說明方面所需要的構成部分。於第一實施方式的遮罩描繪裝置中，當然包含對於遮罩描繪裝置而言通常所需要的其他構成。
繼而，對第一實施方式的多帶電粒子束描繪裝置的運作進行說明。
自電子槍16中放出的電子束B藉由照明透鏡18而對限制孔單元22進行照射。此時，可藉由照明透鏡18來使照射角度變成規定的角度。於本實施方式中垂直地照射，但亦可設為後述的縮小光學系統。穿過了限制孔單元22的第一開口部22x的電子束B對成形孔陣列基板28進行照明。
限制孔單元22的第一開口部22x的開口面積可變。驅
動馬達24藉由來自限制孔驅動電路48的指令訊號而運作，使第一部分22a與第二部分22b進行相對移動，藉此第一開口部22x的開口面積變化。
圖5A及圖5B是第一實施方式的成形孔陣列基板的照明區域的說明圖。圖5A表示照明區域狹小的情況，圖5B表示照明區域寬廣的情況。照明區域是被照射電子束B的區域。
於限制孔單元22的第一開口部22x的開口面積小的情況下，如圖5A中由影線所示，成形孔陣列基板28的照明區域28a變得狹小。另一方面，於限制孔單元22的第一開口部22x的開口面積大的情況下，如圖5B中由影線所示，成形孔陣列基板28的照明區域28a變得寬廣。
對成形孔陣列基板28進行了照明的電子束B穿過成形孔陣列基板28的多個第二開口部28x後被分割，形成多個電子束(多光束MB)。
多光束MB的各光束分別穿過消隱孔陣列基板30的多個第三開口部30x。多光束MB的各光束之中，例如一部分藉由施加至消隱裝置的電壓而偏轉。
穿過了消隱孔陣列基板30的多個第三開口部30x的多光束MB的各光束由投影透鏡32聚集，並朝向止動孔基板36的第四開口部36x。多光束MB的各光束之中，已藉由消隱孔陣列基板30而偏轉的電子束自止動孔基板36的第四開口部36x脫離，而被遮蔽。
另一方面，未藉由消隱孔陣列基板30而偏轉的電子束穿過止動孔基板36的第四開口部36x。藉由消隱孔陣列基板30與止動孔基板36，而獨立地控制各光束朝試樣42的照射與非照射。
自控制計算機50朝偏轉控制電路46傳達基於描繪資料的指令訊號。藉由來自偏轉控制電路46的指令訊號，而控制施加至消隱孔陣列基板30的各消隱裝置的電壓，從而控制各光束的偏轉的有無。
穿過了止動孔基板36的各光束藉由物鏡38來使焦點對準後照射至試樣42上，而執行試樣42的描繪。
各光束藉由偏轉器34而統一偏轉，藉此照射至試樣42的規定的位置。自控制計算機50朝偏轉控制電路46傳達基於描繪資料的指令訊號。根據來自偏轉控制電路46的指令訊號，藉由偏轉器34來使電子束偏轉，而對由描繪資料所決定的試樣42上的規定位置照射電子束。
電子束例如照射至進行連續移動的XY平台40上的試樣42上的規定位置。XY平台40根據來自平台驅動電路44的指令訊號進行移動。電子束藉由偏轉器34而偏轉，藉此追隨XY平台40的移動。
繼而，對第一實施方式的帶電粒子束描繪裝置的作用及效果進行說明。
成形孔陣列基板28被照射電子束B，藉此溫度上升。
若成形孔陣列基板28的溫度上升，則第二開口部28x的間距因熱膨脹而變化。若第二開口部28x的間距脫離規定的範圍，則例如產生如下的問題：多光束MB的各光束無法穿過消隱孔陣列基板30的對應的第三開口部30x，應照射至試樣42的電子束欠缺。
因此，例如事先將由溫度上升所引起的變化加入考慮來設計成形孔陣列基板28的第二開口部28x的間距。於描繪時，將成形孔陣列基板28的溫度保持於規定的範圍內，藉此將第二開口部28x的間距限制於規定的範圍內。因此，不論成形孔陣列基板28的溫度變得過高、還是變得過低，第二開口部28x的間距均自規定的範圍脫離，應照射至試樣42的電子束欠缺，因此成為問題。
