TWI860028B - 多帶電粒子束描繪裝置 - Google Patents

Abstract

提供一種多帶電粒子束描繪裝置，能夠確保焦點修正透鏡的配置的餘裕，並且抑制二次電子的滯留，使射束照射位置穩定化。多帶電粒子束描繪裝置，具備：複數個遮沒器，將多帶電粒子束的各射束予以遮沒偏向；加速透鏡，由具有複數個電極的靜電透鏡所構成，將前述多帶電粒子束加速；限制孔徑構件，將藉由前述遮沒器而被偏向之射束予以遮蔽；2段以上的對物透鏡，由磁場透鏡所成，將前述多帶電粒子束的焦點對合在基板上；及3個以上的修正透鏡，包含第1修正透鏡、第2修正透鏡及第3修正透鏡，進行前述多帶電粒子束在前述基板的成像狀態的修正。前述第1修正透鏡為靜電修正透鏡，其兼用前述加速透鏡的前述複數個電極當中的至少1個電極。

Description

多帶電粒子束描繪裝置

本發明有關多帶電粒子束描繪裝置。

隨著LSI的高度積體化，對於半導體元件要求之電路線寬正逐年微細化。為了對半導體元件形成所需的電路圖案，會採用下述手法，即，利用縮小投影型曝光裝置，將形成於石英上之高精度的原圖圖案縮小轉印至晶圓上。高精度的原圖圖案之製作，會使用藉由電子束描繪裝置將阻劑曝光而形成圖案之所謂的電子束微影技術。

作為電子束描繪裝置，使用了多射束之描繪裝置的開發正在進展，以取代過往將1道射束偏向而將射束照射至試料上的必要處之單射束描繪裝置。藉由使用多射束，相較於以1道電子束描繪的情形，能夠照射較多的射束，故能使產出大幅提升。多射束方式之描繪裝置中，例如會使從電子源放出的電子束通過具有複數個開口的成形孔徑陣列構件而形成多射束，然後藉由遮沒孔徑陣列基板進行各射束的遮沒控制，未被遮蔽的各射束則被光學系統縮小，並照射至被載置於可移動的平台上之試料。

電子束描繪裝置中，會將各擊發的射束藉由對物透鏡而將焦點對合於試料上，並且使用例如靜電透鏡，於描繪中動態地進行焦點修正(動態對焦)以對應試料面的凹凸，而修正多射束陣列像的光軸方向的位置(成像高度)。這裡，所謂光軸意指電子束放出而照射至試料為止的光學系統的中心軸。但，若進行動態對焦，則於試料上射束陣列像會發生旋轉或倍率變動，導致描繪位置精度劣化。因此，需要極力減低與動態對焦有關之射束陣列像的旋轉及倍率變動。

為了抑制與動態對焦有關的射束像的旋轉及倍率變動，有人提出一種多射束描繪裝置，係設計成設置3個靜電透鏡，並且在2段的對物透鏡的各段的透鏡磁場中配置至少1個靜電透鏡(例如參照專利文獻1)。

多射束描繪裝置的電子光學系統中，為了提高射束陣列像的尺寸或陣列間距(pitch)的精度，必須使射束陣列像以很高的縮小率例如1/200程度的倍率成像於試料面。若要像這樣實現很高的縮小率，同時在透鏡下面與試料之間確保可供試料移動的間隔(多數的情形下稱為工作距離(working distance))，對物透鏡所造成的射束陣列像的成像次數至少必須有2次。

當將成像次數訂為2次的情形下，對物透鏡的段數成為2段。這裡所謂的”段”，意為進行1次的成像，多數的情形下1段的對物透鏡是由1個透鏡所構成，惟為了減低像差或失真，也可能將1段的對物透鏡由貼近的2個以上的磁場透鏡所構成(亦即藉由貼近的2個以上的磁場透鏡來進行1次的成像)。

專利文獻1中，是在2段的對物透鏡的磁場中配置3個靜電透鏡，故在其中1段的對物透鏡的磁場中會將2個靜電透鏡貼近配置。透鏡磁場所存在的區域，是射束行進方向當中磁極所存在的位置與其前後的有限的很短的區間。此外，透鏡磁場所存在的區域幾乎都是被直徑很小的磁極包圍的區域，故在和射束行進方向垂直的方向也是窄而受限的空間。

另一方面，靜電透鏡必須配置於電子束通過的真空中，而必須有真空密封、從真空區域引出配線等的複雜構造。又，為了對靜電透鏡施加電壓，必須有支撐透鏡電極的絕緣體，而為了防止帶電所造成的射束位置變動，絕緣體亦必須有以導體充分包圍的構造以免從電子束軌道能看見。要在透鏡磁場所存在的很短的區間且被磁極包圍的狹小空間內做出2個該些複雜的構造有困難。

