1.本实施方式涉及描绘装置以及偏转器。


背景技术：

2.描绘装置对掩模坯照射从电子枪放出的带电粒子射束，在掩模坯上描绘所希望的图案。描绘装置有时使带电粒子射束通过成形孔径阵列而成形为多射束。
3.多射束的照射量被单独地或者整体地控制。为了单独地对多射束进行消隐控制，设置有消隐器以及消隐孔径阵列。消隐孔径阵列遮蔽由消隐器偏转的射束，使未被偏转的射束通过。另外，与多射束的单独控制不同地，为了对多射束整体进行消隐控制而设置有消隐偏振转器以及消隐孔径。消隐孔径在多射束被消隐偏转器偏转时遮蔽多射束整体，或者在多射束未被偏转时使多射束整体通过。
4.通常，消隐偏转器使多射束整体通过多个电极间并使该射束偏转。但是，为了对如多射束那样的直径大的射束进行消隐控制，需要增大消隐偏转器的电极。但是，难以在表面积大的电极的母材上均匀地将金属膜成膜得较薄，金属膜的膜厚有时会有偏差。如果电极的金属膜的膜厚有偏差，则高频动作时和低频动作时的磁场的大小根据涡电流的影响而变化。由此，高频动作时和低频动作时的射束的偏转角度变得不稳定，成为射束漂移的原因。其结果，使多射束的偏转精度恶化。
5.另一方面，为了抑制涡电流，考虑将电极的金属膜的膜厚薄膜化。但是，在该情况下，若由于膜厚的偏差而母材露出，则会产生母材因射束而充电而使描绘精度恶化的问题。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本特开2010-225728号公报
9.专利文献2：日本特开2018-098268号公报


技术实现要素：

10.发明所要解决的技术问题
11.本发明提供能够抑制偏转器的电极的充电并提高带电粒子射束的偏转精度的描绘装置以及偏转器。
12.用于解决技术问题的手段
13.本实施方式的消隐偏转器具备：第一电极，具有第一绝缘体、覆盖第一绝缘体的整个表面且电阻比第一绝缘体低的第一材料膜、以及覆盖第一材料膜的表面的一部分或者全部且电阻比第一材料膜低的第一低电阻膜；以及第二电极，具有第二绝缘体、覆盖第二绝缘体的整个表面且电阻比第二绝缘体低的第二材料膜、以及覆盖第二材料膜的表面的一部分或者全部且电阻比第二材料膜低的第二低电阻膜，所述消隐偏转器使带电粒子射束在第一电极与第二电极之间通过而控制是否向试样照射带电粒子射束。
14.本实施方式的带电粒子射束装置具备：射束照射部，生成向试样照射的带电粒子
射束；偏转器，具有第一电极及第二电极，控制是否使向试样照射的带电粒子射束通过第一电极与第二电极之间而向试样照射带电粒子射束，第一电极具有第一绝缘体、覆盖第一绝缘体的整个表面且电阻比第一绝缘体低的第一材料膜、和覆盖第一材料膜的表面的一部分或全部且电阻比第一材料膜低的第一低电阻膜，第二电极具有第二绝缘体、覆盖第二绝缘体的整个表面且电阻比第二绝缘体低的第二材料膜、以及覆盖第二材料膜的表面的一部分或全部且电阻比第二材料膜低的第二低电阻膜。
附图说明
15.图1是表示第一实施方式的描绘装置的结构例的图。
16.图2是表示消隐偏转器的结构例的剖视图。
17.图3是表示第一电极以及第二电极的更详细的结构的剖视图。
18.图4是表示涡电流的流动的概念图。
具体实施方式
19.以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。本实施方式并不限定本发明。附图是示意性或概念性的，各部分的比率等未必与现实的相同。在说明书和附图中，对于已出现的附图，对与上述相同的要素标注相同的附图标记并适当省略详细的说明。
20.(第一实施方式)
21.图1是表示第一实施方式的描绘装置的结构例的图。描绘装置100例如是多射束方式的带电粒子射束曝光装置，用于对在半导体装置的制造中使用的光刻的光掩模、模板进行描绘。本实施方式除了描绘装置以外，也可以是曝光装置、电子显微镜等向试样w照射电子射束、离子射束的装置。因此，作为处理对象的试样w除了掩模坯之外，也可以是半导体基板等。
