JP2013211393A - Drawing apparatus and manufacturing method of item - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drawing apparatus having an advantage in adjusting a charged particle beam with which an aperture member is irradiated.SOLUTION: A drawing apparatus 1 performs drawing on a substrate 6 with a plurality of charged particle beams 4. The drawing apparatus 1 includes a charged particle beam source 2, a lens 30 converging the charged particle beams 4 emitted from the charged particle beam source 2, an aperture member 31 having a plurality of apertures through which the charged particle beams 4 converged by the lens 30 pass, and a detector 8 which detects emission caused from the aperture member 31 by emitting the charged particle beams 4.

Description

本発明は、複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置、および物品の製造方法に関する。   The present invention relates to a drawing apparatus for drawing on a substrate with a plurality of charged particle beams, and an article manufacturing method.

電子ビームなどの荷電粒子線の偏向走査およびブランキングを制御することで基板に描画を行う描画装置が知られている。この描画装置は、線幅が０．１μｍ以下の４ＧＤＲＡＭ以降のメモリデバイスの生産などにおいて、光露光方式に代わるパターン形成技術の１つとして採用され得る。この描画装置の一例として、複数の開口を有する開口部材（アパーチャアレイ）を荷電粒子線で照明し、それぞれの開口を通過してさらに形成される複数の荷電粒子線を個別に制御することで、基板上に所望のパターンを描画するマルチビーム方式の描画装置がある。このマルチ式描画装置は、１度に描画し得る面積すなわち描画面積が広いため、スループットの点で有利である。しかしながら、マルチ式描画装置では、大きな描画面積に対応して一括照射するため、荷電粒子線源から大電流を照射する必要がある。したがって、この電流照射の際に熱の影響を受けて荷電粒子線源内の電極が蒸発して変化していき、荷電粒子線の照射位置や照射面積が変化してしまう可能性がある。そこで、特許文献１は、複数の荷電粒子線に分割する開口部材の下流に配置されている絞りの下流側または基板面上でビーム電流を検出することにより、照射位置や照射面積の調整を効率良く実施し得る荷電粒子ビーム露光装置を開示している。   2. Description of the Related Art A drawing apparatus that performs drawing on a substrate by controlling deflection scanning and blanking of a charged particle beam such as an electron beam is known. This drawing apparatus can be employed as one of pattern formation techniques that replaces the light exposure method in the production of memory devices after 4GDRAM having a line width of 0.1 μm or less. As an example of this drawing apparatus, by illuminating an aperture member (aperture array) having a plurality of openings with a charged particle beam, and individually controlling a plurality of charged particle beams further formed through the respective openings, There is a multi-beam drawing apparatus that draws a desired pattern on a substrate. This multi-type drawing apparatus is advantageous in terms of throughput because the drawing area at one time, that is, the drawing area is wide. However, since the multi-type drawing apparatus performs batch irradiation corresponding to a large drawing area, it is necessary to irradiate a large current from a charged particle beam source. Therefore, there is a possibility that the electrode in the charged particle beam source evaporates and changes under the influence of heat during the current irradiation, and the irradiation position and irradiation area of the charged particle beam change. Therefore, Patent Document 1 efficiently adjusts the irradiation position and the irradiation area by detecting the beam current on the downstream side of the aperture or the substrate surface arranged downstream of the aperture member divided into a plurality of charged particle beams. A charged particle beam exposure apparatus that can be well implemented is disclosed.

特許第３８００３４３号公報Japanese Patent No. 3800343

しかしながら、特許文献１に示す描画装置では、ビーム電流の検出のたびに検出位置に検出器を出し入れする必要があるため、描画中、リアルタイムにビーム電流の検出を実施することができない。さらに、この描画装置は、荷電粒子線源から直接的に照射される照射位置または照射面積を検出することができない。したがって、検出器が検出した値による変化が、荷電粒子線源の照射位置ずれに起因したものなのか、または絞りなどの構成要素の影響を受けたものなのかを判別することが難しい。   However, in the drawing apparatus shown in Patent Document 1, since it is necessary to put a detector in and out of the detection position every time the beam current is detected, the beam current cannot be detected in real time during drawing. Furthermore, this drawing apparatus cannot detect the irradiation position or irradiation area directly irradiated from the charged particle beam source. Therefore, it is difficult to determine whether the change due to the value detected by the detector is due to the irradiation position shift of the charged particle beam source or due to the influence of components such as a diaphragm.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、例えば、開口部材を照射する荷電粒子線の調整に有利な描画装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a drawing apparatus that is advantageous for adjusting a charged particle beam that irradiates an aperture member, for example.

上記課題を解決するために、本発明は、複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、荷電粒子線源と、荷電粒子線源から放射された荷電粒子線を集束するレンズと、レンズにより集束された荷電粒子線を通過させる複数の開口を有する開口部材と、荷電粒子線の照射により開口部材から生じた放射を検出する検出部と、を有することを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention is a drawing apparatus for drawing on a substrate with a plurality of charged particle beams, and a charged particle beam source and a lens that focuses the charged particle beam emitted from the charged particle beam source And an aperture member having a plurality of apertures that allow the charged particle beam focused by the lens to pass therethrough, and a detection unit that detects radiation generated from the aperture member by irradiation of the charged particle beam.

本発明によれば、例えば、開口部材を照射する荷電粒子線の調整に有利な描画装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the drawing apparatus advantageous to adjustment of the charged particle beam which irradiates an opening member can be provided, for example.

