TWI764961B - 電子束的照射範疇修正方法以及電子束照射裝置 - Google Patents

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TWI764961B
TWI764961B TW106142951A TW106142951A TWI764961B TW I764961 B TWI764961 B TW I764961B TW 106142951 A TW106142951 A TW 106142951A TW 106142951 A TW106142951 A TW 106142951A TW I764961 B TWI764961 B TW I764961B
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畠山雅規
末松健一
本究
渡辺賢治
吉川省二
一
寺尾健二
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日商荏原製作所股份有限公司
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Abstract

本發明的電子束的照射區域調整方法係對以偏向器令電子束偏向而對照射對象進行照射的電子束照射裝置中的電子束的照射區域進行調整之方法，包含下列步驟：電子束照射步驟，係根據電子束照射控制參數控制前述偏向器，藉此，相對於用以檢測與所照射的電子束對應的電流之調整板一邊改變照射位置一邊照射電子束；電流取得步驟，係取得從前述調整板檢測的電流；圖像形成步驟，係形成與所取得的電流值對應的圖像資料；判定步驟，係根據所形成的圖像資料，進行電子束的照射區域是否適當的判定；及控制參數更新步驟，係當判定為照射區域是不適當時，更新前述電子束照射控制參數。

Description

電子束的照射範疇修正方法以及電子束照射裝置
本專利申請案根據2017年2月16日提出的日本國特願2017-026951號專利申請案主張優先權，並將其所有揭示內容經參照編入本說明書中。
本發明係有關電子束(beam)的照射區域(area)調整方法及其調整系統(system)、電子束的照射範疇修正方法以及電子束照射裝置。
電子束照射裝置係例如在半導體元件(device)的製程中對遮罩(mask)照射電子束，藉此使遮罩的耐蝕刻(etching)性提升之裝置。
吾人係期望可提供性能佳的電子束照射裝置。
依據一實施形態，提供一種電子束的照射區域調整方法，係對以偏向器令電子束偏向而對照射對象進行照射的電子束照射裝置中的電子束的照射區域進行調整之方法，包含下列步驟：電子束照射步驟，係根據電子束照射控制參數(控制參數：recipe)控制前述偏向器，藉此，相對於用以檢測與所照射的電子束對應的電流之調整板(plate)一邊改變照射位置一邊照射電子束；電流取得步驟，係取得從前述調整板檢測的電流值；圖像形成步驟，係形成與所取得的電流值對應的圖像資料(data)；判定步驟，係根據所形成的圖像資料，進行電子束的照射區域是否適當的判定；及控制參數更新步驟，係當判定為照射區域不適當時，更新前述電子束照射控制參數。
依據別的實施形態，提供一種電子束的照射區域調整系統，係對以偏向器令電子束偏向而對照射對象進行照射的電子束照射裝置中的電子束的照射區域進行調整之系統，具備：調整板，係檢測與所照射的電子束對應的電流；電流計，係取得從前述調整板檢測的電流值；圖像形成部，係形成與所取得的電流值對應的圖像資料；判定部，係根據所形成的圖像資料，進行電子束的照射區域是否適當的判定；及控制參數更新部，係當判定為照射區域不適當時，更新用以控制前述偏向器之用的電子束照射控制參數。
依據別的實施形態，提供一種電子束的照射範疇修正方法，係在意圖將來自電子束產生裝置的電子 束藉由對第1電極施加隨時間t變化的電壓V1(t)而沿第1方向掃描(scan)、藉由對第2電極施加隨時間t變化的電壓V2(t)而沿與前述第1方向正交的第2方向掃描，藉此以長方形的範疇作為目標(target)而照射電子束的電子束照射裝置中，當電子束的照射範疇非形成為長方形而是形成為沿前述第1方向歪斜的概略平行四邊形時，藉由對前述第1電極施加電壓V1(t)+kV2(t)(k為常數)、對前述第2電極施加電壓V2(t)，以使電子束的照射範疇成為長方形的方式進行修正。
依據別的實施形態，提供一種電子束照射裝置，係意圖將來自電子束產生裝置的電子束藉由對第1電極施加隨時間t變化的電壓V1(t)而沿第1方向掃描、藉由對第2電極施加隨時間t變化的電壓V2(t)而沿與前述第1方向正交的第2方向掃描，藉此以長方形的範疇作為目標而照射電子束者，前述電子束照射裝置具備：當電子束的照射範疇非形成為長方形而是形成為沿前述第1方向歪斜的概略平行四邊形時，對前述第1電極施加電壓V1(t)+kV2(t)(k為常數)、對前述第2電極施加電壓V2(t)之電子束控制裝置；藉此，以使電子束的照射範疇成為長方形的方式進行修正。
依據別的實施形態，提供一種電子束照射裝置，係具備：電子束產生裝置，係產生電子束；第1電極，係將來自前述電子束產生裝置的電子束沿第1方向偏向；第2電極，係將來自前述電子束產生裝置的電子束沿 與前述第1方向正交的第2方向偏向；及電子束控制裝置，係控制要施加至前述第1電極及前述第2電極之電壓；當意圖將來自電子束產生裝置的電子束藉由對前述第1電極施加隨時間t變化的電壓V1(t)而沿前述第1方向掃描、藉由對前述第2電極施加隨時間t變化的電壓V2(t)而沿前述第2方向掃描，藉此以長方形的範疇作為目標照射電子束，但電子束的照射範疇非形成為長方形而是形成為沿前述第1方向歪斜的概略平行四邊形時，前述電子束控制裝置係對前述第1電極施加電壓V1(t)+kV2(t)(k為常數)、對前述第2電極施加電壓V2(t)，藉此，以使電子束的照射範疇成為長方形的方式進行修正。
4P1至4P3:點
5A1、5A2:箭頭
5L1至5L25:第2貫通孔
5LL:第3貫通孔
5M51至5M53:第1貫通孔
5R1至5R25:範疇
5S5:第4貫通孔
10:電子束照射裝置
11:柱部
11A:閘閥
11Ba:基底構件
11Bb:吸附材
11B:微粒捕集器
12:主腔部
13:控制部
21:調整板
21a:孔
21b、21b’:圖案
22、55:電流計
23:圖像形成部
24:判定部
25:控制參數更新部
26:射束掃描器
27:偏向器電源
41:照射範疇
51:框體
52:板
53:金屬構件
54:捕捉器
56:電源
81:基板
82:光電面
82b:光電元件
83、85:絕緣層
83a、84a、85a、86a、126a:開口
84:電極陣列
84b:配線
86、113、126:光闌
111:真空管
111a:中間排氣管
111b:埠
112、112’:電子束產生裝置(電子源)
114:透鏡
115:偏向器
116:感測器單元
116a:壓力監測器
116b:N2導入部
116c:大氣壓感測器
117:閘閥
118:渦輪分子泵
119:乾式泵
121:真空腔(主腔)
122:搬送用閘閥
122:閘閥
123:渦輪分子泵
124:試樣台(載台)
125:施加針腳
127:量測單元
131:全體控制部
132:電子束控制部
133:週邊控制部
134:歧管塊
151:偏向器
200:照射區域調整系統
200、200’、200’’:照射範疇
411:第1範疇
412:第2範疇
500:電子束位置檢測系統
620:電位控制部
621:貫通孔
622:支持構件
623:伸縮體
624:饋通
625:導線
630:施加針腳升降機構
631:安裝構件
632:線性導引件
633:滾珠螺桿
634:聯結器
635:馬達
640:搬送用腔
641:機器手
650:試樣支撐柱
651、652:定位用孔
653:定位銷
660:教示板
661:劃線
671、672:針腳構件
673:檢測手段
674:繼電器
710:連結器具
711:第1法蘭構件
711a:第1固定用孔
711b:第2固定用孔
711c:平底擴孔
712:第2法蘭構件
712a:凸部
712b:第2固定用孔
712c:錐面
712d:本體部
714:第1密封構件
715:第2密封構件
721:法蘭
722:法蘭
790:連結配管
791:第1法蘭部
792:第2法蘭部
793:本體部
794:第1密封墊
795:第2密封墊
840、840a至840c、2115、5115:電極
A、B:歪斜量
EB:電子束
D:中間排氣管中心部的直徑
d:埠的直徑
Lc:光闌與試樣表面之距離
Lp:開口的端部與光闌的端部之距離
Lh:照射範疇內的點數
Lv:照射範疇內的線數
S21至S25、S501至S507、S601至S613、S701至S706: 步驟
T0、T1、T2、T11至T19:期間
T21、T151、T161、T171、T181、T191:期間
T22、T152、T162、T172、T182、T192:期間
T23、T153、T163、T173、T183、T193:期間
t10至t60、t0至t7:時刻
△V1、△V2:差分電壓
V1:透鏡電壓
Vh0:初始值
Vh(t):電壓
Vv(t):電壓
Vx:x方向偏向電壓
Vy:y方向偏向電壓
W:試樣
X1至X8:X座標
Y1至Y7:Y座標
第1A圖係示意性顯示電子束照射裝置的概略構成之圖。
第1B圖係感測器單元(sensor unit)116的示意剖面圖。
第1C圖係顯示微粒補集器(particle catcher)11B的構成例之圖。
第1D圖係說明光闌(aperture)126的功用之圖。
第1E圖係令電子束沿XY方向偏向之控制的說明圖。
第1F圖係令電子束沿XY方向偏向之控制的說明圖。
第2A圖係顯示電子束照射裝置的照射區域調整系統200的概略構成之圖。
第2B圖係示意性顯示調整板21之俯視圖。
第2CA圖係示意性顯示電子束在調整板21的照射區域之圖。
第2CB圖係示意性顯示電子束在調整板21的照射區域之圖。
第2D圖係顯示照射區域的調整手續之流程圖(flowchart)。
第2E圖係顯示施加至電極2115的電壓的時間變化之圖。
第2FA圖係顯示第2CA圖中的照射區域與時間的關係之圖。
第2FB圖係顯示第2CB圖中的照射區域與時間的關係之圖。
第2GA圖係顯示所取得的電流值的時間變化之圖。
第2GB圖係顯示所取得的電流值的時間變化之圖。
第2HA圖係顯示對應於第2GA圖中所示電流值而形成的圖像資料之圖。
第2HB圖係顯示對應於第2GB圖中所示電流值而形成的圖像資料之圖。
第2I圖係顯示施加至電極2115的調整後的 電壓的時間變化之圖。
第3A圖係示意性顯示電子束的照射範疇200、200’之圖。
第3B圖係示意性顯示為了獲得第3A圖的照射範疇200而分別施加至偏向器115的電極V、H之電壓Vv(t)、Vh(t)之圖。
第3C圖係示意性顯示為了修正照射範疇200’的水平方向歪斜而分別施加至電極V、H之電壓Vv(t)、Vh(t)+kVv(t)之圖。
第3D圖係示意性顯示電子束的照射範疇200、200”之圖。
第3E圖係示意性顯示為了修正照射範疇200”的垂直方向歪斜而分別施加至電極V、H之電壓Vv(t)+kVh(t)、Vh(t)之圖。
第4A圖係示意性顯示電子束的照射範疇41之圖。
第4B圖係示意性顯示為了獲得第4A圖的照射範疇41而分別施加至偏向器115的電極H、V之電壓Vh(t)、Vv(t)之圖。
第4C圖係示意性顯示電子束的照射範疇42之圖。
第4D圖係示意性顯示在第4C圖的照射範疇42的點4P1至點4P2之間分別施加至偏向器115的電極H、V之電壓Vh(t)、Vv(t)之圖。
第4E圖係示意性顯示在第4C圖的照射範疇42的點4P2至點4P3之間分別施加至偏向器115的電極H、V之電壓Vh(t)、Vv(t)之圖。
第5A圖係顯示本實施形態的電子束位置檢測系統500的概略構成之圖。
第5B圖係本實施形態的量測單元127的俯視圖。
第5C圖係本實施形態的量測單元127的將板52移除時的俯視圖。
第5D圖係顯示第5B圖的AA剖面之概略剖面圖。
第5E圖係顯示板52的貫通孔的配置的一例之圖。
第5F圖係顯示使電子束的位置一致於板52右上的區域的中心之處理的一例之流程圖。
第6A圖係放大顯示電子束照射裝置的施加針腳(pin)的構成之概略圖。
第6B圖係顯示電位控制部的配線之概略圖。
第6C圖係顯示電子束照射裝置的動作的一例之流程圖。
第6D圖係顯示機器手(robot hand)的教示(teaching)的構成之俯視圖。
第6E圖係顯示第6D圖所示構成的沿A-A 線的剖面之圖。
第6F圖係教示板的俯視圖。
第7A圖係顯示習知的連結配管的一例之概略圖。
第7B圖係顯示本實施形態的連結器具的一例之概略圖。
第7C圖係顯示第7B圖所示連結器具的第1法蘭(flange)構件的俯視圖。
第7D圖係顯示第7C圖所示第1法蘭構件的沿A-A線的剖面之圖。
第7E圖係顯示第7B圖所示連結器具的第2法蘭構件之俯視圖。
第7F圖係顯示第7E圖所示第2法蘭構件的沿B-B線的剖面之圖。
第7G圖係顯示使用第7B圖所示連結器具連結法蘭尺寸(size)相異之配管的方法的一例之流程圖。
第8A圖係顯示本實施形態的電子束產生裝置112的剖面圖。
第8B圖係從下方觀看光電面82所見之圖。
第8C圖係從下方觀看絕緣層83所見之圖。
第8D圖係從下方觀看電極陣列(array)84所見之圖。
第8E圖係從下方觀看光闌86所見之圖。
第8F圖係顯示施加至各電極840的電壓為 -1.00V時所發射的電子束的形狀之模擬(simulation)結果。
第8G圖係顯示施加至各電極840的電壓為-0.50V時所發射的電子束的形狀之模擬結果。
第8H圖係顯示施加至各電極840的電壓為-0.13V時所發射的電子束的形狀之模擬結果。
第8I圖係顯示施加至各電極840的電壓為0.00V時所發射的電子束的形狀之模擬結果。
第8J圖係顯示施加至各電極840的電壓為+2.00V時所發射的電子束的形狀之模擬結果。
第8K圖係顯示施加至相鄰之電極840a至840c的電壓分別為-0.50V、-0.13V、-0.50V時所發射的電子束的形狀之模擬結果。
第8L圖係第8A圖的變形例的電子束產生裝置112’的剖面圖。
第8M圖係從下方觀看光電面82所見之圖。
第8N圖係顯示電極840的變化(variation)之圖。
第8O圖係顯示電極840的變化之圖。
第8P圖係顯示電極840的變化之圖。
第8Q圖係顯示電極840的變化之圖。
以下，針對實施形態的電子束照射裝置進行說明。另外，以下所說明的實施形態僅是實施本發明時的一例，本發明並不限定為以下所說明的具體構成。在實 施本發明時，當可適宜採用與實施形態相應的具體構成。
首先說明電子束照射裝置的基本構成。
第1A圖係示意性顯示電子束照射裝置的概略構成之圖。作為該電子束照射裝置的處理對象的試樣W係NIL(Nano Imprint Lithography；奈米壓印)用遮罩、光罩(photo mask)、EUV(Extreme Ultraviolet Lithography；極紫外光微影)遮罩等，具體而言，係適合於100nm(nanometer；奈米)以下、尤其是20nm以下的微細圖案(pattern)之製作所使用的遮罩之處理。此外，試樣W係亦可為Si、GaAs等半導體晶圓(wafer)。
電子束照射裝置係具備：柱(column)部11、設在柱部11下方的主腔(main chamber)部12、及控制部13。
柱部11係具有：沿垂直方向延伸的圓筒狀的真空管111、電子束產生裝置112、光闌113、透鏡(lens)114、偏向器115、感測器單元116、閘閥(gate valve)117、渦輪分子泵(turbo molecular pump；TMP)118、閘閥11A、及微粒捕集器11B。
電子束產生裝置112係設置在真空管111的上部，朝下方照射電子束。電子束產生裝置112的構成例將於後述的第7實施形態中說明。光闌113係設置在電子束產生裝置112下方，讓電子束通過形成在中央的直徑2mm(millimeter；毫米)以下的開口。偏向器115係設置在透鏡114下方，能夠令電子束偏向。另外，透鏡114係可為配置在真空管111內的靜電透鏡，亦可為配置在真空管 111外的磁透鏡。此外，偏向器115係可為配置在真空管111內的靜電偏向器，亦可為配置在真空管111外的磁偏向器。
真空管111係在電子束產生裝置112與光闌113之間具有沿水平方向分歧的中間排氣管111a，在中間排氣管111a上依序設有感測器單元116、閘閥117及渦輪分子泵118。