22.描绘装置100具备描绘部150和控制部160。描绘部150具备电子镜筒102和描绘室103。控制部160具备照射控制部4、工作台控制部5以及工作台位置测定器7。
23.在电子镜筒102内配置有电子枪201、照明透镜202、成形孔径阵列基板203、消隐孔径阵列机构204、缩小透镜205、限制孔径基板206、物镜207、主偏转器208、副偏转器209以及消隐偏转器212。在描绘室103内配置有能够在相互正交的x方向以及y方向上移动的工作台105。工作台105能够搭载在描绘时成为处理对象的掩模坯等试样w。试样w例如是在玻璃基板上层叠有铬膜等遮光膜和抗蚀剂膜的掩模坯。另外，在工作台31上，为了测定工作台31的位置而配置反射镜210。另外，电子镜筒102及描绘室103的内部被抽真空，成为减压状态。
24.作为射束照射部的电子枪201生成带电粒子射束b。带电粒子射束(以下，也简称为射束)b例如是电子射束、离子射束。由电子枪201生成的射束b照射到试样w。
25.消隐孔径阵列机构204是对于通过了成形孔径阵列基板203的各个对应的射束单独地进行射束的开启(on)/关闭(off)控制的多个单独消隐器，按每个射束进行消隐偏转。
26.在消隐孔径阵列机构204的下方设置有将多射束整体一并进行消隐控制的消隐偏转器212。在消隐偏转器的下方设置有在中心部形成有孔的限制孔径基板206。被消隐孔径机构204或消隐偏转器212偏转为射束关闭的状态的电子射束，位置偏离限制孔径基板的中心的孔，被限制孔径基板遮蔽。未被消隐孔径机构204或消隐偏转器212偏转的电子射束通
过限制孔径基板后，被偏转器208、209偏转而照射到基板w上的所希望的位置。
27.工作台控制部5进行控制，以使工作台105在x方向或y方向上移动。
28.工作台位置测定器7例如由激光测长仪构成，向固定于工作台105的反射镜210照射激光，利用该反射光测定工作台105的x方向的位置。与工作台位置测定器7以及反射镜210同样的结构不仅设置于x方向，还设置于y方向，还测定工作台105的y方向的位置。
29.在图1中，记载了说明第一实施方式所需的结构。描绘装置100也可以具备其他必要的结构。
30.描绘装置100以在xy工作台105移动的同时连续地依次照射发射射束的光栅扫描方式进行描绘动作，在描绘所希望的图案时，根据图案通过消隐控制将所需的射束控制为射束on。
31.图2是表示消隐偏转器212的结构例的剖视图。作为第一偏振转器的消隐偏转器212具备第一电极231和第二电极232。消隐偏转器212使射束b通过第一电极231与该第二电极232之间而使射束b偏转。由此，消隐偏转器212能够进行控制以对试样w照射或不照射射束b。
32.第一电极231是具有板状或棒状的形状的电极，被施加正电压或负电压。第二电极232是具有将第一电极231的周围包围的筒状的形状的电极，被施加相对于第一电极231而言不同的电压(例如，接地电压)。第二电极232是包围第一电极231的筒状，因此在图2中，在铅垂方向截面中出现在第一电极231的两侧。射束b通过第二电极232的内侧。此时，射束b在第二电极232的内侧面与第一电极231的外侧面之间通过，受到与对第一及第二电极231、232施加的电压差相应的电场及磁场。因此，在第一电极231与第二电极232之间几乎没有电压差的情况下，射束b不偏转，而是在限制孔径基板206的开口通过并照射到试样w。另一方面，在第一电极231与第二电极232之间存在电压差的情况下，射束b偏转，被限制孔径基板206遮蔽。这样，消隐偏转器212对波射束b进行消隐控制。另外，第一及第二电极231、232的更详细的结构，参照图3在后面进行说明。