進而，於成形孔陣列基板28的溫度過低的情況下，已固化的附著物自環境中附著於第二開口部28x。若附著物附著於第二開口部28x，則產生電子束因充電而無意圖地偏轉，描繪精度下降這一問題。另外，若附著物的量多，則產生第二開口部28x堵塞，照射至試樣42的光束欠缺這一問題。
例如，有利用冷卻水來控制成形孔陣列基板28的溫度的方法。使對成形孔陣列基板28進行冷卻的冷卻水循環，並控制冷卻水的溫度或流量，藉此控制成形孔陣列基板28的溫度。
但是，於取決於冷卻水的溫度或流量的溫度控制中，成形孔陣列基板28的溫度的變更耗費時間。因此，產生遮罩描繪裝置的處理量下降這一問題。
第一實施方式的遮罩描繪裝置的限制孔單元22的第一
開口部22x的開口面積可變。因此，照射至成形孔陣列基板28的電子束B的照明區域28a的面積亦變成可變。
藉由使照明區域28a的面積變化，而可使成形孔陣列基板28的溫度變化。例如，於想要降低成形孔陣列基板28的溫度的情況下，如圖5A所示，使照明區域28a變得狹小。另一方面，例如於想要提高成形孔陣列基板28的溫度的情況下，如圖5B所示，使照明區域28a變得寬廣。
第一實施方式的遮罩描繪裝置藉由使限制孔單元22的第一開口部22x的開口面積變化，而可適當地控制成形孔陣列基板28的溫度。
藉由使限制孔單元22的第一開口部22x的開口面積變化，而可直接使朝向成形孔陣列基板28的電子束B的照射量變化。因此，成形孔陣列基板28的溫度的變更所耗費的時間變短。因此，遮罩描繪裝置的處理量提昇。
限制孔單元22的第一部分22a與第二部分22b較佳為分離。當第一部分22a與第二部分22b進行相對移動時不接觸，藉此抑制灰塵產生。
限制孔單元22的第一部分22a與第二部分22b較佳為包含重金屬。例如，藉由包含比重較矽(Si)大的重金屬，而抑制X射線的產生。另外，可獲得對於電子束的所期望的遮蔽能力。另外，藉由包含重金屬，而提昇耐熱性。
限制孔單元22的第一部分22a與第二部分22b的厚度
較佳為0.3mm以上且3mm以下，更佳為0.5mm以上且2mm以下。藉由較所述下限值厚，而可獲得對於電子束的充分的遮蔽能力。另外，藉由較所述上限值薄，而變成輕量，容易由支持部26支持。
限制孔單元22的第一開口部22x的最大開口面積例如較佳為最小開口面積的1.2倍以上且3倍以下，更佳為1.5倍以上且2.5倍以下。藉由較所述下限值大，而可於寬廣的溫度範圍內控制成形孔陣列基板28的溫度。另外，藉由較所述下限值小，而可使限制孔單元22的尺寸變小，並且加工變得容易。
以上，第一實施方式的多帶電粒子束描繪裝置將限制孔單元22的第一開口部22x的開口面積設為可變，藉此可迅速且適當地控制成形孔陣列基板28的溫度。
第二實施方式的多帶電粒子束描繪裝置除限制孔單元的結構與第一實施方式不同以外，與第一實施方式的多帶電粒子束描繪裝置相同。以下，關於與第一實施方式重覆的內容，省略一部分的記述。
圖6A至圖6D是第二實施方式的限制孔單元的示意圖。圖6A是限制孔單元的俯視圖，圖6B是限制孔單元的一部分(第一部分)的俯視圖，圖6C是限制孔單元的另一部分(第二部分)的俯視圖，圖6D是限制孔單元的剖面圖。圖6D表示圖6A的BB'剖面。
如圖6A所示，限制孔單元22具有第一開口部22x。第一開口部22x例如為矩形。第一開口部22x例如為正方形。照射至限制孔單元22的電子束B的一部分穿過第一開口部22x。
限制孔單元22具有第一部分22a與第二部分22b。如圖6B所示，第一部分22a為框形狀。另外，第一部分22a為板狀。