電子束描繪裝置中，當將電子束對試料照射時，可能會受到碰撞試料而反射的電子(反射電子)或入射至試料而產生的電子(二次電子)之影響而引發漂移(drifting，亦即射束位置變動、射束位置不穩定性)，而導致照射至偏離訂為目標的位置之位置。因此，會進行對於試料面在正的電壓範圍運用靜電透鏡，以將二次電子等從試料面朝上方加速誘導(例如參照專利文獻2)。

當在對物透鏡磁場中配置2個靜電透鏡，而使靜電透鏡相對於試料面以正電壓動作的情形下，若上游的靜電透鏡的電壓比下游的靜電透鏡還低，則來自試料面的二次電子會在2個靜電透鏡的交界附近滯留，射束(1次射束)會因來自滯留的二次電子的庫侖力而被偏向，射束位置會變得不穩定而發生漂移。

靜電透鏡，於描繪中施加電壓會對應於試料面高度而變化，因此2個靜電透鏡的電壓的大小關係亦可能於描繪中逆轉，描繪剛開始雖未發生漂移，卻於描繪途中發生漂移。

像這樣，若在1段的對物透鏡的磁場中將2個靜電透鏡貼近配置，則會有因二次電子的滯留而發生漂移之問題。

[專利文獻1]日本特開2013-197289號公報 [專利文獻2]日本特開2013-191841號公報

本發明所欲解決之問題，在於提供一種多帶電粒子束描繪裝置，其確保焦點修正透鏡的配置的餘裕，並且抑制二次電子的滯留，使射束照射位置穩定化。

按照本發明的一態樣之多帶電粒子束描繪裝置，具備：複數個遮沒器，將多帶電粒子束的各射束予以遮沒偏向；加速透鏡，由具有複數個電極的靜電透鏡所構成，將前述多帶電粒子束加速；限制孔徑構件，將藉由前述加速透鏡而被加速的前述多帶電粒子束當中的藉由前述複數個遮沒器而被偏向成為射束OFF狀態之射束予以遮蔽；及2段以上的對物透鏡，由磁場透鏡所成，將通過了前述限制孔徑構件的多帶電粒子束的焦點對合在基板上；及3個以上的修正透鏡，包含第1修正透鏡、第2修正透鏡及第3修正透鏡，進行前述多帶電粒子束在前述基板的成像狀態的修正；前述第1修正透鏡為靜電修正透鏡，其兼用前述加速透鏡的前述複數個電極當中的至少1個電極。 [發明之效果]

按照本發明，能夠確保焦點修正透鏡的配置的餘裕，並且抑制二次電子的滯留，使射束照射位置穩定化。

以下，基於圖面說明本發明之實施方式。

[第1實施方式] 圖1為本發明第1實施方式之多帶電粒子束描繪裝置的概略圖。本實施方式中，作為帶電粒子束的一例，係以使用了電子束之構成來做說明。但，帶電粒子束不限於電子束，也可以是離子束等其他帶電粒子束。

此描繪裝置，具備對描繪對象的基板24照射電子束而描繪所需的圖案之描繪部W、以及控制描繪部W的動作之控制部C。

描繪部W，具備電子光學鏡筒2與描繪室20。在電子光學鏡筒2內，設有電子源4、照明透鏡6、成形孔徑陣列基板8、遮沒孔徑陣列基板10、加速透鏡50、限制孔徑構件14、2段的對物透鏡16，17及2個靜電修正透鏡66，67。對物透鏡16，17為磁場透鏡。

照明透鏡6配置於電子源4與成形孔徑陣列基板8之間。照明透鏡6可為磁場透鏡，亦可為靜電透鏡。加速透鏡50配置於遮沒孔徑陣列基板10與對物透鏡16之間。加速透鏡50為由複數個旋轉對稱電極所構成的靜電透鏡，電極電位在上游的中間電位至下游的接地電位之間變化。

限制孔徑構件14配置於加速透鏡50與對物透鏡16之間，但亦可構成為配置於對物透鏡16與對物透鏡17之間。對物透鏡17為設置於描繪裝置的複數個對物透鏡當中配置於射束行進方向的最下游側者。對物透鏡16配置於比對物透鏡17還靠射束行進方向的上游側。由於這樣的位置關係，對物透鏡16有時稱為上段的對物透鏡，對物透鏡17有時稱為下段的對物透鏡。此外，對物透鏡17有時稱為最終段的對物透鏡。靜電修正透鏡66配置於由磁場透鏡所構成的對物透鏡16的磁場內(亦即磁場中，磁場之中)。靜電修正透鏡67配置於由磁場透鏡所構成的對物透鏡17的磁場內。