藉由如上述的構成，能夠對真空管111內進行差動排氣，能夠使電子束產生裝置112附近的壓力比主腔部12內的壓力低。另外，亦可除了藉由光闌113之外，藉由在光闌113之下設置小徑管(未圖示)調整氣導(conductance)，使差動排氣的效果提升。
第1B圖係感測器單元116的示意剖面圖。為了將電子束照射裝置予以小型化，有複數個埠(port)111b從中間排氣管111a放射狀延伸，在各埠111b配置有壓力監測器(monitor)116a、N2導入部116b、大氣壓感測器116c等。上述壓力監測器116a係監測真空管111內的壓力，從而監視電子束產生裝置112的劣化狀態和判斷更換時期。
各埠111b的直徑d係較佳為採用中間排氣管111a中心部的直徑D的1/3以上(d/D≧1/3)。因為若埠111b的直徑d太小，壓力監測器116a便無法正確地監測真空管111內的壓力。
回到第1A圖，閘閥11A係位在真空管111內且以能夠開閉的方式設置在光闌113與主腔部12之間。 藉由設置閘閥11A，能夠將主腔部12與真空管111內的真空狀態區隔開。
微粒捕集器11B係位在真空管111內且以能夠插拔的方式設置在閘閥11A與主腔部12之間，防止在閘閥11A作動時等產生的微粒落下到主腔部12內。
第1C圖係顯示微粒捕集器11B的構成例之圖。微粒捕集器11B係以基底(base)構件11Ba及設在基底構件11Ba上的吸附材11Bb構成。吸附材11Bb係為SiO2膠(gel)等，吸附在真空管111內落下的微粒。藉由設置微粒捕集器11B，防止在真空管111內落下的微粒落到配置在主腔部12內的試樣W的表面。
回到第1A圖，微粒捕集器11B係構成為能夠在真空管111內的電子束的光軸上取出及放入。
主腔部12係具有屬於真空腔的主腔121、閘閥122、渦輪分子泵123、載台(stage)124、施加針腳125、光闌126、及量測單元127。
在主腔121的側面，以能夠開閉的方式設置供將試樣W搬入及搬出之用的閘閥122。此外，在主腔121的底面，設置將主腔121內進行真空排氣之用的渦輪分子泵123。
載台124係設置在主腔121內，載置試樣W。
施加針腳125的構成例將於後述的第5實施形態中說明，係觀看第6B圖的針腳構件671、672間的導通的構件。照射能量(energy)係依電子束產生裝置112 的電位(例如-0.2kV至-5kV)與試樣W的電位之差而定，但若試樣W的電位為浮動(floating)，照射能量便會不穩定。因此，設置施加針腳125對試樣W施加固定電位。
光闌126係位在主腔121內且設置在載台124上方。在光闌126係設有開口126a，規定電子束的形狀和要將電子束照射到試樣W的哪個區域。
第1D圖係說明光闌126的功用之圖，上圖為從側面觀看電子束照射裝置時的示意圖，下圖為從上方觀看試樣W及進行掃描的電子束時的示意圖。偏向器115係以使來自電子束產生裝置112的電子束在試樣W上掃描的方式令電子束偏向。此時，在掃描的折返點，電子束有時並不均一。因此，藉由將相當於折返點的電子束以光闌126遮蔽掉，便能夠對試樣W照射均一的電子束。
此處，當設光闌126與試樣W表面之距離為Lc、設開口126a的端部與光闌126的端部之距離為Lp，則較佳為Lp/Lc≧1.5。亦即，較佳為將光闌126的底面與試樣W的表面之間的空間的縱橫比(aspect ratio)採用1.5以上。藉由如上述設計，使反射自試樣W表面的電子反射多次之後再射至外周部，故能夠降低雜訊(noise)的影響。
回到第1A圖，量測單元127係進行電子束的量測的構件，係位在主腔121內且設置在載台124下方。量測單元127的詳情將於後述的第4實施形態中說明。
控制部13係具有：全體控制部131、電子束控制部132、週邊控制部133、及歧管塊(manifold block)134。
全體控制部131係控制包括電子束控制部132、週邊控制部133及歧管塊134在內的電子束照射裝置全體的動作。全體控制部131係能以處理器(processor)和記憶體(memory)構成。在記憶體係可預先記憶由處理器執行的各種程式(program)，亦可構成為能夠之後再追加記憶(或能夠進行更新(update))。
電子束控制部132係控制電子束產生裝置112和偏向器115，藉此控制電子束的照射和偏向。控制例將於後述的第1至第3實施形態中說明。
週邊控制部133係控制渦輪分子泵118、123和乾式泵(dry pump)119等。
歧管塊134係進行閘閥117、11A、122的開閉控制(空氣壓控制)。
該電子束照射裝置係動作如下。在對試樣W照射電子束時係設成打開閘閥11A、將微粒捕集器11B移離電子束的光軸之狀態。此外，真空管111內及主腔121內係進行真空排氣。在上述狀態下，電子束產生裝置112照射電子束。電子束係通過光闌113的開口，以偏向器115偏向，再通過光闌126的開口而到達試樣W的表面。電子束的照射範疇大，例如為10mm×10mm至500mm×500mm程度。
接著，說明將電子束在試樣W上掃描一事。在本電子束照射裝置中，偏向器115係相應於電子束 控制部132的控制令電子束沿XY方向(試樣W的表面上的二維方向)偏向，藉此對試樣W的表面均一地照射電子束。
第1E圖及第1F圖係令電子束沿XY方向偏向之控制的說明圖。更具體言之，第1E圖係顯示偏向的電子束的座標(X座標與Y座標)的時間變化之圖，第1F圖係顯示令電子束沿XY方向偏向的情形之俯視圖(從電子束源側觀看試樣W時的俯視圖)。另外，在本說明書中，為了說明上的方便，亦會將X方向稱為水平方向、將Y方向稱為垂直方向。
從時刻t0至時刻t1，電子束係沿表示試樣W上的電子束到達位置之X座標變大的方向(亦稱為X座標的正方向、第1F圖的右方向、去程)偏向(X1、X2、X3、X4)，然後，沿X座標變小的方向(亦稱為負方向、第1F圖的左方向、回程)偏向(X4、X5、X6、X7)。此時，電子束的Y座標係一直固定在Y1。
此處，如第1F圖所示，X座標的大小關係為X1<X7<X2<X6<X3<X5<X4。亦即，電子束係以離散的方式照射在試樣W上，且去程與回程的照射位置互異。藉由上述做法，能夠對試樣W的表面均一地照射電子束。
於回程，當表示電子束的到達位置之X座標成為X8(=X1)，便沿Y座標變大的方向(Y座標的正方向、第1F圖的下方向)偏向，電子束的Y座標係成為Y2。
同樣地，從時刻t1至t2，電子束係沿X座 標變大的方向偏向，然後，沿X座標變小的方向偏向。此時，電子束的Y座標係一直固定在Y2。接著，當X座標成為X8(=X1)，便沿Y座標變大的方向偏向，電子束的Y座標係成為Y3。
此外，從時刻t2至t3，電子束係首先沿X座標變大的方向偏向，然後，沿X座標變小的方向偏向。此時，電子束的Y座標係一直固定在Y3。接著，當X座標成為X8(=X1)，便沿Y座標變大的方向偏向，電子束的Y座標係成為Y4。
接著，從時刻t3至t4，電子束係首先沿X座標變大的方向偏向，然後，沿X座標變小的方向偏向。此時，電子束的Y座標係一直固定在Y4。接著，當X座標成為X8(=X1)，從這時改為便沿Y座標變小的方向(Y座標的負方向。第1F圖的上方向)偏向，電子束的Y座標係成為Y5。
同樣地，從時刻t4至t5，電子束係首先沿X座標變大的方向偏向，然後，沿X座標變小的方向偏向。此時，電子束的Y座標係一直固定在Y5。接著，當X座標成為X8(=X1)，便沿Y座標變小的方向偏向，電子束的Y座標係成為Y6。
此外，從時刻t5至t6，電子束係首先沿X座標變大的方向偏向，然後，沿X座標變小的方向偏向。此時，電子束的Y座標係一直固定在Y6。接著，當X座標成為X8(=X1)，便沿Y座標變小的方向偏向，電子束的 Y座標係成為Y7。
接著，從時刻t6至t7，電子束係首先沿X座標變大的方向偏向，然後，沿X座標變小的方向偏向。此時，電子束的Y座標係一直固定在Y7。接著，當X座標成為X8(=X1)，便沿Y座標變小的方向(Y座標的負方向。第1F圖的上方向)偏向，電子束的Y座標係成為Y1。
此處，如第1F圖所示，Y座標的大小關係為Y1<Y7<Y2<Y6<Y3<Y5<Y4。亦即，電子束係在Y方向同樣以離散的方式照射在試樣W上，且去程與回程的照射位置互異。藉由上述做法，能夠對試樣W的表面均一地照射電子束。
此處，在將主腔121進行真空排氣時，係在啟動渦輪分子泵123之前先將微粒捕集器11B移離電子束的光軸。藉此，能夠防止吸附在微粒捕集器11B的微粒受到真空排氣時的氣流等的影響而脫離微粒捕集器11B落到試樣W上。
另外，關於對某個試樣W的電子束照射結束後搬送下個試樣W進行電子束照射時的處理的流程，將於後述的第5實施形態中利用第6C圖詳細說明。
能夠將以下說明的各實施形態的一部分或全部適用於上述說明的電子束照射裝置。
(第1實施形態) [技術領域]
本實施形態係有關電子束的照射區域調整方法及調整系統。
[背景技術]
在電子束照射裝置中，係藉由偏向器115令來自電子束產生裝置112的電子束偏向來對試樣W的特定的區域照射電子束(參照第1A圖)。然而，視偏向器115的特性等，有時電子束會照射至與原訂的區域不同的區域。
(本實施形態所欲解決之課題)
提供在電子束照射裝置中調整電子束的照射區域的方法及調整系統。
(解決課題的手段) <態樣1>
一種電子束的照射區域調整方法，係對以偏向器令電子束偏向而對照射對象進行照射的電子束照射裝置中的電子束的照射區域進行調整之方法，含有下述步驟：電子束照射步驟，係根據電子束照射控制參數控制前述偏向器，藉此，相對於用以檢測與所照射的電子束對應的電流之調整板一邊改變照射位置一邊照射電子束；電流取得步驟，係取得從前述調整板檢測的電流； 圖像形成步驟，係形成與所取得的電流值對應的圖像資料；判定步驟，係根據所形成的圖像資料，進行電子束的照射區域是否適當的判定；及控制參數更新步驟，係當判定為照射區域是不適當時，更新前述電子束照射控制參數。
<態樣2>
在態樣1所述之電子束的照射區域調整方法中，重複進行前述電子束照射步驟、前述電流取得步驟、前述圖像形成步驟、前述判定步驟及前述控制參數更新步驟，直到判定為照射區域為適當者為止。
<態樣3>
在態樣1或態樣2所述之電子束的照射區域調整方法中，前述調整板係包含檢測出與所照射的電子束對應的電流之部分、及即使照射電子束也沒有檢測出電流之部分。
<態樣4>
在態樣1至3中任一態樣所述之電子束的照射區域調整方法中，前述圖像形成步驟係將在各時刻取得的電流值轉換為前述圖像資料中各像素之階調，藉此，形成前述圖像資料。
<態樣5>
在態樣1至4中任一態樣所述之電子束的照射區域調整方法中，前述判定步驟係藉由所形成的圖像資料與預先準備好的圖像資料之比較來進行判定。
<態樣6>
在態樣5所述之電子束的照射區域調整方法中，前述調整板係含有第1圖案；前述預先準備好的圖像資料係含有與前述第1圖案對應的第2圖案；前述判定步驟係根據所形成的圖像資料中的前述第1圖案與前述預先準備好的圖像資料中的前述第2圖案之位置關係進行判定。
<態樣7>
在態樣1至6中任一態樣所述之電子束的照射區域調整方法中，前述偏向器係含有電極，相應於該電極之電壓將電子束偏向；前述電子束照射控制參數係含有要施加至前述電極之電壓的資訊。
<態樣8>
在態樣1至5中任一態樣所述之電子束的照射區域調整方法中，前述偏向器係含有電極的靜電偏向器，相應於 該電極之電壓將電子束偏向；前述電子束照射控制參數係含有要施加至前述電極之電壓的資訊；前述調整板係含有第1圖案；前述預先準備好的圖像資料係含有與前述第1圖案對應的第2圖案；前述判定步驟係根據所形成的圖像資料中的前述第1圖案與前述預先準備好的圖像資料中的前述第2圖案之位置關係進行判定；前述控制參數更新步驟係相應於所形成的圖像資料中的前述第1圖案的位置與前述第2圖案的位置之距離，更新前述電子束照射控制參數中的要施加至前述電極之電壓。
<態樣9>
在態樣1至5中任一態樣所述之電子束的照射區域調整方法中，前述偏向器係含有磁極的電磁偏向器，相應於該磁極之電流將電子束偏向；前述電子束照射控制參數係含有要供給至前述磁極之電流的資訊；前述調整板係含有第1圖案；前述預先準備好的圖像資料係含有與前述第1圖案對應的第2圖案；前述判定步驟係根據所形成的圖像資料中的前述第1 圖案與前述預先準備好的圖像資料中的前述第2圖案之位置關係進行判定；前述控制參數更新步驟係相應於所形成的圖像資料中的前述第1圖案的位置與前述第2圖案的位置之距離，更新前述電子束照射控制參數中的要供給至前述磁極之電流。
<態樣10>
一種電子束的照射區域調整系統，係對以偏向器令電子束偏向而對照射對象進行照射的電子束照射裝置的電子束的照射區域進行調整之系統，具備：調整板，係檢測與所照射的電子束對應的電流；電流計，係取得從前述調整板檢測的電流；圖像形成部，係形成與所取得的電流值對應的圖像資料；判定部，係根據所形成的圖像資料，進行電子束的照射區域是否適當的判定；及控制參數更新部，係當判定為照射區域不適當時，更新用以控制前述偏向器的電子束照射控制參數。
(本實施形態的效果)
能夠調整電子束。
[本實施形態的實施方式]
第2A圖係顯示電子束照射裝置的照射區域調整系統200的概略構成之圖。另外，該照射區域調整系統200係在沒有試樣載置於載台124(第1A圖)的狀態、例如在電子束照射裝置的啟動時進行調整。
首先，如前述利用第1A圖之說明，電子束照射裝置係具備電子束產生裝置112、偏向器115及電子束控制部132等。
本實施形態的偏向器115係具有複數個電極2115的靜電偏向器，更具體言之，偏向器115的電極2115係含有將電子束在試樣上沿水平方向偏向之用的兩個電極(雖未圖示出但以下稱為電極H)、及將電子束在試樣上沿垂直方向偏向之用的兩個電極(雖未圖示出但以下稱為電極V)。此外，電子束係相應於施加至該些電極H、V之電壓而偏向。
此外，電子束控制部132係具有射束掃描器(beam scanner)26及偏向器電源27。射束掃描器26係根據含有施加至電極2115之電壓的資訊之電子束照射控制參數，產生令電子束偏向之用的波形。偏向器電源27係產生與該波形對應的電壓施加至電極2115。
此外，照射區域調整系統200係具備：調整板21、電流計22、圖像形成部23、判定部24、及控制參數更新部25。另外，圖像形成部23、判定部24及控制參數更新部25係可內建於第1A圖的全體控制部131，亦可藉由執行預定的程式來實現至少一部分。
調整板21係檢測與所照射的電子束對應的電流的構件，係載置於載台124(第1A圖)上的預定位置。亦即，調整板21係載置於作為電子束之照射對象的試樣的下部。
第2B圖係示意性顯示調整板21之俯視圖。調整板21係例如邊長為45mm的正方形。此外，調整板21係含有預定圖案，在第2B圖的具體例中，就圖案而言，係在左上形成有孔21a。當電子束照射在與孔21a不同的位置時，調整板21係檢測出電流。另一方面，當電子束照射在孔21a時，調整板21係沒有檢測出電流。
第2CA圖及第2CB圖係示意性顯示電子束在調整板21的照射區域之圖。意圖將電子束照射至第2CA圖的虛線區域。然而，如第2CB圖的虛線所示，有時電子束會照射至與原訂的區域不同的區域(在第2CB圖中為往左上偏離的區域)。因此，在本實施形態中係以使第2CB圖的狀態成為第2CA圖的狀態的方式進行調整。
回到第2A圖，照射區域調整系統200中的電流計22係連接在調整板21與未圖示的接地端子之間，取得由調整板21檢測的電流。所取得的電流值係輸出給圖像形成部23。電流計22係逐次取得在各時刻檢測的電流。
圖像形成部23係形成與藉由電流計22而取得的電流對應的圖像資料。具體而言，能夠進行如下。首先，圖像形成部23係將各時刻的電流值轉換成電壓值。接著，圖像形成部23係將電壓值例如轉換為256階的階調。接著，圖像形成部23係將轉換得的階調設定至圖像資料的各像素之階調。
例如，在電子束照射在與孔21a不同的位置之時刻，調整板21係檢測出電流。因此，電壓值亦變大，階調係例如成為255。因此，與該時刻對應的像素係成為亮的。另一方面，在電子束照射在孔21a之時刻，調整板21係沒有檢測出電流。因此，電壓值亦變小，階調係例如成為0。因此，與該時刻對應的像素係成為暗的。
判定部24係根據藉由圖像形成部23而形成的圖像資料，判定電子束的照射區域是否適當。具體而言，判定部24係預先保持有在電子束的照射區域為適當時所形成的圖像資料(以下，稱為樣版(template)圖像資料)，進行與藉由圖像形成部23而形成的圖像資料之比較來進行判定。更具體而言，判定部24係根據所形成的圖像資料中的預定圖案(例如與第2B圖的孔21a對應)與樣版圖像資料中的預定圖案之間的位置偏移來進行判定。
