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TW201344372A - 電子束描繪裝置及電子束描繪方法 - Google Patents

電子束描繪裝置及電子束描繪方法 Download PDF

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TW201344372A
TW201344372A TW102100898A TW102100898A TW201344372A TW 201344372 A TW201344372 A TW 201344372A TW 102100898 A TW102100898 A TW 102100898A TW 102100898 A TW102100898 A TW 102100898A TW 201344372 A TW201344372 A TW 201344372A
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electron
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東矢高尚
中山貴仁
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紐富來科技股份有限公司
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Abstract

電子束描繪裝置(100),係具備:用於載置試料(216)的XY平台(105);及電子鏡筒(102),其係由射出電子束(200)的電子槍(201),及具備配置於電子束(200)之軸方向的電極之電磁透鏡(202、204、207、210)配置而成。於XY平台(105)與電子鏡筒(102)之間設置遮蔽板(211),用於遮蔽電子束(200)被照射至試料(216)而產生的反射電子或2次電子。於遮蔽板(211)之正上方配置變化電子束(200)之焦點位置的靜電透鏡(210),對靜電透鏡(210)係由電壓供給手段(135)常時施加負電壓。

Description

電子束描繪裝置及電子束描繪方法
本發明係關於電子束描繪裝置及電子束描繪方法。
近年來,伴隨大型積體電路(LSI;Large Scale Integration)之高積體化及大容量化,半導體元件所要求的電路線寬變為越窄。半導體元件,係使用形成有電路圖案的原畫圖案(係指光罩(Mask)或倍縮光罩(reticle),以下總稱為光罩),藉由稱為所謂步進式曝光機(Stepper)的縮小投影露光裝置於晶圓上進行圖案之露光轉印而形成電路而被製造。於此,在將微細的電路圖案轉印至晶圓用的光罩之製造,係使用藉由電子束的描繪裝置。該裝置本質上具有良好的解像度,亦可確保較大的焦點深度,具有即使於高的段差上亦可以抑制尺寸變動。
特開平9-293670號公報揭示,電子束微影成像技術所使用的可變成形型電子束描繪裝置。此種裝置中之描繪資料,係針對產生CAD(Computer Aided Design)系統設計的半導體積體電路等設計資料(CAD資料),實施補正或圖形圖案之分割等處理而作成。
例如藉由電子束之size(尺寸)所界定的最大景別(shot size)單位進行圖形圖案之分割處理,同時對分割的各shot(鏡頭)之座標位置、size及照射時間進行設定。對應於欲描繪的圖形圖案之形狀或大小使shot被成形,而作成描繪資料。描繪資料係依據短尺狀之視景框(frame)(主偏向區域)單位被切斷,更進一步於其中被分割為副偏向區域。亦即,晶片全體之描繪資料,係成為由和主偏向區域之size對應之複數個帶狀的視景框資料,及在視景框內較主偏向區域為更小的複數個副偏向區域單位所構成的資料階層構造。
副偏向區域,係藉由副偏向器以較主偏向區域更高速進行電子束之掃描而被描繪的區域,通常係成為最小描繪單位。進行副偏向區域內之描繪時,係藉由成形偏向器將和圖案圖形對應而準備的尺寸及形狀的shot予以形成。具體言之為,由電子槍射出的電子束,係藉由第1光圈(Aperture)被成形為矩形狀之後,藉由成形偏向器投射至第2光圈上,變化該射束形狀及尺寸。之後,藉由副偏向器及主偏向器進行偏向,而照射至平台(stage)上所載置的光罩。