所謂對物透鏡的透鏡磁場，係指磁通量密度高的區域，例如被對物透鏡的磁極圍繞的空間。對物透鏡的磁場(軸上磁通量密度)若從對物透鏡磁極遠離則會衰減，惟軸上磁通量密度成為最大之處，通常為對物透鏡的一組的磁極(二個磁極)的中間附近的光軸上。經驗上，相對於軸上磁通量密度為最大值，能夠將例如比1/10還大的區域、或磁通量密度成為極小為止的區域視為「磁場內」，其以外的區域視為「磁場之外」。

另，為了減低像差或失真，有時會將1段的對物透鏡由貼近的2個以上的磁場透鏡來構成，但在這樣的情形下，在構成1段的對物透鏡的貼近的磁場透鏡之間即使會發生磁通量密度成為1/10以下或者成為極小之處，也不會被視為該對物透鏡的透鏡磁場的內或外之交界，而會被視為「磁場內」。

靜電修正透鏡66，67，係產生微小的旋轉對稱電場而修正多射束的成像狀態。例如，靜電修正透鏡66，67由圓筒電極所構成，被施加修正用的電壓。在被施加電壓的電極的前後，亦可配置圓筒狀的接地電極。

另，將圓筒狀或環狀的電極分割(例如像8極偏向器這樣分割)，而對該些電極群加總施加使聚焦電場(旋轉對稱電場)、偏向電場、多極電場等產生的電壓而兼作為透鏡、偏向器、多極等，這樣的構成亦會產生具有透鏡效應的電場，故這樣的電極群亦被包含於1個靜電修正透鏡。

在描繪室20內配置XY平台22。在XY平台22上，載置有描繪對象的基板24。描繪對象的基板24，例如為光罩底板(mask blanks)或半導體基板(矽晶圓)。

從電子源4放出的電子束30，藉由照明透鏡6而近乎垂直地照明成形孔徑陣列基板8。圖2為示意成形孔徑陣列基板8的構成的概念圖。在成形孔徑陣列基板8，有縱(y方向)m列×橫(x方向)n列(m，n≧2)的開口部80以規定的排列間距形成為矩陣狀。例如，形成512×512列的開口部80。各開口部80均由相同尺寸形狀的矩形而形成。各開口部80亦可是相同直徑的圓形。

電子束30，將包含成形孔徑陣列基板8的所有開口部80之區域予以照明。電子束30的一部分分別通過該些複數個開口部80，藉此形成如圖1所示般的多射束30M。

在遮沒孔徑陣列基板10，係配合成形孔徑陣列基板8的各開口部80的配置位置而形成貫通孔，在各貫通孔配置有由成對的2個電極所構成之遮沒器。通過各貫通孔的多射束30M，會各自獨立地藉由施加於遮沒器的電壓而被偏向。藉由此偏向，各射束受到遮沒控制。像這樣，藉由遮沒孔徑陣列基板10，對通過了成形孔徑陣列基板8的複數個開口部80之多射束30M的各射束進行遮沒偏向。

對於通過了遮沒孔徑陣列基板10的多射束30M，藉由加速透鏡50而生成的電場會作用成為聚焦場。加速透鏡50，一面提高多射束30M的加速能量，一面縮小各個射束尺寸與排列間距，在對物透鏡16的略上游使交叉點CO1形成。限制孔徑構件14被配置成，使得形成於限制孔徑構件14的開口的中心和交叉點CO1幾乎一致。這裡，藉由遮沒孔徑陣列基板10的遮沒器而被偏向的電子束，其軌道會位移而偏離限制孔徑構件14的開口，而被限制孔徑構件14遮蔽。另一方面，未受到遮沒孔徑陣列基板10的遮沒器偏向的電子束，會通過限制孔徑構件14的開口。

像這樣，限制孔徑構件14，是將藉由遮沒孔徑陣列基板10的遮沒器而被偏向成為射束OFF狀態之各電子束加以遮蔽。然後，從成為射束ON開始至成為射束OFF為止通過了限制孔徑構件14的射束，便成為1次份的擊發的電子束。

上段的對物透鏡16作用於通過了限制孔徑構件14的多射束30M，使成像為成形孔徑陣列基板8的複數個開口部80被縮小而成之中間像IS1，而使交叉點CO2形成。下段的對物透鏡將中間像IS1，使成形孔徑陣列基板8的複數個開口部80的所需的縮小率的像(射束陣列像)IS2成像於基板24的表面。另，所謂縮小率係倍率的倒數，例如指藉由電子束30的一部分各自通過成形孔徑陣列基板8的複數個開口部80而形成的電子束的尺寸(或間距)、與成像於基板24表面的像的尺寸(或間距)之比。