當判定為電子束的照射區域為不適當時，控制參數更新部25係考量上述位置偏移來更新電子束照射控制參數。更新後的電子束照射控制參數係通知給射束掃描器26，之後係使用更新後的電子束照射控制參數。具體的更新手法係於後說明。
第2D圖係顯示照射區域的調整手續之流程圖。為了對調整板21一邊改變照射位置一邊照射電子束(步驟S21)，電子束控制部132係根據電子束照射控制參數控制施加至偏向器115的電極2115之電壓。為了簡化說明，不同於第1E圖及第1F圖之說明，採用如下述掃描電子束的照射區域之掃描方式。
第2E圖係顯示施加至電極2115的電壓的時間變化之圖。更具體言之，第2E圖的上半部係顯示施加至將電子束沿水平方向偏向之用的電極H的電壓的時間變化，第2E圖的下半部係顯示施加至將電子束沿垂直方向偏向之用的電極V的電壓的時間變化。該波形係包含在電子束照射控制參數中。此外，第2FA圖及第2FB圖係分別顯示第2CA圖及第2CB圖中的照射區域與時間的關係之圖。
在第2E圖的時刻t10至t20，電極V的施加電壓固定(例如-3V)，電極H的施加電壓例如從-2V線性提高至2V。因此，如第2FA圖及第2FB圖所示，在時刻t10至t20，關於電子束的照射位置，係垂直方向固定、沿水平方向移動(稱為第1條線(line))。
在第2E圖的時刻t20，電極V的施加電壓提高(例如-2.25V)。此外，在時刻t20至t30，電極H的施加電壓仍線性提高。因此，如第2FA圖及第2FB圖所示，在時刻t20至t30，關於電子束的照射位置，係垂直方向固定在與時刻t10至t20不同的位置、沿水平方向移動(稱為第2條線)。之後亦同，掃描至第5條線完成照射區域的掃描。
回到第2D圖，電流計22係取得從調整板 21檢測的各時刻的電流(步驟S22)。
第2GA圖係顯示所取得的電流值的時間變化之圖，係與第2FA圖對應。
在第1條線的時刻t10至t20，電子束照射在調整板21的非孔21a之位置(第2FA圖)。因此，在時刻t10至t20係取得固定的電流值(第2GA圖)。第2條線的時刻t20至t30亦同。
在第3條線中，在時刻t30至t35，電子束照射在調整板21的非孔21a之位置(第2FA圖)，故取得與時刻t10至30相同的電流值(第2GA圖)。另一方面，在接續的時刻t35至t36，電子束照射在調整板21的孔21a(第2FA圖)，故幾乎沒有電流流通(第2GA圖)。在之後的時刻t35至t40，電子束照射在調整板21的非孔21a之位置，故取得與時刻t10至40相同的電流值(第2GA圖)。
第4條線的時刻t40至t50及第5條線的時刻t50至t60係與第1條線及第2條線相同。依上述，取得第2GA圖所示的電流值。
第2GB圖係顯示所取得的電流值的時間變化之圖，係與第2FB圖對應。
在第1條線的時刻t10至t20，電子束照射的位置並沒有調整板21(第2FB圖)，故幾乎沒有電流流通(第2GB圖)。
在第2條線中，在時刻t20至t21，電子束照射的位置並沒有調整板21(第2FB圖)，故幾乎沒有電流流通(第2GB圖)。在之後的時刻t21至t30，電子束照射在 調整板21的非孔21a之位置，故取得固定的電流值(第2GB圖)。第3條線亦同。
在第4條線中，在時刻t40至t41，電子束照射的位置並沒有調整板21(第2FB圖)，故幾乎沒有電流流通(第2GB圖)。在之後的時刻t41至t46，電子束照射在調整板21的非孔21a之位置，故取得與時刻t21至t30相同的電流值(第2GB圖)。在接續的時刻t46至t47，電子束照射在調整板21的孔21a(第2FB圖)，故幾乎沒有電流流通(第2GB圖)。在之後的時刻t47至t50，電子束照射在調整板21的非孔21a之位置，故取得與時刻t21至t30相同的電流值(第2GB圖)。
第5條線的時刻t50至t60係與第2條線及第3條線相同。依上述，取得第2GB圖所示的電流值。
回到第2D圖，圖像形成部23係形成與所取得的電流值對應的圖像資料(步驟S23)。
第2HA圖係顯示對應於第2GA圖中所示電流值而形成的圖像資料之圖。時刻t10至t20的電流值係與圖像資料的第1條線的各像素值對應。在時刻t10至t20，因電流值大，故第1條線的各像素值大而亮。以下，套用同樣的概念，在第2HA圖的圖像資料中，只有與第3條線的時刻t35至t36對應的像素成為暗的。該暗的位置係與第2B圖的孔21a對應。
該圖像資料乃係將電子束照射至如第2C圖所示的所意圖的區域時的圖像資料、亦即樣版圖像資料。 樣版圖像資料係能夠根據調整板21上的所意圖的照射區域的圖案而以理論方式製作，由下述說明的判定部24預先保持有該樣版圖像資料。樣版圖像資料係含有與調整板21的圖案(孔21a)對應的圖案21b。
第2HB圖係顯示對應於第2GB圖中所示電流值而形成的圖像資料之圖。在第2GB圖中，在時刻t10至t20係幾乎沒有電流流通，故第2HB圖的圖像資料中的第1條線是暗的。此外，在時刻t20至t21、t30至t31、t40至t41、t50至t51亦幾乎沒有電流流通，故第2HB圖的圖像資料的左端亦是暗的。此外，在第4條線的時刻t46至t47亦幾乎沒有電流流通，故在第4條線的一部分產生暗的圖案21b’。該圖案21b’係與調整板21的圖案(孔21a)對應。
回到第2D圖，判定部24係判定電子束的照射區域是否適當(步驟S24)。具體而言，判定部24係進行預先保持的樣版圖像資料與在步驟S23形成的圖像資料之間的圖案比對(pattern matching)。
設樣版圖像資料即第2HA圖所示之圖、設在步驟S23形成的圖像資料即第2HB圖所示之圖。判定部24係算出第2HA圖的樣版圖像資料中的圖案21b與第2HB圖的圖像資料中的圖案21b’之位置關係即距離D。接著，若該距離D為預定的容許值以下，判定部24便判定為照射區域是適當的(第2D圖的步驟S24的「是(YES)」)，結束調整。
另一方面，若該距離D超過上述預定的容許值，便判定為照射區域是不適當的(步驟S24的「否(NO)」)。此時，控制參數更新部25係更新電子束照射控制參數(步驟S25)。更具體言之，控制參數更新部25係變更射束掃描器26產生的波形(例如如第2E圖所示的電壓波形)。距離D愈大，變更量愈大。
例如，設各圖像資料的像素數為256×256、樣版圖像資料(第2HA圖)中的圖案21b的位置為(128,128)、在步驟S23形成的圖像資料(第2HB圖)中的圖案21b’的位置為(192,192)。此時，照射區域係沿水平方向及垂直方向偏移達圖像尺寸(size)的25%。因此，將第2E圖所示波形調整25%。亦即，原本在第2E圖中針對水平方向係對電極H施加-2V至2V之範圍的電壓，將該範圍變更成-1V至3V(第2I圖上半部)。原本針對垂直方向係對電極V施加-3V至1V之範圍的電壓，將該範圍變更成-2V至2V(第2I圖下半部)。藉此，使電子束的照射區域沿水平方向及垂直方向移動，從而使電子束照射至適當的區域。
雖然可在此時點即結束調整，但較佳為重複進行自步驟S21起的步驟直到步驟S24中判定為適當。在進行此處的步驟重複時，在步驟S21中係使用在步驟S25更新的電子束照射控制參數。
如上述，在本實施形態中係能夠藉由使用形成有預定的圖案之調整板21來調整電子束的照射區域。依據此調整法，不需要用使實際的遮罩，故完全不會 浪費到遮罩。
另外，在本實施形態中雖係顯示偏向器115為靜電偏向器的例子，但偏向器115係亦可為具有複數個磁極的磁場偏向器。此時，偏向器電源27係將令電子束偏向之用的電流供給至各磁極。
此外，為了簡化說明，進行的是第2E圖所示的掃描，而當進行的是第1E圖及第1F圖所示的掃描時仍可套用同樣的概念。
(第2實施形態) [技術領域]
本實施形態係有關電子束照射裝置及其電子束的照射範疇修正方法。
[背景技術]
如前述利用第1F圖之說明，在通常的電子束照射裝置中，係以使照射範疇(電子束的到達位置)成為長方形(包括正方形)之方式，由控制電子束控制部132控制偏向器115。然而，視偏向器115的特性等，有時照射範疇並不會成為如同原訂的長方形。
(本實施形態所欲解決之課題)
本實施形態的課題係提供能夠在電子束的照射範疇 並不會成為如同原訂的長方形時使照射範疇接近長方形的電子束照射裝置及其電子束的照射範疇修正方法。
(解決課題的手段) <態樣1>
一種電子束的照射範疇修正方法，係在意圖將來自電子束產生裝置的電子束藉由對第1電極施加隨時間t變化的電壓V1(t)而沿第1方向掃描、藉由對第2電極施加隨時間t變化的電壓V2(t)而沿與前述第1方向正交的第2方向掃描，藉此以長方形的範疇作為目標而照射電子束的電子束照射裝置中，當電子束的照射範疇非形成為長方形而是形成為沿前述第1方向歪斜的概略平行四邊形時，藉由對前述第1電極施加電壓V1(t)+kV2(t)(k為常數)、對前述第2電極施加電壓V2(t)，以使電子束的照射範疇成為長方形的方式進行修正。
當照射範疇沿第1方向歪斜時，藉由對將電子束沿第1方向掃描之用的第1電極施加電壓V1(t)+kV2(t)，而能夠修正照射範疇。
<態樣2>
在態樣1所述之電子束的照射範疇修正方法中，前述k係以使電子束的照射範疇接近長方形的方式設定。
藉此，使照射範疇接近長方形。
<態樣3>
在態樣1或態樣2所述之電子束的照射範疇修正方法中，前述第1方向的歪斜愈大，前述k的絕對值設定得愈大。
藉此，使照射範疇接近長方形。
<態樣4>
在態樣1至3中任一態樣所述之電子束的照射範疇修正方法中，前述電壓V2(t)係將成為某值而經過期間T0後變化成別的值之過程重複N0次；前述電壓V1(t)係將以前述期間T0為週期進行線性變化之過程重複前述N0次；前述T0、N0係分別與前述長方形的前述第1方向的長度及前述第2方向的長度對應。
當第1方向及第2方向分別為水平方向及垂直方向時，能夠將沿水平方向歪斜的照射範疇修正成長方形。
<態樣5>
在態樣1至3中任一態樣所述之電子束的照射範疇修正方法中，前述電壓V1(t)係將成為某值而經過期間T0後變化成別的值之過程重複N0次；前述電壓V2(t)係將以前述期間T0為週期進行線性變化之過程重複前述N0次； 前述期間T0、N0係分別與前述長方形的前述第2方向的長度及前述第1方向的長度對應。
當第1方向及第2方向分別為垂直方向及水平方向時，能夠將沿垂直方向歪斜的照射範疇修正成長方形。
<態樣6>
一種電子束照射裝置，係意圖將來自電子束產生裝置的電子束藉由對第1電極施加隨時間t變化的電壓V1(t)而沿第1方向掃描、藉由對第2電極施加隨時間t變化的電壓V2(t)而沿與前述第1方向正交的第2方向掃描，藉此而以長方形的範疇作為目標而照射電子束者，前述電子束照射裝置具備：當電子束的照射範疇非形成為長方形而是形成為沿前述第1方向歪斜的概略平行四邊形時，對前述第1電極施加電壓V1(t)+kV2(t)(k為常數)、對前述第2電極施加電壓V2(t)之電子束控制裝置；藉此，以使電子束的照射範疇成為長方形的方式進行修正。
當照射範疇沿第1方向歪斜時，藉由對將電子束沿第1方向掃描之用的第1電極施加電壓V1(t)+kV2(t)，而能夠修正照射範疇。
<態樣7>
一種電子束照射裝置，係具備：電子束產生裝置，係產生電子束；第1電極，係將來自前述電子束產生裝置的電子束沿 第1方向偏向；第2電極，係將來自前述電子束產生裝置的電子束沿與前述第1方向正交的第2方向偏向；及電子束控制裝置，係控制要施加至前述第1電極及前述第2電極之電壓；當意圖將來自電子束產生裝置的電子束藉由對前述第1電極施加隨時間t變化的電壓V1(t)而沿前述第1方向掃描、藉由對前述第2電極施加隨時間t變化的電壓V2(t)而沿前述第2方向掃描，藉此以長方形的範疇作為目標照射電子束，但電子束的照射範疇非形成為長方形而是形成為沿前述第1方向歪斜的概略平行四邊形時，前述電子束控制裝置係對前述第1電極施加電壓V1(t)+kV2(t)(k為常數)、對前述第2電極施加電壓V2(t)，藉此，以使電子束的照射範疇成為長方形的方式進行修正。
當照射範疇沿第1方向歪斜時，藉由對將電子束沿第1方向掃描之用的第1電極施加電壓V1(t)+kV2(t)，而能夠修正照射範疇。
(本實施形態的效果)
能夠使電子束的照射範疇接近長方形。
[本實施形態的實施方式]
第3A圖的左圖係示意性顯示作為目標的電子束的照射範疇200之圖。如圖示，作為目標的照射範疇200為長 方形，而實際上電子束係以離散的方式照射(參照第1F圖)，是以，為了說明上的方便，將水平方向的照射單位稱為點(dot)、將垂直方向的照射單位稱為線。此外，設照射範疇200內的點數(與水平方向的長度對應)為Lh(在第2A圖的例子中為5)、設線數(與垂直方向的長度對應)為Lv(在第2A圖的例子中為5)。
第3B圖係示意性顯示為了獲得第3A圖的照射範疇200而分別施加至偏向器115的電極V、H之電壓Vv(t)、Vh(t)之圖，更具體而言，係示意性顯示時刻t與分別施加至電極V、H之電壓Vv(t)、Vh(t)之關係。另外，偏向器115的電極V、H係分別為將電子束沿垂直方向及水平方向偏向之用的電極。此外，該些電壓Vv(t)、Vh(t)係由電子束控制部132(第1A圖)所控制。
電壓Vv(t)係當在某個時刻設定為某個值，便維持同一值達預定的期間T0，經過期間T0後設定為別的值。上述過程係重複N0次(在第3B圖的例子中為5次)。電壓Vv(t)係與照射範疇200中的垂直方向位置(第某條線)對應，更詳言之，電壓Vv(t)的值愈大，愈接近垂直方向的下端。因此，藉由對電極V施加如上述的電壓Vv(t)，使電子束沿垂直方向掃描。此處，期間T0係與照射範疇200的點數(水平方向的長度)Lh對應。此外，重複次數N0係與線數(垂直方向的長度)Lv對應。
電壓Vh(t)係以期間T0為週期進行線性變化。更具體言之，電壓Vh(t)係在期間T0的前半線性地增 加，在期間T0的後半以相同斜率線性地減少。上述過程也是重複N0次。電壓Vh(t)係與照射範疇200的水平方向位置(第某個點)對應，更詳言之，電壓Vh(t)的值愈大，愈接近水平方向的右端。因此，藉由對電極H施加如上述的電壓Vh(t)，使電子束沿水平方向掃描。
意圖藉由將第3B圖所示電壓Vv(t)、Vh(t)分別施加至電極V、H，使照射範疇200如第3A圖所示成為長方形。然而，視偏向器115的特性等，有時照射範疇200會沿水平方向歪斜。因此，在本實施形態中，當照射範疇200沿水平方向歪斜時，係以使照射範疇200成為長方形的方式進行修正。
第3A圖的右圖係示意性顯示沿水平方向歪斜的電子束的照射範疇200’之圖。如圖示，照射範疇200’係形成為平行四邊形。在該平行四邊形中，如一點鏈線所示，並無垂直方向的偏移。因此，關於垂直方向，電子束控制部132係只要對電極V原封不動地施加第3B圖的電壓Vv(t)即可(參照第3C圖的上圖)。
相對於此，如同圖的二點鏈線所示，當以第1條線為基準，第2條線便係沿水平方向往右側偏移達A的距離，更一般地說，第n(n=1至Lv)線係往右側偏移達(n-1)*A的距離。亦即，偏移量係與垂直方向位置成比例地變大，該垂直方向位置係如前述與電壓Vv(t)對應。因此，電子束控制部132係只要對電極H施加電壓Vh(t)+kVv(t)即可(參照第3C圖的下圖)。
此處，k為常數，係以使電子束的照射範疇200’接近長方形(較佳為成為長方形)的方式設定。當照射範疇200’如第3A圖的右圖所示形成為往右側(電壓Vh(t)的值大之側)歪斜的平行四邊形時，為了將第2條線以後的線的水平方向位置往左側挪移，k係設定為負值。另一方面，當照射範疇200’形成為往左側(電壓Vh(t)的值小之側)歪斜的平行四邊形時，為了將第2條線以後的線的水平方向位置往右側挪移，k係設定為正值。歪斜量A愈大，k的絕對值設定得愈大。
如上述，在本實施形態中，當照射範疇200沿水平方向歪斜時，係在將電子束沿垂直方向偏向的電極V施加電壓Vv(t)、在將電子束沿水平方向偏向的電極H施加電壓Vh(t)+kVv(t)。藉此，能夠使歪斜的照射範疇200’接近長方形。
以上所說明的實施形態係設想照射範疇200沿水平方向歪斜。相對於此，以下說明的實施形態係設想照射範疇200沿垂直方向。以下，以相異點為中心進行說明。
第3D圖的上圖係再次顯示第3A圖的左圖，第3D圖的下圖係示意性顯示沿垂直方向歪斜的電子束的照射範疇200”之圖。如圖示，照射範疇200”係形成為平行四邊形。在該平行四邊形中，如一點鏈線所示，並無水平方向的偏移。因此，關於水平方向，電子束控制部132係只要對電極H施加第3B圖的電壓Vh(t)即可(參照第3E 圖的下圖)。
相對於此，如同圖的二點鏈線所示，當以第1個點為基準，第2個點便係沿水平方向往上側偏移達B的距離，更一般地說，第n(n=1至Lh)點係往上側偏移達(n-1)*B的距離。亦即，偏移量係與水平方向位置成比例地變大，該水平方向位置係如前述與電壓Vh(t)對應。因此，電子束控制部132係只要對電極V施加電壓Vv(t)+kVh(t)即可(參照第3E圖的上圖)。
