TWI860029B - 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，能夠形成將二次電子拉升的一定的電場，而使描繪精度提升。多帶電粒子束描繪裝置，具備：2段以上的對物透鏡，分別由磁場透鏡所成，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；3個以上的修正透鏡，進行前述多帶電粒子束在前述基板的成像狀態的修正；及電場控制電極，以前述基板為基準而被施加正的一定的電壓，而與前述基板之間形成電場。前述2段以上的對物透鏡，具有第1對物透鏡，與配置於前述多帶電粒子束的行進方向的最下游側的第2對物透鏡。前述3個以上的修正透鏡，配置於比前述第2對物透鏡的透鏡磁場還靠前述多帶電粒子束的行進方向的上游側。

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，會運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部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)。

若對試料照射電子束，則會從試料產生二次電子。此二次電子會回到試料面，讓試料表面的阻劑的廣範圍帶電，藉此可能導致電子束照射至偏離訂為目標的位置之位置。

有人提出一種技術，係形成將二次電子朝下方(朝試料面方向)推回的電場，而將二次電子送回二次電子的產生位置(射束照射位置)鄰近，藉此限定帶電區域，以提升阻劑帶電所造成的射束位置變動的修正精度(例如參照專利文獻2)。但依照此技術，阻劑表面的帶電量會增加，因此射束照射位置精度的提升有其極限。一般而言，圖案愈微細，則對應的阻劑的靈敏度有愈低的傾向。因此，圖案的微細化愈進展，則對阻劑的射束照射量愈增加，而阻劑帶電量增加，難以實現所要求的位置精度。

有人進行相對於試料面在正的電壓範圍運用靜電透鏡(例如參照專利文獻3)。藉由使用此技術，會形成將二次電子從試料面朝上方誘導的拉升電場，而能夠減低阻劑帶電量。

但，靜電透鏡於描繪中會因應試料面高度而其施加電壓變化，因此拉升電場不會維持一定，阻劑帶電量會變化，而有妨礙描繪區域全體的射束照射位置精度提升這樣的問題。

[專利文獻1]日本特開2013-197289號公報 [專利文獻2]日本特開2021-180224號公報 [專利文獻3]日本特開2013-191841號公報

本發明之待解問題，在於提供一種多帶電粒子束描繪裝置，能夠形成將二次電子拉升的一定的電場，而使描繪精度提升。

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；限制孔徑構件，將前述多帶電粒子束當中的藉由前述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，分別由磁場透鏡所成，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；3個以上的修正透鏡，進行前述多帶電粒子束在前述基板的成像狀態的修正；及電場控制電極，以前述基板為基準而被施加正的一定的電壓，而與前述基板之間形成電場；前述2段以上的對物透鏡，具有第1對物透鏡，與配置於前述多帶電粒子束的行進方向的最下游側的第2對物透鏡，前述3個以上的修正透鏡，配置於比前述第2對物透鏡的透鏡磁場還靠前述多帶電粒子束的行進方向的上游側。 [發明之效果]

按照本發明，能夠形成將二次電子拉升的一定的電場，而使描繪精度提升。

以下，基於圖面說明本發明之實施方式。

圖1為本發明的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、磁場修正透鏡40、靜電修正透鏡60及電場控制電極70。對物透鏡16，17為磁場透鏡。

這裡，所謂對物透鏡的“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)。

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，電極電位在射束行進方向的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60配置於由磁場透鏡所構成的對物透鏡16的透鏡磁場內(亦即磁場中，磁場之中)。

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)，若遠離對物透鏡磁極則衰減。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(2個電極)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」。

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個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60，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60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。

磁場修正透鏡40配置於由磁場透鏡所構成的對物透鏡16及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)，若遠離對物透鏡磁極則衰減。經驗上，軸上磁通量密度相對於其最大值，能夠將成為1/10以下的區域視為「磁場之外」。

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。

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列×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17將中間像IS1縮小，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)。

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、磁場修正透鏡40及靜電修正透鏡60，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(亦即乘以倍率)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。

電場控制電極70，於描繪中使基板24的表面產生一定強度的電場，將從基板24發生的二次電子朝上游加速。例如，將基板24設為接地電位，對電場控制電極70施加正的電壓Vs，而於描繪中將該施加電壓設為一定。二次電子帶有負的電荷，故會從基板24往電場控制電極70的方向被吸引。藉由將施加電壓設為一定，電場強度會成為一定。