藉由將對物透鏡設計成2段，能夠實施很高的縮小率(例如1/200程度的倍率)，並且在最終段透鏡(對物透鏡17)下面與基板24之間確保可供基板24移動的間隔(工作距離)。

靜電修正透鏡66，67，相對於基板24的表面以正的電壓範圍動作。另，當能夠判斷在試料產生的反射電子或二次電子很少，而無需考慮其影響的情形下(例如應描繪的圖案的面積的比率相對於描繪區域全體而言非常低的情形)等，亦可以負的電壓動作。

通過了限制孔徑構件14的各電子束(多射束全體)，會藉由偏向器(未圖示)朝同方向被一齊偏向，照射至基板24。偏向器(未圖示)只要配置於比遮沒孔徑陣列基板10還下游即可，惟若配置於比上段的對物透鏡16還下游則有失真或像差小的優點。當XY平台22在連續移動時，射束的照射位置會以追隨XY平台22的移動之方式被偏向。此外，XY平台22移動而描繪位置會隨時變化，而受到多射束照射的基板24表面的高度會變化。因此，藉由後述的加速透鏡50內的靜電修正透鏡54及靜電修正透鏡66，67，於描繪中動態地修正多射束的焦點偏離(動態對焦)。

一次所照射之多射束，理想上會成為以成形孔徑陣列基板8的複數個開口部80的排列間距除以上述所需的縮小率(即乘以倍率)而得之間距而並排。此描繪裝置，係以連續依序逐漸照射擊發射束之柵狀掃描(raster scan)方式來進行描繪動作，當描繪所需的圖案時，根據圖樣不同，必要的射束會藉由遮沒控制而被控制成射束ON。

控制部C，具有控制計算機32及控制電路34。控制計算機32，對描繪資料進行複數段的資料變換處理，生成裝置固有的擊發資料，輸出至控制電路34。擊發資料中，定義著各擊發的照射量及照射位置座標等。控制電路34，將各擊發的照射量除以電流密度以求出照射時間，當進行相對應的擊發時，對遮沒孔徑陣列基板10的相對應的遮沒器施加偏向電壓，使得僅於算出的照射時間設為射束ON。

控制計算機32，保持著聯動後述的加速透鏡50內的靜電修正透鏡54及靜電修正透鏡66、67的激發量之關係式的資料，利用此關係式算出各修正透鏡的激發量。控制電路34，對靜電修正透鏡54，66，67賦予由關係式算出的激發量而使其動作。另，激發量在磁場修正透鏡中為激磁電流，在靜電修正透鏡中為施加電壓。

加速透鏡50如圖3A所示，具有複數個圓筒狀或環狀的電極51、52、53。對於位於上游側的中間電位電極51，施加和成形孔徑陣列基板8、遮沒孔徑陣列基板10相同電壓(電位)。對於位於下游側的接地電極52施加接地電位。例如，當將負電荷的電子束加速的情形下，對於中間電位電極51施加-45kV，接地電極52為0V。

對於位於中間電位電極51與接地電極52之間的複數個電極53，以相鄰電極間的電位差不超過放電耐壓的範圍內而減低像差與失真之方式施加最佳化的電壓。通常，中間電位電極51及接地電極52，其(射束行進方向的)長度比電極53還長。

這裡，本實施方式中，使加速透鏡50的電極的一部分帶有身為靜電修正透鏡的機能而修正多射束的成像狀態。亦即，將加速透鏡50的電極的一部分兼用作靜電修正透鏡54。

例如如圖3B所示，將接地電極52於筒軸方向分割為二，對上游側的接地電極52施加修正電壓，藉此使其作為靜電修正透鏡54而動作。當不使用於多射束的成像狀態的修正時，施加接地電位。

又或者如圖3C所示，亦可對複數個電極53的至少1者(1個)，將加速透鏡用的電壓與修正電壓加總而施加，藉此使其作為靜電修正透鏡54而動作。

加速透鏡50所造成的射束加速能力，是由加速透鏡入口的電位與出口的電位所決定。圖3B、圖3C所示構成，其最上游的入口電極電位及最下游的出口電極電位和圖3A所示構成相同，因此即使對一部分的電極的施加電壓加上修正電壓而使其作為靜電修正透鏡54而動作，射束加速能力仍不變。

另，將圓筒狀或環狀的電極分割(例如像8極偏向器這樣分割)，對該些電極群加總使旋轉對稱電場(帶有聚焦效果與加速效果)、偏向電場、多極電場等產生的電壓而施加，像這樣的構成中，使旋轉對稱的電場成分產生的電極群亦可視為是構成加速透鏡的1者(1個)的電極。