但是,電子束被照射至光罩時,撞及光罩而反射的電子(反射電子)或射入光罩而產生的電子(2次電子)於 電子鏡筒內會朝上方行進。
圖5係對具有50keV能量的反射電子的軌道進行模擬者。於此,係對10°,30°,50°,70°及90°之各射出角限定一方向而進行模擬。
又,圖6係對具有100eV能量的2次電子的軌道進行模擬者。同樣針對10°、30°、50°、70°及90°之各射出角限定一方向進行模擬。
又,於圖5及圖6,橫軸係表示X方向,亦即和電子束軸呈正交的方向。又,縱軸係表示Z方向,亦即和電子束軸呈平行的方向。
由圖5或圖6所示模擬結果可知,反射電子或2次電子係沿著電子束軸而進行捲繞其之螺旋運動。因此,電子束受到反射電子或2次電子之影響而產生飄移,而被照射至偏離目標位置的位置。
本發明有鑑於上述問題。亦即本發明目的在於提供可以減少反射電子或2次電子引起的電子束飄移之電子束描繪裝置及電子束描繪方法。
本發明其他目的及優點可由以下記載理解。
本發明第1態樣之電子束描繪裝置,係具備:平台,用於載置試料;電子鏡筒,係配置有:用於射出電子束的電子槍,及具備被配列於電子束之軸方向的電極之電磁透鏡;及 遮蔽板,係設於平台與電子鏡筒之間,用於遮蔽電子束照射至試料而產生的反射電子或2次電子;其特徵為:電磁透鏡,係配置於遮蔽板之正上方,係變化電子束之焦點位置的靜電透鏡;具有對靜電透鏡常時施加負電壓的電壓供給手段。
本發明第2態樣之電子束描繪裝置,係具備:平台,用於載置試料;電子鏡筒,係配置有:用於射出電子束的電子槍,及具備被配列於電子束之軸方向的電極之電磁透鏡;及遮蔽板,係設於平台與電子鏡筒之間,用於遮蔽電子束照射至試料而產生的反射電子或2次電子;其特徵為:電磁透鏡,係配置於遮蔽板之正上方,係變化電子束之焦點位置的靜電透鏡;具有:於靜電透鏡之正上方,或作為構成上述靜電透鏡的電極之一部分而被配置的減速電極(retarding electrode),及對減速電極施加負電壓的電壓供給手段。
本發明第3之態樣之電子束描繪方法,係由係配置於電子鏡筒內的電子槍射出電子束,對載置於平台上的試料之上進行特定圖案之描繪者;其特徵為:係對在電子束之軸方向配列著電極而變化電子束之焦點位置的靜電透鏡,或配置於靜電透鏡之正上方的減速電極之其中一方常時施加負電壓。
依據本發明之第1態樣,具有對靜電透鏡常時施加負電壓的電壓供給手段,因此可提供能減低反射電子或2次電子引起的電子束之飄移的電子束描繪裝置。
依據本發明之第2態樣,具有配置於靜電透鏡之正上方的減速電極,及對該減速電極施加負電壓的電壓供給手段,因此可提供能減低反射電子或2次電子引起的電子束之飄移的電子束描繪裝置。
依據本發明之第3之態樣,係對電極被配列於電子束之軸方向而變化電子束之焦點位置的靜電透鏡,或配置於該靜電透鏡之正上方的減速電極之其中一方常時施加負電壓,因此可提供能減低反射電子或2次電子引起的電子束之飄移的電子束描繪方法。
100、100’‧‧‧電子束描繪裝置
150‧‧‧描繪部
160‧‧‧控制部
102、102’‧‧‧電子鏡筒
103‧‧‧描繪室
201‧‧‧電子槍
202‧‧‧照明透鏡
212‧‧‧遮斷偏向器
214‧‧‧遮斷光圈
203‧‧‧第1成形光圈
204‧‧‧投影透鏡
205‧‧‧成形偏向器
206‧‧‧第2成形光圈
207‧‧‧對物透鏡
208‧‧‧主偏向器
209‧‧‧副偏向器
210‧‧‧靜電透鏡
200‧‧‧電子束
216‧‧‧試料
211‧‧‧遮蔽板
105‧‧‧XY平台
106‧‧‧反射鏡
145‧‧‧雷射測長機
110、110’‧‧‧控制電腦
112‧‧‧描繪資料處理部
107‧‧‧Z感側器
143‧‧‧檢測器
160‧‧‧控制部
120‧‧‧偏向控制電路
130~133‧‧‧DAC放大單元
144‧‧‧記憶裝置
121‧‧‧偏向量演算部
124‧‧‧偏向信號產生部
135、137‧‧‧電壓供給手段
〔圖1〕實施形態1中之電子束描繪裝置之構成圖。
〔圖2〕藉由電子束的描繪方法之說明圖。
〔圖3〕實施形態2中之電子束描繪裝置之構成圖。
〔圖4〕實施形態2之靜電透鏡周邊之電位之關係之一例。
〔圖5〕對具有50keV之能量的反射電子之軌道進行模擬的圖。
〔圖6〕對具有100eV之能量的2次電子之軌道進行 模擬的圖。
實施形態1.