33.第一电极231和第二电极232各自的一端(例如，下端部)经由连接器235而与位于电子镜筒102的外部的电阻元件233电连接。第一电极231以及第二电极232各自的另一端(例如上端部)与同轴电缆234的芯线(信号线)234a以及屏蔽件(地线)234b电连接。信号线234a及地线234b经由连接器23而5与消隐放大器41电连接。由此，消隐放大器41通过使电流从第一电极231经由电阻元件233流向第二电极232，从而能够对在第一电极231与第二电极232之间通过的射束b施加电场及磁场。另外，对信号线234a施加的电压(即，对第一电极231施加的电压)可以是正电压或负电压中的任一个。
34.图3的(a)以及图3的(b)是表示第一及第二电极231、232的更详细的结构的剖视图。图3的(b)表示沿着图3的(a)的b-b线的截面。即，图3的(a)表示沿着射束b的行进方向的截面，图3的(b)表示与射束b的行进方向大致垂直的方向的截面。
35.第一电极231具备母材231_1、第一材料膜231_2以及第一低电阻膜231_3。作为第一绝缘体的母材231_1由非导电性的绝缘材料构成，例如由氧化铝(氧化铝)构成。母材231_1具有棒状或板状的形状。
36.第一材料膜231_2实质上覆盖母材231_1，由电阻比母材231_1低的材料构成。另外，第一材料膜231_2优选为能够在母材231_1的表面容易成膜的材料。这样的第一材料膜
231_2例如可以使用真空蒸镀或溅射等在母材231_1的表面上成膜。第一材料膜231_2不是绝缘材料，而是具有一定程度的导电性，但由比较高电阻性的材料构成。例如，认为如果第一材料膜231_2是在电子线光刻中使用的防静电干扰剂(导电性聚合物)的电阻值(例如，106欧姆)以下的材料，则能够抑制充电。更具体而言，第一材料膜231_2例如由碳(c)、钛(ti)或氮化钛(tin)等任一种材料构成。考虑到对带电粒子射线的影响，第一材料膜231_2优选为非磁性材料。
37.第一材料膜231_2以母材231_1不露出的方式实质上覆盖母材231_1的整个表面。虽然也依赖于母材231_1的表面的粗糙度，但为了覆盖母材231_1的整个表面，第一材料膜231_2的膜厚例如优选为0.3μm以上。由此，能够抑制母材231_1露出由此利用射束b进行充电。
38.第一低电阻膜231_3隔着第一材料膜231_2而覆盖母材231_1的表面，由电阻比第一材料膜231_2低的材料构成。另外，为了抑制由第一低电阻膜231_3的氧化及变质引起的射束漂移，第一低电阻膜231_3例如优选由金、铂等低电阻的贵金属材料构成。这样的第一低电阻膜231_3例如使用真空蒸镀或溅射等在第一材料膜231_2的表面上成膜。
39.第一低电阻膜231_3实质上设置于在母材231_1的整个表面设置的第一材料膜231_2上。但是，由于第一材料膜231_2实质上覆盖母材231_1的整个表面，因此第一低电阻膜231_3也可以不考虑充电，而覆盖第一材料膜231_2的表面的一部分或全部。例如，第一低电阻膜231_3也可以仅设置于与第二电极232对置的母材231_1的面。在第一电极为板状的情况下，能够设置于两侧面。另外，在该情况下，消隐放大器41为了向第一低电阻膜231_3进行电力供给，在母材231_1的两侧面设置的第一低电阻膜231_3双方均与信号线234a电连接。
40.第二电极232具备母材232_1、第二材料膜232_2和第二低电阻膜232_3。作为第二绝缘体的母材232_1与母材231_1同样地由非导电性的绝缘材料构成，例如由氧化铝(氧化铝)构成。母材232_1如图3的(b)所示，具有筒状(圆筒状、大致矩形筒状)的形状。