本発明の第１実施形態に係る描画装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the drawing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 第１実施形態に係るアパーチャアレイの構成を示す上面図である。It is a top view which shows the structure of the aperture array which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係るアパーチャアレイの複数の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the some structural example of the aperture array which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る調整シーケンスの流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the adjustment sequence which concerns on 1st Embodiment. 本発明の第２実施形態に係る描画装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the drawing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係る描画装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the drawing apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る荷電粒子線描画装置（以下「描画装置」という）について説明する。本実施形態において説明する描画装置は、複数の電子ビーム（荷電粒子線）を偏向（走査）させ、かつ、電子ビームのブランキング（照射のＯＦＦ）を個別に制御することで、所定の描画データを被処理基板の所定の位置に描画するマルチビーム方式の描画装置とする。ここで、荷電粒子線は、本実施形態のような電子線に限定されず、イオン線（イオンビーム）などの他の荷電粒子線であってもよい。 (First embodiment)
First, a charged particle beam drawing apparatus (hereinafter referred to as “drawing apparatus”) according to a first embodiment of the present invention will be described. The drawing apparatus described in the present embodiment deflects (scans) a plurality of electron beams (charged particle beams), and individually controls blanking of the electron beam (irradiation OFF), thereby providing predetermined drawing data. Is a multi-beam type drawing apparatus for drawing at a predetermined position of the substrate to be processed. Here, the charged particle beam is not limited to the electron beam as in the present embodiment, and may be another charged particle beam such as an ion beam (ion beam).

図１は、本実施形態に係る描画装置１の構成を示す概略図である。なお、以下の各図では、被処理基板に対する電子ビームのノミナルの照射方向にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取っている。また、以下の各図では、図１と同一構成のものには同一の符号を付す。描画装置１は、電子源２と、クロスオーバー３から発散した電子ビーム４を複数の電子ビームに分割、偏向および結像させる光学系５と、被処理基板６を保持する基板ステージ７と、光検出器８と、描画装置１の各構成要素の動作などを制御する制御部９とを備える。なお、被処理基板６は、例えば、単結晶シリコンからなるウエハであり、表面上には感光性のレジストが塗布されている。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus 1 according to the present embodiment. In each of the following drawings, the Z axis is taken in the nominal irradiation direction of the electron beam with respect to the substrate to be processed, and the X axis and the Y axis perpendicular to each other are taken in a plane perpendicular to the Z axis. Moreover, in each following figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as FIG. The drawing apparatus 1 includes an electron source 2, an optical system 5 that divides, deflects, and forms an electron beam 4 emitted from a crossover 3 into a plurality of electron beams, a substrate stage 7 that holds a substrate 6 to be processed, A detector 8 and a control unit 9 that controls the operation of each component of the drawing apparatus 1 are provided. The substrate 6 to be processed is, for example, a wafer made of single crystal silicon, and a photosensitive resist is applied on the surface.

ここで、電子ビームは、大気圧雰囲気ではすぐに減衰し、また、高電圧による放電を防止する意味もかねて、電子源２や光学系５などの各構成要素は、真空排気系により内部圧力が調整された真空容器の内部に設置される。例えば、描画装置１は、まず、電子源２が収容される第１チャンバー２０と、光学系５のうちアパーチャアレイ３１やブランキング偏向器アレイ３３などを収容する第２チャンバー２１と、偏向器アレイ３５などを収容する第３チャンバー２２とを有する。同様に、描画装置１は、基板ステージ７を収容する第４チャンバー２３も有する。特に、第１チャンバー２０の内部は、その外部に設置されたイオンポンプ２４と他の真空ポンプ２５とに接続されて高い真空度に保たれており、具体的な真空度は、電子ビーム４を照射しない状態で、５．０×１０-７〜３．０×１０‐６Ｐａ程度である。また、第２〜第４チャンバー２１〜２３の内部も、真空ポンプ２６〜２８にそれぞれ接続され、第１チャンバー２０の内部よりも低い真空度ではあるが、１０-５Ｐａ台程度に保たれる。 Here, the electron beam is attenuated immediately in an atmospheric pressure atmosphere, and the internal pressure of each component such as the electron source 2 and the optical system 5 is reduced by an evacuation system in order to prevent discharge due to a high voltage. Installed inside the conditioned vacuum vessel. For example, the drawing apparatus 1 first includes a first chamber 20 in which the electron source 2 is accommodated, a second chamber 21 in which the aperture array 31 and the blanking deflector array 33 in the optical system 5 are accommodated, and a deflector array. And a third chamber 22 for accommodating 35 and the like. Similarly, the drawing apparatus 1 also has a fourth chamber 23 that houses the substrate stage 7. In particular, the inside of the first chamber 20 is connected to an ion pump 24 and another vacuum pump 25 installed outside the first chamber 20 and is kept at a high degree of vacuum. It is about 5.0 * 10 < -7 > -3.0 * 10 < -6 > Pa in the state which is not irradiated. Further, the insides of the second to fourth chambers 21 to 23 are also connected to the vacuum pumps 26 to 28, respectively, and the degree of vacuum is lower than the inside of the first chamber 20, but is maintained at about 10 −5 Pa level. .

