TWI815117B - 多荷電粒子束照射裝置及多荷電粒子束照射方法 - Google Patents

多荷電粒子束照射裝置及多荷電粒子束照射方法 Download PDF

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Abstract

本發明的一形態提供一種可在抑制作動率的惡化的同時適當地更換遮沒孔徑陣列基板的多荷電粒子束照射裝置及多荷電粒子束照射方法。多荷電粒子束照射裝置包括：成形孔徑陣列基板，在多個第一開口使荷電粒子束穿過而形成多射束；多個遮沒孔徑陣列基板，設置有使對應的射束穿過的多個第二開口，且於各第二開口配置有遮沒器；可動台，於與沿著光軸的第一方向正交的第二方向上隔開間隔地搭載多個遮沒孔徑陣列基板，並於第二方向上移動而使多個遮沒孔徑陣列基板中的一個位於光軸上；以及對準機構，進行光軸上的遮沒孔徑陣列基板與成形孔徑陣列基板的對準調整。

Description

多荷電粒子束照射裝置及多荷電粒子束照射方 法 [相關申請案]
本申請案享有以日本專利申請案2020-164005號(申請日：2020年9月29日)為基礎申請案的優先權。本申請案藉由參照所述基礎申請案而包含基礎申請案的全部內容。
本發明是有關於一種多荷電粒子束照射裝置及多荷電粒子束照射方法。
伴隨著大型積體電路(large scale integration，LSI)的高積體化，半導體元件所要求的電路線寬度逐年細微化。為了於半導體元件形成所期望的電路圖案，採用下述方法，即：使用縮小投影型曝光裝置，將形成於石英上的高精度的原畫圖案(遮罩、或特別是在步進機或掃描器中使用者亦稱為光罩(reticle))縮小轉印至晶圓上。高精度的原畫圖案藉由電子束描繪裝置來描繪，且利用所謂的電子束微影(lithography)技術。
使用多射束的描繪裝置與利用一條電子束描繪的情況相比，可一次照射多條射束，因此可使產量大幅度提高。於多射束描繪裝置的一形態即使用遮沒孔徑陣列(blanking aperture array)基板的多射束描繪裝置中，例如，將設置有多個開口的成形孔徑陣列基板搭載於平台上，藉由使平台移動而進行成形孔徑陣列基板與設置有多個開口及各開口的遮沒器(blanker)(電極對)的遮沒孔徑陣列基板的對準(alignment)調整。於對準後的描繪步驟中，使自一個電子槍放出的電子束通過成形孔徑陣列基板而形成多射束(多個電子束)，使所形成的多射束的各射束通過遮沒孔徑陣列基板的對應的開口，且藉由配置於對應的開口的遮沒器針對各射束個別地選擇有無偏轉。經遮沒器偏轉的電子束被遮蔽，未經偏轉的電子束照射至試樣上而於描繪中使用。為了避免因電子束與空氣中的分子的碰撞而對電子束的位置精度帶來影響，電子束的照射在將多射束描繪裝置的電子鏡筒內保持為真空的狀態下進行。
然而，於現狀的多射束描繪裝置中，於更換性能已劣化的遮沒孔徑陣列基板的情況下，需要進行裝置的大氣化、分解及再組裝，因此裝置的作動率惡化。
本發明的一形態在於提供一種可在抑制作動率的惡化的同時適當地更換遮沒孔徑陣列基板的多荷電粒子束照射裝置及多荷電粒子束照射方法。
本發明的一形態的多荷電粒子束照射裝置包括：放出部，放出荷電粒子束；成形孔徑陣列基板，設置有多個第一開口，在多個第一開口使荷電粒子束部分地穿過而形成多射束；多個遮 沒孔徑陣列基板，設置有使多射束中的對應的射束穿過的多個第二開口，且於各第二開口配置有進行射束的遮沒偏轉的遮沒器；可動台，於與沿著光軸的第一方向正交的第二方向上隔開間隔地搭載多個遮沒孔徑陣列基板，並於第二方向上移動而使多個遮沒孔徑陣列基板中的一個位於光軸上；以及對準機構，進行位於光軸上的一個遮沒孔徑陣列基板與成形孔徑陣列基板的對準調整。
於所述多荷電粒子束照射裝置中，可更包括控制電路，所述控制電路以對位於光軸上的一個遮沒孔徑陣列基板的遮沒器進行驅動的方式，來切換對多個遮沒孔徑陣列基板的遮沒器中的哪一個進行驅動。
於所述多荷電粒子束照射裝置中，對準機構可在多個遮沒孔徑陣列基板之間共用。
於所述多荷電粒子束照射裝置中，亦可為，可動台於多個遮沒孔徑陣列基板之間設置有多射束的全部射束能夠穿過的大小的開口，為了容許在使多個遮沒孔徑陣列基板的任一者均不位於光軸上的狀態下的射束調整，所述可動台能夠移動至使全部射束穿過開口的位置。
於所述多荷電粒子束照射裝置中，亦可為，可動台包括：第一可動台，搭載多個遮沒孔徑陣列基板中的一部分遮沒孔徑陣列基板；及第二可動台，搭載多個遮沒孔徑陣列基板中的另外一部分遮沒孔徑陣列基板；第一可動台及第二可動台為了容許在使多個遮沒孔徑陣列基板的任一者均不位於光軸上的狀態下的 射束調整，而能夠移動至在第一可動台與第二可動台之間形成有供多射束的全部射束穿過的大小的間隙的位置。
於所述多荷電粒子束照射裝置中，可更包括對可動台進行驅動的致動器(actuator)，致動器配置於在與第一方向及第二方向兩者正交的第三方向上與光軸重合的位置。
於所述多荷電粒子束照射裝置中，可更包括第二成形孔徑陣列基板，所述第二成形孔徑陣列基板配置於所述多個遮沒孔徑陣列基板中的至少一個遮沒孔徑陣列基板上，且設置有較所述成形孔徑陣列基板的所述第一開口小的第三開口。
於所述多荷電粒子束照射裝置中，亦可為，包括多個成形孔徑陣列基板，且多荷電粒子束照射裝置更包括第二可動台，所述第二可動台於第二方向上隔開間隔地搭載多個成形孔徑陣列基板，並於第二方向上移動而使多個成形孔徑陣列基板中的一個位於光軸上。