此處，k為常數，係以使電子束的照射範疇200”接近長方形(較佳為成為長方形)的方式設定。當照射範疇200”如第3D圖的下圖所示形成為往上側(電壓Vv(t)的值小之側)歪斜的平行四邊形時，為了將第2個點以後的點的垂直方向位置往下側挪移，k係設定為正值。另一方面，當照射範疇200”形成為往下側(電壓Vv(t)的值大之側)歪斜的平行四邊形時，為了將第2個點以後的點的垂直方向位置往上側挪移，k係設定為負值。歪斜量B愈大，k的絕對值設定得愈大。
如上述，在本實施形態中，當照射範疇200沿垂直方向歪斜時，係在將電子束沿水平方向偏向的電極H施加電壓Vh(t)、在將電子束沿垂直方向偏向的電極V施加電壓Vv(t)+kVh(t)。藉此，能夠使歪斜的照射範疇200”接近長方形。
(第3實施形態) [技術領域]
本實施形態係有關電子束照射裝置、電子束控制方法及程式。
[背景技術]
習知技術中係有從電子束照射裝置照射電子束來令阻劑遮罩的耐蝕刻性提升。
(本實施形態所欲解決之課題)
電漿蝕刻(plasma etching)的蝕刻率(etching rate)在空間性上並非同程度的，而是具有預定的分布(例如，中央附近的蝕刻率高)。因此，在從電子束照射裝置對試樣表面同程度地照射電子束使阻劑的耐蝕刻性全面同程度地提升時，會有與蝕刻率的分布相應的蝕刻量的差異出現之問題。
有鑒於此，本實施形態的課題係提供能夠減少因蝕刻率的分布造成的蝕刻量的變異之電子束照射裝置、電子束控制方法及程式。
(解決課題的手段) <態樣1>
一種電子束照射裝置，具備：偏向器，係令電子束偏向；及 控制部，係控制前述偏向器以掃描前述電子束；前述控制部係以使第1範疇的第1掃描方向的電子束的移動速度比蝕刻率較前述第1範疇低的第2範疇的前述第1掃描方向的電子束的移動速度慢之方式控制前述偏向器。
藉由上述構成，在第1範疇，電子束的第1掃描方向的移動比第2範疇慢，因此，電子束的照射量比第2範疇多，使得第1範疇的阻劑的耐蝕刻性比第2範疇高。藉此，就算第1範疇的蝕刻率比第2範疇高，因阻劑的耐蝕刻性比第2範疇高，能夠減少電漿蝕刻所蝕刻的量，從而能夠減少與蝕刻率的分布相應的蝕刻量的差異。
<態樣2>
在態樣1所述之電子束照射裝置中，在前述偏向器係為了將電子束沿前述第1掃描方向掃描而設有第1電極；前述控制部係以使掃描前述第1範疇的第1期間中的施加至前述第1電極之電壓的每單位時間的變化比掃描前述第2範疇的第2期間中的施加至前述第1電極之電壓的每單位時間的變化小之方式控制前述偏向器。
藉由上述構成，在第1期間，電子束的第1掃描方向的移動比第2期間慢，因此，電子束的照射量比第2期間多，故在第1期間受電子束照射的範疇的阻劑的耐蝕刻性比在第2期間受電子束照射的範疇的阻劑的耐蝕刻性高。藉此，就算在第1期間受電子束照射的範疇的蝕 刻率高，因阻劑的耐蝕刻性高，能夠減少電漿蝕刻所蝕刻的量，能夠減少因蝕刻率的分布造成的蝕刻量的變異。
<態樣3>
在態樣2所述之電子束照射裝置中，前述第2期間係分成前半的期間與後半的期間；前述第1期間係夾在前述第2期間的前半的期間與前述第2期間的後半的期間之間的期間。
<態樣4>
在態樣1至3中任一態樣所述之電子束照射裝置中，前述第1範疇係蝕刻率超過閾值的範疇。
<態樣5>
在態樣1至3中任一態樣所述之電子束照射裝置中，前述第1範疇係設定在基板的大致中央。
<態樣6>
在態樣1至5中任一態樣所述之電子束照射裝置中，前述第1範疇為大致圓形。
<態樣7>
在態樣1至5中任一態樣所述之電子束照射裝置中，前述第1範疇為四邊形。
<態樣8>
在態樣1至7中任一態樣所述之電子束照射裝置中，前述第1掃描方向為水平方向。
<態樣9>
一種電子束控制方法，係具備令電子束偏向的偏向器、及控制前述偏向器掃描前述電子束的控制部之電子束照射裝置所執行的電子束控制方法，含有下述步驟：以使第1範疇內的第1掃描方向的電子束的移動速度比蝕刻率較前述第1範疇低的第2範疇的前述第1掃描方向的電子束的移動速度慢之方式控制前述電子束之步驟。
藉由上述構成，在第1範疇，電子束的第1掃描方向的移動比第2範疇慢，因此，電子束的照射量比第2範疇多，使得第1範疇的阻劑的耐蝕刻性比第2範疇高。藉此，就算第1範疇的蝕刻率比第2範疇高，因阻劑的耐蝕刻性比第2範疇高，能夠減少電漿蝕刻所蝕刻的量，從而能夠減少與蝕刻率的分布相應的蝕刻量的差異。
<態樣10>
一種程式，係作為控制偏向器以掃描電子束的控制部發揮功能之用的程式；前述控制部係以使第1範疇的第1掃描方向的電子束的移動速度比蝕刻率較前述第1範疇低的第2範疇的前述 第1掃描方向的電子束的移動速度慢之方式控制前述電子束。
藉由上述構成，在第1範疇，電子束的第1掃描方向的移動比第2範疇慢，因此，電子束的照射量比第2範疇多，使得第1範疇的阻劑的耐蝕刻性比第2範疇高。藉此，就算第1範疇的蝕刻率比第2範疇高，因阻劑的耐蝕刻性比第2範疇高，能夠減少電漿蝕刻所蝕刻的量，從而能夠減少與蝕刻率的分布相應的蝕刻量的差異。
(本實施形態的效果)
依據本實施形態，在第1範疇，電子束的第1掃描方向的移動比第2範疇慢，因此，電子束的照射量比第2範疇多，故在第1範疇，阻劑遮罩的耐蝕刻性比第2範疇高。藉此，就算第1範疇的蝕刻率比第2範疇高，因阻劑遮罩的耐蝕刻性比第2範疇高，能夠減少電漿蝕刻所蝕刻的量，從而能夠減少與蝕刻率的分布相應的蝕刻量的差異。
[本實施形態的實施方式]
第4A圖係示意性顯示作為目標的電子束的照射範疇41之圖。照射範疇41係形成有被蝕刻層的基板的一部分。如圖示，作為目標的照射範疇41為長方形，而實際上電子束係例如以離散的方式照射在第4A圖的點的位置。如第4A圖的折線所示，電子束係從第4A圖的左上往右下循序 掃描。
就一例而言，照射範疇41係分成第1範疇411與蝕刻率比第1範疇411低的第2範疇412。第1範疇411係蝕刻率超過閾值的範疇，係設定在基板的大致中央，此處，就一例而言，第1範疇411為四邊形。在第2範疇412中的位在第1範疇411之上的範疇，係在改變垂直方向的位置後沿水平方向掃描，共分別掃描5條線。然後，在含有第1範疇411的範疇，係在改變垂直方向的位置後沿水平方向掃描，就一例而言，共掃描11條線。然後，在第2範疇412中的位在第1範疇411之下的範疇，係在改變垂直方向的位置後沿水平方向掃描，共分別掃描5條線。以下進行說明。
如第4A圖所示，第1範疇411中的水平方向的點的間隔比外側的範疇窄。亦即，係以使第4A圖的第1範疇411內的水平方向的電子束的移動速度比第4A圖的第1範疇411外的水平方向的電子束的移動速度慢之方式構成。
針對此時的控制部13的處理進行說明。控制部13係以使第4A圖的第1範疇411內的水平方向的電子束的移動速度比第4A圖的第2範疇412的水平方向的電子束的移動速度慢之方式控制偏向器115。藉由上述構成，在第4A圖的第1範疇411內，電子束的水平方向的移動比第4A圖的第2範疇412慢，因此，電子束的照射量比第2範疇412多，故在第4A圖的第1範疇411內， 阻劑的耐蝕刻性比第4A圖的第2範疇412高。藉此，就算第4A圖的第1範疇411的蝕刻率比第2範疇412高，因阻劑的耐蝕刻性高，能夠減少電漿蝕刻所蝕刻的量，從而能夠減少與蝕刻率的分布相應的蝕刻量的差異。
在本實施形態中，作為一例，係針對偏向器115採用靜電偏向器時的情形進行說明。第4B圖係示意性顯示為了獲得第4A圖的照射範疇41而分別施加至偏向器115的電極H、V之電壓Vh(t)、Vv(t)之圖。更具體而言，係示意性顯示時刻t與分別施加至電極H、V之電壓Vh(t)、Vv(t)之關係。另外，偏向器115的電極H、V係分別為將電子束沿水平方向及垂直方向偏向之用的電極。此外，該些電壓Vh(t)、Vv(t)係由控制部13內的電子束控制部132(第1A圖)所控制。以下，為求簡化，以是由控制部13進行控制來說明。
電壓Vv(t)係當在某個時刻設定為某個值，便維持同一值達預定的期間T1，在經過該期間T1後設定為再大了達差分電壓△V1的值。上述過程係重複N1次(在第4B圖的例子中為5次，相當於5條線)。電壓Vv(t)係與照射範疇41中的垂直方向位置(第某條線)對應，更詳言之，電壓Vv(t)的值愈大，愈接近垂直方向的下端。因此，藉由對電極V施加如上述的電壓Vv(t)，使電子束的垂直方向的位置遷移。
該段期間中，電壓Vh(t)係以期間T1為週期進行線性變化。更具體言之，電壓Vh(t)係在該期間T1 以第1斜率線性增加。上述過程也是重複N1次。電壓Vh(t)係與照射範疇41中的水平方向位置(第某個點)對應，更詳言之，電壓Vh(t)的值愈大，愈接近水平方向的右端。因此，藉由對電極H施加如上述的電壓Vh(t)，使電子束的照射位置沿水平方向遷移。
然後，電壓Vv(t)係當設定為又再大了達差分電壓△V1的值，便維持同一值達預定的期間T2(>T1)，在經過該期間T2後設定為再大了達差分電壓△V1的值。上述過程係重複N2次(在第4B圖的例子中為11次，相當於11條線)。
該段期間中，電壓Vh(t)係以期間T2為週期呈折線狀變化。更具體言之，電壓Vh(t)係在前半的期間T21以第1斜率線性增加，在中盤的期間T22以比第1斜率小的第2斜率線性增加，在後半的期間T23以與前半的期間T21相同的第1斜率線性增加。亦即，期間T22中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4B圖中的電壓Vh(t)的斜率)係比期間T21及期間T23中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4B圖中的電壓Vh(t)的斜率)小。上述過程也是重複N2次(在第4B圖的例子中為11次，相當於11條線)。
然後，電壓Vv(t)係當設定為又再大了達差分電壓△V1的值，便維持同一值達預定的期間T1，在經過該期間T1後設定為再大了達差分電壓△V1的值。上述過程係重複N1次(在第4B圖的例子中為5次，相當於5 條線)。
該段期間中，電壓Vh(t)係以期間T1為週期進行線性變化。更具體言之，電壓Vh(t)係在該期間T1以第1斜率線性增加，在期間T1後回復成初始值Vh0。上述過程也是重複N1次。
在本實施形態中，具體而言，控制部13係以使第4B圖的期間T22中的電壓Vh(t)的每單位時間的變化比第4B圖的期間T21、T23中的電壓Vh(t)的每單位時間的變化小之方式控制偏向器115。藉由上述構成，在第4B圖的期間T22，電子束的水平方向的移動比第4B圖的期間T21、T23慢，因此，在第4B圖的期間T22受電子束照射的範疇的阻劑的耐蝕刻性比在第4B圖的期間T21、T23受電子束照射的範疇的阻劑的耐蝕刻性高。藉此，就算在第4B圖的期間T22受電子束照射的範疇的蝕刻率高，因阻劑的耐蝕刻性高，能夠減少電漿蝕刻所蝕刻的量，從而能夠減少與蝕刻率的分布相應的蝕刻量的差異。
另外，在本實施形態中雖係在水平方向放慢電子束的移動速度，但並不以此為限，亦可在垂直方向等任意方向放慢電子束的移動速度。此時，控制部13係亦可採用使第1範疇411的第1掃描方向的電子束的移動速度比第2範疇412的該第1掃描方向的電子束的移動速度慢之方式控制偏向器115。此處，第1掃描方向係包括水平方向及垂直方向在內的任意方向。
藉由上述構成，在第1範疇411，電子束的 水平方向的移動比第2範疇412慢，因此，電子束的照射量比第2範疇412多，故在第1範疇411，阻劑的耐蝕刻性比第2範疇412高。藉此，就算第1範疇411的蝕刻率比第2範疇412高，因阻劑的耐蝕刻性比第2範疇412高，能夠減少電漿蝕刻所蝕刻的量，從而能夠減少與蝕刻率的分布相應的蝕刻量的差異。
此外，就此時的具體處理而言，控制部13係亦可採用使掃描第1範疇411的第1期間(例如，第4B圖的期間T22)中的施加至第1電極之電壓的每單位時間的變化比掃描第2範疇412的第2期間(例如，第4B圖的期間T21及/或期間T23)中的施加至該第1電極之電壓的每單位時間的變化小之方式控制偏向器115。此處，第1電極係包括電極H、V在內的任意電極，乃係為了將電子束沿第1掃描方向掃描而設的電極。
藉由上述構成，在第1期間，電子束的掃描方向的移動比第2期間慢，因此，電子束的照射量比第2期間多，故在第1期間受電子束照射的範疇的阻劑的耐蝕刻性比在第2期間受電子束照射的範疇的阻劑的耐蝕刻性高。藉此，就算在第1期間受電子束照射的範疇的蝕刻率高，因阻劑的耐蝕刻性高，能夠減少電漿蝕刻所蝕刻的量，從而能夠減少與蝕刻率的分布相應的蝕刻量的差異。
此處，第2期間係分成前半的期間(例如，第4B圖的期間T21)與後半的期間(例如，第4B圖的期間T23)，第1期間(例如，第4B圖的期間T22)係夾在第2期 間的前半的期間(例如，第4B圖的期間T21)與第2期間的後半的期間(例如，第4B圖的期間T23)之間的期間。
另外，在本實施形態中雖係將放慢掃描速度的範疇採用長方形，但亦可為三角形，亦可為五邊形以上的多邊形。
(變形例)
接著，針對本實施形態的變形例進行說明。
在本實施形態中係將放慢掃描速度的範疇採用長方形，而本變形例的不同點在於採用的是大致圓形。
第4C圖係示意性顯示作為目標的電子束的照射範疇42之圖。照射範疇42係形成有被蝕刻層的基板的一部分。如圖示，作為目標的照射範疇42為大致圓形，而實際上電子束係例如以離散的方式照射在第4C圖的點的位置。如第4C圖的折線所示，電子束係以整體從上往下、在同一垂直位置上則從左往右的方式循序掃描。
就一例而言，照射範疇42係分成第1範疇421與蝕刻率比第1範疇421低的第2範疇422。第1範疇421係蝕刻率超過閾值的範疇，係設定在基板的大致中央。此處，就一例而言，第1範疇421為大致圓形。所謂的大致圓形，係包括真圓及橢圓，其外形線並不限於曲線，亦可為折線。在第2範疇422中的位在該第1範疇421之上的範疇，係在改變垂直方向的位置後沿水平方向掃描，共分別掃描5條線。然後，在含有第1範疇421的範疇， 係在改變垂直方向的位置後沿水平方向掃描，就一例而言，共掃描11條線。然後，在第2範疇422中的位在該第1範疇421之下的範疇，係在改變垂直方向的位置後沿水平方向掃描，共分別掃描5條線。
如第4C圖所示，第1範疇421中的水平方向的點的間隔比外側的範疇窄。亦即，係以使第4C圖的第1範疇421內的水平方向的電子束的移動速度比第4C圖的第1範疇421外的水平方向的電子束的移動速度慢之方式構成。
針對此時的控制部13的處理進行說明。控制部13係以使第4C圖的第1範疇421內的水平方向的電子束的移動速度比第4C圖的第1範疇421外的水平方向的電子束的移動速度慢之方式控制偏向器115。藉由上述構成，在第4C圖的第1範疇421，電子束的水平方向的移動比第4C圖的第2範疇422慢，因此，電子束的照射量比第2範疇422多，故在第4C圖的第1範疇421，阻劑的耐蝕刻性比第4C圖的第2範疇422高。藉此，就算第4C圖的第1範疇421的蝕刻率比第2範疇422高，因阻劑的耐蝕刻性比第2範疇422高，能夠減少電漿蝕刻所蝕刻的量，從而能夠減少與蝕刻率的分布相應的蝕刻量的差異。
第4D圖係示意性顯示在第4C圖的照射範疇42的點4P1至點4P2之間分別施加至偏向器115的電極H、V之電壓Vh(t)、Vv(t)之圖。同樣地，第4E圖係示意性顯示在第4C圖的照射範疇42的點4P2至點4P3之間 分別施加至偏向器115的電極H、V之電壓Vh(t)、Vv(t)之圖。第4D圖與第4E圖係示意性顯示時刻t與分別施加至電極H、V之電壓Vh(t)、Vv(t)之關係。
電壓Vv(t)係在某個時刻設定為某個值，在單位時間△t後設定為又再大了達差分電壓△V2的值。之後，電壓Vv(t)係維持同一值達預定的期間T11，經過期間T11後設定為再大了達差分電壓△V2的值。接著，電壓Vv(t)係維持同一值達預定的期間T12(>T11)，在經過該期間T12後設定為再大了達差分電壓△V2的值。接著，電壓Vv(t)係維持同一值達預定的期間T13(>T12)，在經過該期間T13後設定為再大了達差分電壓△V2的值。接著，電壓Vv(t)係維持同一值達預定的期間T14(>T13)，在經過該期間T14後設定為再大了達差分電壓△V2的值。電壓Vv(t)係與照射範疇42中的垂直方向位置(第某條線)對應，更詳言之，電壓Vv(t)的值愈大，愈接近垂直方向的下端。因此，藉由對電極V施加如上述的電壓Vv(t)，使電子束的垂直方向的位置遷移。