電子源（荷電粒子線源）２は、ディスペンサーカソード型（カソード材は、例えば、タングステン、含浸材酸化バリウム、酸化カルシウムまたは酸化
アルミニウム）のカソード電極１０などを電子放出部に含む、いわゆる熱電子型の電子源である。この電子源２は、カソード電極１０を、外部に設置された電子源制御電源１１から電流を供給することで１２５０〜１４５０Ｋ程度に加熱させ、熱電子を放出させる。放出された熱電子は、ウェーネルト電極１２でビーム電流量が制御され、アノード電極１３により数ｋＶの電圧が印加されて加速し、クロスオーバー３から電子ビーム（電子線束）４として発散する。なお、図１では、クロスオーバー３から放射された電子ビーム４の軌道を点線で示している。また、電子源２は、このようなディスペンサーカソード型に限らず、例えばＬａＢ６型のような単結晶のものでもよい。また、描画装置１は、第１チャンバー２０内の電子源２の下流側に、放射された電子ビーム４を偏向可能とし、電子ビーム４の方向付けを実施するアライナー（偏向器）１４を備える。このアライナー１４は、第１チャンバー２０の外部に設置された第１電圧源４０から所望の電圧が印加されることで制御される。 The electron source (charged particle beam source) 2 is a so-called thermoelectron type in which a cathode electrode 10 of a dispenser cathode type (a cathode material is, for example, tungsten, impregnated barium oxide, calcium oxide, or aluminum oxide) is included in an electron emission portion. Is an electron source. The electron source 2 heats the cathode electrode 10 to about 1250 to 1450 K by supplying a current from an electron source control power supply 11 installed outside, and emits thermoelectrons. The emitted thermoelectrons are accelerated by applying a voltage of several kV by the anode electrode 13 with the beam current amount controlled by the Wehnelt electrode 12, and are emitted from the crossover 3 as an electron beam (electron beam bundle) 4. In FIG. 1, the trajectory of the electron beam 4 emitted from the crossover 3 is indicated by a dotted line. Further, the electron source 2 is not limited to such a dispenser cathode type, but may be a single crystal type such as a LaB6 type. In addition, the drawing apparatus 1 includes an aligner (deflector) 14 that can deflect the emitted electron beam 4 and direct the electron beam 4 on the downstream side of the electron source 2 in the first chamber 20. The aligner 14 is controlled by applying a desired voltage from a first voltage source 40 installed outside the first chamber 20.

光学系５は、電子源２から放射された電子ビーム４を被処理基板６上に投影する投影系である。この光学系５は、電子源２側から順に、コリメーターレンズ３０、アパーチャアレイ３１、第１静電レンズアレイ３２、ブランキング偏向器アレイ３３、ブランキング絞り３４、偏向器アレイ３５、および第２静電レンズ３６を含む。さらに、光学系５は、ブランキング偏向器アレイ３３とブランキング絞り３４との間に設置される第３静電レンズ３７と、ブランキング絞り３４と偏向器アレイ３５との間に隣設される第４静電レンズ３８と第５静電レンズ３９とを含む。まず、コリメーターレンズ３０は、クロスオーバー３で発散した電子ビーム４を平行化して（集束させて）、所望の大きさを持った面積ビームとする電磁レンズである。このコリメーターレンズ３０は、第２チャンバー２１の外部に設置された第２電圧源４１から所望の電圧が印加されることで制御される。なお、コリメーターレンズ３０は、静電レンズであってもよい。アパーチャアレイ３１は、マトリクス状に配列した複数の円形状の開口（開口列）を有する開口部材であり、コリメーターレンズ３０からほぼ垂直に入射した電子ビーム４を複数の電子ビームに分割する。なお、このアパーチャアレイ３１の構成などについては、以下で詳説する。第１静電レンズアレイ３２は、円形状の開口を有する３枚の電極板（図中では３枚の電極板を一体で示している）から構成されるレンズであり、ブランキング偏向器アレイ３３上に電子ビーム４を結像（収束）させる。ブランキング偏向器アレイ３３は、マトリクス状に配置されたブランキング偏向器からなり、各電子ビーム４の照射のＯＮ（非ブランキング状態）／ＯＦＦ（ブランキング状態）動作を実施する。ブランキング絞り３４は、ブランキング偏向器アレイ３３を通過して第３静電レンズ３７により集束された電子ビーム４のうち偏向された所望の電子ビーム４を遮蔽する。偏向器アレイ３５は、第４および第５静電レンズ３８、３９を通過した電子ビーム４を、基板ステージ７に載置された被処理基板６の表面上でＸ軸方向に偏向（走査）させる。さらに、第２静電レンズ３６は、偏向器アレイ３５を通過した電子ビーム４を被処理基板６上に結像（収束）させる。   The optical system 5 is a projection system that projects the electron beam 4 emitted from the electron source 2 onto the substrate 6 to be processed. The optical system 5 includes, in order from the electron source 2 side, a collimator lens 30, an aperture array 31, a first electrostatic lens array 32, a blanking deflector array 33, a blanking stop 34, a deflector array 35, and a second. An electrostatic lens 36 is included. Further, the optical system 5 is provided adjacent to the third electrostatic lens 37 installed between the blanking deflector array 33 and the blanking diaphragm 34 and between the blanking diaphragm 34 and the deflector array 35. A fourth electrostatic lens 38 and a fifth electrostatic lens 39 are included. First, the collimator lens 30 is an electromagnetic lens that collimates (converges) the electron beam 4 diverged by the crossover 3 to obtain an area beam having a desired size. The collimator lens 30 is controlled by applying a desired voltage from a second voltage source 41 installed outside the second chamber 21. The collimator lens 30 may be an electrostatic lens. The aperture array 31 is an aperture member having a plurality of circular apertures (aperture rows) arranged in a matrix, and divides the electron beam 4 incident substantially perpendicularly from the collimator lens 30 into a plurality of electron beams. The configuration of the aperture array 31 will be described in detail below. The first electrostatic lens array 32 is a lens composed of three electrode plates having a circular opening (in the figure, the three electrode plates are shown integrally), and the blanking deflector array 33. The electron beam 4 is imaged (converged) on the top. The blanking deflector array 33 is composed of blanking deflectors arranged in a matrix, and performs an ON (non-blanking state) / OFF (blanking state) operation of irradiation of each electron beam 4. The blanking diaphragm 34 shields a desired electron beam 4 deflected from the electron beams 4 that have passed through the blanking deflector array 33 and focused by the third electrostatic lens 37. The deflector array 35 deflects (scans) the electron beam 4 that has passed through the fourth and fifth electrostatic lenses 38 and 39 in the X-axis direction on the surface of the substrate 6 to be processed placed on the substrate stage 7. . Further, the second electrostatic lens 36 images (converges) the electron beam 4 that has passed through the deflector array 35 on the substrate 6 to be processed.