本發明的一形態的多荷電粒子束照射方法包括：使可動台於第二方向上移動，其中所述可動台於與沿著光軸的第一方向正交的第二方向上隔開間隔地搭載著設置有多個第二開口及各第二開口的遮蔽器的多個遮沒孔徑陣列基板，從而使多個遮沒孔徑陣列基板中的一個位於光軸上的步驟；進行位於光軸上的一個遮沒孔徑陣列基板與設置有多個第一開口的成形孔徑陣列基板的對準調整的步驟；放出荷電粒子束的步驟；使用成形孔徑陣列基板，在多個第一開口使荷電粒子束部分地穿過而形成多射束的步驟； 以及使用位於光軸上的一個遮沒孔徑陣列基板的遮沒器，進行多射束中的對應的射束的遮沒偏轉的步驟。
根據本發明的一形態，可在抑制作動率的惡化的同時適當地更換遮沒孔徑陣列基板。
1:多射束描繪裝置/裝置
2:描繪部
3:控制部
4:基板
21:電子束鏡筒
22:描繪室
23:電子槍
24:照明透鏡
25、25-2:成形孔徑陣列基板
27:可動台
28:畸變調整透鏡
29:限制孔徑基板
31:控制計算機
32:偏轉控制電路
33:移動控制電路
34:透鏡控制電路
201:偏轉器
202:第二可動台
203:第二移動導引構件
210:物鏡
211:平台
212:第一馬達/馬達
213:第二馬達/馬達
214:移動導引構件
215:XYZθ平台
216:導塊
217:導軌
218:冷卻流路
219:封裝基板
220:熱傳遞路徑
221:饋通端子部
222:配線
230、240:檢測器
251:第一成形孔徑陣列基板/成形孔徑陣列基板
252:第二成形孔徑陣列基板/成形孔徑陣列基板
261:第一遮沒孔徑陣列基板/遮沒孔徑陣列基板
262:第二遮沒孔徑陣列基板/遮沒孔徑陣列基板
263:第三遮沒孔徑陣列基板/遮沒孔徑陣列基板
264:第四遮沒孔徑陣列基板/遮沒孔徑陣列基板
271:第一可動台
272:第二可動台
2021:第一可動台
2022:第二可動台
A:開口
A1:開口(第一開口)
A2:開口(第二開口)
A3:開口(第三開口)
B:電子束/射束
MB:多射束
OA:光軸
X、Y、Z:方向
圖1是表示本實施方式的多荷電粒子束照射裝置的整體圖。
圖2是表示本實施方式的多荷電粒子束照射裝置的主要部分的剖視圖。
圖3是表示本實施方式的多荷電粒子束照射裝置的主要部分的平面圖。
圖4是表示成形孔徑陣列基板的平面圖。
圖5是表示本實施方式的多荷電粒子束照射裝置的運作例的平面圖。
圖6是表示本實施方式的多荷電粒子束照射裝置的其他運作例的平面圖。
圖7是表示第一變形例的多荷電粒子束照射裝置的主要部分的剖視圖。
圖8是表示第二變形例的多荷電粒子束照射裝置的主要部分的平面圖。
圖9是表示第三變形例的多荷電粒子束照射裝置的主要部分的平面圖。
圖10是表示第四變形例的多荷電粒子束照射裝置的主要部 分的平面圖。
圖11是表示第五變形例的多荷電粒子束照射裝置的主要部分的平面圖。
圖12是表示第六變形例的多荷電粒子束照射裝置的主要部分的剖視圖。
以下，參照圖式對本發明的實施方式進行說明。實施方式並不對本發明進行限定。又，於實施方式所參照的圖式中，對同一部分或具有同樣的功能的部分標註同一符號或類似的符號，且省略其重覆的說明。
於以下的實施方式中，作為荷電粒子束的一例，而對使用了電子束的結構進行說明。但是，荷電粒子束不限於電子束，亦可為離子束等。又，於以下的實施方式中，作為多荷電粒子束照射裝置的一例，對多射束描繪裝置進行說明。
如圖1所示，本實施方式的多射束描繪裝置1包括：描繪部2，內部保持為真空狀態，對遮罩或晶圓等試樣照射電子束以描繪所期望的圖案；以及控制部3，控制由描繪部2執行的描繪動作。描繪部2包括電子束鏡筒21及描繪室22。
如圖1所示，於電子束鏡筒21內，配置有作為放出部的一例的電子槍23、照明透鏡24、成形孔徑陣列基板25、作為多個遮沒孔徑陣列基板的一例的第一遮沒孔徑陣列基板261及第二遮沒孔徑陣列基板262、可動台27、畸變調整透鏡28、限制孔徑 基板29、偏轉器201、以及物鏡210。照明透鏡24、畸變調整透鏡28及物鏡210包括電磁透鏡及靜電透鏡的至少一者。於描繪室22內，配置有XY平台211。於XY平台211上載置有作為描繪對象的基板4的空白遮罩(mask blank)。於描繪對象的基板4中，例如包含晶圓或曝光用的遮罩，所述曝光用的遮罩使用將準分子雷射(excimer laser)作為光源的步進機或掃描儀等縮小投影型曝光裝置或極紫外線曝光裝置，將圖案轉印至晶圓。又，描繪對象基板中亦包含已形成有圖案的遮罩。例如，列文森(Levenson)型遮罩需要兩次描繪，因此有時亦會對經一次描繪且加工成遮罩的物體描繪第二次的圖案。
又，如圖2及圖3所示，於電子束鏡筒21內更配置有作為致動器的一例的第一馬達212及第二馬達213、移動導引構件214、以及作為對準機構的一例的XYZθ平台215。
成形孔徑陣列基板25是設置有多個第一開口、在多個第一開口使荷電粒子束部分地穿過而形成多射束的構件。具體而言，如圖4所示，於成形孔徑陣列基板25以特定的排列間距形成有於Y方向(第三方向)上為m行(m≧1)、於X方向(第二方向)上為n行(n≧2)的開口(第一開口)A1。各開口A1均以相同尺寸形狀的矩形形成。開口A1的形狀亦可為圓形。藉由使電子束B部分地穿過該些多個開口A1而形成多射束MB。
第一遮沒孔徑陣列基板261及第二遮沒孔徑陣列基板262配置於成形孔徑陣列基板25的下方即射束的出射側。第一遮 沒孔徑陣列基板261及第二遮沒孔徑陣列基板262中的任一者可藉由後述的可動台27的朝水平方向(X方向、Y方向)的移動而位於圖3的光軸OA上。