若對作為靜電修正透鏡54而動作的電極施加修正電壓，則加速透鏡與靜電修正透鏡的合計的透鏡效果(射束聚焦力)會變化。其結果，中間像IS1的成像高度與倍率會變化。後段的對物透鏡17是將中間像IS1縮小成像，故在中間像IS1發生的成像高度的變化會被縮小，在基板24的表面的射束陣列像IS2的成像高度變化會變小。也就是說，靜電修正透鏡54的成像高度修正靈敏度低。在中間像IS1發生的倍率的變化(倍率的比)，和後段的對物透鏡17的成像倍率無關而會直接地傳遞至射束陣列像IS2的倍率變化，故靜電修正透鏡54的倍率修正靈敏度高。靜電透鏡與靜電修正透鏡的組合中不發生像的旋轉，故靜電修正透鏡54的旋轉修正靈敏度極低。

像以上這樣，兼用加速透鏡50的電極之靜電修正透鏡54，其倍率修正靈敏度高，成像高度修正靈敏度低，旋轉修正靈敏度極低。

配置於對物透鏡(磁場透鏡)的磁場中的靜電透鏡，是使靜電透鏡內的射束的能量變化，改變射束從磁場透鏡受到的聚焦效果，藉此改變成像高度。由於此聚焦效果的變化，亦發生倍率變化。旋轉在單獨靜電透鏡下通常不發生，但若配置於透鏡磁場中，則會因能量變化而透過磁場透鏡作用讓旋轉亦變化。這裡，為了使射束成像，對物透鏡產生的磁場極為強力，因此即使對於靜電透鏡的施加電壓的很小的變化所造成的很小的能量變化，透鏡磁場全體的聚焦效果與旋轉效果也會大幅變化。是故，配置於最終段的對物透鏡17的透鏡磁場內的靜電修正透鏡67，成像高度、倍率、旋轉的修正靈敏度高。

另一方面，上游的靜電修正透鏡66，成像高度的修正靈敏度低。這是因為最終段的對物透鏡17是將中間像IS1縮小而使其成像，故高度方向的變化亦被縮小，而將射束陣列像IS2成像於基板24的表面的緣故。但，倍率變化(倍率的比)與旋轉不變。是故，配置於上游的對物透鏡16的透鏡磁場內的靜電修正透鏡66，雖成像高度的修正靈敏度低，但針對倍率與旋轉則具有和靜電修正透鏡67同程度的很高的修正靈敏度。

像這樣，靜電修正透鏡54，66，67分別具有不同的修正特性(成像高度修正靈敏度、倍率修正靈敏度、旋轉修正靈敏度的比率不同)，因此藉由使該些3個修正透鏡的激發量(施加電壓)以合適的關係式聯動而控制，便能夠進行以下的成像狀態的修正。 ・應對基板的表面高度變動，在倍率不變且無旋轉下改變成像高度。 ・基板的表面高度設為一定，在無旋轉且成像高度不變下改變倍率。 ・基板的表面高度設為一定，在成像高度不變且倍率不變下改變旋轉。 上述3種類的成像狀態的修正當中，第1個修正是利用於描繪中進行的焦點修正(動態對焦)以應對試料面的凹凸。第2個修正能夠利用於倍率的微調整，第3個修正能夠利用於旋轉的微調整。

成像狀態的修正中的激發量的聯動的關係式，在上述3狀況的調整的各者係不同。激發量的關係式，只要訂為調整量(成像高度、倍率、旋轉)的1次以上的多項式，便能夠以足夠的精度調整。多項式的係數藉由軌道模擬求得。亦可基於實測出的對於成像高度、倍率、旋轉的激發量之相依性而算出係數。

像這樣，本實施方式中，配置於各段的對物透鏡的透鏡磁場內的靜電修正透鏡為1個，故能夠確保配置的餘裕。靜電修正透鏡彼此不貼近，因此能夠容易地設計靜電修正透鏡配置所必要之真空密封、從真空區域引出配線、支撐透鏡電極的絕緣體等的構造。此外，組裝作業變得容易，能夠使作業效率提升。

此外，透鏡磁場中沒有貼近配置的靜電修正透鏡，故會抑制因貼近的靜電透鏡間的電壓差異而發生的二次電子的滯留，能夠使射束位置穩定化。

兼用加速透鏡的電極之靜電修正透鏡，配置於周圍沒有磁極而可利用廣闊的直徑的空間之處，故配置有餘裕。

[第2實施方式] 上述第1實施方式中，是在對物透鏡16，17的透鏡磁場中分別配置1個靜電修正透鏡66，67，惟亦可構成為省略其中一方的靜電修正透鏡，而在對物透鏡的透鏡磁場之外配置磁場修正透鏡。