電場控制電極70具有供射束通過的開口。為了抑制電場控制電極70肇生的電場所造成的射束的像差或失真，電場控制電極70做成以射束光軸為中心的軸對稱的形狀，較佳為如圖3A所示般的圓環形狀的平板，或如圖3B所示般的圓筒狀。

電場控制電極70，只要能夠控制基板24的表面的電場則配置場所無特別限制，惟若靠近基板24則電場控制性較佳。例如，電場控制電極70配置於和對物透鏡17的磁極(極片)同程度的高度或是磁極與基板24之間，而位於對物透鏡17的透鏡磁場內或透鏡磁場的下游側。圖3A示意將電場控制電極70配置於比對物透鏡17的下游側磁極17a還稍下游側的高度的例子。

對物透鏡17，為了獲得足夠的成像縮小率，磁極係配置於基板24的附近。因此，藉由將電場控制電極70配置於和對物透鏡17的磁極同程度的高度或是磁極與基板24之間，在多數情形下，會配置於距基板24的表面20mm以內。

如圖3C所示，亦可在電場控制電極70的下游側設置和基板24成為同電位的接地電極72。藉由設置接地電極72，能夠將從電場控制電極70波及基板24的電場的區域限制在射束光軸附近。藉由電場區域的限制，能夠抑制基板24的移動所伴隨的射束位置變動。另，當對物透鏡17的下游側磁極17a的內徑小的情形下，亦可在下游側磁極17a的上游配置電場控制電極70，使下游側磁極17a具有上述的接地電極72的機能。

依序改變施加電壓而描繪測定阻劑帶電所造成的位置偏離的程度之圖案，由描繪結果評估位置偏離的程度，選擇位置偏離的程度少的施加電壓，藉此便能夠決定對電場控制電極70施加的電壓Vs。以描繪圖案評估位置偏離的程度之方法，能夠運用日本特開2009-260250號公報或日本特開2021-180224號公報記載之方法。

阻劑帶電所造成的位置偏離的程度少的施加電壓，雖會因電子束的加速電壓、對物透鏡的構成、電場控制電極70與周邊的構造等而異，惟通常為10V～200V程度。

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，保持著後述的聯動加速透鏡50內的靜電修正透鏡54、靜電修正透鏡60及磁場修正透鏡40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)之關係式的資料，運用此關係式而算出各修正透鏡的激發量。控制電路34基於算出結果，控制靜電修正透鏡54，60及磁場修正透鏡40的激發量。

此外，控制電路34於描繪中對電場控制電極70施加一定的電壓Vs，在基板24的表面形成二次電子拉升電場。

加速透鏡50如圖4A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4B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4C所示，亦可對複數個電極53的至少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4B、圖4C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4A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雖具有一定程度的成像高度修正靈敏度，但靈敏度低。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，兼用作加速透鏡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，靜電修正透鏡60的對於中間像IS1之成像高度修正靈敏度、倍率修正靈敏度、旋轉修正靈敏度高。但，最終段的對物透鏡17是將中間像IS1縮小而使其成像，故高度方向的變化會被縮小。其結果，以對於基板24的表面的射束陣列像IS2之成像高度修正而言雖具有一定程度的靈敏度，但靈敏度會變低。但，倍率變化(倍率的比)與旋轉不變。是故，配置於對物透鏡16的透鏡磁場內的靜電修正透鏡60，雖成像高度的修正靈敏度低，但針對倍率與旋轉則具有很高的修正靈敏度。

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對物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得非常低。

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非常低，而旋轉修正靈敏度高這樣的特性。

像這樣，兼用作加速透鏡50的電極之靜電修正透鏡54、配置於對物透鏡16的透鏡磁場內之靜電修正透鏡60、以及對物透鏡16及17的上游側的配置於透鏡磁場之外之磁場修正透鏡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)，因此藉由設定該些3個修正透鏡的激發量(施加電壓、激磁電流)的相互關係，以合適的關係式使其聯動而控制，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。

此外，按照本實施方式，如上述般，藉由電場控制電極70，於描繪中會在基板24上形成不讓二次電子回到基板24的方向的一定強度的電場，因此阻劑帶電量的變化會被抑制，而能夠使描繪精度提升。