同樣地，如圖6C所示，第二部分22b為框形狀。另外，第二部分22b為板狀。
如圖6A及圖6D所示，第二部分22b的至少一部分與第一部分22a相向。換言之，與第一部分22a在上下方向上重疊。藉由第二部分22b與第一部分22a重疊，而形成第一開口部22x。
第一部分22a與第二部分22b例如於上下方向上分離。第一部分22a與第二部分22b例如未接觸。
構成限制孔單元22的第一部分22a與第二部分22b例如可使用與第一實施方式相同的材料、厚度者。
圖7A及圖7B是第二實施方式的限制孔單元的說明圖。圖7A表示第一開口部22x的開口面積小的狀態，圖7B表示第一開口部22x的開口面積大的狀態。
限制孔單元22的第一開口部22x的開口面積可變。例如，自圖7A中所示的開口面積小的狀態起，對驅動馬達24進行驅動來使支持部26朝箭頭的方向進行水平移動，藉此可朝圖7B中所示的開口面積大的狀態變化。另外，對驅動馬達24進行驅動來使支持部26朝與箭頭的方向相反的方向進行水平移動，藉此可
自圖7B中所示的開口面積大的狀態，朝圖7A中所示的開口面積小的狀態變化。
以上，第二實施方式的多帶電粒子束描繪裝置與第一實施方式同樣地將限制孔單元22的第一開口部22x的開口面積設為可變，藉此可迅速且適當地控制成形孔陣列基板28的溫度。
第三實施方式的多帶電粒子束描繪裝置除限制孔單元的結構與第一實施方式不同以外，與第一實施方式的多帶電粒子束描繪裝置相同。以下，關於與第一實施方式重覆的內容，省略一部分的記述。
圖8A至圖8D是第三實施方式的限制孔單元的示意圖。圖8A是限制孔單元的俯視圖，圖8B是限制孔單元的一部分(第一部分、第三部分)的俯視圖，圖8C是限制孔單元的另一部分(第二部分、第四部分)的俯視圖，圖8D是限制孔單元的剖面圖。圖8D表示圖8A的CC'剖面。
如圖8A所示，限制孔單元22具有第一開口部22x。第一開口部22x例如為矩形。第一開口部22x例如為正方形。照射至限制孔單元22的電子束B的一部分穿過第一開口部22x。
限制孔單元22具有第一部分22a、第二部分22b、第三部分22c、及第四部分22d。如圖8B所示，第一部分22a及第三部分22c為矩形形狀。另外，第一部分22a及第三部分22c為板狀。
同樣地，如圖8C所示，第二部分22b及第四部分22d為矩形形狀。另外，第二部分22b及第四部分22d為板狀。
如圖8A及圖8D所示，第二部分22b的至少一部分與第一部分22a及第三部分22c相向。第二部分22b的至少一部分與第一部分22a及第三部分22c在上下方向上重疊。另外，第四部分22d的至少一部分與第一部分22a及第三部分22c在上下方向上重疊。藉由第二部分22b及第四部分22d與第一部分22a及第三部分22c重疊，而形成第一開口部22x。
第一部分22a與第二部分22b及第四部分22d例如於相向方向，即上下方向上分離。第三部分22c與第二部分22b及第四部分22d例如於相向方向，即上下方向上分離。
第一部分22a與第二部分22b及第四部分22d、第三部分22c與第二部分22b及第四部分22d例如分別不接觸，於上下方向上具有規定的間隙而分離。
構成限制孔單元22的第一部分22a、第二部分22b、第三部分22c、及第四部分22d例如可使用與實施方式1相同的材料、厚度者。
支持部26支持限制孔單元22。支持部26具有第一支持棒26a、第二支持棒26b、第三支持棒26c、及第四支持棒26d。例如，第一部分22a由第一支持棒26a支持。例如，第二部分22b由第二支持棒26b支持。例如，第三部分22c由第三支持棒26c支持。例如，第四部分22d由第四支持棒26d支持。