圖1係表示本實施形態中之電子束描繪裝置之構成圖。
於圖1,電子束描繪裝置100為可變成形型之電子束描繪裝置之一例,係具備:描繪部150與控制部160。
描繪部150,係具備:電子鏡筒102與描繪室103。
於電子鏡筒102內係配置有,電子槍201,照明透鏡202,遮斷(blanking)偏向器212,遮斷光圈(blanking aperture)214,第1成形光圈203,投影透鏡204,成形偏向器205,第2成形光圈206,對物透鏡207,主偏向器208,副偏向器209及靜電透鏡210。
照明透鏡202,投影透鏡204,對物透鏡207及靜電透鏡210均為變化激磁而調節結像位置的電磁透鏡。彼等,如圖1所示,係配列於電子束200之軸方向。更詳言之為,彼等之電磁透鏡均為具有配列於電子束200之軸方向的電極(未圖示)。
照明透鏡202,係使由電子槍201射出的電子束200照射至第1成形光圈203。如此則,電子束200被成形為例如矩形。之後,藉由投影透鏡204投影至第2成形光圈206。於此,第2成形光圈206上之第1成形光圈像之位置,係藉由成形偏向器205進行控制。如此則,可以變化 電子束200之形狀與尺寸。透過第2成形光圈206的電子束200,係藉由對物透鏡207進行焦點之對準後,藉由主偏向器208與副偏向器209進行偏向。之後,更進一步藉由靜電透鏡210進行焦點位置補正,照射至載置於描繪室103的試料216。
本實施形態亦如圖1所示,較好是於電子鏡筒102之下部,具體言之為於靜電透鏡210之下方配置遮蔽板211。藉由遮蔽板211之設置,可以減少電子束200對試料216之照射所產生的反射電子或2次電子之進入電子鏡筒102。
但是,如使用圖5或圖6之說明,反射電子或2次電子係沿著電子束200之光軸進行繞行其之螺旋運動。因此,一部分之反射電子或2次電子會透過遮蔽板211之開口部而進入電子鏡筒102內。如此則,配置於電子鏡筒102內的偏向器會被充電,而變化電子束200之軌道,電子束200變為無法照射至試料216上之目標位置。
本發明者係考慮,藉由防止反射電子或2次電子之進入電子鏡筒內,而減少電子束之飄移,而完成本發明。
於本實施形態,係對構成配列於電子束之軸方向的電磁透鏡之電極常時施加負電壓。如此則,於電子鏡筒102內形成負之電場,反射電子或2次電子受到推斥力而被阻止其侵入電子鏡筒102內。換言之,藉由對電磁透鏡施加負電壓,在反射電子或2次電子之持有能量之間產生電位差,亦即產生電位障壁。反射電子或2次電子之持有能量 係比電磁透鏡之電位小,無法跨越該電位障壁。因此,反射電子或2次電子之侵入電子鏡筒102內可以被防止。
例如靜電透鏡210由設於電子槍201側之第1電極,及設於試料216側之第2電極構成時,係對彼等之電極施加負電壓。施加電壓例如可設為0V至-250V之範圍內,可施加平均為-100V至-200V之電壓。藉由調整該範圍內之電壓值,例如可使電子束200之焦點位置最大於10μm左右變化。
圖1係於描繪室103之內部配置XY平台105。
於XY平台105上將描繪對象之光罩等之試料216予以載置。試料216使用光罩時,其構成例如係於石英等之光罩基板上形成鉻(Cr)膜或矽化鉬(MoSi)膜等之遮光膜,更進一步於其上形成阻劑膜。於該阻劑膜上藉由電子束200進行特定圖案之描繪。
又,於XY平台105上,在和試料216不同的位置配置有雷射測長用之反射鏡106。雷射測長機145射出的雷射光被反射鏡106反射,該信號被雷射測長機145接收,而求出XY平台105之位置。獲得的資料,係被輸出至控制電腦110之描繪資料處理部112。
於描繪室103之上部,配置著檢測試料216之高度方向(Z方向)之位置的Z感側器107。Z感側器107係由投光器與受光器之組合構成,投光器所照射的光係被試料216之表面反射,該反射光由受光器接收,而可測定試料216之高度。Z感側器107檢測的高度資料,係傳送至檢 測器143轉換為數位資料後,輸出至控制電腦110之描繪資料處理部112。
遮斷偏向器212,例如係由2極或4極等之複數個電極構成。成形偏向器205,主偏向器208及副偏向器209,例如係由4極或8極等之複數個電極構成。於各偏向器,係對應於每一電極至少連接1個DAC(Digital Analog Converter)放大單元。