例如如圖4所示，省略對物透鏡16的透鏡磁場內的靜電修正透鏡，而在透鏡磁場之外配置磁場修正透鏡40。

磁場修正透鏡40配置於對物透鏡16，17的上游側的透鏡磁場的外側。磁場型的對物透鏡的磁場(軸上磁通量密度)，若遠離透鏡磁極則衰減。經驗上，相對於軸上磁通量密度為最大值，例如能夠將成為1/10以下的區域視為「磁場之外」。另，軸上磁通量密度成為最大之處，通常為對物透鏡的一組的磁極(二個磁極)的中間附近的光軸上。本實施方式中，磁場修正透鏡40是配置於加速透鏡50與對物透鏡16之間，惟磁場修正透鏡40的位置只要在對物透鏡16，17的磁場的外側，且比遮沒孔徑陣列基板10還下游側即可，例如亦可以圍繞加速透鏡50之方式配置線圈，而以其作為磁場修正透鏡40。

磁場修正透鏡40，係產生微小的旋轉對稱磁場而修正成像狀態。例如，磁場修正透鏡40為以射束光軸為中心軸的圓形線圈或螺線管線圈，流通修正用的電流。亦可藉由鐵氧體等的磁性體包圍線圈。

磁場修正透鏡具有使射束像旋轉的效果(旋轉效果)，此效果不論磁場修正透鏡的光軸方向的位置在透鏡的磁場之中或外皆會發生。像的旋轉，會成為對物透鏡磁場的旋轉效果與磁場修正透鏡磁場的旋轉效果之單純的加總，即使兩者的磁場重疊也不會發生乘數效果(和兩者的磁場的積成比例這樣的旋轉效果)。

當將磁場修正透鏡配置於透鏡磁場之中的情形下，成像高度修正的靈敏度會變大，倍率修正效果亦隨之變大。這是因為透鏡磁場的聚焦力和軸上磁通量密度的平方成比例，故若對物透鏡的磁場與磁場修正透鏡的磁場在光軸方向有重疊則會發生乘數效果(和兩者的磁場的積成比例這樣的聚焦效果)，相對於修正透鏡磁場的很小的變化而言會得到聚焦力的很大的變化的緣故。另一方面，若將磁場修正透鏡配置於透鏡磁場之外，則聚焦力的變化會變得非常小，成像高度及倍率的修正靈敏度會變低。

是故，如本實施方式般配置於透鏡磁場之外的磁場修正透鏡40，具有成像高度與倍率的修正靈敏度低，而旋轉修正靈敏度高這樣的特性。

靜電修正透鏡54，67及磁場修正透鏡40分別具有不同的修正特性(成像高度修正靈敏度、倍率修正靈敏度、旋轉修正靈敏度的比率不同)，因此藉由使該些3個修正透鏡的激發量(在靜電修正透鏡為施加電壓，在磁場修正透鏡為激磁電流)以合適的關係式聯動而控制，便能夠進行如同上述第1實施方式的成像狀態的修正。

另，磁場修正透鏡不同於靜電修正透鏡，通常是配置於真空外，因此不需要真空密封、配線引出真空外、真空中絕緣體支撐等的複雜的構造。本實施方式中，磁場修正透鏡40配置於加速透鏡50與對物透鏡16之間的磁場之外，故不被對物透鏡磁極圍繞，能夠利用廣闊的空間，不會發生配置餘裕的問題。

此外，如同上述第1實施方式般，透鏡磁場中沒有貼近配置的靜電修正透鏡，故會抑制因貼近的靜電透鏡間的電壓差異而發生的二次電子的滯留，能夠使射束位置穩定化。

磁場修正透鏡40的位置不限定於對物透鏡16，17的上游側的透鏡磁場之外，亦可如圖5所示配置於2段的對物透鏡16、17之間的透鏡磁場之外。

例如，當將2個對物透鏡16，17的激磁方向(聚焦磁場的方向)訂為相反的情形下，兩者之間會發生磁通量密度成為0之處，故在其附近配置磁場修正透鏡40。

即使2個對物透鏡16，17的激磁方向相同的情形下，兩者之間多半仍會發生磁通量密度足夠衰減的區域(例如軸上磁通量密度成為最大值的1/10以下的區域)，故在其附近配置磁場修正透鏡40。