基板ステージ７は、被処理基板６を、例えば静電吸着により保持しつつ、少なくともＸＹの２軸方向に可動とする基板保持部である。この基板ステージ７の移動位置は、不図示の干渉計（レーザー測長器）などにより実時間で計測される。   The substrate stage 7 is a substrate holder that moves the substrate 6 to be processed in at least two XY directions while holding the substrate 6 by electrostatic attraction, for example. The movement position of the substrate stage 7 is measured in real time by an unillustrated interferometer (laser length measuring device) or the like.

光検出器（検出部）８は、電子ビーム４がアパーチャアレイ３１に照射されたとき、電子ビーム４の照射位置（または照射面積）により強度が変化するような特定の波長の光を検出可能とする２次元放射光検出器である。例えば、アパーチャアレイ３１のある特定の領域に電子ビーム４が照射されると熱が発生するため、本実施形態の光検出器８は、この熱に起因して放射される赤外光を検出するものとすることが望ましい。また、第１チャンバー２０は、電子源２が設置される上流側のフランジに、アパーチャアレイ３１からの赤外光を透過可能とする透過窓４２を設置している。そして、光検出器８は、この透過窓４２を介して赤外光を受光するように、透過窓４２の大気側に設置される。ここで、第１チャンバー２０内には、アパーチャアレイ３１とは別に、赤外光の放射源となり得るカソード電極１０が存在する。そこで、本実施形態では、光検出器８によるカソード電極１０からの赤外光の検出を妨げるように、電子源２の外周部は、電子ビーム照射口以外、遮蔽板（遮蔽部）４３で覆われている。さらに、光検出器８は、検出結果を画像処理部４４に送信（入力）する。この画像処理部４４は、電子ビーム照射の中心位置（Ｘ、Ｙ）と照射サイズ（照射面積）Ｓとを算出する。   The light detector (detection unit) 8 can detect light having a specific wavelength whose intensity changes depending on the irradiation position (or irradiation area) of the electron beam 4 when the aperture array 31 is irradiated with the electron beam 4. The two-dimensional synchrotron radiation detector. For example, since heat is generated when the electron beam 4 is irradiated to a specific area of the aperture array 31, the photodetector 8 of the present embodiment detects infrared light emitted due to the heat. It is desirable to make it. In the first chamber 20, a transmission window 42 that allows infrared light from the aperture array 31 to pass is installed on the upstream flange where the electron source 2 is installed. The photodetector 8 is installed on the atmosphere side of the transmission window 42 so as to receive infrared light through the transmission window 42. Here, in the first chamber 20, apart from the aperture array 31, there is a cathode electrode 10 that can be a radiation source of infrared light. Therefore, in this embodiment, the outer peripheral portion of the electron source 2 is covered with a shielding plate (shielding portion) 43 other than the electron beam irradiation port so as to prevent detection of infrared light from the cathode electrode 10 by the photodetector 8. It has been broken. Further, the photodetector 8 transmits (inputs) the detection result to the image processing unit 44. The image processing unit 44 calculates the center position (X, Y) of the electron beam irradiation and the irradiation size (irradiation area) S.

上記のとおり、光検出器８は、アパーチャアレイ３１から放射される赤外光を検出するが、この検出を効率良く実施するために、アパーチャアレイ３１は、以下のような構成とすることが望ましい。図２は、アパーチャアレイ３１を示す概略上面図である。また、図３は、アパーチャアレイ３１の複数の構成例を示す概略断面図である。まず、アパーチャアレイ３１は、図２に示すように、電子ビーム４が照射される領域（ＸＹ平面に平行な領域）３１ａに電子ビーム４の通過領域となる３×３で配列された９つの開口（アパーチャ）３１ｂを有するものと想定する。この場合、アパーチャアレイ３１は、コリメーターレンズ３０から入射した電子ビーム４を９つに分割する。なお、アパーチャアレイ３１は、実際にはその開口数を数千から十万本として適用され得る。次に、第１の構成例として、まず、図３（ａ）に示すアパーチャアレイ３１は、例えばモリブデンのように放射率が高く（赤外放射率０．８程度）、かつ耐熱性のある金属を材料として構成したものである。次に、第２の構成例として、図３（ｂ）、（ｃ）に示すアパーチャアレイ３１は、電子ビーム４が照射される所望（設計値）の領域と照射されない領域とで、それぞれ異なる放射率を有する少なくとも２種類の材料の組み合わせで構成したものである。これは、電子ビーム４がアパーチャアレイ３１の所望の領域に照射されているときに、光検出器８が赤外光の検出を容易にするためであり、例えば、放射率の高い材料で形成される第１部材と、放射率が低い材料で形成される第２部材とを組み合わせることが望ましい。特に、図３（ｂ）に示すアパーチャアレイ３１では、所望の領域にある第１部材５０を放射率の高い金属材料（例えばモリブデン）で形成する。一方、第１部材５０の周囲にある第２部材５１を放射率の低い金属材料（例えばタングステン、赤外放射率０．１程度）で形成する。これに対して、図３（ｃ）に示すアパーチャアレイ３１における第１部材５０と第２部材５１とでは、図３（ｂ）に示す材料を逆としている。さらに、第３の構成例として、図３（ｄ）に示すアパーチャアレイ３１は、異なる２種類の材料を用いることなく、材料の表面粗さ（形状）を変えることで、領域によって放射率を変化させる構成としたものである。この例では、特定の方向（光検出器８に向かう方向）に赤外光を放射させるため、第１部材（この場合、アパーチャアレイ３１の上面全体）５２の表面構造を、一定の指向性（角度）を有する多数の突起部で構成している。   As described above, the photodetector 8 detects infrared light radiated from the aperture array 31. In order to efficiently perform this detection, the aperture array 31 preferably has the following configuration. . FIG. 2 is a schematic top view showing the aperture array 31. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a plurality of configuration examples of the aperture array 31. First, as shown in FIG. 2, the aperture array 31 has nine openings arranged in a 3 × 3 region that is a region through which the electron beam 4 passes in a region 31 a irradiated with the electron beam 4 (region parallel to the XY plane). It is assumed that (aperture) 31b is provided. In this case, the aperture array 31 divides the electron beam 4 incident from the collimator lens 30 into nine. Note that the aperture array 31 can actually be applied with a numerical aperture of several thousand to 100,000. Next, as a first configuration example, first, the aperture array 31 shown in FIG. 3A has a high emissivity (infrared emissivity of about 0.8), such as molybdenum, and a heat-resistant metal. As a material. Next, as a second configuration example, the aperture array 31 shown in FIGS. 3B and 3C emits radiation different in a desired (designed value) region irradiated with the electron beam 4 and a non-irradiated region. It is composed of a combination of at least two materials having a rate. This is because the photodetector 8 facilitates detection of infrared light when the electron beam 4 is irradiated on a desired region of the aperture array 31, and is formed of, for example, a material having a high emissivity. It is desirable to combine the first member and the second member formed of a material having a low emissivity. In particular, in the aperture array 31 shown in FIG. 3B, the first member 50 in a desired region is formed of a metal material having a high emissivity (for example, molybdenum). On the other hand, the second member 51 around the first member 50 is formed of a metal material having a low emissivity (for example, tungsten, infrared emissivity of about 0.1). On the other hand, the material shown in FIG. 3B is reversed in the first member 50 and the second member 51 in the aperture array 31 shown in FIG. Furthermore, as a third configuration example, the aperture array 31 shown in FIG. 3D changes the emissivity depending on the region by changing the surface roughness (shape) of the material without using two different types of materials. It is set as the structure to be made. In this example, in order to emit infrared light in a specific direction (direction toward the photodetector 8), the surface structure of the first member (in this case, the entire upper surface of the aperture array 31) 52 has a certain directivity ( (Angle).