控制部160,係具備:控制電腦110,偏向控制電路120,DAC放大單元130~133及磁碟裝置等之記憶裝置144。
控制電腦110,偏向控制電路120及記憶裝置144,係經由未圖示的匯流排互相連接。又,偏向控制電路120與DAC放大單元130~133亦經由未圖示的匯流排互相連接。
DAC放大單元130係連接於遮斷偏向器212,DAC放大單元131係連接於成形偏向器205,DAC放大單元132係連接於副偏向器209,DAC放大單元133係連接於主偏向器208。
偏向控制電路120係對各DAC放大單元輸出個別獨立的控制用之數位信號。於各DAC放大單元,個別之數位信號係被轉換為類比信號,更進一步被放大。之後,該信號作為偏向電壓而輸出至所連接的偏向器。如此則,電子束200可以偏向所要之位置。
圖2係表示電子束200的描繪方法之說明圖。
如圖2所示,於試料216之上被描繪的圖案51,係分割為短尺狀之視景框區域(frame area)52。電子束200的描繪,於圖1係使XY平台105朝一方向(例如X方向)連續移動之同時,對應於每一視景框區域52而進行。視景框區域52係更進一步被分割為副偏向區域53,電子束200係僅對副偏向區域53內之必要的部分進行描繪。又,視景框區域52係由主偏向器208之偏向幅決定的短尺狀之描繪區域,副偏向區域53係由副偏向器209之偏向幅決定的單位描繪區域。
副偏向區域53之基準位置之定位係由主偏向器208進行,副偏向區域53內之描繪係由副偏向器209控制。亦即藉由主偏向器208使電子束200定位於特定副偏向區域53,藉由副偏向器209對副偏向區域53內之描繪進行定位。另外,藉由成形偏向器205與射束成形用之光圈203、206,而決定電子束200之形狀與尺寸。使XY平台105朝一方向連續移動之同時,進行副偏向區域53內之描繪,1個副偏向區域53之描繪終了後,進行次一副偏向區域53之描繪。視景框區域52內之全部之副偏向區域53之描繪終了後,使XY平台105朝連續移動方向之正交方向(例如Y方向)進行步進移動。之後,重複進行同樣之處理,依序進行視景框區域52之描繪。
副偏向區域53,係藉由副偏向器209以較主偏向區域更高速進行電子束200掃描的描繪區域,通常為最小描繪單位。進行副偏向區域53內之描繪時,係對應於圖案 圖形藉由成形偏向器205形成所準備的尺寸與形狀的shot。具體言之為,由電子槍201射出的電子束200,係於第1成形光圈203成形為矩形狀後,藉由成形偏向器205投影至第2成形光圈206,變化該射束形狀與尺寸。之後,電子束200,係如上述說明,藉由副偏向器209與主偏向器208進行偏向,照射至XY平台105上所載置的試料216。
電子束200照射至試料216後產生反射電子或2次電子。彼等之電子會沿著電子束200之光軸進行繞行其之螺旋運動,而於電子鏡筒102內朝上方前進。但是,於本實施形態,構成靜電透鏡210的電極常時被施加負之電位,反射電子或2次電子受到靜電透鏡210所形成的電場之推斥力,而被阻止侵入電子鏡筒102內。亦即,反射電子或2次電子對電子鏡筒102內之偏向器之充電可以被防止,電子束200之軌道受彼等電子之影響而變化亦可以被防止。因此,可於試料216上之所要之位置進行電子束200之照射。
以下說明使用圖1之電子束描繪裝置於試料216上進行所要圖案之描繪的方法。
於圖1,控制電腦110係連接於記憶裝置144。控制電腦110係於內部具有描繪資料處理部112。
設計者(使用者)作成的CAD資料,係被轉換為OASIS等之階層化的格式之設計中間資料。設計中間資料,係對應於每一層(layer)作成,試料216之上所形成 的設計圖案資料係被儲存。於此,一般電子束描繪裝置不構成為直接讀取OASIS資料。亦即對應於電子束描繪裝置之製造廠商,使用各自之格式資料。因此,OASIS資料,係對應於每一層被轉換為各電子束描繪裝置固有之格式資料之後被輸入至裝置。
圖1係經由記憶裝置144對電子束描繪裝置100輸入格式資料。