若如習知的修正透鏡的構成(例如參照日本特開2013-197289號公報)般，將靜電修正透鏡配置於靠近試料之側的對物透鏡17的磁場之中，則會與電場控制電極70互搶位置，而可能發生無法配置電場控制電極70或靜電修正透鏡的其中一者這樣的問題。或者，就算能夠配置，電場控制電極70與靜電修正透鏡也會配置得非常靠近，於描繪中變化的靜電修正透鏡的電場會波及至基板24上，於描繪中不能將電場保持一定強度，而肇生使描繪精度劣化這樣的問題。甚者，於描繪動作中，若對物透鏡17的磁場中的電場控制電極70與靜電修正透鏡電極當中配置於上游側的電極的電壓(電位)較低，則來自基板24的二次電子會在兩電極的交界附近減速而在射束軌道鄰近高密度地滯留，來自滯留的二次電子的庫侖力會使射束軌道變化，而肇生使描繪精度劣化這樣的問題。但，依本實施方式，全部的修正透鏡都配置於比最終段的對物透鏡的磁場還上游側，故不會肇生這樣的問題，於描繪中能夠將基板24上的電場保持一定強度，同時修正焦點修正透鏡所造成的成像狀態，故能夠使描繪精度提升。

上述實施方式中，亦可將電場控制電極70設為接地電位，而對基板24施加負的電壓，於描繪中將該施加電壓設為一定，來形成二次電子拉升電場。藉由形成的電場，二次電子會從基板24往電場控制電極70的方向(上游方向)被吸引。

此外，亦可對基板24施加負的一定電壓，而使對物透鏡17的下游側磁極17a身為接地電位而具有電場控制電極的機能。

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1所示描繪裝置，是在對物透鏡16的透鏡磁場內配置靜電修正透鏡60，惟亦可如圖6所示省略靜電修正透鏡60，而在對物透鏡16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。

配置於對物透鏡16的磁場內的磁場修正透鏡42，成像高度修正量會藉由後段的對物透鏡17而被縮小，故雖具有一定程度的成像高度修正靈敏度，但靈敏度低。倍率修正效果則不受後段透鏡影響而很高。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。像這樣，配置於對物透鏡16的透鏡磁場內的磁場修正透鏡42，成像高度的修正靈敏度低，倍率及旋轉的修正靈敏度高。

因此，基於關係式使分別具有不同的修正特性的靜電修正透鏡54及磁場修正透鏡40、42的激發量聯動而控制，藉此便能夠進行如同上述實施方式的成像狀態的修正。

圖1、圖5、圖6所示描繪裝置中，靜電修正透鏡及磁場修正透鏡的數量或它們的配置場所雖不同，惟針對所使用的3個修正透鏡的構成或它們的配置場所，可做各式各樣的組合。

如圖7所示，亦可使用配置於對物透鏡16的透鏡磁場內的靜電修正透鏡60、61、62來修正多射束的成像狀態。此例中，加速透鏡50的電極不被利用作為靜電修正透鏡。

配置於對物透鏡16的透鏡磁場內的3個修正透鏡，可為2個靜電修正透鏡及1個磁場修正透鏡，亦可為1個靜電修正透鏡及2個磁場修正透鏡，亦可為3個磁場修正透鏡。

如圖8所示，亦可使用配置於對物透鏡16的透鏡磁場內的靜電修正透鏡60、61，並且使加速透鏡50的電極的其中1個作動成為靜電修正透鏡，來修正多射束的成像狀態。

圖8所示描繪裝置中，配置於對物透鏡16的透鏡磁場內的2個修正透鏡，可為1個靜電修正透鏡及1個磁場修正透鏡，亦可為2個磁場修正透鏡。

如圖9所示，亦可使用配置於對物透鏡16的透鏡磁場內的靜電修正透鏡60、61，與配置於對物透鏡16及17的透鏡磁場的上游的外側(加速透鏡50與限制孔徑構件14之間)的磁場修正透鏡40，來修正多射束的成像狀態。此例中，加速透鏡50的電極不被利用作為靜電修正透鏡。