該段期間中，電壓Vh(t)係分別在相對應的期間T11、T12、T13、T14進行線性變化。更具體言之，電壓Vh(t)係在期間T11、T12、T13、T14以第1斜率線性增加。電壓Vh(t)係與照射範疇42中的水平方向位置(第某個點)對應，更詳言之，電壓Vh(t)的值愈大，愈接近水平方向的右端。因此，藉由對電極H施加如上述的電壓Vh(t)，使電子束的照射位置沿垂直方向遷移。
然後，電壓Vv(t)係當設定為又再大了達差分電壓△V2的值，便維持同一值達預定的期間T15(>T14)，在經過該期間T15後設定為再大了達差分電壓△V2的值。
該段期間中，電壓Vh(t)係在期間T15呈折線狀變化。更具體言之，電壓Vh(t)係在前半的期間T151以第1斜率線性增加，在中盤的期間T152以比第1斜率小的第2斜率線性增加，在後半的期間T153以與前半的期間T151相同的第1斜率線性增加。亦即，期間T152中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率)係比期間T151及期間T153中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率)小。
然後，電壓Vv(t)係當設定為又再大了達差分電壓△V2的值，便維持同一值達預定的期間T16(>T15)，在經過該期間T16後設定為再大了達差分電壓△V2的值。
該段期間中，電壓Vh(t)係在期間T16呈折線狀變化。更具體言之，電壓Vh(t)係在前半的期間T161以第1斜率線性增加，在中盤的期間T162以比第1斜率小的第2斜率線性增加，在後半的期間T163以與前半的期間T161相同的第1斜率線性增加。亦即，期間T162中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率)係比期間T161及期間T163中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率)小。
然後，電壓Vv(t)係當設定為又再大了達差分電壓△V2的值，便維持同一值達預定的期間T17(>T16)，在經過該期間T17後設定為再大了達差分電壓△V2的值。
該段期間中，電壓Vh(t)係在期間T17呈折線狀變化。更具體言之，電壓Vh(t)係在前半的期間T171以第1斜率線性增加，在中盤的期間T172以比第1斜率小的第2斜率線性增加，在後半的期間T173以與前半的期間T171相同的第1斜率線性增加。亦即，期間T172中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率)係比期間T171及期間T173中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率)小。
然後，電壓Vv(t)係當設定為又再大了達差分電壓△V2的值，便維持同一值達預定的期間T18(>T17)，在經過該期間T18後設定為再大了達差分電壓△V2的值。
該段期間中，電壓Vh(t)係在期間T18呈折線狀變化。更具體言之，電壓Vh(t)係在前半的期間T181以第1斜率線性增加，在中盤的期間T182以比第1斜率小的第2斜率線性增加，在後半的期間T183以與前半的期間T181相同的第1斜率線性增加。亦即，期間T182中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率)係比期間T181及期間T183中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率)小。
然後，電壓Vv(t)係當設定為又再大了達差分電壓△V2的值，便維持同一值達預定的期間T19(>T18)，在經過該期間T19後設定為再大了達差分電壓△V2的值。就一例而言，上述過程係重複3次。
該段期間中，電壓Vh(t)係在每個期間T19呈折線狀變化。更具體言之，電壓Vh(t)係在前半的期間T191以第1斜率線性增加，在中盤的期間T192以比第1斜率小的第2斜率線性增加，在後半的期間T193以與前半的期間T191相同的第1斜率線性增加。亦即，期間T192中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率)係比期間T191及期間T193中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率)小。
然後，電壓Vv(t)係當設定為又再大了達差分電壓△V2的值，便維持同一值達預定的期間T18，在經過該期間T18後設定為再大了達差分電壓△V2的值。
該段期間中，電壓Vh(t)係在期間T18呈折線狀變化。更具體言之，電壓Vh(t)係在前半的期間T181以第1斜率線性增加，在中盤的期間T182以比第1斜率小的第2斜率線性增加，在後半的期間T183以與前半的期間T181相同的第1斜率線性增加。亦即，期間T182中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率)係比期間T181及期間T183中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率) 小。
然後，電壓Vv(t)係當設定為又再大了達差分電壓△V2的值，便維持同一值達預定的期間T17，在經過該期間T17後設定為再大了達差分電壓△V2的值。
該段期間中，電壓Vh(t)係在期間T17呈折線狀變化。更具體言之，電壓Vh(t)係在前半的期間T171以第1斜率線性增加，在中盤的期間T172以比第1斜率小的第2斜率線性增加，在後半的期間T173以與前半的期間T171相同的第1斜率線性增加。亦即，期間T172中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率)係比期間T171及期間T173中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率)小。
然後，電壓Vv(t)係當設定為又再大了達差分電壓△V2的值，便維持同一值達預定的期間T16，在經過該期間T16後設定為再大了達差分電壓△V2的值。
該段期間中，電壓Vh(t)係在期間T16呈折線狀變化。更具體言之，電壓Vh(t)係在前半的期間T161以第1斜率線性增加，在中盤的期間T162以比第1斜率小的第2斜率線性增加，在後半的期間T163以與前半的期間T161相同的第1斜率線性增加。亦即，期間T162中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率)係比期間T161及期間T163中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率) 小。
然後，電壓Vv(t)係當設定為又再大了達差分電壓△V2的值，便維持同一值達預定的期間T16，在經過該期間T16後設定為再大了達差分電壓△V2的值。
該段期間中，電壓Vh(t)係在期間T15呈折線狀變化。更具體言之，電壓Vh(t)係在前半的期間T151以第1斜率線性增加，在中盤的期間T152以比第1斜率小的第2斜率線性增加，在後半的期間T153以與前半的期間T151相同的第1斜率線性增加。亦即，期間T152中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率)係比期間T151及期間T153中的每單位時間的電壓Vh(t)的變化(亦即第4D圖中的電壓Vh(t)的斜率)小。
然後，電壓Vv(t)係維持同一值達預定的期間T14，經過期間T14後設定為再大了達差分電壓△V2的值。接著，電壓Vv(t)係維持同一值達預定的期間T13，在經過該期間T13後設定為再大了達差分電壓△V2的值。接著，電壓Vv(t)係維持同一值達預定的期間T12，在經過該期間T12後設定為再大了達差分電壓△V2的值。接著，電壓Vv(t)係維持同一值達預定的期間T11，在經過該期間T11後設定為再大了達差分電壓△V2的值。
該段期間中，電壓Vh(t)係分別在相對應的期間T11、T12、T13、T14線性變化。更具體言之，電壓Vh(t)係在期間T11、T12、T13、T14以第1斜率線性增加。
在本實施形態中，具體而言，控制部13係以使第4D圖的期間T152中的電壓Vh(t)的每單位時間的變化比第4D圖的期間T151、T153中的電壓Vh(t)的每單位時間的變化小之方式控制偏向器115。藉由上述構成，在第4D圖的期間T152，電子束的水平方向的移動比第4D圖的期間T151、T153慢，因此，在第4D圖的期間T152受電子束照射的範疇的阻劑的耐蝕刻性比在第4D圖的期間T151、T153受電子束照射的範疇的阻劑的耐蝕刻性高。藉此，就算在第4D圖的期間T152受電子束照射的範疇的蝕刻率高，因阻劑的耐蝕刻性高，能夠減少電漿蝕刻所蝕刻的量，從而能夠減少與蝕刻率的分布相應的蝕刻量的差異。
同樣地，控制部13係以使第4D圖的期間T162中的電壓Vh(t)的每單位時間的變化比第4D圖的期間T161、T163中的電壓Vh(t)的每單位時間的變化小之方式控制偏向器115。藉由上述構成，在第4D圖的期間T162，電子束的水平方向的移動比第4D圖的期間T161、T163慢，因此，在第4D圖的期間T162受電子束照射的範疇的阻劑的耐蝕刻性比在第4D圖的期間T161、T163受電子束照射的範疇的阻劑的耐蝕刻性高。藉此，就算在第4D圖的期間T162受電子束照射的範疇的蝕刻率高，因阻劑的耐蝕刻性高，能夠減少電漿蝕刻所蝕刻的量，從而能夠減少與蝕刻率的分布相應的蝕刻量的差異。
另外，亦可係將執行本實施形態及變形例 的控制部的各處理之用的程式記錄在電腦可讀取的記錄媒體，令電腦讀入記錄在該記錄媒體的程式，由處理器執行，藉此，進行本實施形態及變形例的控制部的上述各種處理。
另外，在本實施形態及變形例中，就一例而言，偏向器115係以靜電偏向器進行說明，但並不以此為限，偏向器115係亦可為電磁偏向器，此時係對偏向器115的電極H、V分別施加電流。
此外，電子束的照射量相對較多的範疇並不限於矩形或圓形的中央範疇，既不問範疇的形狀，也不問範疇的位置，亦可為存在於複數處而非僅存在於一處。在電子束的照射量相對較多的範疇存在於複數處的情形中，既不問範疇各者的大小，電子束的照射量亦可依每一範疇而異，電子束的照射量並非只有高或低兩種。
另外，本電子束產生裝置係不僅能夠適用至電子束照射裝置，亦能夠適用至曝光裝置和檢查裝置。
(第4實施形態) [技術領域]
本實施形態係有關電子束照射裝置、電子束位置檢測系統、電子束位置檢測方法及程式。
[背景技術]
在電子束照射裝置中，為了進行電子束的照射範疇的校正，習知技術係檢測電子束在大致垂直於電子束的行進 方向之平面內的位置(以下，稱為射束位置)。
(本實施形態所欲解決之課題)
然而，能夠直接觀察射束位置的微通道板(Micro Channel Plate；MCP)有昂貴的問題。此外，也有按每個預定的區域配置矽光二極體(silicon photo diode)的方法，但有昂貴的問題。另一方面，能夠檢測射束位置的螢光屏雖然便宜，但有可能造成柱內微粒污染的問題。
有鑒於此，本實施形態的課題係提供能夠抑制檢測射束位置時的成本且減少污染之電子束照射裝置、電子束位置檢測系統、電子束位置檢測方法及程式。
(解決課題的手段) <態樣1>
一種電子束照射裝置，係具備：偏向器，係令電子束偏向；控制部，係控制前述偏向器以掃描前述電子束；板，係按預先設定的每一範疇具有固有的複數個貫通孔的空間配置；捕捉器，係捕捉前述電子束之中通過前述貫通孔的電子；及電流計，係測量前述捕捉器捕捉到的電子所引起的電流；前述控制部係利用按前述板的每一前述範疇掃描前 述電子束時由前述電流計測量得的電流的位置的分布，檢測前述電子束在大致垂直於前述電子束的行進方向之平面內的位置。
藉由上述構成，由於測量到電流的位置(射束點(spot))的空間分布是按每一範疇而固有，故能夠判斷電子束通過的是哪個範疇。此外，是使用板與捕捉器與電流計進行檢測，因此能夠抑制檢測射束位置時的成本。此外，不會在電子束照射裝置內產生粉塵，因此能夠減少污染。此外，板不易損壞，因此能夠長期間穩定地檢測射束位置。
<態樣2>
在態樣1所述之電子束照射裝置中，前述貫通孔的直徑係比前述電子束徑小。
藉由上述構成，由於測量到電流的位置(射束點)的直徑比電子束徑小、該射束點的空間分布是按每一範疇而固有，故能夠判斷電子束通過的是哪個範疇。
<態樣3>
在態樣1或態樣2所述之電子束照射裝置中，在前述板係在前述範疇各者設有不同於前述複數個貫通孔的第2貫通孔且為與前述電子束徑大致同徑的第2貫通孔；前述控制部係根據所測量到的電流，以使前述電子束在大致垂直於前述電子束的行進方向之平面內的位置一致 於一個前述第2貫通孔之方式控制前述偏向器。
藉由上述構成，能夠使電子束在水平方向的位置一致於第2貫通孔的位置。
<態樣4>
在態樣3所述之電子束照射裝置中，前述第2貫通孔係配置在相對應範疇的大致中央。
藉由上述構成，能夠使電子束的水平位置一致於相對應範疇的大致中央的位置。
<態樣5>
在態樣1至4中任一態樣所述之電子束照射裝置中，在前述板係更設有直徑比前述電子束徑大的第3貫通孔。
藉由上述構成，當電子束通過第3貫通孔的幾乎正中央時，電子束會直接通過而使得電子束全部到達捕捉器，因此，電流計係能夠測量電子束一次照射的電流量。
<態樣6>
在態樣5所述之電子束照射裝置中，前述第3貫通孔係配置在前述板的大致中央。
藉由上述構成，能夠確實地測量電子束一次照射的電流量。
<態樣7>
在態樣1至6中任一態樣所述之電子束照射裝置中，在前述板係更設有直徑比前述電子束小的第4貫通孔。
藉由上述構成，當電子束以橫穿過第4貫通孔的方式移動時，能夠從捕捉器所捕捉到的電子的量、亦即從電流計的電流值，量測電子束的電子密度的空間分布。
<態樣8>
在態樣1至6中任一態樣所述之電子束照射裝置中，在前述板與前述捕捉器之間係復具備設有開口的金屬構件；在前述金屬構件係施加負電壓。
藉由上述構成，金屬構件帶負電，因此照射至捕捉器再反彈的二次電子係再被金屬構件反射。因此。該二次電子亦被捕捉器捕捉。藉此，能夠防止二次電子彈出到外部。
<態樣9>
一種電子束位置檢測系統，係具備：板，係按預先設定的每一範疇具有固有的複數個貫通孔的空間配置；捕捉器，係捕捉前述電子束之中通過前述貫通孔的電子；及 電流計，係測量前述捕捉器捕捉到的電子所引起的電流；及控制部，係利用按前述板的每一前述範疇掃描前述電子束時由前述電流計測量得的電流的位置的分布，檢測前述電子束在大致垂直於前述電子束的行進方向之平面內的位置。
<態樣10>
一種電子束位置檢測方法，係含有下列步驟：在按預先設定的每一範疇具有固有的複數個貫通孔的空間配置之板的每一前述範疇掃描電子束時，捕捉器係捕捉該電子束之中通過前述貫通孔的電子之步驟；電流計係測量由前述捕捉器捕捉到的電子所引起的電流之步驟；及控制部係利用由前述電流計測量到的電流的位置的分布，檢測前述電子束在大致垂直於前述電子束的行進方向之平面內的位置之步驟。
<態樣11>
一種程式，係供電子束位置檢測系統的電腦執行之用的程式，且前述電子束位置檢測系統係具備按預先設定的每一範疇具有固有的貫通孔的空間分布之板、捕捉電子束之中通過前述貫通孔的電子之捕捉器、及測量前述捕捉器捕捉到的電子所引起的電流之電流計，前述程式係含有下 述步驟：利用按前述板的每一前述範疇掃描前述電子束時由前述電流計測量到的電流的位置的分布，檢測前述電子束在大致垂直於前述電子束的行進方向之平面內的位置之步驟。
(本實施形態的效果)
依據本實施形態的電子束照射裝置，由於測量到電流的位置(射束點)的空間分布是按每一範疇而固有，故能夠判斷電子束通過的是哪個範疇。此外，是使用板與捕捉器與電流計進行檢測，因此能夠抑制檢測射束位置時的成本。此外，不會在電子束照射裝置內產生粉塵，因此能夠減少污染。此外，板不易損壞，因此能夠長期間穩定地檢測射束位置。
[本實施形態的實施方式]
在本實施形態中，為了檢測電子束的位置，使用專用的板52。此外，使用該板52，在投入試樣(sample)前自動調整電子束的照射位置。
第5A圖係顯示本實施形態的電子束位置檢測系統500的概略構成之圖。電子束位置檢測系統500係檢測電子束的位置。如第5A圖所示，電子束位置檢測系統500係具備板52、配置在板52之下的捕捉器54、連接至捕捉器54的電流計55、及控制部13。在板52係設有讓 照射自電子束產生裝置112的電子束EB通過的複數個貫通孔。電流計55係連接至控制部13內的全體控制部131。電子束控制部132係根據來自全體控制部131的控制指令，控制施加至設置在偏向器151的電極5115之電壓。