包含於設計圖案的圖形係以長方形或三角形為基本圖形,因此於記憶裝置144記憶著例如圖形之基準位置中之座標(x,y),邊之長度,長方形或三角形等之圖形種之區別用的成為識別子之圖形碼等資訊,針對各圖案圖形之形狀、大小、位置等進行定義的圖形資料。
另外,數十μm左右之範圍內存在的圖形之集合通常稱為集群(cluster)或格(cell),使用其進行資料之階層化。於集群或格亦將各種圖形單獨配置,或隔開間隔而重複配置時之配置座標或重複記述加以定義。集群或格資料,係另外稱為視景框(frame)或條帶(stripe),寬度為數百μm,長度為對應於試料216之X方向或Y方向之全長的100mm左右之短尺狀區域。
圖形圖案之分割處理,係依據電子束200之size界定的最大景別單位進行,同時亦對分割的各shot之座標位置,size及照射時間進行設定。以對應於描繪的圖形圖案之形狀或大小而使shot被成形的方式來作成描繪資料。描繪資料,係依據短尺狀之視景框(主偏向區域)單位被 切斷,更進一步將其中分割為副偏向區域。亦即,晶片全體之描繪資料,係成為和主偏向區域之size呈對應的複數個帶狀的視景框資料,及於視景框內比主偏向區域為更小的複數個副偏向區域單位所構成的資料階層構造。
於圖1,藉由控制電腦110由記憶裝置144讀出的的描繪資料,於描繪資料處理部112係接受複數段之資料處理。如此而產生shot資料。shot資料係被傳送至偏向控制電路120內之偏向量演算部121。
偏向量演算部121,係由描繪資料處理部112被傳送shot資料、XY平台105之位置資訊及試料216之高度資訊。遮斷偏向器212,係對成形偏向器205、副偏向器209及主偏向器208中之各偏向量進行運算。獲得的各偏向量係被傳送至偏向信號產生部124。
偏向信號產生部124,係產生應施加於遮斷偏向器212、成形偏向器205、副偏向器209及主偏向器208之各電極的偏向信號。各偏向信號,係被輸出至對應的各DAC放大單元(130~133)。
DAC放大單元130~133,係個別將偏向信號產生部124所輸出的數位信號之偏向信號轉換為類比信號之後,將其放大而產生偏向電壓。產生的偏向電壓係分別施加於對應的偏向器212、205、209、208。
電子槍201射出的電子束200,係藉由照明透鏡202而照射至第1成形光圈203。如此則,電子束200被成形為例如矩形。接著,電子束200係藉由投影透鏡204投影 至第2成形光圈206。於第2成形光圈206之投影位置,係藉由施加於成形偏向器205的偏向電壓予以決定。
又,遮斷光圈214與遮斷偏向器212,係達成控制試料216上之電子束200之照射之目的。
透過第2成形光圈206的電子束200,係被成形為所要之形狀與尺寸。接著,於對物透鏡207對準焦點後,藉由主偏向器208與副偏向器209進行偏向。亦即電子束200被朝和施加於彼等之各偏向電壓對應的位置偏向。主偏向器208係使電子束200定位於特定副偏向區域53。另外,副偏向器209,係進行副偏向區域53內之圖形描繪單位之定位。
藉由主偏向器208與副偏向器209偏向的電子束200,係藉由靜電透鏡210對準於試料216上之焦點位置。本實施形態中,構成靜電透鏡210的電極之電位常時為負。亦即,描繪時,於靜電透鏡210係由電壓供給手段135施加常時為負的電壓。控制電腦110,係進行電壓供給手段135之動作控制。例如可使0V至-250V之範圍內之電壓,由電壓供給手段135供給至靜電透鏡210。藉由變化施加電壓可以變化電子束200之焦點位置。此時,考慮補償電壓而較好是施加例如平均為-100V至-200V之電壓。
如上述說明,試料216係載置於XY平台105上。又,於XY平台105與電子鏡筒102之間配置遮蔽板211。於此,試料216、XY平台105、遮蔽板211之各電 位均為0(零)V。因此,使靜電透鏡210常時設為負之電位,則被照射至試料216產生的反射電子或2次電子,會受到靜電透鏡210所形成的電場之推斥力。亦即藉由靜電透鏡210之形成為負之電場,而使反射電子或2次電子減速,阻止其之侵入電子鏡筒102內。如此則,電子束200之飄移可以抑制,電子束200可以被照射至試料216上之所要之位置。
實施形態2.