圖4所示描繪裝置，是在對物透鏡17的透鏡磁場內配置靜電修正透鏡67，惟亦可如圖6所示省略靜電修正透鏡67，而在對物透鏡17的透鏡磁場內配置磁場修正透鏡42。此外，雖未圖示，惟亦可在圖5所示描繪裝置中省略配置於對物透鏡17的透鏡磁場內的靜電修正透鏡67，而在對物透鏡17的透鏡磁場內配置磁場修正透鏡42。

配置於對物透鏡的磁場內的磁場修正透鏡，為空心的圓形線圈或螺線管線圈。為免擾亂對物透鏡的磁場，較佳是不要做成藉由鐵氧體等的磁性體圍繞的構造。

如已說明般，磁場修正透鏡，若配置於透鏡磁場中則成像高度修正的靈敏度與倍率修正效果會變大，此外不論在透鏡磁場之中或外皆會肇生使射束像旋轉的效果。其結果，配置於對物透鏡17的透鏡磁場內的磁場修正透鏡42，成像高度、倍率、旋轉全部的修正靈敏度皆高。

靜電修正透鏡54及磁場修正透鏡40，42分別具有不同的修正特性，因此藉由使該些3個修正透鏡的激發量以合適的關係式聯動而控制，便能夠進行如同上述第1實施方式的成像狀態的修正。

[第3實施方式] 上述第1實施方式中，說明了在對物透鏡16，17的透鏡磁場內分別配置1個靜電修正透鏡66、67的構成，惟亦可將靜電修正透鏡66，67的至少其中一方置換為磁場修正透鏡。另，在靜電修正透鏡與磁場修正透鏡中構造不同建置形態亦不同，故這裡所說的「置換」意指配置於光軸方向的幾乎同一位置。光軸方向的位置以外的諸元，例如靜電修正透鏡的電極與磁場修正透鏡的線圈的直徑或長度(光軸方向的長度)通常不同。

圖7示意將對物透鏡16的透鏡磁場內的修正透鏡訂為磁場修正透鏡41，將對物透鏡17的透鏡磁場內的修正透鏡訂為靜電修正透鏡67之構成。圖8示意將對物透鏡16的透鏡磁場內的修正透鏡訂為磁場修正透鏡41，將對物透鏡17的透鏡磁場內的修正透鏡訂為磁場修正透鏡42之構成。

雖圖示省略，惟亦可將對物透鏡16的透鏡磁場內的修正透鏡訂為靜電修正透鏡66，將對物透鏡17的透鏡磁場內的修正透鏡訂為磁場修正透鏡42。

配置於對物透鏡17的磁場中的磁場修正透鏡42，成像高度修正靈敏度與倍率修正靈敏度高。配置於對物透鏡16的磁場中的磁場修正透鏡41，成像高度修正量會藉由後段的對物透鏡17而被縮小，故成像高度靈敏度會變低，但倍率修正效果則不受後段透鏡影響而高。像這樣，配置於對物透鏡的透鏡磁場中的磁場修正透鏡，焦點與倍率的修正靈敏度會成為和配置靜電修正透鏡的情形類似的比率。此外，磁場修正透鏡不論在對物透鏡的磁場之中或外，旋轉修正靈敏度皆高。因此，使具有分別不同的修正特性的修正透鏡的激發量(亦即在圖7的實施方式中為靜電修正透鏡54的施加電壓與磁場修正透鏡41的激磁電流與靜電修正透鏡67的施加電壓，在圖8的實施方式中為靜電修正透鏡54的施加電壓與磁場修正透鏡41，42的激磁電流)基於關係式而聯動而控制，藉此便能夠進行如同上述第1實施方式的成像狀態的修正。

配置於對物透鏡的透鏡磁場內的磁場修正透鏡(40、41)不同於靜電修正透鏡，通常是配置於真空外，因此不需要複雜的構造，故能夠確保配置的餘裕。此外，透鏡磁場中沒有貼近配置的靜電修正透鏡，故會抑制因貼近的靜電透鏡間的電壓差異而發生的二次電子的滯留，能夠使射束位置穩定化。

至今示意的描繪裝置中，雖說明了使用3個修正透鏡的構成，惟成像狀態的修正所使用的修正透鏡不限定於3個，亦可為4個以上。

此外，至今示意的描繪裝置中雖說明了使用2段的對物透鏡的構成，惟即使使用3段以上的對物透鏡的情形下，亦能夠確保焦點修正透鏡的配置的餘裕並且抑制二次電子的滯留而發揮使射束照射位置穩定化的效果，同時進行成像狀態的修正。