第一遮沒孔徑陣列基板261及第二遮沒孔徑陣列基板262是設置有使多射束中的對應的射束穿過的多個第二開口、且於各第二開口配置有進行射束的遮沒偏轉的遮沒器的構件。更具體而言，如圖3所示，於第一遮沒孔徑陣列基板261及第二遮沒孔徑陣列基板262分別形成有與成形孔徑陣列基板25的各開口A1對應的開口(第二開口)A2。遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262的開口A2的排列方向與成形孔徑陣列基板25的開口A1的排列方向同樣，為X方向及Y方向。開口A2的排列間距較開口A1的排列間距窄。於第一遮沒孔徑陣列基板261與第二遮沒孔徑陣列基板262之間，開口A2的排列間距一致。於各開口A2，配置有包含成對的兩個電極組的遮沒器(圖示省略)。構成遮沒器的電極對的其中一個被固定在接地電位，另一個被切換到與接地電位不同的電位。各開口A2使藉由電子束B穿過成形孔徑陣列基板25的多個開口A1而形成的多射束MB中的對應的射束穿過。穿過各開口A2的電子束由施加至遮沒器的電壓分別獨立地偏轉。如此，各遮沒器進行對應的射束的遮沒偏轉。
可動台27是如下構件：於與沿著光軸OA的Z方向(第一方向)正交的X方向(第二方向)上隔開間隔地搭載多個遮沒孔徑陣列基板261、262，並於X方向上移動而使多個遮沒孔徑陣 列基板261、262中的一個位於光軸OA上。更具體而言，如圖3所示，可動台27具有第一可動台271及第二可動台272。第一可動台271搭載第一遮沒孔徑陣列基板261。第二可動台272搭載第二遮沒孔徑陣列基板262。於第一可動台271，設置有用於使已穿過第一遮沒孔徑陣列基板261的多射束MB穿過的開口(圖示省略)。於第二可動台272，設置有用於使已穿過第二遮沒孔徑陣列基板262的多射束MB穿過的開口(圖示省略)。如圖3所示，第一可動台271藉由第一馬達212驅動而於X方向上移動。第二可動台272可藉由第二馬達213驅動而與第一可動台271獨立地在X方向上移動。由第一馬達212的驅動執行的第一可動台271朝X方向的移動及由第二馬達213的驅動執行的第二可動台272朝X方向的移動，是由第一可動台271及第二可動台272共用的兩組移動導引構件214來導引。移動導引構件214包括：導塊(guide block)216，固定於第一可動台271及第二可動台272各自的底面；以及導軌(guide rail)217，於X方向上延伸，且滑動自如地支持導塊216。第一馬達212及第二馬達213配置於在與Z方向(第一方向)及X方向(第二方向)兩者正交的Y方向(第三方向)上與光軸OA重合的位置。第一馬達212及第二馬達213的具體的形態並無特別限定，例如可為超音波馬達或壓電馬達(piezo motor)等。
XYZθ平台215是進行位於光軸OA上的一個遮沒孔徑陣列基板261或遮沒孔徑陣列基板262與成形孔徑陣列基板25的 對準調整的構件。XYZθ平台215是在第一遮沒孔徑陣列基板261與第二遮沒孔徑陣列基板262之間共用的結構。即，XYZθ平台215於第一遮沒孔徑陣列基板261與成形孔徑陣列基板25的對準、及第二遮沒孔徑陣列基板262與成形孔徑陣列基板25的對準兩者中使用。更具體而言，圖2所示的XYZθ平台215位於遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262的下方(即，射束的出射側)，而自下方支持移動導引構件214的導軌217。而且，如前文已述般，於導軌217滑動自如地支持有導塊216，於導塊216固定有可動台27，於可動台27搭載有遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262。因此，XYZθ平台215移動，藉由其移動經由導軌217、導塊216及可動台27而傳遞至光軸OA上的遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262，而可使光軸OA上的遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262朝與XYZθ平台215相同的方向移動。藉此，可進行光軸OA上的遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262與成形孔徑陣列基板25的對準調整。再者，於XYZθ平台215中，可使光軸OA上的遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262在X方向、Y方向、Z方向及θ方向的至少一者移動以進行對準調整。XYZθ平台215例如可為壓電平台(piezo stage)。作為對準機構，亦可採用YZθ平台來取代XYZθ平台215。