圖9所示描繪裝置中，配置於對物透鏡16的透鏡磁場內的2個修正透鏡，可為1個靜電修正透鏡及1個磁場修正透鏡，亦可為2個磁場修正透鏡。

若要詳加探討對物透鏡磁場內的修正透鏡的各修正靈敏度，則除了磁場修正透鏡的旋轉修正靈敏度以外，修正靈敏度係取決於在修正透鏡位置的對物透鏡磁場強度(磁通量密度)，與在修正透鏡位置的射束軌道值(距光軸的距離)。此外，相依性會依哪一種修正靈敏度(成像高度修正靈敏度、倍率修正靈敏度、旋轉修正靈敏度的哪一種)而有所不同。是故，即使是同一對物透鏡16的透鏡磁場內，若將2個或3個修正透鏡的位置於射束光軸方向錯開配置，則在各位置的磁場強度或軌道值會不同，故會得到不同的修正靈敏度。其結果，圖7、圖8、圖9所示描繪裝置中，基於關係式使各修正透鏡的激發量聯動而控制，藉此便能夠進行如同圖1的描繪裝置般的成像狀態的修正。

另，當在對物透鏡磁場中配置複數個靜電修正透鏡的情形下，若在貼近的靜電修正透鏡間發生電位差，則二次電子會滯留於靜電修正透鏡的交界附近，可能因滯留的二次電子所造成的庫侖力而讓射束位置變得不穩定。但，當如圖7、圖8、圖9所示描繪裝置般配置於上段的對物透鏡16的磁場內的情形下，來自基板24的二次電子通過了下段的對物透鏡17的磁場後會擴散而散射，到達上段的對物透鏡16的磁場內的量會減少，故射束位置不穩定性小，多半不會造成問題。當射束位置不穩定性造成問題的情形下，只要如上述般將修正透鏡的一部分或全部做成磁場修正透鏡即可。

目前為止示意的描繪裝置中，說明了使用3個修正透鏡的構成，惟亦可使用3個以上的修正透鏡來修正成像狀態。

此外，目前為止示意的描繪裝置中說明了使用2段的對物透鏡的構成，惟使用3段以上的對物透鏡的情形下亦能夠於描繪中形成拉升二次電子的一定的電場同時修正成像狀態，故能夠使描繪精度提升。

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:磁場修正透鏡 50:加速透鏡 60:靜電修正透鏡 70:電場控制電極

[圖1]本發明的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為示意電場控制電極的構成的圖。 [圖4]圖4A～圖4C為示意加速透鏡的構成的圖。 [圖5]另一實施方式之多帶電粒子束描繪裝置的概略圖。 [圖6]另一實施方式之多帶電粒子束描繪裝置的概略圖。 [圖7]另一實施方式之多帶電粒子束描繪裝置的概略圖。 [圖8]另一實施方式之多帶電粒子束描繪裝置的概略圖。 [圖9]另一實施方式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 40:磁場修正透鏡 50:加速透鏡 54:靜電修正透鏡 60:靜電修正透鏡 70:電場控制電極 C:控制部 CO1,CO2:交叉點 IS1:中間像 IS2:射束陣列像 W:描繪部

Claims (10)

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； 限制孔徑構件，將前述多帶電粒子束當中的藉由前述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，分別由磁場透鏡所成，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； 3個以上的修正透鏡，進行前述多帶電粒子束在前述基板的成像狀態的修正；及 電場控制電極，以前述基板為基準而被施加正的一定的電壓，而與前述基板之間形成電場； 前述2段以上的對物透鏡，具有第1對物透鏡，與配置於前述多帶電粒子束的行進方向的最下游側的第2對物透鏡， 前述3個以上的修正透鏡，配置於比前述第2對物透鏡的透鏡磁場還靠前述多帶電粒子束的行進方向的上游側。
2. 如請求項1記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述電場控制電極，配置於前述第2對物透鏡的透鏡磁場內，或是比前述第2對物透鏡的透鏡磁場還靠前述多帶電粒子束的行進方向的下游側。
3. 如請求項1記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，更具備：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； 前述3個以上的修正透鏡，包含兼用作前述加速透鏡的電極的靜電修正透鏡。
4. 如請求項1記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述3個以上的修正透鏡，包含配置於前述第1對物透鏡的透鏡磁場內的靜電修正透鏡或磁場修正透鏡。
5. 如請求項1記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述3個以上的修正透鏡，包含配置於前述2段以上的對物透鏡的透鏡磁場之外的磁場修正透鏡。
6. 如請求項5記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述磁場修正透鏡，配置於比前述2段以上的對物透鏡的透鏡磁場還靠前述多帶電粒子束的行進方向的上游側，或前述2段以上的對物透鏡的透鏡磁場之間。
7. 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。
8. 如請求項7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。
9. 如請求項7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。
10. 如請求項7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。