第一部分22a、第二部分22b、第三部分22c、及第四部分22d分別於一個部位由第一支持棒26a、第二支持棒26b、第三支持棒26c、及第四支持棒26d支持。第一部分22a、第二部分22b、第三部分22c、及第四部分22d亦可分別於多個部位由支持部26支持。
圖9A及圖9B是第三實施方式的限制孔單元的說明圖。圖9A表示第一開口部22x的開口面積小的狀態，圖9B表示第一開口部22x的開口面積大的狀態。
限制孔單元22的第一開口部22x的開口面積可變。例如，自圖9A中所示的開口面積小的狀態起，對驅動馬達24進行驅動來使支持部26朝箭頭的方向進行水平移動，藉此可朝圖9B中所示的開口面積大的狀態變化。另外，對驅動馬達24進行驅動來使支持部26朝與箭頭的方向相反的方向進行水平移動，藉此可自圖9B中所示的開口面積大的狀態，朝圖9A中所示的開口面積小的狀態變化。
以上，第三實施方式的多帶電粒子束描繪裝置與第一實施方式同樣地將限制孔單元22的第一開口部22x的開口面積設為可變，藉此可迅速且適當地控制成形孔陣列基板28的溫度。
第四實施方式的多帶電粒子束描繪裝置於進而包括靜電透鏡這一點上，與第一實施方式的多帶電粒子束描繪裝置不同。以下，關於與第一實施方式重覆的內容，省略一部分的記述。
圖10是表示第四實施方式的多帶電粒子束描繪裝置的構成的概念圖。於第四實施方式中，在照明透鏡18與成形孔陣列基板28之間設置靜電透鏡19。
靜電透鏡19構成將成形孔陣列基板28用作光柵的光柵透鏡29。光柵透鏡29減少照明系統的像差，縮小止動孔基板36中的光源像的尺寸。靜電透鏡19配置於照明透鏡18與成形孔陣列基板28之間。
為了不擾亂光柵透鏡29的電場，限制孔單元22設置於照明透鏡18中、或與照明透鏡18相比設置於電子槍16側。圖10例示限制孔單元22設置於照明透鏡18中的情況。
以上，第四實施方式的多帶電粒子束描繪裝置即便於設置有光柵透鏡29的情況下，亦與第一實施方式同樣地將限制孔單元22的第一開口部22x的開口面積設為可變，藉此可迅速且適當地控制成形孔陣列基板28的溫度。
第五實施方式的多帶電粒子束描繪裝置於省略投影透鏡，多光束MB的各光束自限制孔基板具有角度來朝向止動孔基板的開口部這一點上，與第二實施方式的多帶電粒子束描繪裝置不同。以下，關於與第一實施方式及第二實施方式重覆的內容，省略一部分的記述。
圖11是表示第五實施方式的多帶電粒子束描繪裝置的構成的概念圖。於第五實施方式中，與第四實施方式同樣地在照
明透鏡18與成形孔陣列基板28之間設置靜電透鏡19，但亦可設為與第一實施方式相同。
此處，如圖11所示，藉由照明透鏡18來構成縮小光學系統，因此消隱孔陣列基板30的第三開口部30x的排列的間距較成形孔陣列基板28的第二開口部28x的排列的間距小。
電子束B的光束直徑自穿過限制孔單元22時起逐漸地變小。進而，多光束MB的各光束的間距自穿過成形孔陣列基板28時起逐漸地變小。多光束MB以變得較由成形孔陣列基板28形成的各光束的間距狹小的間距，穿過消隱孔陣列基板30。
以上，第五實施方式的多帶電粒子束描繪裝置即便於多光束MB一面縮小光束的間距一面前進的情況下，亦與第一實施方式同樣地將限制孔單元22的第一開口部22x的開口面積設為可變，藉此可迅速且適當地控制成形孔陣列基板28的溫度。
以上，一面參照具體例一面對實施方式進行了說明。但是，本發明並不限定於該些具體例。