圖3係表示本實施形態中之電子束描繪裝置之構成圖。又,圖3中使用和圖1同一符號之部分係表示同一者,其詳細說明被省略。
於圖3之電子束描繪裝置100’,係於電子鏡筒102’內配置有:電子槍201,照明透鏡202,遮斷偏向器212,遮斷光圈214,第1成形光圈203,投影透鏡204,成形偏向器205,第2成形光圈206,對物透鏡207,主偏向器208,副偏向器209,減速(retarding)電極136及靜電透鏡210’。
照明透鏡202,投影透鏡204,對物透鏡207及靜電透鏡210’均為變化激磁而調節結像位置的電磁透鏡。彼等係如圖3所示,係配列於電子束200之軸方向。更詳言之為,彼等之電磁透鏡均為具有配列於電子束200之軸方向的電極(未圖示)。
照明透鏡202,係使電子槍201射出的電子束200照 射至第1成形光圈203。如此則,電子束200被成形為例如矩形。之後,藉由投影透鏡204投影至第2成形光圈206。於此,第2成形光圈206上之第1成形光圈像之位置,係藉由成形偏向器205控制。如此則,電子束之形狀與尺寸會變化。透過第2成形光圈206的電子束200,係於對物透鏡207對準焦點後,藉由主偏向器208與副偏向器209被偏向。之後,更進一步於靜電透鏡210’進行焦點位置補正,照射至描繪室103所載置的試料216。
於本實施形態,如圖3所示,較好是於電子鏡筒102’之下部,具體言之為,於靜電透鏡210’之下方配置遮蔽板211。藉由遮蔽板211之設置,可以減少電子束200對試料216之照射所產生的反射電子或2次電子之進入電子鏡筒102’。
但是,如圖5或圖6之說明,反射電子或2次電子係沿著電子束200之光軸進行繞行其之螺旋運動。因此,一部分之反射電子或2次電子會透過遮蔽板211之開口部而進入電子鏡筒102’內。如此則,對配置於電子鏡筒102’內的偏向器充電,而變化電子束200之軌道,導致電子束200無法照射至試料216上之目標位置。
於此,於本實施形態,係於電子鏡筒102’內配置減速電極136,藉由電壓供給手段137對該電極施加負電壓。如此則,於電子鏡筒102’內形成負之電場,反射電子或2次電子受到推斥力而阻止其在電子鏡筒102’內朝上方前進。亦即藉由減速電極136之設置,使反射電子或2次電 子減速,阻止其侵入較減速電極136之更上方。
減速電極136,係如圖3所示,較好是設於靜電透鏡210’之正上方。或者,使靜電透鏡210’由複數個電極來構成,而將其之一部分設為減速電極136亦可。任一之情況下,施加於減速電極136之電壓,係設為不妨礙靜電透鏡210’之焦點位置補正機能之值。
針對減速電極136,在進行電子束200的描繪間係繼續施加負電壓。該電壓較好是設為一定。如此則,可以避免電壓變動引起的電子束200之影響。
於本實施形態,對靜電透鏡210’之電壓,可設為例如0V至250V之範圍內,平均可設為100V至200V之電壓。藉由調整該範圍內之電壓值,例如電子束200之焦點位置可於最大10μm左右變化。
以下說明使用圖3之電子束描繪裝置100’,於試料216上進行所要之圖案之描繪的方法。
試料216使用光罩時,其構成例如係於石英等之光罩基板上形成鉻(Cr)膜或矽化鉬(MoSi)膜等之遮光膜,更進一步於其上形成阻劑膜。於該阻劑膜上藉由電子束200進行特定圖案之描繪。
於圖3,控制電腦110’係連接於記憶裝置144。控制電腦110’,係於內部具有描繪資料處理部112。藉由控制電腦110’由記憶裝置144讀出的的描繪資料,係於描繪資料處理部112接受複數段之資料處理。如此而產生shot資料。shot資料係被傳送至偏向控制電路120內之偏向量 演算部121。
shot資料、XY平台105之位置資訊及試料216之高度資訊,係由描繪資料處理部112被傳送至偏向量演算部121。之後,對遮斷偏向器212、成形偏向器205、副偏向器209及主偏向器208中之各偏向量進行運算。獲得的各偏向量係被傳送至偏向信號產生部124。