為了抑制暴露於電子束B的成形孔徑陣列基板25因電子束B的熱而膨脹導致開口間距變化，且對遮沒孔徑陣列基板 261、遮沒孔徑陣列基板262的因自身的電路(連接於遮沒器的電路)所致的發熱進行冷卻，描繪部2更包括成形孔徑陣列基板25及遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262的冷卻結構。冷卻結構包括：冷卻流路218，構成為供冷卻水循環；以及冷卻流路218與成形孔徑陣列基板25或遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262之間的電子束鏡筒21的熱傳遞路徑220。成形孔徑陣列基板25藉由與經由成形孔徑陣列基板25與冷卻流路218之間的熱傳遞路徑220的冷卻流路218進行熱交換而被冷卻。遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262藉由與經由可動台27、移動導引構件214、XYZθ平台215及熱傳遞路徑220的冷卻流路218進行熱交換而被冷卻。為了不對射束軌道帶來影響且有效率地進行成形孔徑陣列基板25及遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262的冷卻，熱傳遞路徑220較佳的是含有非磁性純銅。
另一方面，如圖1所示，控制部3包括：控制計算機31、作為控制電路的一例的偏轉控制電路32、移動控制電路33、以及透鏡控制電路34。偏轉控制電路32與第一遮沒孔徑陣列基板261、第二遮沒孔徑陣列基板262及偏轉器201連接。移動控制電路33與圖3的第一馬達212、第二馬達213及圖2的XYZθ平台215連接。透鏡控制電路34與照明透鏡24、畸變調整透鏡28及物鏡210連接。
於具有以上結構的多射束描繪裝置1中，在藉由泵等排氣設備而將裝置1內保持為真空的狀態下，自電子槍23放出的電 子束B以在形成於限制孔徑基板29的中心孔處形成交叉(cross over)的方式，由藉由透鏡控制電路34勵磁的照明透鏡24集束，而對成形孔徑陣列基板25整體進行照明。
藉由電子束B穿過成形孔徑陣列基板25的多個開口A1，而形成多射束MB。多射束MB在位於光軸OA上的一個遮沒孔徑陣列基板(圖1中為第一遮沒孔徑陣列基板261)的與多射束MB對應的開口A2內穿過。多射束MB的各射束朝向形成於限制孔徑基板29的中心的孔具有角度地前進。因此，多射束MB整體的射束徑及多射束MB的射束間距自在成形孔徑陣列基板25穿過時逐漸變小。
多射束MB以較藉由成形孔徑陣列基板25形成的射束間距更窄的間距穿過光軸OA上的第一遮沒孔徑陣列基板261。已穿過光軸OA上的第一遮沒孔徑陣列基板261的多射束MB朝向形成於限制孔徑基板29的中心的孔前進。此處，偏轉控制電路32藉由電壓的施加而驅動光軸OA上的第一遮沒孔徑陣列基板261的遮沒器，另一方面，自光軸OA上退避的第二遮沒孔徑陣列基板262的遮沒器不施加電壓(不予驅動)。此時，控制計算機31自未圖示的儲存裝置讀出圖案的描繪資料，並對所述已讀出的描繪資料進行多段資料轉換處理而生成裝置固有的發射資料(shot data)。於發射資料中，定義有各發射的照射量及照射位置座標等。控制計算機31基於發射資料而將各發射的照射量輸出至偏轉控制電路32。偏轉控制電路32藉由將所輸入的照射量除以電流密度而 求出照射時間。然後，偏轉控制電路32以使射束以所述已求出的照射時間穿過光軸OA上的第一遮沒孔徑陣列基板261的遮沒器的方式對所對應的遮沒器施加電壓。又，此時，控制計算機31以各射束偏轉至發射資料所示的位置(座標)的方式將偏轉位置資料輸出至偏轉控制電路32。偏轉控制電路32對偏轉量進行演算，並對畸變調整透鏡28施加偏轉電壓。藉此，將彼時發射的多射束MB集中偏轉。
藉此，電子束被由偏轉控制電路32驅動的光軸OA上的第一遮沒孔徑陣列基板261的遮沒器偏轉，所述經偏轉的電子束的位置偏離限制孔徑基板29的中心的孔，而被限制孔徑基板29遮蔽。另一方面，未經光軸OA上的第一遮沒孔徑陣列基板261的遮沒器偏轉的電子束穿過限制孔徑基板29的中心的孔。
如此般，限制孔徑基板29對藉由光軸OA上的第一遮沒孔徑陣列基板261的遮沒器以成為射束斷開(OFF)的狀態而偏轉的各射束進行遮蔽。然後，自射束接通(ON)至射束斷開(OFF)為止穿過限制孔徑基板29的射束成為一次份額的發射的射束。
穿過限制孔徑基板29的多射束MB藉由經透鏡控制電路34勵磁的物鏡210，成為相對於成形孔徑陣列基板25的開口A1而言的所期望的縮小倍率的孔徑像，而於基板4上被焦點調整。然後，藉由偏轉器201將穿過限制孔徑基板29的多射束MB向同一方向集中偏轉，而朝基板4上的各射束的照射位置照射。藉此，進行圖案朝基板4的描繪。
此處，光軸OA上的遮沒孔徑陣列基板因多射束MB的影響而性能劣化。於將性能已劣化的遮沒孔徑陣列基板更換為新的遮沒孔徑陣列基板的情況下，先前需要將裝置1進行大氣化及分解。相對於此，於本實施方式中，可無需將裝置1進行大氣化及分解地更換遮沒孔徑陣列基板。
具體而言，於將光軸OA上的第一遮沒孔徑陣列基板261更換為已自光軸OA上退避的第二遮沒孔徑陣列基板262的情況下，移動控制電路33以使第一可動台271移動至第一遮沒孔徑陣列基板261自光軸OA上退避為止的方式對第一馬達212的驅動進行控制。又，移動控制電路33以使第二可動台272移動至第二遮沒孔徑陣列基板262位於光軸OA上為止的方式對第二馬達213的驅動進行控制。
藉此，如圖5所示，於將裝置1內保持為真空狀態不變的情況下，第一遮沒孔徑陣列基板261自光軸OA上退避，第二遮沒孔徑陣列基板262位於光軸OA上。
當第二遮沒孔徑陣列基板262位於光軸OA上時，偏轉控制電路32藉由電壓的施加而驅動新位於光軸OA上的第二遮沒孔徑陣列基板262的遮沒器，另一方面，自光軸OA上退避的第二遮沒孔徑陣列基板261的遮沒器不施加電壓(不予驅動)。如此般偏轉控制電路32以藉由電壓的施加而驅動位於光軸OA上的遮沒孔徑陣列基板的遮沒器的方式進行切換。