制御部９は、例えばコンピュータなどで構成され、描画装置１の各構成要素に回線を介して接続され、プログラムなどにしたがって各構成要素の制御を実行し得る。本実施形態の制御部９は、少なくとも、後述の電子ビーム４の照射位置または照射面積の調整シーケンスを実行する。なお、制御部９は、描画装置１の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成してもよいし、描画装置１の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成してもよい。   The control unit 9 is configured by, for example, a computer, is connected to each component of the drawing apparatus 1 via a line, and can control each component according to a program or the like. The control unit 9 of this embodiment executes at least an irradiation position or irradiation area adjustment sequence of an electron beam 4 described later. Note that the control unit 9 may be configured integrally with other parts of the drawing apparatus 1 (in a common housing), or separate from the other parts of the drawing apparatus 1 (in another housing). It may be configured.

次に、光検出器８を用いた電子ビーム４の照射位置および照射面積の調整について説明する。描画装置１のようなマルチ式描画装置では、大きな描画面積に対応して一括照射するために、電子源から大電流を照射する。このような描画処理が、ある一定の期間（任意の期間）行われることで、電子源内の電極は、電流照射の際の熱の影響を受けて蒸発して変化していく。これは、描画装置（特に電子源）の使用期間により、電子ビームの照射位置や照射面積が変化してしまう可能性があることを意味する。そこで、本実施形態の描画装置１は、装置の使用開始から任意の期間が経過した後に、以下のような電子ビーム４の照射位置および照射面積の調整を実施する。   Next, adjustment of the irradiation position and irradiation area of the electron beam 4 using the photodetector 8 will be described. In a multi-type drawing apparatus such as the drawing apparatus 1, a large current is irradiated from an electron source in order to perform batch irradiation corresponding to a large drawing area. By performing such a drawing process for a certain period (arbitrary period), the electrode in the electron source evaporates and changes due to the influence of heat upon current irradiation. This means that the irradiation position and irradiation area of the electron beam may change depending on the usage period of the drawing apparatus (particularly the electron source). Therefore, the drawing apparatus 1 of the present embodiment adjusts the irradiation position and irradiation area of the electron beam 4 as described below after an arbitrary period has elapsed since the start of use of the apparatus.