41.第二材料膜232_2实质上覆盖母材232_1的整个表面，由电阻比母材232_1低的材料构成。另外，第二材料膜232_2优选为能够在母材232_1的表面容易地成膜的材料。这样的第二材料膜232_2例如可以使用真空蒸镀或溅射等在母材232_1的表面上成膜。第二材料膜232_2不是绝缘材料，而是具有一定程度的导电性，但由比较高电阻性的材料构成。例如，认为如果第一材料膜231_2是在电子线光刻中使用的防静电干扰剂(导电性聚合物)的电阻值(例如，106欧姆)以下的材料，则能够抑制充电。更具体而言，第二材料膜232_2与第一材料膜231_2同样地、由碳(c)、钛(ti)或氮化钛(tin)等任一种材料构成。考虑对带电粒子射线的影响，优选非磁性材料。
42.第二材料膜232_2以母材232_1不露出的方式覆盖母材232_1的表面。虽然也依赖于母材232_1的表面的粗糙度，但为了实质上覆盖母材232_1的整个表面，第二材料膜232_2的膜厚例如优选为0.3μm以上。由此，能够抑制母材232_1露出由此利用射束b进行充电。
43.第二低电阻膜232_3经由第二材料膜232_2覆盖母材232_1的表面，由电阻比第二材料膜232_2低的材料构成。另外，为了抑制第二低电阻膜232_3的氧化及变质，第二低电阻膜232_3例如与第一低电阻膜231_3同样地、优选由金、铂等低电阻贵金属材料构成。这样的第二低电阻膜232_3例如使用真空蒸镀或溅射等在第二材料膜232_2的表面上成膜。
44.第二低电阻膜232_3设置于在母材232_1的表面存在的第二材料膜232_2上。但是，由于第二材料膜232_2抑制母材232_1的充电，所以第二低电阻膜232_3只要覆盖第二材料膜232_2的表面的一部分或全部即可。例如，第二低电阻膜232_3也可以如图3的(b)所示那样、仅设置于与第一电极231对置的母材232_1的内侧面fin。在该情况下，第二低电阻膜232_3未设置于与内侧面fin相反侧的母材231_1的外侧面fout。另外，在母材232_1的内侧面fin设置的第二低电阻膜232_3与地线234b电连接。由此，消隐放大器41能够使第二低电阻膜232_3成为接地电压。
45.另外，在仅在母材232_1的内侧面fin形成第二低电阻膜232_3的情况下，使用光刻法等对母材231_1的外侧面fout进行掩模后，使用真空蒸镀或溅射等在内侧面fin的第二材料膜232_2的表面上选择性地形成第二低电阻膜232_3即可。
46.在难以对母材232_1的内侧面进行真空蒸镀或溅射的情况下，第二材料膜232_2也可以分割地进行真空蒸镀或溅射。在将母材231_1的外侧面fout侧掩蔽后，能够使用真空蒸镀或溅射等在内侧面fin的第二材料膜232_2的表面上选择性地形成第二低电阻膜232_3。
47.(基于高频信号的趋肤效应的考察)
48.然而，为了高速地对射束b进行消隐控制，在以高频信号(例如1ghz以上的高频脉冲信号)使消隐偏转器212进行动作的情况下，电流由于趋肤效应而在第一电极231及第二电极232的对置面的表面附近流动。在本实施方式中，在第一电极231以及第二电极232的对置面上如图3的(a)以及图3的(b)所示那样，设置有第一低电阻膜231_3及第二低电阻膜232_3。在本实施方式中，设定第一低电阻膜231_3及第二低电阻膜232_3的膜厚，以使得由趋肤效应产生的电流流过第一低电阻膜231_3及第二低电阻膜232_3的整体。
49.在此，通常，根据趋肤效应而流过电流的导体的深度d如式1那样表示。
50.[数学式1]
[0051][0052]
另外，ρ是第一及第二低电阻膜231_3、232_3的电阻率。ω是在第一及第二电极231、232中流动的电流的角频率。μ是第一及第二低电阻膜231_3、232_3的绝对导磁率。