又，當第二遮沒孔徑陣列基板262位於光軸OA上時， XYZθ平台215進行第二遮沒孔徑陣列基板262與成形孔徑陣列基板25的對準調整。於對準調整中，例如，預先在XY平台211上設置法拉第杯(Faraday cup)等電流射束的檢測器230，於將多射束中的一部分射束設為接通(ON)的狀態下，藉由XYZθ平台215對第二遮沒孔徑陣列基板262進行掃描，並基於由檢測器230檢測到的射束電流的檢測結果及第二遮沒孔徑陣列基板262的位置，製作表示設為接通(ON)的射束的電流量的分佈的電流量圖。進而，對設為接通(ON)的射束進行切換，針對各接通(ON)射束而製作電流量圖。然後，基於各接通(ON)射束的電流量圖，藉由XYZθ平台215來調整遮沒孔徑陣列基板的位置。作為基於此種電流量圖進行對準調整的詳細的方法，例如，可使用由本申請人揭示的日本專利特開2019-121730號公報中所記載的方法。
於對準調整之後，對利用成形孔徑陣列基板25形成的多射束MB的各射束B，進行由位於光軸OA上的第二遮沒孔徑陣列基板262執行的遮沒偏轉。
再者，多射束描繪裝置1亦可進行在使任一遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262均不位於光軸OA上的狀態下的射束調整。於此情況下，移動控制電路33為了容許在使任一遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262均不位於光軸OA上的狀態下的射束調整，而以第一可動台271及第二可動台272移動至在第一可動台271與第二可動台272之間形成有供多射束MB的全部射束穿過的大小的間隙的位置的方式對第一馬達212及第 二馬達213的驅動進行控制。
藉此，如圖6所示，於第一可動台271與第二可動台272之間，形成有全部射束能夠穿過的間隙G。於形成間隙G之後，藉由由透鏡控制電路34執行的照明透鏡24及畸變調整透鏡28的控制，交替地重覆進行使用畸變調整透鏡28來調整孔徑像的成像畸變量的步驟、及使用照明透鏡24來控制多射束MB形成交叉的位置以調整孔徑像的成像畸變量的步驟，直至成像畸變量成為特定值以下為止。為了取得孔徑像，而使用由檢測器240檢測到的反射電子的檢測結果。作為基於此種孔徑像的成像畸變量來進行射束調整的更詳細的方法，例如可使用由本申請人揭示的日本專利特開2019-212680號公報中所記載的方法。
如以上所述般，根據本實施方式的多射束描繪裝置1，藉由搭載有第一遮沒孔徑陣列基板261及第二遮沒孔徑陣列基板262的可動台27的移動，可使當前正在使用的其中一個遮沒孔徑陣列基板自光軸OA上退避，且可使新使用的另一個遮沒孔徑陣列基板位於光軸OA上。而且，可使所驅動的遮沒器自當前正在使用的遮沒孔徑陣列基板的遮沒器切換成新使用的遮沒孔徑陣列基板的遮沒器，且進行新使用的遮沒孔徑陣列基板與成形孔徑陣列基板的對準調整。藉此，可將裝置1內保持為真空狀態，且可適當地更換第一遮沒孔徑陣列基板261與第二遮沒孔徑陣列基板262。因此，根據本實施方式，可在抑制作動率的惡化的同時適當地更換遮沒孔徑陣列基板。若如本實施方式般第一遮沒孔徑陣列 基板261與第二遮沒孔徑陣列基板262為同一結構，則藉由第一遮沒孔徑陣列基板261與第二遮沒孔徑陣列基板262的更換而可在抑制作動率的惡化的同時實質性地延長裝置壽命。
又，根據本實施方式的多射束描繪裝置1，藉由進行在使任一遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262均不位於光軸OA上的狀態下的射束調整，而可在先完成在藉由遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262產生的孔徑像無成像畸變的狀態下的射束調整之後，對因遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262所致的成像畸變進行調整。又，可抑制如下情況：因遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262以外的光學系統的射束調整不完全使得於遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262未穿過開口A2的射束照射至遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262，從而導致遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262受損。
又，根據本實施方式的多射束描繪裝置1，將第一馬達212及第二馬達213在Y方向上配置於與光軸OA重合的位置，藉此可於可動台27的熱膨脹的中心位置配置第一馬達212及第二馬達213。藉此，可將由可動台27的熱膨脹引起的馬達212、馬達213與可動台27的位置偏移抑制為最小限度，而可提高馬達212、馬達213對可動台27的驅動的信賴性。
所述實施方式示出多射束描繪裝置1的較佳的一例。然而，多射束描繪裝置1並不限定於所述實施方式，亦可適用以下 所示的各種變形例。
(第一變形例)