偏向信號產生部124,係產生應施加於遮斷偏向器212、成形偏向器205、副偏向器209及主偏向器208之各電極的偏向信號。各偏向信號,係被輸出至對應的各DAC放大單元(130~133)。
DAC放大單元130~133,係個別將偏向信號產生部124所輸出的數位信號之偏向信號轉換為類比信號之後,將其放大而產生偏向電壓。產生的偏向電壓係分別施加於對應的偏向器212、205、209、208。
電子槍201射出的電子束200,係藉由照明透鏡202而照射至第1成形光圈203。如此則,電子束200被成形為例如矩形。接著,電子束200係藉由投影透鏡204投影至第2成形光圈206。於第2成形光圈206之投影位置,係藉由施加於成形偏向器205的偏向電壓予以決定。
又,遮斷光圈214與遮斷偏向器212,係達成控制試料216上之電子束200之照射之目的。
透過第2成形光圈206的電子束200,係被成形為所要之形狀與尺寸。接著,於對物透鏡207對準焦點後,藉由主偏向器208與副偏向器209進行偏向。亦即電子束 200被朝和施加於彼等之各偏向電壓對應的位置偏向。主偏向器208係使電子束200定位於特定副偏向區域53。另外,副偏向器209,係進行副偏向區域53內之圖形描繪單位之定位。
藉由主偏向器208與副偏向器209偏向的電子束200,係藉由靜電透鏡210’對準於試料216上之焦點位置。具體言之為,藉由變化對構成靜電透鏡210’的電極之施加電壓,來變化電子束200之焦點位置。本實施形態中,可將例如0V至250V之範圍內之電壓施加於靜電透鏡210’,另外,考慮補償(offset)電壓,可以設為例如平均100V至200V之電壓。
又,於靜電透鏡210’之正上方配置減速電極136。由電壓供給手段137對減速電極136進行負電壓供給。控制電腦110’係對電壓供給手段137之動作進行控制。例如於0V至-250V之範圍內,平均為100V至200V之電壓被施加於靜電透鏡210’時,對減速電極136之施加電壓可設為-30V。
如圖3所示,試料216係載置於XY平台105上。 又,於XY平台105與電子鏡筒102’之間配置遮蔽板211。於此,試料216、XY平台105、遮蔽板211之各電位均為0(零)V。又,於減速電極136與主偏向器208之間(於圖3未圖示)配置著絕緣板。該絕緣板之電位亦為0(零)V。
圖4係表示上述電位之關係之一例。於圖4,試料 216、遮蔽板211及絕緣板134之電位均為0(零)V。另外,於靜電透鏡210’被施加200V之電壓,於減速電極136被施加-30V之電壓。如此則,侵入電子鏡筒102’內的反射電子或2次電子,雖受到靜電透鏡210’所形成的正之電場之吸引,但因減速電極136被施加負電壓,因此可減低其速度。藉由減速電極136與絕緣板134之間之電位差、亦即能量障壁,而阻止朝較減速電極136更上方之移動。
因此,依據本實施形態,可防止反射電子或2次電子於電子鏡筒內朝上方移動,可防止對偏向器之充電。因此,電子束200之飄移可被抑制,電子束200可以照射至試料216上之所要之位置。
又,本發明不限定於上述各實施形態,在不脫離本發明之趣旨範圍內,可作各種變形實施。
例如上述各實施形態雖使用電子束,但本發明不限定於此,例如亦適用於使用離子束等其他之荷電粒子束。
100‧‧‧電子束描繪裝置
150‧‧‧描繪部
160‧‧‧控制部
102‧‧‧電子鏡筒
103‧‧‧描繪室
201‧‧‧電子槍
202‧‧‧照明透鏡
212‧‧‧遮斷偏向器
214‧‧‧遮斷光圈
203‧‧‧第1成形光圈
204‧‧‧投影透鏡
205‧‧‧成形偏向器
206‧‧‧第2成形光圈
207‧‧‧對物透鏡
208‧‧‧主偏向器
209‧‧‧副偏向器
210‧‧‧靜電透鏡
200‧‧‧電子束
216‧‧‧試料
211‧‧‧遮蔽板
105‧‧‧XY平台
106‧‧‧反射鏡
145‧‧‧雷射測長機
110‧‧‧控制電腦
112‧‧‧描繪資料處理部
107‧‧‧Z感側器
143‧‧‧檢測器