[0053]
在第一低电阻膜231_3及第二低电阻膜232_3各自的膜厚比d厚的情况下，相对于高频电流，在第一低电阻膜231_3及第二低电阻膜232_3中产生涡电流。若产生涡电流，则如上所述，由于磁场的变化，会产生射束b的漂移，偏转精度有可能恶化。因此，第一低电阻膜231_3及第二低电阻膜232_3的膜厚优选为d以下。例如，在第一及第二低电阻膜为金(au)、电流的频率为1ghz的情况下，d约为2.3μm。在该情况下，电流流过从第一及第二电极231、232的表面到约2.3μm的深度为止的表层部分。因此，第一低电阻膜231_3及第二低电阻膜232_3的膜厚优选为2.3μm以下。更优选地，例如，第一低电阻膜231_3及第二低电阻膜232_3的膜厚为0.2μm以下(例如，0.1μm至0.2μm)。在该情况下，基于高频信号的电流可靠地流过低电阻的第一及第二低电阻膜231_3、232_3的整体，另一方面，几乎不流过电阻比较高的第一材料膜231_2以及第二材料膜232_2以及绝缘体的母材231_1、232_1。因此，通过将第一低电阻膜231_3及第二低电阻膜232_3的膜厚设为0.2μm以下，由此能够抑制电流可靠流过第一低电阻膜231＿3以及第二低电阻膜232＿3的整体流动的同时流过第一材料膜231＿2以
及第二材料膜232＿2。其结果，消隐偏转器212在基于高频信号的消隐控制中，能够抑制涡电流而使磁场稳定化，提高射束b的偏转精度。
[0054]
(基于低频信号欧姆定律的考察)
[0055]
在以高频信号进行消隐控制的情况下，由于趋肤效应，电流几乎全部流过第一及第二低电阻膜231_3、232_3。另一方面，在以低频信号(例如，约1mhz的低频脉冲信号)进行消隐控制的情况下，根据欧姆定律，电流要流过第一及第二低电阻膜231_3、232_3以及第一及第二材料膜231_2、232_2双方。
[0056]
若为低频信号，欲使电流密度恒定，产生涡电流。图4是表示涡电流的流动的概念图。i1例如表示向图4的纸面下方流动的电流。i2例如表示向图4的纸面上方流动的电流。若消隐放大器41欲使电流i1流动，则作为涡电流而电流i2欲向与电流i1相反的方向流动。
[0057]
在图4的例子中，在第一电极231中，电流i1流过在第一电极231的一个面(靠近第二电极232的面)f231_1设置的第一材料膜231_2及第一低电阻膜231_3。作为涡电流，电流i2流过在第一电极231的另一个面(远离第二电极232的面)f231_2设置的第一材料膜231_2及第一低电阻膜231_3。由此，在第一电极231中，欲将电流密度维持为恒定。在第二电极232中，电流i1流过在第二电极232的内侧面fin设置的第二材料膜232_2及第二低电阻膜232_3。作为涡电流，电流i2流过在第二电极232的外侧面fout设置的第二材料膜232_2。由此，在第二电极232中，欲将电流密度维持为恒定。
[0058]
通常，这样的涡电流在基于高频信号的消隐控制和基于低频信号的消隐控制中使磁场不稳定，使偏转精度恶化。
[0059]
与此相对，在本实施方式中，母材231_1、232_1是绝缘体，第一及第二材料膜231_2、232_2分别由电阻比第一及第二低电阻膜231_3、232_3高的材料构成。
[0060]
在此，如上所述，第一及第二材料膜231_2、232_2具有能够抑制母材231_1、232_1的充电的程度的电阻值(例如，106欧姆以下)。另一方面，第一及第二材料膜231_2、232_2由与第一及第二低电阻膜231_3、232_3相比较为高电阻的材料形成。例如，在第一及第二低电阻膜231_3、232_3的材料为金、铂(约2μ欧姆)的情况下，使第一及第二材料膜231_2、232_2的材料例如为碳、钛或氮化钛(约20μ欧姆)。由此，即使是基于低频信号的消隐控制，电流i1的大部分也流过第一及第二低电阻膜231_3、232_3，能够抑制流过第一及第二材料膜231_2、232_2的电流量。