於第一實施方式~第三實施方式中，以限制孔單元22的第一開口部22x的形狀為矩形的情況為例進行了說明，但第一開口部22x的形狀並不限定於矩形。第一開口部22x的形狀例如亦可為五邊形以上的多邊形或圓形。例如，亦可將使用光圈葉片的虹彩光圈結構應用於限制孔單元22。
於第一實施方式~第五實施方式中，以帶電粒子束描繪裝置為遮罩描繪裝置的情況為例進行了說明，但亦可將本發明應
用於例如於半導體晶圓上直接描繪圖案的帶電粒子束描繪裝置。
另外，省略了裝置構成或控制方法等在本發明的說明中不直接需要的部分等的記載，但可適宜選擇需要的裝置構成或控制方法來使用。例如，省略了控制帶電粒子束描繪裝置的控制部的構成的記載，但當然適宜選擇需要的控制部的構成來使用。此外，包括本發明的要素、且本領域從業人員可適宜進行設計變更的所有帶電粒子束描繪裝置及孔包含於本發明的範圍內。
12:電子鏡筒
14:描繪室
16:電子槍(放出部)
18:照明透鏡
22:限制孔單元
22x:第一開口部
24:驅動馬達
26:支持部
28:成形孔陣列基板
28x:第二開口部
30:消隱孔陣列基板
30x:第三開口部
32:投影透鏡
34:偏轉器
36:止動孔基板
36x:第四開口部
38:物鏡
40:XY平台
42:試樣
44:平台驅動電路
46:偏轉控制電路
48:限制孔驅動電路
50:控制計算機
52:記憶體
54:磁碟裝置
100:描繪部
200:控制部
B:電子束
MB:多光束
Claims (12)
- 一種多帶電粒子束描繪裝置，包括：放出部，放出帶電粒子束；限制孔單元，具有開口面積可變的第一開口部，遮蔽所述帶電粒子束的一部分；成形孔陣列基板，具有多個第二開口部，被照射穿過了所述第一開口部的所述帶電粒子束，所述帶電粒子束的一部分穿過所述多個第二開口部，藉此形成多光束；消隱孔陣列基板，具有所述多光束的各光束穿過的多個第三開口部，能夠使所述多光束的各光束獨立地偏轉；以及限制孔驅動電路，控制所述限制孔單元的所述第一開口部的開口面積，使朝所述成形孔陣列基板照射的所述帶電粒子束的照明區域自覆蓋所述多個第二開口部整體的狹小區域至寬廣區域為止，將所述成形孔陣列基板的溫度保持於規定的範圍內。
- 如請求項1所述的多帶電粒子束描繪裝置，其中所述限制孔單元的所述第一開口部是將能夠相對移動的第一部分與第二部分組合來形成。
- 如請求項2所述的多帶電粒子束描繪裝置，其中所述第一部分與所述第二部分分離。
- 如請求項2所述的多帶電粒子束描繪裝置，其中所述第一部分與所述第二部分為L字型的板狀。
- 如請求項2所述的多帶電粒子束描繪裝置，其中所述 第一部分與所述第二部分為框形狀、且為板狀。
- 如請求項2所述的多帶電粒子束描繪裝置，其中所述第一部分的厚度、及所述第二部分的厚度為0.3mm以上且3mm以下。
- 如請求項2所述的多帶電粒子束描繪裝置，更包括使所述第一部分與所述第二部分進行相對移動的驅動馬達。
- 如請求項1所述的多帶電粒子束描繪裝置，其中所述第一開口部為矩形。
- 如請求項1所述的多帶電粒子束描繪裝置，其中所述第一開口部的最大開口面積為所述第一開口部的最小開口面積的1.2倍以上且3倍以下。
- 如請求項1所述的多帶電粒子束描繪裝置，其中所述限制孔單元包含重金屬。
- 如請求項1所述的多帶電粒子束描繪裝置，更包括：照明透鏡，設置於所述放出部與所述限制孔單元之間；以及投影透鏡，所述消隱孔陣列基板位於其與所述照明透鏡之間。
- 如請求項11所述的多帶電粒子束描繪裝置，更包括設置於所述照明透鏡與所述成形孔陣列基板之間的靜電透鏡。
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