目前為止，對第一遮沒孔徑陣列基板261與第二遮沒孔徑陣列基板262為同一結構的例子進行了說明。相對於此，如圖7所示，亦可於多個遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262中的一個遮沒孔徑陣列基板262上，在多射束MB的入射側，配置第二的成形孔徑陣列基板25-2，所述第二的成形孔徑陣列基板25-2設置有較成形孔徑陣列基板25的開口A1小的開口A3(第三開口)。
第二的成形孔徑陣列基板25-2的開口A3亦小於遮沒孔徑陣列基板262的開口A2。第二的成形孔徑陣列基板25-2例如藉由接著劑等接合材貼合於遮沒孔徑陣列基板262。第二的成形孔徑陣列基板25-2可構成為藉由致動器相對於遮沒孔徑陣列基板262能夠於水平方向上移動。
根據此種結構，設置有第二的成形孔徑陣列基板25-2的遮沒孔徑陣列基板262，對藉由第二的成形孔徑陣列基板25-2將每一條射束尺寸予以縮小的多射束MB進行遮沒偏轉。因此，藉由遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262的切換，可選擇與所追求的描繪精度及描繪速度相應的較佳的射束尺寸。
(第二變形例)
目前為止，對可動台27包含第一可動台271及第二可動台272的例子進行了說明。相對於此，如圖8所示，可動台27亦可 為單一的結構。
於圖8所示的例子中，可動台27藉由單一的結構而搭載第一遮沒孔徑陣列基板261及第二遮沒孔徑陣列基板262兩者。可動台27於第一遮沒孔徑陣列基板261與第二遮沒孔徑陣列基板262之間，設置多射束的全部射束能夠穿過的大小的開口A。
可動台27為了容許在使任一遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262均不位於光軸OA上的狀態下的射束調整，而能夠移動至使全部射束穿過開口A的位置。可動台27的移動藉由單一的馬達212而進行。
根據此種結構，可減少馬達的個數，因此可削減成本。
(第三變形例)
目前為止，對將進行光軸OA上的遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262與成形孔徑陣列基板25的對準調整的XYZθ平台215，配置於遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262側的例子進行了說明。相對於此，如圖9所示，亦可將XYZθ平台215配置於成形孔徑陣列基板25側。即，對準機構(圖2及圖9的例子中為XYZθ平台215，但亦可為YZθ平台)可如圖2所示般設置於遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262側，亦可如圖9所示般設置於成形孔徑陣列基板25側。如此般，設置於遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262側及成形孔徑陣列基板25側任一側的對準機構均相當於本申請案請求項中所定義的對準機構。
根據此種結構，XYZθ平台215移動，藉由其移動傳遞 至被XYZθ平台215支持的成形孔徑陣列基板25，而可使成形孔徑陣列基板25朝與XYZθ平台215相同的方向移動。藉此，可進行成形孔徑陣列基板25與光軸OA上的遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262的對準調整。
(第四變形例)
目前為止，對將第一遮沒孔徑陣列基板261與第二遮沒孔徑陣列基板262作為多個遮沒孔徑陣列基板搭載於可動台27的例子進行了說明。然而，遮沒孔徑陣列基板的個數並不限定於兩個。例如，如圖10所示，亦可於設置有射束調整用的開口A的單一結構的可動台27，搭載第一遮沒孔徑陣列基板261、第二遮沒孔徑陣列基板262、第三遮沒孔徑陣列基板263及第四遮沒孔徑陣列基板264此四個遮沒孔徑陣列基板261~264。
再者，於圖10所示的例子中，遮沒孔徑陣列基板261~遮沒孔徑陣列基板264安裝於封裝基板219上。遮沒孔徑陣列基板261~遮沒孔徑陣列基板264各者的遮沒器經由封裝基板219、一端連接於封裝基板219的配線222及連接於配線222的另一端的饋通(feedthrough)端子部221，與電子束鏡筒21的外部的偏轉控制電路32連接。此種結構亦可適用於其他實施方式。
根據此種結構，可增加遮沒孔徑陣列基板261~遮沒孔徑陣列基板264的搭載數，因此可進一步延長實質性的裝置壽命。
(第五變形例)
圖10中，對在單一結構的可動台27搭載有四個遮沒孔徑陣 列基板261~264的例子進行了說明。相對於此，如圖11所示，亦可於包含第一可動台271及第二可動台272的可動台27，分散地配置四個遮沒孔徑陣列基板261~264。
於圖11所示的例子中，於第一可動台271搭載有第一遮沒孔徑陣列基板261及第二遮沒孔徑陣列基板262。於第二可動台272搭載有第三遮沒孔徑陣列基板263及第四遮沒孔徑陣列基板264。
根據此種結構，與圖10同樣地，可增加遮沒孔徑陣列基板261~遮沒孔徑陣列基板264的搭載數，因此可進一步延長實質性的裝置壽命。
(第六變形例)
目前為止，對能夠更換遮沒孔徑陣列基板的例子進行了說明。相對於此，如圖12所示，亦可設為不僅能夠更換遮沒孔徑陣列基板、而且能夠更換成形孔徑陣列基板的結構。