図４は、本実施形態における電子ビーム４の照射位置および照射面積の調整を行う調整シーケンスの流れを示すフローチャートである。まず、制御部９は、調整シーケンスを開始すると、電子源２により所望の電子ビーム４を照射させる（ステップＳ１００）。このとき、アパーチャアレイ３１は、電子ビーム４の照射により熱を生じ、赤外光を放射する。次に、制御部９は、光検出器８により、アパーチャアレイ３１から放射された赤外光を検出させる（ステップＳ１０１）。そして、ステップＳ１０１での検出結果（２次元温度プロファイル）は、画像処理部４４に送信される。次に、制御部９は、画像処理部４４に対して、受信した検出結果から予め設定されている温度以上のものを抽出させ、抽出された検出結果に基づいて、電子ビーム照射の中心位置（Ｘ１、Ｙ１）と照射サイズＳ１とを算出させる（ステップＳ１０２）。次に、制御部９は、ステップＳ１０２にて得られた電子ビーム照射の中心位置（Ｘ１、Ｙ１）と、予め設定されている設計上の電子ビーム照射の中心位置（Ｘ０、Ｙ０）との差分を算出する（ステップＳ１０３）。次に、制御部９は、ステップＳ１０３にて算出された差分が、許容し得る所望の値以下に収まっているかどうかを判断する（ステップＳ１０４）。このとき、制御部９は、差分が所望の値以下であると判定した場合には（ＹＥＳ）、以下のステップＳ１０５に移行する。一方、制御部９は、差分が所望の値以下に収まらない、すなわち誤差が大きいと判定した場合には（ＮＯ）、アライナー調整工程であるステップＳ１０７に移行する。このステップＳ１０７では、制御部９は、差分が小さくなるように第１電圧源４０に設定する出力電圧値を決定し、第１電圧源４０によりアライナー１４へ印加させることで偏向状態を変更し、電子ビーム４の照射位置を補正する。ステップＳ１０７の完了後、制御部９は、再度ステップＳ１０１に移行し、中心位置の差分が所望の値以下に収まっているか確認する。次に、ステップＳ１０５では、制御部９は、ステップＳ１０２にて得られた電子ビーム照射の照射サイズＳ１と、予め設定されている設計上の電子ビーム照射の照射サイズＳ０との差分を算出する。次に、制御部９は、ステップＳ１０５にて算出された差分が、許容し得る所望の値以下に収まっているかどうかを判断する（ステップＳ１０６）。このとき、制御部９は、差分が所望の値以下であると判定した場合には（ＹＥＳ）、調整シーケンスを終了する。一方、制御部９は、差分が所望の値以下に収まらない、すなわち大きいと判定した場合には（ＮＯ）、コリメーターレンズ調整工程であるステップＳ１０８に移行する。このステップＳ１０８では、制御部９は、差分が小さくなるように第２電圧源４１に設定する出力電圧値を決定し、第２電圧源４１によりコリメーターレンズ３０へ印加させることで集束状態を変更し、電子ビーム４の照射面積を補正する。ステップＳ１０８の完了後、制御部９は、再度ステップＳ１０１に移行し、照射サイズの差分が所望の値以下に収まっているか確認する。   FIG. 4 is a flowchart showing the flow of an adjustment sequence for adjusting the irradiation position and irradiation area of the electron beam 4 in the present embodiment. First, when the adjustment sequence is started, the control unit 9 irradiates a desired electron beam 4 from the electron source 2 (step S100). At this time, the aperture array 31 generates heat by emitting the electron beam 4 and emits infrared light. Next, the control unit 9 causes the photodetector 8 to detect infrared light emitted from the aperture array 31 (step S101). Then, the detection result (two-dimensional temperature profile) in step S101 is transmitted to the image processing unit 44. Next, the control unit 9 causes the image processing unit 44 to extract a detected temperature or higher than the preset temperature, and based on the extracted detection result, the center position of electron beam irradiation ( X1, Y1) and the irradiation size S1 are calculated (step S102). Next, the control unit 9 determines the difference between the electron beam irradiation center position (X1, Y1) obtained in step S102 and the preset design electron beam irradiation center position (X0, Y0). Is calculated (step S103). Next, the control unit 9 determines whether or not the difference calculated in step S103 is within an acceptable desired value (step S104). At this time, when the control unit 9 determines that the difference is equal to or less than a desired value (YES), the control unit 9 proceeds to the following step S105. On the other hand, if the controller 9 determines that the difference does not fall below the desired value, that is, the error is large (NO), the controller 9 proceeds to step S107, which is an aligner adjustment step. In step S107, the control unit 9 determines an output voltage value to be set in the first voltage source 40 so that the difference is small, and changes the deflection state by applying the output voltage value to the aligner 14 by the first voltage source 40. The irradiation position of the electron beam 4 is corrected. After completion of step S107, the control unit 9 proceeds to step S101 again and confirms whether the difference in the center position is within a desired value or less. Next, in step S105, the control unit 9 calculates a difference between the irradiation size S1 of the electron beam irradiation obtained in step S102 and the preset irradiation size S0 of the designed electron beam irradiation. Next, the control unit 9 determines whether or not the difference calculated in step S105 falls within an allowable desired value or less (step S106). At this time, when the control unit 9 determines that the difference is equal to or less than a desired value (YES), the adjustment sequence is terminated. On the other hand, when the control unit 9 determines that the difference does not fall below the desired value, that is, it is large (NO), the control unit 9 proceeds to step S108 which is a collimator lens adjustment step. In step S108, the control unit 9 determines the output voltage value to be set to the second voltage source 41 so that the difference is small, and changes the focusing state by applying the output voltage value to the collimator lens 30 by the second voltage source 41. Then, the irradiation area of the electron beam 4 is corrected. After completion of step S108, the control unit 9 proceeds to step S101 again and confirms whether the difference in irradiation size is within a desired value or less.

このように、光検出器８を設置する構成によれば、描画装置１の通常動作中（描画中）においても、電子ビーム４の照射情報を精度良く取得することができる。そして、この光検出器８を用いた調整シーケンスによれば、得られた照射情報から電子ビーム４の照射位置または照射面積を早急に調整（補正）することが可能となるため、例えば、描画装置１の生産性を向上させる点で有利となる。   As described above, according to the configuration in which the photodetector 8 is installed, the irradiation information of the electron beam 4 can be obtained with high accuracy even during the normal operation (during drawing) of the drawing apparatus 1. According to the adjustment sequence using the light detector 8, the irradiation position or irradiation area of the electron beam 4 can be quickly adjusted (corrected) from the obtained irradiation information. 1 is advantageous in terms of improving the productivity.