120‧‧‧偏向控制電路
130~133‧‧‧DAC放大單元
144‧‧‧記憶裝置
121‧‧‧偏向量演算部
124‧‧‧偏向信號產生部
135‧‧‧電壓供給手段

Claims (12)

  1. 一種電子束描繪裝置,係具備:平台,用於載置試料;電子鏡筒,係配置有:用於射出電子束的電子槍,及具備被配列於上述電子束之軸方向的電極之電磁透鏡;及遮蔽板,係設於上述平台與上述電子鏡筒之間,用於遮蔽上述電子束照射至上述試料而產生的反射電子或2次電子;其特徵為:上述電磁透鏡,係配置於上述遮蔽板之正上方,係變化上述電子束之焦點位置的靜電透鏡;具有對上述靜電透鏡常時施加負電壓的電壓供給手段。
  2. 如申請專利範圍第1項之電子束描繪裝置,其中,由上述電壓供給手段對上述靜電透鏡施加0V至-250V之範圍內之負電壓。
  3. 如申請專利範圍第2項之電子束描繪裝置,其中,由上述電壓供給手段對上述靜電透鏡施加平均為-100V至-200V之負電壓。
  4. 如申請專利範圍第1項之電子束描繪裝置,其中,具有:使上述電子槍射出的電子束成形之第1光圈;使透過上述第1光圈的電子束更進一步成形之第2光圈;使上述電子束對上述第1光圈進行照明之照明透鏡; 使透過上述第1光圈的電子束投影至上述第2光圈之投影透鏡;及對透過上述第2光圈的電子束之焦點進行校準的對物透鏡;上述照明透鏡、上述投影透鏡及上述對物透鏡均為電磁透鏡;上述靜電透鏡,係配置於上述對物透鏡與上述遮蔽板之間。
  5. 一種電子束描繪裝置,係具備:平台,用於載置試料;電子鏡筒,係配置有:用於射出電子束的電子槍,及具備被配列於上述電子束之軸方向的電極之電磁透鏡;及遮蔽板,係設於上述平台與上述電子鏡筒之間,用於遮蔽上述電子束照射至上述試料而產生的反射電子或2次電子;其特徵為:上述電磁透鏡,係配置於上述遮蔽板之正上方,係變化上述電子束之焦點位置的靜電透鏡;具有:於上述靜電透鏡之正上方,或作為構成上述靜電透鏡的電極之一部分而被配置的減速電極(retarding electrode);及對上述減速電極施加負電壓的電壓供給手段。
  6. 如申請專利範圍第5項之電子束描繪裝置,其中,上述電壓供給手段係將一定之負電壓繼續施加於上述 減速電極。
  7. 如申請專利範圍第5項之電子束描繪裝置,其中,具有:使上述電子槍射出的電子束成形之第1光圈;使透過上述第1光圈的電子束更進一步成形之第2光圈;使上述電子束對上述第1光圈進行照明之照明透鏡;使透過上述第1光圈的電子束投影至上述第2光圈之投影透鏡;及對透過上述第2光圈的電子束之焦點進行校準的對物透鏡;上述照明透鏡、上述投影透鏡及上述對物透鏡均為電磁透鏡;上述靜電透鏡,係配置於上述對物透鏡與上述遮蔽板之間。
  8. 一種電子束描繪方法,係由係配置於電子鏡筒內的電子槍射出電子束,對載置於平台上的試料之上進行特定圖案之描繪者;其特徵為:係對在上述電子束之軸方向配列著電極而變化上述電子束之焦點位置的靜電透鏡,或配置於上述靜電透鏡之正上方的減速電極之其中一方常時施加負電壓。
  9. 如申請專利範圍第8項之電子束描繪方法,其中,在上述平台與上述電子鏡筒之間係配置著遮蔽板,用於遮蔽上述電子束被照射至上述試料而產生的反射電子或 2次電子。
  10. 如申請專利範圍第8項之電子束描繪方法,其中,具有:藉由照明透鏡使上述電子槍所射出的電子束照射至第1光圈的工程;藉由投影透鏡使透過上述第1光圈的電子束投影至第2光圈之工程;藉由對物透鏡針對透過上述第2光圈的電子束之焦點進行較準的工程;及使透過上述對物透鏡的電子束,經由上述靜電透鏡而照射至上述試料的工程。
  11. 如申請專利範圍第8項之電子束描繪方法,其中,對上述靜電透鏡施加0V至-250V之範圍內之負電壓。
  12. 如申請專利範圍第11項之電子束描繪方法,其中,對上述靜電透鏡施加平均為-100V至-200V之負電壓。
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