具體而言，於圖12所示的例子中，多射束描繪裝置1包括第一成形孔徑陣列基板251及第二成形孔徑陣列基板252此兩個成形孔徑陣列基板251、252。又，多射束描繪裝置1除了圖2的結構之外，更包括第二可動台202及第二移動導引構件203。
第二可動台202為如下構件：於X方向(第二方向)上隔開間隔地搭載多個成形孔徑陣列基板251、252，並於X方向上移動而使多個成形孔徑陣列基板251、252中的一個位於光軸OA上。更具體而言，第二可動台202包括：第一可動台2021，供搭 載第一成形孔徑陣列基板251；以及第二可動台2022，供搭載第二成形孔徑陣列基板252。該些成形孔徑陣列基板251、252用的第一可動台2021及第二可動台2022的具體性的結構，與遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262用的第一可動台271及第二可動台272的結構同樣。又，與遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262用的第一可動台271及第二可動台272同樣地，成形孔徑陣列基板251、成形孔徑陣列基板252用的第一可動台2021及第二可動台2022分別由不同的馬達(未圖示)驅動而於X方向上移動。馬達的驅動由圖1的移動控制電路33控制。第一可動台2021及第二可動台2022朝X方向的移動由第一可動台2021及第二可動台2022共用的兩組第二移動導引構件203導引。第二移動導引構件203與遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262用的移動導引構件214同樣地，包括：導塊216，固定於第一可動台2021及第二可動台2022各自的底面；以及導軌217，於X方向上延伸，滑動自如地支持導塊216。再者，針對所述遮沒孔徑陣列基板261、遮沒孔徑陣列基板262用的可動台27的各種變形例，亦可適用於成形孔徑陣列基板251、成形孔徑陣列基板252用的第二可動台202。又，亦可於多個成形孔徑陣列基板251、252中的一個搭載設置有較成形孔徑陣列基板251、成形孔徑陣列基板252的開口小的開口(第三開口)的第三成形孔徑陣列基板。藉此，可伴隨著成形孔徑陣列基板251、成形孔徑陣列基板252的切換而在真空中對射束尺寸進行切換。
根據圖12的結構，藉由搭載有第一成形孔徑陣列基板251及第二成形孔徑陣列基板252的第二可動台202的移動，可使當前正在使用的其中一個成形孔徑陣列基板自光軸OA上退避，且使新使用的另一個成形孔徑陣列基板位於光軸OA上。藉此，可將裝置1內保持為真空狀態，且不僅可進行第一遮沒孔徑陣列基板261與第二遮沒孔徑陣列基板262的更換，而且可進行第一成形孔徑陣列基板251與第二成形孔徑陣列基板252的更換。藉此，可抑制作動率的惡化且進一步延長實質性的裝置壽命。
多射束描繪裝置1的至少一部分可包含硬體，亦可包含軟體。於包含軟體的情況下，可將實現多射束描繪裝置1的至少一部分功能的程式收納於軟碟(flexible disc)或光碟-唯讀記憶體(Compact Disc-Read Only Memory，CD-ROM)等記錄媒體中，使電腦(computer)讀入並執行。記錄媒體並不限定於磁碟或光碟等能夠拆裝的記錄媒體，亦可為硬碟(hard disk)裝置或記憶體等固定型記錄媒體。
本發明並不限定於所述實施形態原樣，可在不脫離其主旨的範圍內將構成要素變形而具體化。
1:多射束描繪裝置/裝置
2:描繪部
3:控制部
4:基板
21:電子束鏡筒
22:描繪室
23:電子槍
24:照明透鏡
25:成形孔徑陣列基板
27:可動台
28:畸變調整透鏡
29:限制孔徑基板
31:控制計算機
32:偏轉控制電路
33:移動控制電路
34:透鏡控制電路
201:偏轉器
210:物鏡
211:平台
230、240:檢測器
261:第一遮沒孔徑陣列基板/遮沒孔徑陣列基板
262:第二遮沒孔徑陣列基板/遮沒孔徑陣列基板
B:電子束/射束
MB:多射束
OA:光軸
X、Z:方向

Claims (14)

  1. 一種多荷電粒子束照射裝置，包括：放出部，放出荷電粒子束；成形孔徑陣列基板，設置有多個第一開口，在所述多個第一開口使所述荷電粒子束部分地穿過而形成多射束；多個遮沒孔徑陣列基板，設置有使所述多射束中的對應的射束穿過的多個第二開口，且於各第二開口配置有進行所述射束的遮沒偏轉的遮沒器；可動台，於與沿著光軸的第一方向正交的第二方向上隔開間隔地搭載所述多個遮沒孔徑陣列基板，並於所述第二方向上移動而使所述多個遮沒孔徑陣列基板中的一個位於所述光軸上，其中所述可動台的移動可使所述多個遮沒孔徑陣列基板相對於所述成形孔徑陣列基板移動，所述可動台於所述多個遮沒孔徑陣列基板之間設置有所述多射束的全部射束能夠穿過的大小的開口，為了容許在使所述多個遮沒孔徑陣列基板的任一者均不位於所述光軸上的狀態下的射束調整，所述可動台能夠移動至使所述全部射束穿過所述開口的位置；以及對準機構，進行位於所述光軸上的一個遮沒孔徑陣列基板與所述成形孔徑陣列基板的對準調整。
  2. 如請求項1所述的多荷電粒子束照射裝置，更包括控制電路，所述控制電路以對位於所述光軸上的一個遮沒孔徑陣列基板的遮沒器進行驅動的方式，來切換對所述多個遮沒孔徑陣列 基板的遮沒器中的哪一個進行驅動。
  3. 如請求項1所述的多荷電粒子束照射裝置，其中所述對準機構在所述多個遮沒孔徑陣列基板之間共用。