以上のように、本実施形態によれば、アパーチャアレイ３１を照射する電子ビーム４の調整に有利な描画装置を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a drawing apparatus that is advantageous for adjusting the electron beam 4 that irradiates the aperture array 31.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る描画装置について説明する。本実施形態の描画装置の特徴は、第１実施形態で示した光検出器８の設置位置を変更する点にある。図５は、図１に示す第１実施形態に係る描画装置１の第１チャンバー２０と第２チャンバー２１との構成部分に特化した本実施形態の描画装置６０の構成を示す概略図である。なお、この図５において、図１に示す描画装置１の構成と同一の構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。この描画装置６０は、図５に示すように、まず、アパーチャアレイ３１の上面（電子ビーム４の照射領域）を観察可能とするように、第２チャンバー２１の側面に透過窓６１を備える。さらに、描画装置６０は、透過窓６１の大気側に、第１実施形態の光検出器８に対応した光検出器６２を備える。この構成によれば、光検出器に対するカソード電極１０からの赤外光の影響をさらに抑えることができる。さらに、ここで物質の放射率は、正面０°から５０°までは、ほぼ一定であるが、５０°を超えると低下し始め、６０°から急速に低下することが知られている。そこで、図３（ｄ）に示すような部材表面に一定の角度を有する多数の突起部が形成されたアパーチャアレイ３１と併用し、指向性を調整することで光検出器６２へ向かう赤外光を多くし、光検出器６２による赤外光の検出をさらに効率良く実施することができる。 (Second Embodiment)
Next, a drawing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. The feature of the drawing apparatus of the present embodiment is that the installation position of the photodetector 8 shown in the first embodiment is changed. FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the drawing apparatus 60 of the present embodiment specialized in the components of the first chamber 20 and the second chamber 21 of the drawing apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. . In FIG. 5, the same components as those of the drawing apparatus 1 shown in FIG. As shown in FIG. 5, the drawing device 60 first includes a transmission window 61 on the side surface of the second chamber 21 so that the upper surface of the aperture array 31 (the irradiation region of the electron beam 4) can be observed. Furthermore, the drawing apparatus 60 includes a photodetector 62 corresponding to the photodetector 8 of the first embodiment on the atmosphere side of the transmission window 61. According to this configuration, the influence of infrared light from the cathode electrode 10 on the photodetector can be further suppressed. Further, it is known that the emissivity of the substance is almost constant from 0 ° to 50 ° in the front, but starts to decrease when it exceeds 50 °, and rapidly decreases from 60 °. Therefore, infrared light traveling toward the photodetector 62 by adjusting the directivity in combination with the aperture array 31 in which a large number of protrusions having a certain angle are formed on the surface of the member as shown in FIG. The infrared light can be detected by the photodetector 62 more efficiently.

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る描画装置について説明する。本実施形態の描画装置の特徴も、第１実施形態で示した光検出器８の設置位置を変更する点にある。図６は、図１に示す第１実施形態に係る描画装置１の第１チャンバー２０と第２チャンバー２１との構成部分に特化した本実施形態の描画装置７０の構成を示す概略図である。なお、この図５において、図１に示す描画装置１の構成と同一の構成のものには同一の符号を付し、説明を省略する。上記各実施形態では、光検出器８（６２）は、大気側に設置されている。これに対して、この描画装置７０では、光検出器７１は、図６に示すように、第１チャンバー２０の内部で、かつ第２チャンバー２１内のアパーチャアレイ３１に向かうように設置されている。ここで、第１チャンバー２０の内部は、上記のとおり１０−６Ｐａ以下の真空度が必要とされる。したがって、第１チャンバー２０内にそのまま光検出器７１を設置したのでは、光検出器７１に含まれる不純物が気化し、第１チャンバー２０内に放出される可能性がある。そこで、光検出器７１は、不図示の透過窓（透過部材）を有する専用の密閉容器７２に収容されつつ設置されることが望ましい。この構成によれば、光検出器７１をアパーチャアレイ３１の比較的近傍に設置することができるので、光検出器による赤外光の検出をさらに効率良く実施することができる。 (Third embodiment)
Next, a drawing apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described. The feature of the drawing apparatus of this embodiment is that the installation position of the photodetector 8 shown in the first embodiment is changed. FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of the drawing apparatus 70 of the present embodiment specialized in the components of the first chamber 20 and the second chamber 21 of the drawing apparatus 1 according to the first embodiment shown in FIG. . In FIG. 5, the same components as those of the drawing apparatus 1 shown in FIG. In each of the above embodiments, the photodetector 8 (62) is installed on the atmosphere side. On the other hand, in this drawing apparatus 70, the photodetector 71 is installed inside the first chamber 20 and toward the aperture array 31 in the second chamber 21, as shown in FIG. . Here, the inside of the first chamber 20 requires a vacuum degree of 10 −6 Pa or less as described above. Therefore, if the photodetector 71 is installed as it is in the first chamber 20, impurities contained in the photodetector 71 may be vaporized and released into the first chamber 20. Therefore, it is desirable that the photodetector 71 be installed while being accommodated in a dedicated sealed container 72 having a transmission window (transmission member) (not shown). According to this configuration, the photodetector 71 can be installed in the relatively vicinity of the aperture array 31, so that the infrared light can be detected more efficiently by the photodetector.