雖使用特定的態樣來詳細說明了本發明，但所屬技術領域者自當明瞭可不脫離本發明的意圖與範圍而做各式各樣的變更。

2:電子光學鏡筒 4:電子源 6:照明透鏡 8:成形孔徑陣列基板 10:遮沒孔徑陣列基板 14:限制孔徑構件 16,17:對物透鏡 20:描繪室 22:XY平台 24:基板 40,41,42:磁場修正透鏡 50:加速透鏡 54,66,67:靜電修正透鏡

[圖1]本發明第1實施方式之多帶電粒子束描繪裝置的概略圖。 [圖2]成形孔徑陣列基板的概略圖。 [圖3]圖3A～圖3C為示意加速透鏡的構成的圖。 [圖4]本發明第2實施方式之多帶電粒子束描繪裝置的概略圖。 [圖5]按照變形例之多帶電粒子束描繪裝置的概略圖。 [圖6]按照變形例之多帶電粒子束描繪裝置的概略圖。 [圖7]本發明第3實施方式之多帶電粒子束描繪裝置的概略圖。 [圖8]按照變形例之多帶電粒子束描繪裝置的概略圖。

2:電子光學鏡筒 4:電子源 6:照明透鏡 8:成形孔徑陣列基板 10:遮沒孔徑陣列基板 14:限制孔徑構件 16,17:對物透鏡 20:描繪室 22:XY平台 24:基板 30:電子束 30M:多射束 32:控制計算機 34:控制電路 50:加速透鏡 54,66,67:靜電修正透鏡 C:控制部 CO1,CO2:交叉點 IS1:中間像 IS2:射束陣列像 W:描繪部

Claims (13)

1. 一種多帶電粒子束描繪裝置，具備： 複數個遮沒器，將多帶電粒子束的各射束予以遮沒偏向； 加速透鏡，由具有複數個電極的靜電透鏡所構成，將前述多帶電粒子束加速； 限制孔徑構件，將藉由前述加速透鏡而被加速的前述多帶電粒子束當中的藉由前述複數個遮沒器而被偏向成為射束OFF狀態之射束予以遮蔽； 2段以上的對物透鏡，由磁場透鏡所成，將通過了前述限制孔徑構件的多帶電粒子束的焦點對合在基板上；及 3個以上的修正透鏡，包含第1修正透鏡、第2修正透鏡及第3修正透鏡，進行前述多帶電粒子束在前述基板的成像狀態的修正； 配置於前述2段以上的對物透鏡的各者的磁場中的靜電修正透鏡為1個以下， 前述第1修正透鏡為靜電修正透鏡，其兼用前述加速透鏡的前述複數個電極當中的至少1個電極。
2. 如請求項1記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述第2修正透鏡為靜電修正透鏡，配置於前述2段以上的對物透鏡當中的其中1段的對物透鏡即第1對物透鏡的透鏡磁場內， 前述第3修正透鏡為靜電修正透鏡，配置於前述2段以上的對物透鏡當中的前述第1對物透鏡以外的對物透鏡的透鏡磁場內。
3. 如請求項1記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述第2修正透鏡為磁場修正透鏡，配置於前述2段以上的對物透鏡的透鏡磁場之外， 前述第3修正透鏡，配置於前述2段以上的對物透鏡的其中一者的透鏡磁場內。
4. 如請求項3記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述第2修正透鏡為磁場修正透鏡，配置於前述2段以上的對物透鏡的上游側的透鏡磁場之外。
5. 如請求項3記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述第2修正透鏡為磁場修正透鏡，配置於前述2段以上的對物透鏡之間的透鏡磁場之外。
6. 如請求項3記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述第3修正透鏡為靜電修正透鏡。
7. 如請求項3記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述第3修正透鏡為磁場修正透鏡。
8. 如請求項1記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述第2修正透鏡為磁場修正透鏡，配置於前述2段以上的對物透鏡的其中一個對物透鏡的透鏡磁場內， 前述第3修正透鏡為靜電修正透鏡，配置於前述2段以上的對物透鏡的其中一個對物透鏡的透鏡磁場內。
9. 如請求項1記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述第2修正透鏡為磁場修正透鏡，配置於前述2段以上的對物透鏡的其中一個對物透鏡的透鏡磁場內， 前述第3修正透鏡為磁場修正透鏡，配置於前述2段以上的對物透鏡的其中一個對物透鏡的透鏡磁場內。
10. 如請求項1記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，設定前述3個以上的修正透鏡的激發量的相互關係，而進行前述多帶電粒子束的成像狀態的修正。
11. 如請求項10記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述成像狀態的修正，為倍率不變且無旋轉下改變成像高度的修正。
12. 如請求項10記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述成像狀態的修正，為無旋轉且成像高度不變下改變倍率的修正。
13. 如請求項10記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述成像狀態的修正，為成像高度不變且倍率不變下改變旋轉的修正。