第5B圖係本實施形態的量測單元127的俯視圖。如第5B圖所示，量測單元127係具備框體51及設置在框體51之上的板52。如第5B圖所示，在板52係設有複數個貫通孔。
第5C圖係本實施形態的量測單元127的將板52移除時的俯視圖。如第5C圖所示，量測單元127係更具備格子狀的金屬構件(亦稱為格網(mesh))53及補捉電子的捕捉器54。
第5D圖係顯示第5B圖的AA剖面之概略剖面圖。如第5D圖所示，金屬構件53係設置在板52與捕捉器54之間，固定在框體51的內部。此外，金屬構件53係連接至電源56的負極。在金屬構件53係施加負電壓。藉此，金屬構件53帶負電，因此，如箭頭5A1所示照射至捕捉器54再反彈的二次電子係如箭頭5A2所示再被金屬構件53反射。因此，該二次電子亦被捕捉器54捕捉。藉此，能夠防止二次電子飛出框體51外部。
捕捉器54係捕捉藉由電子束產生裝置112產生的電子束之中通過貫通孔的電子。此處，本實施形態的捕捉器54係法拉第杯(Faraday cup)。
電流計55係檢測捕捉器54捕捉到的電子 所引起的電流。表示電流計55所測量出的電流值之電流值信號係傳送給控制部13。
第5E圖係顯示板52的貫通孔的配置的一例之圖。如第5E圖所示，在本實施形態中，就一例而言，就貫通孔而言設有四種相異直徑的貫通孔。在本實施形態中，作為一例，貫通孔係配置成互不干涉。
如第5E圖所示，在板52設定有複數個範疇。此處，就一例而言，在板52預先設定有範疇(以虛線框起的範疇)5R1至5R25共25個範疇，貫通孔的空間分布(例如，貫通孔的空間配置或貫通孔的形狀或兩者的搭配)是按該些預先設定的每一範疇而固有。第1貫通孔的直徑係例如為電子束的射束徑的2/3左右的大小。貫通孔的空間分布是按板52中的預先設定的每一範疇而固有，因此電流空間分布亦是按該些每一範疇而固有。利用此點，控制部13係利用在按板52的每一範疇掃描電子束時由電流計55測量出的電流的位置的分布，來檢測電子束在水平方向的位置。藉此，由於測量到電流的位置(射束點)的空間分布是按每一範疇而固有，故能夠判斷電子束通過的是哪個範疇。
此處，作為一例，就貫通孔的一種而言，設有直徑比電子束徑小的複數個(此處，作為一例為三個)第1貫通孔(例如，5M51、5M52、5M53)。此外，板52中的第1貫通孔的空間配置是按每一範疇而固有。第1貫通孔的直徑係例如為電子束的射束徑的2/3左右的大小。第 1貫通孔的空間配置是按板52中的預先設定的每一範疇而固有，因此電流空間分布亦是按該些每一範疇而固有。此外，係以電子束的全體的照射範圍的位置沒有偏移為前提。利用此點，控制部13係利用根據在按板52的每一範疇掃描電子束時由電流計55測量的電流而得的電流空間分布，檢測電子束在大致垂直於電子束的行進方向之平面內的位置(射束位置)。藉此，由於測量到電流的位置(射束點)的直徑比電子束徑小、該射束點的空間分布是按每一範疇而固有，故能夠判斷電子束通過的是哪個範疇。
在板52係在上述範疇各者設有與電子束徑大致同徑的第2貫通孔5L1至5L25。當使電子束在大致垂直於電子束的行進方向之平面內的位置一致於一個第2貫通孔的位置時，測量得的電流便成為最大。利用此點，控制部13係根據所測量得的電流，以使電子束在大致垂直於電子束的行進方向之平面內的位置一致於第2貫通孔之方式控制偏向器151。藉此，能夠使電子束在水平方向的位置一致於第2貫通孔的位置。此處，第2貫通孔5L1至5L25係配置在相對應範疇的大致中央。藉此，能夠使電子束的水平位置一致於相對應範疇的大致中央的位置。為了實現藉由控制部13將電子束的水平位置調整至各範疇的中心，第2貫通孔5L1至5L25係較佳為比其他的周圍的第1貫通孔(例如，5M51、5M52、5M53)的直徑大1.5倍以上。關於具體的處理，於後與第5F圖的流程圖一同說明。
在板52係更設有直徑比電子束徑大的第3 貫通孔5LL。藉此，當電子束通過第3貫通孔5LL的幾乎正中央時，電子束會直接通過而使得電子束全部到達捕捉器54，因此，電流計55係能夠測量電子束一次照射的電流量。第3貫通孔5LL係配置在板52的大致中央(範疇5R13內)。藉此，能夠確實地測量電子束一次照射的電流量。
在板52係復設有直徑比電子束小的九個第4貫通孔(例如，第4貫通孔5S5)。該些第4貫通孔係量測電子束的射束強度分布(beam profile)之用。藉此，當電子束以橫切過第4貫通孔5S1至5S25的方式移動時，能夠從捕捉器54所捕捉到的電子的量、亦即從電流計55的電流值，量測電子束的電子密度的空間分布。在本實施形態中，作為一例，第4貫通孔(例如，第4貫通孔5S5)的直徑係比第1貫通孔(例如，5M51、5M52、5M53)小。
接著，利用第5F圖，說明使電子束的水平位置一致於相對應範疇的大致中央的位置之處理進行說明。第5F圖係顯示使電子束的位置一致於板52右上的範疇的中心之處理的一例之流程圖。在本流程圖中，係利用設置在板52右上的範疇5R5的第2貫通孔5L5的直徑為與電子束的直徑大致相同這點，來使電子束一致於該第2貫通孔5L5的位置。此處，將分別施加至偏向器115的電極H、V之電壓(以下，稱為偏向電壓)稱為Vh、Vv。偏向電壓Vh係沿水平方向掃描之用的電壓，偏向電壓Vv係沿垂直方向掃描之用的電壓。
(步驟S501)能夠掃描板52右上的範疇5R5的電子束的偏向電壓Vh、Vv係根據位置與電子能量預先計算而設定。此處，就一例而言，偏向電壓Vh、Vv係皆為1V至3V，可變量皆為2V。
首先，控制部13係以對與板52右上的範疇5R5對應的右上偏向範圍，每隔預先決定的第1垂直間隔，以預先決定的第1水平間隔沿水平方向掃描之方式控制偏向器115。
(步驟S502)接著，控制部13係檢測電流計55的檢測電流為最大時的偏向電壓，分別作為偏向電壓Vhmax、Vvmax。當為該些偏向電壓Vhmax、Vvmax時，電子束係通過板52右上的範疇5R5的大致中央。此外，控制部13係將該檢測電流為最大時的偏向電壓Vhmax、Vvmax記憶至未圖示的記憶體。此處，係例如設檢測電流為最大時的偏向電壓Vh、Vv分別為2.1V、2.2V來進行說明。藉此，能夠以粗略的位置精度檢測板52右上的範疇5R5的中心。
(步驟S503)接著，控制部13係將偏向電壓Vh的偏向可變量及偏向電壓Vv的偏向可變量例如設定為一半。此處，例如，當將偏向可變量設定為2V的一半即1V，偏向電壓Vh便以2.1V為中心且因偏向可變量為1V而取1.6V至2.6V的值，偏向電壓Vv便以2.2V為中心且因偏向可變量為1V而取1.7V至2.7V的值。
(步驟S504)接著，控制部13係以在以偏向 電壓Vhmax、Vvmax為中心、偏向電壓Vh的偏向可變量及偏向電壓Vv的偏向可變量為步驟S501時的一半之條件下開始掃描之方式控制偏向器115。此時，例如，亦可每隔比第1垂直間隔小的第2垂直間隔，以比第1水平間隔小的第2水平間隔掃描。藉此，能夠以比步驟S502時高的位置精度檢測板52右上的範疇5R5的中心。
(步驟S505)於每次變更偏向電壓Vh、Vv，控制部13係判定電流計55的檢測電流是否與預先設定的設定電流值大致相同。此處，所謂的大致相同，係指檢測電流落在以設定電流值為基準的預定的範圍內時。此處，設定電流值係藉由電子束產生裝置112產生的電子束的每單位時間的電荷量。
(步驟S506)當在步驟S505中，檢測電流與預先設定的設定電流值並非大致相同時，控制部13係變更至下個偏向電壓Vh、Vv，處理係回到步驟S505。
(步驟S507)另一方面，當在步驟S505中，檢測電流與預先設定的設定電流值大致相同時，係推定電子束通過了板52右上的範疇5R5的第2貫通孔5L5，因此控制部13係停止偏向電壓Vh、Vv的變更。第2貫通孔5L5係位在板52右上的範疇5R5的中心，因此此時電子束通過了板52右上的範疇5R5的中心。如上述，能夠先以最初的掃描，檢測在板52右上的範疇5R5的大致中央時的偏向電壓Vhmax、Vvmax，再以後續的掃描將電子束對位至板52右上的範疇5R5的中心。至此，結束本流程圖 的處理。
以上，本實施形態的電子束照射裝置係具備：偏向器115，係令電子束偏向；控制部13，係控制偏向器115掃描電子束；板52，係按預先設定的每一範疇具有固有的複數個貫通孔的空間配置；捕捉器54，係捕捉藉由電子束產生裝置112產生的電子束之中通過該貫通孔的電子；及電流計55，係測量捕捉器54捕捉到的電子所引起的電流。控制部13係利用在按板52的每一範疇掃描電子束時由電流計55測量出的電流的位置的分布，檢測該電子束在大致垂直於電子束的行進方向之平面內的位置。
藉由上述構成，由於測量到電流的位置(射束點)的空間分布是按每一範疇而固有，故能夠判斷電子束通過的是哪個範疇。此外，是使用板52與捕捉器54與電流計55進行檢測，因此能夠抑制檢測射束位置時的成本。此外，不會在電子束照射裝置內產生粉塵，因此能夠減少污染。此外，板52不易損壞，因此能夠長期間穩定地檢測射束位置。
另外，本實施形態的第1貫通孔的形狀雖為大致圓形，但並不以此為限。第1貫通孔的形狀係亦可依每一範疇而異，例如為依每一範疇而互異的數字的形狀等。貫通孔的形狀係可為任何形狀，可為大致圓形，亦可為四邊形，亦可為三角形，亦可為其他多邊形。
另外，亦可係將執行本實施形態及變形例的控制部的各處理之用的程式記錄在電腦可讀取的記錄媒 體，令電腦讀入記錄在該記錄媒體的程式，由處理器執行，藉此，進行本實施形態及變形例的控制部的上述各種處理。
另外，在本實施形態中，金屬構件53雖為格子狀，但並不以此為限，金屬構件53係亦可為將正六邊形的開口設置成蜂巢(honeycomb)狀，金屬構件53係只有設有開口即可。
另外，本電子束產生裝置係不僅能夠適用至電子束照射裝置，亦能夠適用至曝光裝置和檢查裝置。
(第5實施形態) [技術領域]
本實施形態係有關電子束照射裝置。
[背景技術]
本案的申請人曾提出對試樣照射電子束進行表面處理的電子束照射裝置(參照專利文獻1)。在該電子束照射裝置中，係設有令載台升降的升降(lift)機構，在載台上的試樣上方係配置有施加針腳。藉由升降機構令載台上升使施加針腳接觸載台上的試樣表面，藉此，使試樣表面的電位連接至接地電位而穩定化。
然而，在如上述的電子束照射裝置中，係有因來自升降機構的生塵和釋氣(outgas)釋放到真空腔內而污染真空腔內的環境之問題。
(本實施形態所欲解決之課題)
提供能夠防止在令施加針腳頂壓在試樣台上的試樣進行導通時因來自升降機構的生塵和釋氣而污染真空腔內的環境之電子束照射裝置。
(解決課題的手段) <態樣1>
一種電子束照射裝置，係具備：試樣台，係在真空腔內保持試樣；電子源，係產生照射至前述試樣台上的試樣之電子束；及電位控制部，係控制前述試樣台上的試樣的電位；前述電位控制部係具有：施加針腳，係配置在前述試樣台上的試樣上方；及施加針腳升降機構，係配置在前述真空腔外部，能夠令前述施加針腳上下移動而頂壓在前述試樣台上的試樣表面。
<態樣2>
在態樣1所述之電子束照射裝置中，前述施加針腳係具有彈簧針腳。
<態樣3>
在態樣1或態樣2所述之電子束照射裝置中，前述施 加針腳係設置在朝上下方向延伸的支持構件的上端部；前述支持構件的下端部係貫通前述真空腔的底部伸出至外部；前述支持構件的下端部與真空腔的底部之間係由能夠伸縮的伸縮體(bellows)氣密地包覆著；前述施加針腳升降機構係連接至前述支持構件的下端部。
<態樣4>
在態樣3所述之電子束照射裝置中，前述支持構件係具有筒形狀；電性連接至前述施加針腳的導線係通過前述支持構件的內側，經由設在前述支持構件的下端部之饋通(feedthrough)而拉出至外部。
<態樣5>
在態樣1至4中任一態樣所述之電子束照射裝置中，前述施加針腳係連接至接地電位。
<態樣6>
在態樣1至5中任一態樣所述之電子束照射裝置中，前述施加針腳係具有一對針腳構件；前述電位控制部係更具有檢測手段，該檢測手段係對其中一個針腳構件施加電壓來檢測其中一個針腳構件與另 一個針腳構件之間的導通。
<態樣7>
在態樣6所述之電子束照射裝置中，前述電位控制部係當前述檢測手段未檢測到導通時，重新進行以前述檢測手段進行的對其中一個針腳構件的電壓施加。
<態樣8>
在態樣6所述之電子束照射裝置中，前述電位控制部係當前述檢測手段未檢測到導通時，重新進行以前述施加針腳升降機構進行的前述施加針腳對試樣表面的頂壓。
(本實施形態的效果)
在電子束照射裝置中，能夠防止在令施加針腳頂壓在試樣台上的試樣進行導通時因來自移動機構的生塵和釋氣而污染真空腔內的環境。
[本實施形態的實施方式] (試樣的電位控制)
第6A圖係放大顯示本實施形態的電子束照射裝置10的施加針腳125的構成之概略圖。
如第6A圖所示，電子束照射裝置10係具備：試樣台124，係在真空腔121內保持試樣W；電子源112(參照第1A圖)，係產生照射至試樣台124上的試樣W 之電子束；及電位控制部620，係控制試樣台124上的試樣W的電位。
如前述，在電子束照射裝置10中，照射能量係取決於電子源(電子束產生裝置)112的電位(例如-0.2kV至-5kV)與試樣W的電位之差，故若試樣W的電位為浮動，照射能量便會不穩定。因此，利用電位控制部620控制試樣W的電位(例如，連接至接地電位)。
如第6A圖所示，電位控制部620係具有：施加針腳125，係配置在試樣台124上的試樣W上方；及施加針腳升降機構630，係配置在真空腔121外部，能夠令施加針腳125上下移動而頂壓在試樣台124上的試樣W表面。
其中，施加針腳125係較佳為具有彈簧針腳。在試樣W表面成膜有絕緣膜的情形中，當藉由施加針腳升降機構630使彈簧針腳頂壓在試樣W表面時，彈簧針腳會磨擦試樣W表面，藉此，絕緣膜的一部分被彈簧針腳刮掉。藉此，彈簧針腳便能夠貫穿試樣W表面的絕緣膜而與試樣W的導電部分確實地導通。
在圖示的例子中，施加針腳125係設置在朝上下方向延伸的支持構件622的上端部。支持構件622的下端部係貫通真空腔121的底部伸出至外部。
在支持構件622的下端部的周圍係有能夠伸縮的伸縮體623配置成與支持構件622呈同軸狀，支持構件622的下端部與真空腔121的底部之間係由能夠伸縮 的伸縮體623氣密地包覆著。
施加針腳升降機構630係在真空腔121的外部連接至支持構件622的下端部。
更詳言之，如第6A圖所示，施加針腳升降機構630係具有滾珠螺桿(ball screws)633、中介聯結器634(coupling)而連接至滾珠螺桿633的馬達(motor)635、能夠沿著滾珠螺桿633上下移動的安裝構件631、及導引安裝構件631的線性導引件(linear guide)632，安裝構件631係安裝在支持構件622的下端部。
當藉由馬達635的輸出使滾珠螺桿633轉動，安裝構件631便與支持構件622及施加針腳125一起沿著滾珠螺桿633上下移動。
在施加針腳升降機構630的動作時，從施加針腳升降機構630會產生粉塵和釋氣。然而，支持構件622的下端部與真空腔121的底部之間由能夠伸縮的伸縮體623氣密地包覆著，故來自施加針腳升降機構630的生塵和釋氣係被伸縮體623阻擋，並不會通過真空腔121的底部的貫通孔621侵入內部。
在圖示的例子中，施加針腳125係連接至接地電位。更詳言之，支持構件622係具有筒形狀，電性連接至施加針腳125的導線625係通過支持構件622的筒的內側，經由設在支持構件622的下端部之饋通624而拉出至外部，連接至接地電位。
第6B圖係顯示電位控制部620的配線之概 略圖。
如第6B圖所示，施加針腳125係具有一對針腳構件671、672。
電位控制部620係更具有檢測手段673，該檢測手段673係對其中一個針腳構件671施加與另一個針腳構件672不同的電壓(例如，正電壓)來檢測其中一個針腳構件671與另一個針腳構件672之間的導通。
在其中一個針腳構件671與檢測手段673之間係配置有繼電器(relay)674。藉由切換繼電器674，使其中一個針腳構件671連接至接地電位(0V)與檢測手段673的輸出電壓(正電壓)其中任一者。
藉由以檢測手段673檢測其中一個針腳構件671與另一個針腳構件672之間的導通，能夠容易地確認當將施加針腳125頂壓在試樣台124上的試樣W表面時，試樣W與施加針腳125是否導通。
電位控制部620係構成為：當檢測手段673未檢測到試樣W與施加針腳125之間的導通時，藉由操作繼電器674而重新進行以檢測手段673進行的對其中一個針腳構件671的電壓施加。依據本案發明人等的驗證，在偶爾檢測手段673未檢測到試樣W與施加針腳125之間的導通時，仍有可能藉由重新進行檢測手段673對其中一個針腳構件671的電壓施加，從而能夠檢測到試樣W與施加針腳125之間的導通。