  4. 如請求項1所述的多荷電粒子束照射裝置，更包括對所述可動台進行驅動的致動器，所述致動器配置於在與所述第一方向及所述第二方向兩者正交的第三方向上與所述光軸重合的位置。
  5. 如請求項1所述的多荷電粒子束照射裝置，更包括第二成形孔徑陣列基板，所述第二成形孔徑陣列基板配置於所述多個遮沒孔徑陣列基板中的至少一個遮沒孔徑陣列基板上，且設置有較所述成形孔徑陣列基板的所述第一開口小的第三開口。
  6. 如請求項1所述的多荷電粒子束照射裝置，包括多個所述成形孔徑陣列基板，所述多荷電粒子束照射裝置更包括：第二可動台，於所述第二方向上隔開間隔地搭載所述多個成形孔徑陣列基板，並於所述第二方向上移動而使所述多個成形孔徑陣列基板中的一個位於所述光軸上。
  7. 一種多荷電粒子束照射方法，包括：使可動台於第二方向上移動，其中所述可動台於與沿著光軸的第一方向正交的所述第二方向上隔開間隔地搭載著設置有多個第二開口及所述各第二開口的遮蔽器的多個遮沒孔徑陣列基板，從而使所述多個遮沒孔徑陣列基板中的一個位於所述光軸上的步驟； 進行位於所述光軸上的一個遮沒孔徑陣列基板與設置有多個第一開口的成形孔徑陣列基板的對準調整的步驟；放出荷電粒子束的步驟；使用所述成形孔徑陣列基板，在所述多個第一開口使所述荷電粒子束部分地穿過而形成多射束的步驟；以及使用位於所述光軸上的一個遮沒孔徑陣列基板的遮沒器，進行所述多射束中的對應的射束的遮沒偏轉的步驟，其中所述可動台的移動可使所述多個遮沒孔徑陣列基板相對於所述成形孔徑陣列基板移動，所述可動台於所述多個遮沒孔徑陣列基板之間設置有所述多射束的全部射束能夠穿過的大小的開口，為了容許在使所述多個遮沒孔徑陣列基板的任一者均不位於所述光軸上的狀態下的射束調整，所述可動台能夠移動至使所述全部射束穿過所述開口的位置。
  8. 一種多荷電粒子束照射裝置，包括：放出部，放出荷電粒子束；成形孔徑陣列基板，設置有多個第一開口，在所述多個第一開口使所述荷電粒子束部分地穿過而形成多射束；多個遮沒孔徑陣列基板，設置有使所述多射束中的對應的射束穿過的多個第二開口，且於各第二開口配置有進行所述射束的遮沒偏轉的遮沒器；可動台，於與沿著光軸的第一方向正交的第二方向上隔開間隔地搭載所述多個遮沒孔徑陣列基板，並於所述第二方向上移動而使所述多個遮沒孔徑陣列基板中的一個位於所述光軸上，其中 所述可動台的移動可使所述多個遮沒孔徑陣列基板相對於所述成形孔徑陣列基板移動；以及對準機構，進行位於所述光軸上的一個遮沒孔徑陣列基板與所述成形孔徑陣列基板的對準調整；所述可動台包括：第一可動台，搭載所述多個遮沒孔徑陣列基板中的一部分遮沒孔徑陣列基板；以及第二可動台，搭載所述多個遮沒孔徑陣列基板中的另外一部分遮沒孔徑陣列基板；所述第一可動台及所述第二可動台為了容許在使所述多個遮沒孔徑陣列基板的任一者均不位於所述光軸上的狀態下的射束調整，而能夠移動至在所述第一可動台與所述第二可動台之間形成有供所述多射束的全部射束穿過的大小的間隙的位置。
  9. 如請求項8所述的多荷電粒子束照射裝置，更包括控制電路，所述控制電路以對位於所述光軸上的一個遮沒孔徑陣列基板的遮沒器進行驅動的方式，來切換對所述多個遮沒孔徑陣列基板的遮沒器中的哪一個進行驅動。
  10. 如請求項8所述的多荷電粒子束照射裝置，其中所述對準機構在所述多個遮沒孔徑陣列基板之間共用。
  11. 如請求項8所述的多荷電粒子束照射裝置，更包括對所述可動台進行驅動的致動器，所述致動器配置於在與所述第一方向及所述第二方向兩者正交的第三方向上與所述光軸重合的位置。
  12. 如請求項8所述的多荷電粒子束照射裝置，更包括第二成形孔徑陣列基板，所述第二成形孔徑陣列基板配置於所述多個遮沒孔徑陣列基板中的至少一個遮沒孔徑陣列基板上，且設置有較所述成形孔徑陣列基板的所述第一開口小的第三開口。
  13. 如請求項8所述的多荷電粒子束照射裝置，包括多個所述成形孔徑陣列基板，所述多荷電粒子束照射裝置更包括：第二可動台，於所述第二方向上隔開間隔地搭載所述多個成形孔徑陣列基板，並於所述第二方向上移動而使所述多個成形孔徑陣列基板中的一個位於所述光軸上。
  14. 一種多荷電粒子束照射方法，包括：使可動台於第二方向上移動，其中所述可動台於與沿著光軸的第一方向正交的所述第二方向上隔開間隔地搭載著設置有多個第二開口及所述各第二開口的遮蔽器的多個遮沒孔徑陣列基板，從而使所述多個遮沒孔徑陣列基板中的一個位於所述光軸上的步驟；進行位於所述光軸上的一個遮沒孔徑陣列基板與設置有多個第一開口的成形孔徑陣列基板的對準調整的步驟；放出荷電粒子束的步驟；使用所述成形孔徑陣列基板，在所述多個第一開口使所述荷電粒子束部分地穿過而形成多射束的步驟；以及使用位於所述光軸上的一個遮沒孔徑陣列基板的遮沒器，進行所述多射束中的對應的射束的遮沒偏轉的步驟，其中所述可動台的移動可使所述多個遮沒孔徑陣列基板相對 於所述成形孔徑陣列基板移動，所述可動台包括：第一可動台，搭載所述多個遮沒孔徑陣列基板中的一部分遮沒孔徑陣列基板；以及第二可動台，搭載所述多個遮沒孔徑陣列基板中的另外一部分遮沒孔徑陣列基板；所述第一可動台及所述第二可動台為了容許在使所述多個遮沒孔徑陣列基板的任一者均不位於所述光軸上的狀態下的射束調整，而能夠移動至在所述第一可動台與所述第二可動台之間形成有供所述多射束的全部射束穿過的大小的間隙的位置。
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