[0061]
经验上，如果使流过第一及第二材料膜231_2、232_2的电流为电流i1整体的1％以下，则在低频信号中的消隐控制中，涡电流也被抑制，能够维持消隐控制的偏转精度。
[0062]
因此，第一及第二材料膜231_2、232_2以及第一及第二低电阻膜231_3、232_3各自的材料以及膜厚被设定为满足式2。
[0063]
[数学式2]
[0064][0065]
另外，i是流过消隐偏转器212的电流。r
l
是第一及第二低电阻膜231_3、232_3的电阻值。ih是流过第一及第二低电阻膜231_3、232_3的电流。rh是第一及第二材料膜231_2、232_2的电阻值。
[0066]
例如，在将第一及第二低电阻膜231_3、232_3设为膜厚约0.1μm的金的情况下，第
一及第二材料膜231_2、232_2只要设为膜厚约0.3μm的钛即可。由此，能够使流过第一及第二材料膜231_2、232_2的电流成为电流i1整体的1％以下。另外，第一及第二材料膜231_2、232_2以及第一及第二低电阻膜231_3、232_3各自的材料以及膜厚并不限定于此，只要是满足式2的材料以及膜厚即可。另外，第一及第二低电阻膜231_3、232_3为亚微米级的厚度例如为0.1～0.2μm左右即可，作为第一及第二材料膜231_2、232_2以及第一及第二低电阻膜231_3、232_3的各自的膜厚，需要0.4μ左右。
[0067]
如上所述，根据本实施方式，第一及第二电极231、232使用绝缘体作为母材231_1、232_1。由此，消隐控制中的电流不流过第一及第二电极231、232的中心部，涡电流被抑制。
[0068]
另外，第一及第二材料膜231_2、232_2实质上覆盖母材231_1、232_1的整个表面。第一及第二材料膜231_2、232_2具有母材231_1、232_1不露出的程度且满足式2的膜厚。第一及第二材料膜231_2、232_2是由为比较高的电阻但稍微具有导电性的材料构成。由此，能够抑制母材231_1、232_1的充电。而且，第一及第二低电阻膜231_3、232_3在第一及第二电极231、232的对置面上设置于第一及第二材料膜231_2、232_2上。第一及第二低电阻膜231_3、232_3具有式1的d以下的膜厚，且具有满足式2的膜厚。第一及第二低电阻膜231_3、232_3由非常低电阻的贵金属材料构成。
[0069]
由此，本实施方式的消隐偏转器212在基于高频信号的消隐控制中，通过趋肤效应使电流几乎全部流过第一及第二低电阻膜231_3、232_3。另一方面，即使在基于低频信号的消隐控制中，消隐偏转器212也根据欧姆定律使电流的大部分流过第一及第二低电阻膜231_3、232_3。其结果，在高频信号以及低频信号双方的消隐控制中，涡电流以及磁场的变化被抑制得较小，能够提高偏转精度。
[0070]
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨中，同样包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。
[0071]
附图标记说明
[0072]
100描绘装置、150描绘部、160控制部、102电子镜筒、103描绘室、4照射控制部、5工作台控制部、7工作台位置测定器、212消隐偏转器、231第一电极、232第二电极、231_1、232_1母材、231_2、232_2材料膜、231_3、232_3低电阻膜