就變形例而言，電位控制部620係亦可構 成為：當檢測手段673未檢測到試樣W與施加針腳125之間的導通時，重新進行以施加針腳升降機構630進行的施加針腳125對試樣W表面的頂壓。藉由如上述的態樣，同樣有可能從而能夠檢測到試樣W與施加針腳125之間的導通。
接著，參照第6C圖，說明電子束照射裝置10的動作的一例。第6C圖係顯示在對某個試樣W的電子束照射結束後搬送下個試樣W進行電子束照射時的處理的流程之流程圖。
在第6C圖所示的例子中，首先，進行試樣W的搬送準備。亦即，停止對已完成表面處理的試樣W之電子束照射(步驟S601)，將微粒捕集器11B(參照第1A圖)插入真空管111內(步驟S602)。藉此，能夠防止微粒從之後操作的閘閥落到試樣W上。接著，關閉閘閥11A(步驟S603)。藉此，將真空管111內(尤其是電子束產生裝置112附近)與主腔121內分離。接著，施加針腳升降機構630令施加針腳125上升，施加針腳125從試樣W表面離開(步驟S604)。
接著，進行試樣W的搬送。亦即，打開搬送用的閘閥122(步驟S605)，將已完成表面處理的試樣W從主腔121搬出，並且將下個試樣W搬入主腔121內(步驟S606)。然後，關閉搬送用的閘閥122(步驟S607)。
接著，進行對下個試樣W的電子束照射。亦即，施加針腳升降機構630令施加針腳125下降，施加 針腳125接觸試樣W的表面(步驟S608)。
在本實施形態中，施加針腳升降機構630配置在真空腔121外部，故防止因來自施加針腳升降機構630的生塵和釋氣而污染真空腔121內的環境。
接著，檢測手段673對其中一個針腳構件671施加電壓(例如，正電壓)來檢測其中一個針腳構件671與另一個針腳構件672之間的導通(步驟S609)。接著，電位控制部620係判定檢測手段673是否檢測到導通(步驟S610)。
當判定為檢測手段673未檢測到導通時(步驟S610：「否」)，切換繼電器674，重新從檢測手段673對其中一個針腳構件671施加電壓。接著，從步驟S610重新進行處理。
另一方面，當判定為檢測手段673檢測到導通時(步驟S610：「是」)，係保證試樣W的表面電位連接至接地電位。當主腔121內的真空排氣完成，便打開閘閥11A(步驟S611)，將微粒捕集器11B從真空管111拔出(步驟S612)。接著，開始對試樣W的電子束照射(步驟S613)。
依據如上述的本實施形態，將令施加針腳125頂壓在試樣台124上的試樣W表面進行導通之用的施加針腳升降機構630配置在真空腔121外部，故能夠防止因來自施加針腳升降機構630的生塵和釋氣而污染真空腔121內的環境。
此外，依據本實施形態，在將施加針腳125頂壓在試樣台124上的試樣W表面時，藉由施加針腳升降機構630使施加針腳125上下移動，保持試樣W的試樣台124並不上下移動。因此，試樣台124係能夠將電子束之照射對象即試樣W穩定地保持在預定位置。
此外，依據本實施形態，施加針腳125具有彈簧針腳，故在試樣W表面成膜有絕緣膜的情形中，當藉由施加針腳升降機構630使彈簧針腳頂壓在試樣表面時，試樣W表面的絕緣膜係被彈簧針腳刮掉。藉此，彈簧針腳便能夠貫穿試樣W表面的絕緣膜而與試樣W的導電部分確實地導通。
此外，依據本實施形態，檢測手段673對施加針腳125的其中一個針腳構件671施加電壓來檢測其中一個針腳構件671與另一個針腳構件672之間的導通，故能夠容易地確認當將施加針腳125頂壓在試樣台124上的試樣W表面時，試樣W與施加針腳125是否導通。
(量測單元的設置)
回到第1A圖，在本實施形態中，量測電子束的量測單元127係設置成無法在真空腔121內移動。
假設將量測單元127構成為能夠在真空腔121內移動，此時，在量測單元127的移動時，電性連接至量測單元127的纜線(cable)也移動而撓曲，故有可能因撓曲的纜線抵碰磨擦周圍的構件而產生粉塵。
相對於此，依據本實施形態，將量測電子束的量測單元127設置成無法在真空腔121內移動，故能夠避免伴隨量測單元127的移動而產生的粉塵。
(機器手的教示方法)
接著，參照第6D圖至第6F圖，針對搬送試樣W的機器手641的教示方法進行說明。第6D圖係顯示與機器手641的教示有關的構成之俯視圖。第6E圖係顯示第6D圖中沿A-A線的剖面之圖。第6F圖係教示板660的俯視圖。
如第6D圖及第6E圖所示，本實施形態的電子束照射裝置10係更具備教示板660。就教示板660的材質而言，例如使用透明的樹脂。
如第6F圖所示，在教示板660的表面係附加有與機器手641相同形狀的劃線661。此外，在教示板660，係以圍在劃線661周圍的方式形成有複數個(在圖示的例子中為四個)定位用孔652。
另一方面，在試樣台124，係以與教示板660的定位用孔652對應的方式形成有複數個(在圖示的例子中為四個)定位用孔651。另外，定位用孔651係配置在支撐試樣W的試樣支撐柱(pin)650所圍起的區域的內側。
在如上述構成的電子束照射裝置10中，在進行機器手641的教示時，首先，在試樣台124上配置教示板660代替試樣W。教示板660係以從試樣台124突出 的試樣支撐柱650的前端保持。
接著，如第6E圖所示，將共同的定位銷(pin)653分別插入教示板660的定位用孔652與試樣台124的定位用孔651。藉此，使教示板660正確地定位在試樣台124的預先決定好的位置。
接著，機器手641係從搬送用腔640通過搬送用閘閥122伸到主腔121。接著，機器手641係伸入試樣台124與教示板660之間的空間。
接著，藉由目視或CCD(Charge Coupled Device；電荷耦合元件)感測器等檢測器，從教示板660上方確認機器手641的位置。此外，以使機器手641與教示板660的劃線661吻合的方式進行機器手641的教示。
依據如上述的教示方法，經驗少的技術人員也能夠容易地進行機器手641的教示。
另外，如上述的教示方法係既可在大氣壓的環境下進行，亦可在真空環境下進行。當在真空環境下進行時，係同電子束照射時的情形，能夠加入主腔121的歪斜的影響來進行教示，故較佳。
(第6實施形態) [技術領域]
本實施形態係有關連結法蘭尺寸相異之配管的連結器具。
[背景技術]
第7A圖係顯示連結法蘭尺寸相異之配管的習知的連結配管790的一例之概略圖。如第7A圖所示，例如，在連結電子束照射裝置的柱側的ICF70規格的法蘭721與渦輪分子泵側的ICF114規格的法蘭722時，係使用具有ICF70規格的第1法蘭部791與ICF114規格的第2法蘭部792之連結配管790(亦有稱為異徑接管(nipple))。連結配管790的第1法蘭部791係在將第1密封墊(gasket)794夾在中間的狀態下以螺絲鎖固在柱側的法蘭721，第2法蘭部792係在將第2密封墊795夾在中間的狀態下以螺絲鎖固在渦輪分子泵側的法蘭722。
此外，若能夠縮短配管距離，則能夠實現節省空間(space)並且能夠提升排氣效率。此外，例如在配管為橫向延伸時能夠提高連結部分的耐荷重。
然而，在習知的連結配管790中，第1法蘭部791與第2法蘭部792之間存在有筒狀的本體部793，連結配管790全體的長度係例如為100mm。要縮短配管距離勢必要縮短本體部793的長度，但例如若將本體部793的長度縮短到比螺絲的長度短，則在將第1法蘭部791以螺絲鎖固時，螺絲頭便會與第2法蘭部792發生物理性干涉，而無法將第1法蘭部791以螺絲鎖固。因此，在習知的連結配管790中，縮短配管距離係有其極限。
(本實施形態所欲解決之課題)
提供在連結法蘭尺寸相異之配管時能夠縮短配管距 離之連結器具。
(解決課題的手段) <態樣1>
一種連結器具，係連結法蘭尺寸相異之配管的連結器具，具備：第1法蘭構件，係層疊配置在小徑側的法蘭；及第2法蘭構件，係層疊配置在前述第1法蘭構件與大徑側的法蘭之間；前述第2法蘭構件係具有伸入前述第1法蘭構件的內側之凸部；在前述第1法蘭構件係形成有與前述小徑側的法蘭的固定用孔同軸的第1固定用孔；在前述第1法蘭構件與前述第2法蘭構件係分別形成有與前述大徑側的法蘭的固定用孔同軸的第2固定用孔。
<態樣2>
在態樣1所述之連結器具中，在前述凸部的前端係施作有錐面(taper)。
<態樣3>
在態樣1或態樣2所述之連結器具中，前述第1法蘭構件的外徑及前述第2法蘭構件的外徑係分別與前述大徑 側的法蘭的外徑等徑。
<態樣4>
一種方法，係使用態樣1至3中任一態樣所述之連結器具連結法蘭尺寸相異之配管的方法；將前述第1法蘭構件層疊配置在小徑側的法蘭；在前述第1固定用孔與前述小徑側的法蘭的固定用孔插入共同的螺絲，將前述第1法蘭構件以螺絲鎖固在前述小徑側的法蘭；將第1密封(seal)構件插入至前述第1法蘭構件的內側；將前述第2法蘭構件層疊配置在前述第1法蘭構件，將前述第1密封構件夾在伸入前述第1法蘭構件的內側之凸部與前述小徑側的法蘭之間；一邊將第2密封構件夾於前述第2法蘭構件與大徑側的法蘭之間，一邊將前述大徑側的法蘭層疊配置在前述第2法蘭構件；在前述第1法蘭構件的第2固定用孔與前述第2法蘭構件的第2固定用孔與前述大徑側的法蘭的固定用孔共同地插入螺絲，將前述第1法蘭構件及前述第2法蘭構件與前述大徑側的法蘭鎖在一起。
<態樣5>
在態樣4所述之方法中，前述第1密封構件及前述第 2密封構件為密封墊或O形環(O ring)。
<態樣6>
一種電子束照射裝置，係具備：柱；渦輪分子泵；及連結前述柱側的法蘭及前述渦輪分子泵側的法蘭的態樣1至3中任一項所述之連結器具。
(本實施形態的效果)
在連結法蘭尺寸相異之配管時能夠縮短配管距離。
[本實施形態的實施方式]
第7B圖係顯示本實施形態的連結器具710的一例之概略圖。連結器具710係用於連結法蘭尺寸相異之配管。具體而言，例如，連結器具710係用於連結配置在電子束照射裝置10的柱111(參照第1A圖)側的小徑側的法蘭721(例如，ICF70規格的法蘭)與配置在渦輪分子泵118側的大徑側的法蘭722(例如，ICF114規格的法蘭)。
如第7B圖所示，連結器具710係具備：第1法蘭構件711，係層疊配置在小徑側的法蘭721；及第2法蘭構件712，係層疊配置在第1法蘭構件711與大徑側的法蘭722之間。
第7C圖係第1法蘭構件711的俯視圖，第 7D圖係顯示第1法蘭構件711的沿A-A線的剖面之圖。
如第7C圖及第7D圖所示，第1法蘭構件711係具有環型的圓板形狀。第1法蘭構件711的內徑係比小徑側的法蘭721的內徑大，當將第1法蘭構件711層疊配置在小徑側的法蘭721，小徑側的法蘭721的一部分(內徑側部分)便會露出。此外，第1法蘭構件711的外徑係與大徑側的法蘭722的外徑等徑。
如第7C圖所示，在第1法蘭構件711，係以與小徑側的法蘭721的固定用孔對應的方式，與小徑側的法蘭721的固定用孔同軸地形成有複數個(在圖示的例子中為六個)第1固定用孔711a。如第7D圖所示，在第1固定用孔711a的一端係設有收容螺絲頭之用的平底擴孔711c。
此外，如第7C圖所示，在第1法蘭構件711，係以與大徑側的法蘭722的固定用孔對應的方式，與大徑側的法蘭722的固定用孔同軸地形成有複數個(在圖示的例子中為六個)第2固定用孔711b。
第7E圖係第2法蘭構件712的俯視圖，第7F圖係顯示第2法蘭構件712的沿B-B線的剖面之圖。
如第7E圖及第7F圖所示，第2法蘭構件712係具有：本體部712d，係具有環型的圓板形狀；及凸部712a，係伸入第1法蘭構件711的內側。凸部712a係具有圓筒形狀，以從本體部712d同軸狀地延伸的方式設置。此外，本體部712d的外徑係與大徑側的法蘭722的外 徑等徑。
如第7E圖所示，在第2法蘭構件712的本體部712d，係以與大徑側的法蘭722的固定用孔對應的方式，與大徑側的法蘭722的固定用孔同軸地形成有複數個(在圖示的例子中為六個)第2固定用孔712b。
如第7F圖所示，在第2法蘭構件712的凸部712a的前端係施作有錐面712c，有助於壓扁後述的第1密封構件714。
接著，參照第7G圖，說明連結器具710的使用方法。第7G圖係顯示使用連結器具710連結法蘭尺寸相異之配管的方法的一例之流程圖。
在第7G圖所示的例子中，首先，將第1法蘭構件711同軸地層疊配置在小徑側的法蘭721(步驟S701)。接著，以使第1法蘭構件711的第1固定用孔711a與小徑側的法蘭721的固定用孔相對向的方式，在周方向上對位。
接著，在第1法蘭構件711的第1固定用孔711a與小徑側的法蘭721的固定用孔插入共同的螺絲，將第1法蘭構件711以螺絲鎖固在小徑側的法蘭721(步驟S702)。在第1固定用孔711a的端部係形成有平底擴孔711c，故螺絲頭係收容在平底擴孔711c，不會突出到第1法蘭構件711外側。
接著，將第1密封構件714同軸地插入至第1法蘭構件711的內側(步驟S703)。第1密封構件714 係可為金屬製的密封墊，亦可為樹脂製的O形環。
將第2法蘭構件712層疊配置在第1法蘭構件711(步驟S704)。第2法蘭構件712的凸部712a係伸入第1法蘭構件711的內側，將第1密封構件714夾在凸部712a與小徑側的法蘭721之間。藉由凸部712a伸入第1法蘭構件711的內側，使第2法蘭構件712係以上述狀態保持。接著，以使第2法蘭構件712的第2固定用孔712b與第1法蘭構件711的第2固定用孔711b相對向的方式，在周方向進行對位。
接著，一邊將第2密封構件715夾於第2法蘭構件712的本體部712d與大徑側的法蘭722之間，一邊將大徑側的法蘭722層疊配置在第2法蘭構件712(步驟S705)。第2密封構件715係亦可為金屬製的密封墊，亦可為樹脂製的O形環。接著，以使大徑側的法蘭722的固定用孔與第2法蘭構件712的第2固定用孔712b及第1法蘭構件711的第2固定用孔711b相對向的方式，在周方向進行對位。
接著，在第1法蘭構件711的第2固定用孔711b與第2法蘭構件712的第2固定用孔712b與大徑側的法蘭722的固定用孔插入共同的螺絲，將第1法蘭構件711及第2法蘭構件712與大徑側的法蘭722鎖在一起(步驟S706)。此時，第1密封構件714係在第2法蘭構件712的凸部712a與小徑側的法蘭721之間被壓扁，藉此，使第2法蘭構件712與小徑側的法蘭721氣密地連結。此外， 第2密封構件715係在第2法蘭構件712的本體部712d與大徑側的法蘭722之間被壓扁，藉此，使第2法蘭構件712與大徑側的法蘭722氣密地連結。
依據如上述的本實施形態，將第1法蘭構件711以螺絲鎖固在小徑側的法蘭721，並且將第1法蘭構件711與第2法蘭構件712與大徑側的法蘭722鎖在一起，藉此，透過連結器具710將小徑側的法蘭721與大徑側的法蘭722氣密地連結。由於連結器具710並不需要如習知的連結配管790的筒狀的本體部793(參照第7A圖)，因此能夠大幅縮短配管距離。依據本案發明人等的實際驗證，相對於在習知的連結配管790中配管距離為100mm，在本實施形態中係能夠將配管距離縮短至17.5mm。藉此，能夠實現節省空間，並且能夠提升排氣效率。此外，例如在配管為橫向延伸時能夠提高連結部分的耐荷重。
此外，依據本實施形態，在第2法蘭構件712的凸部712a的前端係施作有錐面712c，故在第2法蘭構件712的凸部712a與小徑側的法蘭721之間將第1密封構件714壓扁時，使從凸部712a施加至第1密封構件714的荷重提高而有助於壓扁第1密封構件714。
此外，依據本實施形態，第1法蘭構件711的外徑及第2法蘭構件712的外徑分別與大徑側的法蘭722的外徑等徑，故第1法蘭構件711或第2法蘭構件712不會往徑方向超出，達成節省空間。
(第7實施形態) [技術領域]
本實施形態係有關電子束產生裝置，具體而言係有關令複數道電子束產生的電子束產生裝置。
[背景技術]
關於電子束照射裝置，有對試樣照射一道電子束的電子束照射裝置，也有對試樣照射複數道電子束的電子束照射裝置。後者的電子束照射裝置係必須令複數道電子束產生。此時，可考慮：設置形成有複數個開口的光闌，藉由令一道電子束通過該些複數個開口而分離成複數道電子束。
(本實施形態所欲解決之課題)
然而，在如上述的電子束產生裝置中，因電子束被光闌攔阻(cut)，故效率差。
有鑒於此，本實施形態的課題在於提供高效率地令複數道電子束產生的電子束產生裝置及具備該電子束產生裝置的電子束照射裝置。
(解決課題的手段) <態樣1>
一種電子束產生裝置，係具備：光電面，係接收光、發射電子束；光闌，係與前述光電面相對向；第1絕緣層，係設置在前述光闌與前述光電面之間；複數個電極，係設置在前述光闌與前述第1絕緣層之間；及第2絕緣層，係設置在前述光闌與前述複數個電極之間；在前述光闌、前述第2絕緣層、前述複數個電極各者及前述第1絕緣層，係以使前述光電面的複數處露出的方式，設置有開口。