なお、上記各実施形態では、光検出器は、アパーチャアレイ３１で発生する熱に起因した赤外光を受光するものとして説明したが、本発明は、これに限定するものではない。例えば、図３（ｂ）、（ｃ）でいう第１部材５１を蛍光体としたアパーチャアレイ３１を採用し、電子ビーム４の照射により蛍光の波長光を放射させるものとする。そして、光検出器をこの蛍光を検出するものとすれば、カソード電極１０からの赤外光の影響を考慮せずともよい。また、図４に示す調整シーケンスでは、電子ビーム４の照射位置および照射面積の２つを連続して調整するものとして説明したが、この調整シーケンスは、どちらか一方のみの調整を行うものも含み得る。さらに、上記各実施形態では、アライナー１４とコリメーターレンズ３０との制御を、一例として電圧を変動させて電場を変更するものとして説明したが、例えば、電流を変動させて磁場を変更するものであってもよい。   In each of the above embodiments, the photodetector has been described as receiving infrared light caused by the heat generated in the aperture array 31, but the present invention is not limited to this. For example, it is assumed that the aperture array 31 in which the first member 51 shown in FIGS. 3B and 3C is a phosphor is employed, and the fluorescence wavelength light is emitted by irradiation of the electron beam 4. If the photodetector detects this fluorescence, it is not necessary to consider the influence of infrared light from the cathode electrode 10. Further, in the adjustment sequence shown in FIG. 4, it has been described that the irradiation position and irradiation area of the electron beam 4 are continuously adjusted. However, this adjustment sequence includes the adjustment of only one of them. obtain. Further, in each of the above embodiments, the control of the aligner 14 and the collimator lens 30 has been described as an example in which the electric field is changed by changing the voltage, but for example, the magnetic field is changed by changing the current. There may be.

（物品の製造方法）
本発明の実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイスなどのマイクロデバイスや微細構造を有する素子などの物品を製造するのに好適である。該製造方法は、感光剤が塗布された基板の該感光剤に上記の描画装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）と、該工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含み得る。さらに、該製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど）を含み得る。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。 (Product manufacturing method)
The method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention is suitable for manufacturing an article such as a micro device such as a semiconductor device or an element having a fine structure. The manufacturing method includes a step of forming a latent image pattern on the photosensitive agent on the substrate coated with the photosensitive agent using the above drawing apparatus (a step of drawing on the substrate), and the latent image pattern is formed in the step. Developing the substrate. Further, the manufacturing method may include other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like). The method for manufacturing an article according to the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

１ 描画装置
２ 電子源
４ 電子ビーム
６ 被処理基板
８ 光検出器
３０ コリメーターレンズ
３１ アパーチャアレイ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drawing apparatus 2 Electron source 4 Electron beam 6 Substrate 8 Optical detector 30 Collimator lens 31 Aperture array

Claims (10)

複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
荷電粒子線源と、
前記荷電粒子線源から放射された前記荷電粒子線を集束するレンズと、
前記レンズにより集束された荷電粒子線を通過させる複数の開口を有する開口部材と、
前記荷電粒子線の照射により前記開口部材から生じた放射を検出する検出部と、
を有することを特徴とする描画装置。 A drawing apparatus for drawing on a substrate with a plurality of charged particle beams,
A charged particle beam source;
A lens that focuses the charged particle beam emitted from the charged particle beam source;
An aperture member having a plurality of apertures through which the charged particle beam focused by the lens passes;
A detector that detects radiation generated from the aperture member by irradiation of the charged particle beam;
A drawing apparatus comprising: 前記検出部の出力に基づいて、前記レンズによる荷電粒子線の集束状態が変化するように前記レンズを制御する制御部を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。   The drawing apparatus according to claim 1, further comprising: a control unit that controls the lens so that a focused state of the charged particle beam by the lens changes based on an output of the detection unit. 前記荷電粒子線源と前記レンズとの間に配置され、前記荷電粒子線源から放射された荷電粒子線を偏向する偏向器と、
前記検出部の出力に基づいて、前記偏向器による偏向状態が変化するように前記偏向器を制御する制御部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の描画装置。 A deflector that is disposed between the charged particle beam source and the lens and deflects the charged particle beam emitted from the charged particle beam source;
A control unit for controlling the deflector so that a deflection state by the deflector changes based on an output of the detection unit;
The drawing apparatus according to claim 1, further comprising: 前記放射は、赤外光である、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の描画装置。   The drawing apparatus according to claim 1, wherein the radiation is infrared light. 前記開口部材は、赤外光の放射率が互いに異なる複数の領域を含む、ことを特徴とする請求項４に記載の描画装置。   The drawing apparatus according to claim 4, wherein the opening member includes a plurality of regions having different emissivities of infrared light. 前記開口部材は、前記放射が指向性を有するような表面構造を有し、
前記検出部は、前記指向性に合わせて配置されている、ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の描画装置。 The aperture member has a surface structure in which the radiation has directivity,
The drawing device according to claim 1, wherein the detection unit is arranged according to the directivity. 前記開口部材は、蛍光体を含み、
前記放射は、前記蛍光体から生じた蛍光である、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の描画装置。 The opening member includes a phosphor,
The drawing apparatus according to claim 1, wherein the radiation is fluorescence generated from the phosphor. 前記開口部材は、前記放射を透過する透過部材を備えた真空容器の内部に配置され、
前記検出部は、前記真空容器の外部に配置され、前記透過部材を介して前記放射を検出する、ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の描画装置。 The opening member is disposed inside a vacuum vessel provided with a transmission member that transmits the radiation,
The drawing device according to claim 1, wherein the detection unit is disposed outside the vacuum container and detects the radiation through the transmission member. 前記開口部は、真空容器の内部に配置され、
前記検出部は、前記放射を透過する透過部材を備えた密閉容器の内部に収容されて前記真空容器の内部に配置され、前記透過部材を介して前記放射を検出する、ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の描画装置。 The opening is disposed inside the vacuum vessel,
The said detection part is accommodated in the inside of the airtight container provided with the permeation | transmission member which permeate | transmits the said radiation, and is arrange | positioned inside the said vacuum vessel, The said radiation is detected through the said permeation | transmission member, It is characterized by the above-mentioned. Item 8. The drawing apparatus according to any one of Items 1 to 7. 請求項１ないし９のいずれか１項に記載の描画装置を用いて基板に描画を行う工程と、
前記工程で描画を行われた基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。 Drawing on a substrate using the drawing apparatus according to any one of claims 1 to 9,
Developing the substrate on which the drawing has been performed in the step;
A method for producing an article comprising:
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