<態樣2>
一種電子束產生裝置，係具備：第1絕緣層，係設有複數個開口；光電面，係具有配置在前述複數個開口的至少一部分的複數個接收光、發射電子束的光電元件；光闌，係與前述第1絕緣層相對向；複數個電極，係設置在前述光闌與前述第1絕緣層之間；及第2絕緣層，係設置在前述光闌與前述複數個電極之間；在前述光闌、前述第2絕緣層及前述複數個電極各者，係以使前述複數個光電元件各者露出的方式，設置有 開口。
<態樣3>
一種電子束產生裝置，係具備：光電面，係接收光、發射電子束；複數個電極，係在與前述光電面的至少一部分相對向的位置設置開口，且與前述光電面分隔；第1絕緣層及第2絕緣層，係皆設置有開口，且將前述複數個電極以不封住其開口的方式包夾，前述第1絕緣層位在靠近前述光電面之側，前述第2絕緣層位在遠離前述光電面之側；及光闌，係設置有開口，以不封住前述第2絕緣層的開口的方式，與前述第2絕緣層相對向設置。
<態樣4>
在態樣1至態樣3中任一態樣所述之電子束產生裝置中，能夠對前述複數個電極分別獨立施加電壓。
<態樣5>
在態樣1至4中任一態樣所述之電子束產生裝置中，能夠對前述複數個電極各者，切換施加令電子束發射之用的第1電壓及不令電子束發射之用的第2電壓其中一者。
<態樣6>
在態樣1至4中任一態樣所述之電子束產生裝置中，能夠對前述複數個電極各者，切換施加相應於前述光電面的功函數及照射至前述光電面的光的頻率而定的閾值電壓以上的第1電壓及比前述閾值電壓低的第2電壓其中一者。
<態樣7>
在態樣1至6中任一態樣所述之電子束產生裝置中，前述複數個電極各者係由複數極構成。
另外，本電子束產生裝置係不僅能夠適用至電子束照射裝置，亦能夠適用至曝光裝置和檢查裝置。
(本實施形態的效果)
能夠高效率地令電子束產生。
[本實施形態的實施方式]
第8A圖係顯示本實施形態的電子束產生裝置112的剖面圖。電子束產生裝置112係具備：由玻璃(glass)等絕緣物構成的基板81、光電面82、絕緣層83、由複數個電極840構成的電極陣列84、絕緣層85、及光闌86。另外，電子束產生裝置112係由第1A圖的電子束控制部132所控制，而電子束控制部132係亦可為電子束產生裝置112的一部分。
第8B圖係從下方觀看光電面82所見之圖。光電面82係由工作函數低的光電子產生物質構成。光 電面82為矩形，形成在基板81(參照第8A圖)。光電面82係施加有基準電壓(例如GND)。此外，光電面82係接收紫外線和雷射(laser)光之類的光，發射電子束。
第8C圖係從下方觀看絕緣層83所見之圖。絕緣層83係由陶瓷(ceramic)和Kapton片(Kapton sheet)等構成。絕緣層83的外形為矩形，內部係有複數個大致為圓形的開口83a形成矩陣(matrix)狀。絕緣層83係配置在光電面82的正下方(參照第8A圖)，藉此，光電面82的一部分係被絕緣層83覆蓋，其他一部分(即與開口83a相對向的部分)係露出。
第8D圖係從下方觀看電極陣列84所見之圖。各電極840的外形大致為正方形，內部係形成有大致為圓形的開口84a。該開口84a係比絕緣層83的開口83a小。如上述的電極840係在絕緣層83的正下方配置成矩陣狀(參照第8A圖)。更詳言之，係以使各電極840的開口84a位在絕緣層83的開口83a的中央之方式配置電極陣列84。從光電面82到電極陣列84為止的距離係例如為數μm至數mm。
此外，如第8D圖所示，從電極840的各者往外部連接有配線84b(第8A圖中未圖示)。相應於電子束控制部132(第1A圖)的控制，透過各配線84b對各電極840施加預定的電壓(詳情於後說明)。配線84b係亦可印刷(print)在絕緣層83或絕緣層85。
在第8A圖中，絕緣層85係與絕緣層83為 相同形狀，也形成有開口85a。此外，雖是以兩絕緣層83、85夾著電極840，但電極840的開口84a並未被封住。
第8E圖係從下方觀看光闌86所見之圖。光闌86係由鉭和鉬等金屬等構成。光闌86的外形為矩形，內部係有複數個大致為圓形的開口86a形成矩陣狀。該開口86a係比電極840的開口84a小。如上述的光闌86係配置在絕緣層85的正下方(參照第8A圖)。更詳言之，係以使光闌86的開口86a位在絕緣層85的開口85a的中央之方式配置光闌86。換言之，光闌86係以不讓絕緣層85露出的方式覆蓋絕緣層85。
另外，在光闌86的下方係設有正極(anode)(未圖示)，施加比基準電壓高數V至數十kV程度的電壓。
如以上利用第8A圖至第8E圖之說明，在電子束產生裝置112中，光闌86係與光電面82相對向。在光闌86與光電面82之間設置絕緣層83。此外，在光闌86與絕緣層83之間設置複數個電極840。此外，在光闌86與複數個電極840之間設置絕緣層85。此外，在光闌86、絕緣層85、複數個電極840各者及絕緣層83，係以使光電面82的複數處露出的方式，分別形成有開口86a、85a、84a、83a。
換言之，在電子束產生裝置112的構成中，複數個電極840各者係在與光電面82的至少一部分相對向的位置設置開口84a，且與光電面82分隔。形成有開口83a、85a的絕緣層83、85係將複數個電極840以不封住 其開口84a的方式包夾。此外，形成有開口86a的光闌86係以不封住絕緣層85的開口85a的至少一部分之方式，與絕緣層85相對向設置。
藉由如上述構成的電子束產生裝置112，來自光電面82的露出位置的電子束係通過開口86a、85a、84a、83a。
該電子束產生裝置112係動作如下。
在各電極840係能夠相應於電子束控制部132(第1A圖)的控制而切換施加令電子束發射之用的開(on)電壓與不令電子束發射之用的關(off)電壓。開電壓的電壓為施加至光電面82的基準電壓以上，關電壓的電壓為比基準電壓低。就一例而言，當基準電壓為GND時，開電壓為0V至數V程度，關電壓為負(minus)數V程度。
在對某電極840施加有關電壓時，在光電面82的表面會產生負的障壁，故電子束不會發射。
在對某電極840施加有開電壓時，障壁不會產生，故電子束被引出，電子束係通過電極840的開口84a而發射。
另外，當將本電子束產生裝置112適用至電子束照射裝置時，電子束控制部132係亦可對全部的電極840共同地施加開電壓或關電壓。另一方面，當將本電子束產生裝置112適用至曝光裝置和檢查裝置時，電子束控制部132係較佳為能夠對複數個電極840個別施加開電壓或關電壓。藉此，能夠精細地控制電子束的照射區域，從 而例如能夠製作曝光裝置用的描繪圖案。
如上述，藉由在與電極840的開口84a相對向的位置具有光闌86的開口86a之構成，使得絕大部分來自光電面82的電子束不會被光闌86攔阻，從而能夠高效率地運用對試樣W的照射。此外，對光闌86的衝撞能量低，幾乎不會產生X射線，無需X射線對策。
此外，係將絕緣層83、85相對向於光電面82配置。因此，即使電子束與氣體發生衝撞而產生正離子(ion)，該正離子也幾乎不會到達光電面82，從而抑制光電面82的劣化。
此外，能夠縮短基板81到光闌86的距離，故光路長度變短。由於不會從光電面82流通大電流至光闌86，故抑制起因於Boersch效應的解析度之降低。
此外，當不想對試樣W照射電子束時(所謂的遮沒(blanking))，係例如不需要以偏向器115(第1A圖)令電子束大幅偏向，只要對電極840施加關電壓即可。因沒有令電子束本身產生，能夠抑制污染(contamination)。
另外，電子束控制部132係較佳為亦能夠對光闌86施加電壓。能夠藉由施加電壓將所發射的電子束偏向，從而電子束產生裝置112亦能夠兼作為偏向器。
接著，顯示第8A圖所示的電子束產生裝置112的模擬結果。在第8A圖中，基板81採用玻璃基板。關於絕緣層83、85，厚度採用10μm，開口83a、85a的直徑採用10μm。關於各電極840，厚度採用2μm，開口84a 的直徑採用6μm。關於光闌86，厚度採用2μm，開口86a的直徑採用4μm。一個電極840的開口84a的中心與相鄰之電極840的開口84a的中心之距離，採用30μm。
此外，就計算條件而言，電子的發射能量Eem採用0.2eV。另外，電子的發射能量Eem係以下式表示。
Eem=h ν-W
此處，h為普朗克常數(Planck constant)，ν為照射至光電面82的光(例如紫外線)的頻率，W為光電面82的工作函數。
第8F圖至第8J圖係分別顯示施加至各電極840的電壓為-1.00V、-0.50V、-0.13V、0.00V、+2.00V時所發射的電子束的形狀之模擬結果。
在第8F圖及第8G圖中，由於所施加的電壓(分別為-1.00V、-0.50V)比電子的發射能量Eem低，故在光電面82與電極陣列84之間形成-0.2V的等電位線。因此，因該負的障壁，使電子束沒有到達電極陣列84。
在第8H圖中，由於所施加的電壓比電子的發射能量Eem高，故在光電面82與電極陣列84之間沒有形成障壁。此外，由於所施加的電壓為負電壓(-0.13V)，故電子束朝遠離電極840內周端的方向(往開口84a中心靠近的方向)轉向(換言之，電子束縮束)後再通過光闌86的開口86a。
在第8I圖中，由於所施加的電壓比電子的 發射能量Eem高，故在光電面82與電極陣列84之間沒有形成障壁。此外，由於所施加的電壓為0.00V，故電子束直接通過電極840的開口84a後再通過光闌86的開口86a。
在第8J圖中，由於所施加的電壓比電子的發射能量Eem高，故在光電面82與電極陣列84之間沒有形成障壁。此外，由於所施加的電壓為正電壓(+2.00V)，故電子束朝往電極840內周端靠近的方向(遠離開口84a中心的方向)轉向(換言之，電子束擴束)後再通過光闌86的開口86a。
如上述，藉由對電極840施加比與電子的發射能量Eem(在本例中為-0.2eV)對應的閾值電壓(在本例中為-0.2V)高的電壓來使電子束發射。亦即，只要能夠對電極840切換施加如上述的閾值電壓以上的電壓與比閾值電壓低的電壓即可。
第8K圖係顯示施加至相鄰之電極840a至840c的電壓分別為-0.50V、-0.13V、-0.50V時所發射的電子束的形狀之模擬結果。如圖示，在電極840a、840c係施加-0.50V(<Eem)，故電子束沒有到達該些電極840a、840c。另一方面，在電極840b係施加-0.13V(>Eem)，故電子束通過與電極840b對應的光闌86的開口86a。如上述，係能夠按每個電極840控制是否令電子束發射。
第8L圖係第8A圖的變形例的電子束產生裝置112’的剖面圖。以下，以與第8A圖之間的相異點為中心進行說明。
第8M圖係從下方觀看光電面82所見之圖。相較於第8A圖的電子束產生裝置112，光電面82的形狀不同。光電面82係由配置成矩陣狀的複數個幾近圓形的光電元件82b構成。將如上述的光電面82形成在基板81(參照第8L圖)。
回到第8L圖，絕緣層83、電極陣列84、絕緣層85及光闌86的形狀係分別與在第8C圖至第8E圖所示的形狀相同。其中，絕緣層83係以將光電元件82b收納在其開口83a內的方式形成在基板81。
如上述，在電子束產生裝置112’中，係在基板上設置設有複數個開口83a的絕緣層83。此外，將光電面82所具有的光電元件82b配置在開口83a的至少一部分。光闌86係與絕緣層83相對向。在光闌86與絕緣層83之間設置複數個電極840。此外，在光闌86與複數個電極840之間設置絕緣層85。此外，在光闌86、絕緣層85及複數個電極840各者，係以使複數個光電元件82b各者露出的方式，分別設置開口86a、85a、84a。
換言之，在電子束產生裝置112’的構成中，複數個電極840各者係在與光電面82的至少一部分相對向的位置設置開口84a，且與光電面82分隔。形成有開口83a、85a的絕緣層83、85係將複數個電極840以不封住其開口84a的方式包夾。此外，形成有開口86a的光闌86係以不封住絕緣層85的開口85a的至少一部分之方式，與絕緣層85相對向設置。
如上述的第8L圖所示的電子束產生裝置112’亦為了讓來自光電面82的光電元件82b的電子束通過開口84a、85a、86a而與第8A圖所示電子束產生裝置112同樣地動作。
第8N圖至第8Q圖係顯示電極840的變化之圖。如各圖所示，電極840的外形係亦可為大致圓形。此外，電極840係亦可為圓孔(第8N圖)、4極(第8O圖)、8極(第8P圖)、12極(第8Q圖)等。當電極840如第8O圖至第8Q圖所示以複數極構成時，藉由如各圖示施加透鏡電壓V1、x方向偏向電壓Vx及y方向偏向電壓Vy，使電極840作為透鏡兼偏向器發揮功能。
如上述，在本實施形態中，係將形成有開口84a的複數個電極840與光電面82相對向配置，且將形成有開口86a的光闌86配置在與開口84a相對向的位置。因此，被光闌86攔阻的電子束係變少，從而能夠高效率地令複數道電子束產生。
21:調整板
22:電流計
23:圖像形成部
24:判定部
25:控制參數更新部
26:射束掃描器
27:偏向器電源
112:電子束產生裝置(電子源)
115:偏向器
131:全體控制部
132:電子束控制部
200:照射區域調整系統
2115:電極

Claims (7)

  1. 一種電子束的照射範疇修正方法，係在意圖將來自電子束產生裝置的電子束藉由對第1電極施加隨時間t變化的電壓V1(t)而沿第1方向掃描、藉由對第2電極施加隨時間t變化的電壓V2(t)而沿與前述第1方向正交的第2方向掃描，藉此以長方形的範疇作為目標而照射電子束的電子束照射裝置中，當電子束的照射範疇非形成為長方形而是形成為沿前述第1方向歪斜的概略平行四邊形時，藉由對前述第1電極施加電壓V1(t)+kV2(t)(k為常數)、對前述第2電極施加電壓V2(t)，以使電子束的照射範疇成為長方形的方式進行修正。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子束的照射範疇修正方法，其中，前述k係以使電子束的照射範疇接近長方形的方式設定。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之電子束的照射範疇修正方法，其中，前述第1方向的歪斜愈大，前述k的絕對值設定得愈大。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電子束的照射範疇修正方法，其中，前述電壓V2(t)係將成為某值而經過期間T0後變化成別的值之過程重複N0次；前述電壓V1(t)係將以前述期間T0為週期進行線性變化之過程重複前述N0次；前述T0、N0係分別與前述長方形的前述第1方向的長度及前述第2方向的長度對應。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電子束的照射範疇修正方法，其中，前述電壓V1(t)係將成為某值而經過期間T0後變化成別的值之過程重複N0次；前述電壓V2(t)係將以前述期間T0為週期進行線性變化之過程重複前述N0次；前述期間T0、N0係分別與前述長方形的前述第2方向的長度及前述第1方向的長度對應。
  6. 一種電子束照射裝置，係意圖將來自電子束產生裝置的電子束藉由對第1電極施加隨時間t變化的電壓V1(t)而沿第1方向掃描、藉由對第2電極施加隨時間t變化的電壓V2(t)而沿與前述第1方向正交的第2方向掃描，藉此以長方形的範疇作為目標而照射電子束者，前述電子束照射裝置具備：當電子束的照射範疇非形成為長方形而是形成為沿前述第1方向歪斜的概略平行四邊形時，對前述第1電極施加電壓V1(t)+kV2(t)(k為常數)、對前述第2電極施加電壓V2(t)之電子束控制裝置；藉此，以使電子束的照射範疇成為長方形的方式進行修正。
  7. 一種電子束照射裝置，係具備：電子束產生裝置，係產生電子束；第1電極，係將來自前述電子束產生裝置的電子束沿第1方向偏向；第2電極，係將來自前述電子束產生裝置的電子束沿與前述第1方向正交的第2方向偏向；及 電子束控制裝置，係控制要施加至前述第1電極及前述第2電極之電壓；當意圖將來自電子束產生裝置的電子束藉由對前述第1電極施加隨時間t變化的電壓V1(t)而沿前述第1方向掃描、藉由對前述第2電極施加隨時間t變化的電壓V2(t)而沿前述第2方向掃描，藉此以長方形的範疇作為目標照射電子束，但電子束的照射範疇非形成為長方形而是形成為沿前述第1方向歪斜的概略平行四邊形時，前述電子束控制裝置係對前述第1電極施加電壓V1(t)+kV2(t)(k為常數)、對前述第2電極施加電壓V2(t)，藉此，以使電子束的照射範疇成為長方形的方式進行修正。
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